أثناء زيارتي لخط تجميع NBRAM في الربيع الماضي، ما أثار إعجابي حقًا هو عملية ربط الانتشار الخاصة بهم لمكونات تجميع الميكا والمعادن. فهي لا تقوم فقط بلصق الطبقات أو ربطها ميكانيكيًا - بل تستخدم درجة حرارة وضغط يتم التحكم فيهما بدقة لإنشاء رابطة على المستوى الجزيئي بين الميكا والأسطح المعدنية. لقد شاهدتهم وهم ينتجون مجموعات لتطبيقات السكك الحديدية التي تخضع لدورة حرارية من -40 درجة مئوية إلى 150 درجة مئوية يوميًا، وبعد اختبارات التقادم المتسارعة التي تعادل 20 عامًا من الخدمة، زادت قوة الرابطة فعليًا بسبب المزيد من الانتشار. تتميز عملية اختيار المعادن الخاصة بهم بالدقة نفسها - فهي تطابق معاملات التمدد الحراري في حدود 5% لمنع تشققات الإجهاد التي تصيب معظم التجميعات المركبة. ولهذا السبب تحافظ هذه التجميعات على الأداء عندما تفشل الحلول الأبسط في غضون أشهر.
كما تعلمون، بعد خمسة وعشرين عامًا من حل مشاكل العزل الكهربائي في كل صناعة بدءًا من التعدين وحتى الأجهزة الطبية، تعلمت أن معظم التجميعات عبارة عن تنازلات. إما أنها معزولة بشكل جيد ولكن لا يمكنها التعامل مع الضغط الميكانيكي، أو أنها قوية ولكنها تسبب مشاكل كهربائية. تختلف مجموعة الميكا والمعادن من NBRAM - فهي واحدة من تلك المجموعات النادرة حيث يصبح الكل في الواقع أكبر من مجموع أجزائه. توفر الميكا عزلًا كهربائيًا مثاليًا بينما يضيف المعدن السلامة الهيكلية وتبديد الحرارة، مما يخلق تآزرًا يتفوق على أي شيء آخر في السوق. إنه نوع المكونات الذي يجعل المهندسين يتنفسون بسهولة عندما يعلمون أن تصميماتهم ستصمد أمام التحديات الكهربائية والميكانيكية.
كان لدينا هذا المشروع المليء بالتحديات مع أحد مطوري مزرعة الرياح البحرية في العام الماضي - وكانت خزانات محولات الطاقة الخاصة بهم تتعطل بسبب التآكل الناتج عن رش الملح والاهتزاز المستمر. أنظمة العزل الحالية إما تتآكل أو تتشقق تحت وطأة الضغوط البيئية مجتمعة. كان تركيب مجموعة الميكا والمعدن الخاصة بـ NBRAM كدعامات لقضيب التوصيل والعوازل الهيكلية بمثابة فرق بين الليل والنهار. أبلغ المهندسون البحريون عن عدم وجود أي أعطال بعد عامين من التشغيل فيما أسموه "البيئة الأكثر تآكلًا التي واجهناها على الإطلاق". أصبحت هذه التجميعات ضرورية للتطبيقات عالية الاهتزاز مثل أنظمة النقل والآلات الثقيلة ومعدات توليد الطاقة وأي موقف تحتاج فيه إلى العزل الكهربائي والقوة الميكانيكية في مكون واحد موثوق به.
إليك ما يجعل هذه التجميعات تتحمل الظروف القاسية: تحافظ قوة العزل الكهربائي على 15-22 كيلو فولت/ملم حتى بعد اختبار الصدمات الميكانيكية، مع مقاومة عزل أعلى باستمرار من 10^13 أوم. تتراوح درجة حرارة التشغيل من -55 درجة مئوية إلى 850 درجة مئوية متواصلة، مع إمكانية التدوير الحراري التي تسمح بآلاف الدورات بين الحدود القصوى دون تدهور الأداء. تحقق مجموعة الميكا والمعدن توصيلًا حراريًا يتراوح بين 25-40 وات/م·ك من خلال المكونات المعدنية مع الحفاظ على العزل الكهربائي الكامل من خلال طبقات الميكا. متوفر بخيارات معدنية متنوعة بما في ذلك الألومنيوم والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ، مع مجموعات سُمك مصممة خصيصًا لمتطلبات كهربائية وميكانيكية محددة. تتوافق مقاومة الاهتزاز مع معايير MIL-STD-810، مما يجعل هذه التجميعات مناسبة للبيئات الأكثر تطلبًا.
