Når vi taler om mikroafbrydere, er alle måske bekendt med dem. Faktisk er de meget almindelige basale dele i elektroniske enheder. For eksempel kan de findes på steder som knapperne i klimaanlæggets fjernbetjening og sensorerne inde i printeren. Denne type switch er hovedsageligt afhængig af metalkontakter for at tænde og slukke for strømmen, så valget af kontaktmaterialer kan siges at være direkte relateret til praktiske problemer, såsom hvor længe kontakten kan bruges, og hvor følsom det er.
Der er mange typer kontaktmaterialer på markedet nu, og forskellige materialer såsom sølvlegering og guldlegering har deres egne egenskaber. Hvilket materiale, der skal vælges, afhænger af det faktiske applikationsscenarie, og det er nødvendigt at overveje faktorer som ledningsevne og brugsmiljø. F.eks. Er kravene til materialer, der bruges i elevatorknapper, der ofte skal tændes og slukkes og slukkes, og i sikkerhedsudstyr, der kun drives på lejlighedsvis.
Almindelige typer mikroafbryderkontaktmaterialer
Det mest almindelige metalbaserede materiale er sølvlegeringskontakt. Denne type materiale har særlig god ledningsevne og er ikke let at rustne og korrodere, så det bruges mere i situationer, hvor der kræves høj ledningsevne. For eksempel kan det ofte ses i Circuit Control Board of Smart Homes eller kontrolmodulet for industrielt udstyr. Imidlertid har sølvlegering en egenskab, at den er relativt blød. Nogle gange tilsættes kobber og nikkel for at øge hårdheden, så kontakterne ikke let slides efter langvarig brug.
Lad os tale om high-end muligheden for guldlegeringskontakter. Som vi alle ved, har guld i sig selv fremragende ledningsevne og meget lav kontaktmodstand, så det er især velegnet til brug i udstyr, der kræver høj præcision, såsom medicinsk udstyr som pacemakere. Selvom omkostningerne er meget højere end for sølvlegering, i scenarier, hvor langvarig stabilitet skal garanteres, såsom elektroniske komponenter på satellitter eller præcisionsinstrumenter, skal pengene stadig bruges.
Kobberlegeringskontakter: Denne type kontakt har en relativt overkommelig pris og tilstrækkelig strukturel styrke og er mere almindelig i industrielle applikationer. For eksempel kan daglige husholdningsapparater (såsom køleskabe, klimaanlæg) eller printere, kopimaskiner og andet udstyr på kontoret, brugen af kobberlegeringskontakter dybest set opfylde ledningsevne og mekaniske ydelseskrav, og der er ikke noget problem med daglig brug.
Med hensyn til sammensatte materialekontakter er sølv tinoxidkontakter især bemærkelsesværdige. Dette materiale kombinerer de ledende fordele ved sølv med buemodstanden for tinoxid, især i scenarier, hvor der kræves hyppige skiftkredsløb eller høje strømchok. For eksempel kan relæet i elevatorkontrolsystemet ses i mange lejligheder. Dens høje temperaturresistens er også velegnet til brug i miljøer med høj temperatur, såsom kontrolskabinettet i det metallurgiske værksted.
Andre sammensatte materialer, såsom sølv-nikkel-legeringskontakter, er også et typisk eksempel. Ved at kombinere sølv og nikkel opretholdes sølvs gode ledningsevne, og kontakterne bliver hårdere og mere slidbestandige. Denne type kontakt er mere velegnet til brug i mellemlang-belastningsmontering af udstyr eller almindelige fabriksmiljøer, som kan sikre ledningsevnen og ikke er let at blive beskadiget for tidligt.
Forskelle i ledningsevnen i forskellige kontaktmaterialer
Med hensyn til konduktivitet er der faktisk åbenlyse forskelle i de aktuelle ledningseffekter af forskellige metalmaterialer. For eksempel fungerer sølvlegeringer bedst og kan sikre den hurtige passage af strøm, efterfulgt af guldholdige legeringsmaterialer. Kobberlegeringer eller nogle blandede materialekontakter har relativt lavere konduktivitetseffektivitet. Denne forskel vil direkte påvirke responshastigheden for kontakten og stabiliteten af signaloverførsel, især i præcisionsudstyr, der skal tændes og slukkes hurtigt, er det nødvendigt at være opmærksom på valget.
