Kako sastav materijala za električne kontaktne legure utječe na njihovu vodljivost i otpornost na habanje?

Leguri električni kontaktni materijali su neophodna ključna komponenta u modernoj električnoj opremi i široko se koriste u uređajima kao što su prekidači, releji i prekidači. Učinkovitost ovih materijala izravno utječe na radnu učinkovitost i radni vijek električne opreme. Među njima su vodljivost i otpornost na habanje dva jezgrena pokazatelja za mjerenje performansi materijala za kontakt s legurom. Ove dvije karakteristike uglavnom su određene sastavama materijala. Sljedeće će detaljno raspravljati o učincima različitih metalnih elemenata i njihovim proporcijama na vodljivost i otpornost na habanje.

Srebro (AG): Poboljšajte vodljivost i otpornost na koroziju
Srebro je jedan od najčešće korištenih baznih metala u leguranim električnim kontaktnim materijalima zbog izuzetno visoke električne i toplinske vodljivosti. Srebro također ima dobru otpornost na koroziju i može održavati stabilne performanse u vlažnom ili zagađenom okruženju.

Učinak na vodljivost: Silver ima izuzetno visoku električnu vodljivost (oko 63% IAC), tako da legure na bazi srebra obično pokazuju izvrsnu električnu vodljivost.

Učinak na otpornost na habanje: čisto srebro ima nisku mehaničku čvrstoću i lako se nosi zbog trenja. Kako bi se poboljšala njegova otpornost na habanje, obično se dodaju drugi tvrdi metali (poput volframa, nikla, bakra itd.) Da bi se formirao kompozitni materijal.
Bakar (Cu): Poboljšana vodljivost i smanjeni troškovi
Bakar je relativno jeftini metal s izvrsnom električnom vodljivošću i često se koristi kao zamjena ili dodatak srebru.
Utjecaj na vodljivost: Električna vodljivost bakra druga je samo srebro (oko 59% IAC -a), što može značajno smanjiti troškove materijala uz održavanje visoke električne vodljivosti.
Utjecaj na otpornost na habanje: tvrdoća bakra i otpornost na habanje bolja su od srebra, ali još uvijek nedovoljna da bi se zadovoljile potrebe primjena visokog opterećenja. Stoga se bakar često koristi u kombinaciji s tvrdim metalima kako bi se dodatno poboljšalo njezinu otpornost na habanje.
Volfram (W): Poboljšana otpornost na habanje i visoka otpornost na temperaturu
Volfram je metal s visokim koljenima, metal visoke čvrstoće koji se često koristi za poboljšanje otpornosti na habanje i visoku temperaturnu otpornost legura.
Utjecaj na vodljivost: Volfram ima lošu električnu vodljivost, pa će dodavanje volframa u leguru malo smanjiti ukupnu vodljivost. Međutim, optimiziranjem omjera, odnos između vodljivosti i otpornosti na habanje može se uravnotežiti.
Utjecaj na otpornost na habanje: VOLUNSSTEN visoka tvrdoća i otpornost na ablaciju čine ga idealnim materijalom za armaturu. Na primjer, u legurama sa srebrom-gangstenom (AG-W), čestice volframa mogu učinkovito oduprijeti luku eroziju i mehaničko trošenje.
Nikal (NI): Poboljšajte čvrstoću i oksidacijsku otpornost nikl je tvrdi metal s dobrom otpornošću na oksidaciju i otpornosti na koroziju, a često se koristi za poboljšanje mehaničke čvrstoće i otpornosti na habanje legura.
Učinak na vodljivost: nikl ima malu vodljivost, pa će dodavanje nikla leguri smanjiti ukupnu vodljivost. Ali u razumnom rasponu, ovaj se učinak može kontrolirati optimiziranjem formule.
Učinak na otpornost na habanje: dodavanje nikla značajno poboljšava tvrdoću i otpornost na habanje legure, posebno u visokofrekventnom prebacivanju ili okruženjima visoke struje.
TIN (SN) i olovo (PB): Poboljšanje performansi zavarivanja i olova često se koriste u kontaktnim materijalima s malim naponom za poboljšanje performansi zavarivanja i smanjenje kontaktnog otpora.
Učinak na vodljivost: kositar i olovo imaju visoku vodljivost, što pomaže u održavanju dobrih kontaktnih performansi.
Učinak na otpornost na habanje: limenka i olovo imaju nisku tvrdoću i relativno lošu otpornost na habanje, tako da se obično koriste samo kao pomoćne komponente.
Provodljivost i otpornost na habanje električnih kontaktnih materijala rezultat su kombiniranog učinka više metalnih elemenata. Evo nekoliko uobičajenih strategija optimizacije:
Legure na bazi srebra (poput AG-W, AG-CU, Ag-Ni):
Srebro osigurava visoku vodljivost, volfram, bakar ili nikl povećava otpornost na habanje i visoku temperaturnu otpornost.
Primjenjivo na okruženje visokog napona i visoke struje.
Legure na temelju bakra (poput Cu-W, Cu-ni):
Bakar smanjuje troškove i održava dobru vodljivost, volfram ili nikl poboljšava otpornost na habanje.
Primjenjivo na scenarije primjene srednjeg i niskog napona.
Kompozitni materijali (poput AG-W-C, AG-NI-CE):
Kombinirajući prednosti više elemenata kako bi se postigla najbolja ravnoteža vodljivosti, otpornost na habanje i otpornost na ablaciju.
Primjenjivo na posebna polja s visokim zahtjevima za performanse.

Precizno kontrolirajući udio svake komponente, mogu se dizajnirati leguri električnih kontaktnih materijala koji udovoljavaju određenim zahtjevima za primjenu. U budućnosti će, s razvojem nove materijalne tehnologije, istraživači i dalje istraživati ​​učinkovitije formule i procese za promicanje razvoja električnih kontaktnih materijala prema višim performansama.