Med hensyn til modstandsproblemet, når strømmen passerer, afspejler denne indikator faktisk direkte den ledende kvalitet af materialet. Jo mindre modstanden betyder, jo lavere er energitabet og jo højere arbejdseffektiviteten af kontakten. For eksempel fungerer guld- og sølvlegeringer normalt godt i denne henseende på grund af deres iboende ledende fordele. Det skal bemærkes, at selv om denne type materiale har god ydelse, er omkostningerne relativt høje.
Virkningen af temperaturændringer er også en faktor, der skal overvejes. Især i høj temperaturbrugsscenarier vil ledningsevnen for nogle metaller blive nedsat, hvilket resulterer i større modstand, når strømmen passerer igennem, og kan endda forårsage dårlig kontakt med kontakten. Derfor, når ingeniører vælger materialer, skal de ikke kun se på dataene ved stuetemperatur, men også se på dens stabilitetsydelse i miljøer med høj temperatur.
Forholdet mellem valg af kontaktmateriale og brugsmiljø
Der er to hoveddimensioner for miljøtilpasningsevne: For det første er luftfugtigheden høj, eller der er ætsende gasser. Disse forhold vil fremskynde oxidationen af den materielle overflade, såsom havudstyr eller udstyr i kemiske planter. På dette tidspunkt er det mere velegnet at bruge sølvlegeringer med belægningsbehandling eller guldmaterialer med god korrosionsbestandighed.
Parameteren for temperaturtilpasningsevne skal også fokuseres. For udstyr, der er i høj temperaturoperation i lang tid, såsom dele inde i motorrummet, skal der vælges specielle legeringer med stærk varmemodstand; Mens der for udstyr, der bruges i kolde nordlige regioner, skal der rettes opmærksomhed på materialets modstand mod sprød revner ved lave temperaturer for at undgå dårlig kontakt på grund af termisk ekspansion og sammentrækning.
Valget af materialer i vibrationer og chokmiljøer skal fokusere på stabilitet. Når udstyret skal håndtere vibrationer eller pludseligt chok, om kontaktmaterialet er stabilt nok, og hvor længe det kan bruges, bliver det et specielt emne, der har brug for særlig opmærksomhed. På dette tidspunkt afhænger udvælgelsen af materialer af hårdhed og slidstyrke. For eksempel er materialer blandet med sølv og nikkel eller kontakter med speciel overfladebehandling af kobberlegeringer, egenskaberne ved disse materialer er, at de effektivt kan øge levetid for switch -komponenter.
I henhold til de specifikke behov i forskellige brugsscenarier vil materialevalget være markant anderledes. I tilfælde af biler, der ofte har brug for at rejse lange afstande, skal kontaktmaterialet i det elektroniske system være i stand til at modstå høje temperaturer, hyppige vibrationer og korrosion fra forskellige kemikalier. I dette tilfælde vælger ingeniører normalt sølvbaserede legeringer eller guldholdige legeringskontakter, som er mere pålidelige under komplekse arbejdsvilkår.
Hvad angår avancerede felter såsom rumfart, er kravene til kontaktmateriale endnu strengere. For eksempel viser den voldelige vibration af flyet under start eller de ekstreme temperaturændringer i rummiljøet på dette tidspunkt, at guldlegeringskontakterne viser deres fordele-ledningsevnen er særlig god, modstanden er meget lille, når det er i kontakt, og det er ikke let at have problemer i høje temperaturmiljøer, så denne type ædle metalmateriale er blevet standardvalget for aerospace-udstyr.
Overvejelse af slidbestandighed i valg af kontaktmateriale
Under switch -operationen vil kontakter opleve forskellige former for tab, såsom tab forårsaget af fysisk friktion, lysbueskade forårsaget af aktuel kontakt og korrosion forårsaget af oxidationsreaktion. At forstå, hvordan disse slid forekommer, vil hjælpe os med at finde mere holdbare materielle løsninger.
På nuværende tidspunkt afhænger evalueringen af, hvorvidt et materiale er i slidbestandigt, hovedsageligt af flere indikatorer, såsom hårdheden og glatheden i selve materialet, og slidbestandighedstestdataene, der udføres i laboratoriet. Generelt er materialer med høj hårdhed ikke let at ridse, og jo glattere overfladen er, jo mindre vil friktionen naturligvis være. Den mere populære tilgang nu er at forbedre ydeevnen ved at justere materialet formel eller udføre en særlig behandling på overfladen. For eksempel vil nogle producenter plade en tynd guldfilm på overfladen af sølvlegering, som kan forhindre rust og reducere slid, hvilket er en win-win-løsning.
Afvejning mellem kontaktmaterialeomkostninger og ydeevne
Prisforskellen for forskellige materialer skal beregnes omhyggeligt, ikke kun i betragtning af råmaterialomkostningerne under produktionen, men også i betragtning af omkostningerne ved senere vedligeholdelse og udskiftning. Selvom den oprindelige købspris for et bestemt materiale for eksempel er billig, hvis det skal udskiftes med få dage, kan det generelt være dyrere.
Med hensyn til specifikke brugsscenarier har high-end præcisionsinstrumenter store krav til ledningsevne og holdbarhed. På dette tidspunkt kan avancerede materialer såsom guldlegeringer muligvis vælges. På den anden side kan switches af almindelige husholdningsapparater dybest set imødekomme behovene med kobberlegeringer eller sølvbaserede materialer, og omkostningerne er meget mere omkostningseffektive. Nøglen er at finde en balance mellem ydeevne og omkostninger, som alle er tilfredse med, såsom at udskifte et enkelt metal med et sammensat materiale eller foretage nogle optimeringer i det strukturelle design, så det ikke påvirker brugseffekten og sparer noget budget.
Konklusion og udsigter
Generelt løser nu alle hovedsageligt problemet med valg af kontaktmateriale gennem materialet forbedring og procesinnovation. Imidlertid har ydelsen af eksisterende løsninger under ekstreme arbejdsvilkår stadig plads til forbedringer, såsom holdbarhedsproblemer under aktuelle overbelastning eller miljøer med høj luftfugtighed. I fremtiden, med udviklingen af materialevidenskab, kan der måske findes en mere ideel løsning for at gøre switchkomponenter både økonomiske og holdbare.
Denne undersøgelse diskuterer hovedsageligt de forskellige typer mikroswitch-kontaktpunktmaterialer, såsom forskellene i de ledende virkninger af almindelige sølvlegeringer og kobberbaserede sammensatte materialer. Det kan bemærkes, at der er en tæt sammenhæng mellem materielle ydeevne og brugsscenarier. For eksempel skal der rettes særlig opmærksomhed på materialernes antioxidationsegenskaber i høje temperatur og miljøer med høj luftfugtighed. For scenarier, der kræver hyppig drift, bliver materialeslidemodstand en indikator, der skal overvejes, når man vælger.
Fra udviklingstrenden, med forbedring af fremstillingsteknologi og stramning af miljøbeskyttelsespolitikker, skifter udvælgelsen af kontaktpunktmaterialer mod høj ydeevne og lave omkostninger. Det, der er særlig interessant, er, at anvendelsen af nye processer såsom nano-coating og udvikling af sammensatte materialer kan siges at give flere muligheder for materialevalg. Kort sagt er det at finde nye materialer, der opfylder miljøbeskyttelseskravene og har gode ledende egenskaber.
Når man foretager specifikke valg, skal flere aspekter overvejes på samme tid, såsom ledningsevne, levetid og omkostningskontrol. Det er værd at bemærke, at forskellige applikationsscenarier har forskellige fokus på materiel ydeevne. For eksempel lægger industrielt udstyr mere opmærksomhed på stabilitet, mens forbrugerelektronik muligvis er mere opmærksom på omkostningskontrol. Det anbefales også, at du er mere opmærksom på nye udviklinger inden for materialer, såsom visse nye legeringer eller overfladebehandlingsteknologier, så du får flere egnede alternativer, når du har brug for at tage et valg.
