Анализ на структурните принципи и стойността на приложението на електрическите контактни нитове

Производствените процеси за електрически контакти от сребърна сплав са разнообразни, включително предимно синтероване чрез прахова металургия, вътрешно окисление, галванопластика, валцоване на композити и студено зареждане. За биметалните контактни нитове обичайният процес е облицовъчно валцоване + щанцоване + студено зареждане: първо сребърната лента се облицова върху медна сърцевина, след това се свързва металургично чрез множество валцоващи проходи, последвано от щанцоване в дискове и накрая студено зареждане във форма на нит. Този метод осигурява висока якост на междинно свързване и е без-порьозност, което го прави подходящ за масово производство на електрически контакти. За взискателни приложения, като контакти с хлъзгащи пръстени или плъзгащи се електрически контакти, може да се използва лазерно покритие или плазмено пръскане за изграждане на плътен функционален слой от сребърна сплав върху медна подложка, за да издържи на двойните предизвикателства на непрекъснатото триене и електрическата дъга.

В практическите приложения дизайнът на сребърни контактни нитове със сребърен слой трябва да отчита изчерпателно типа натоварване, работната честота, условията на околната среда и ограниченията на разходите. Например, в превключватели за битово осветление, неподвижните сребърни контакти могат да използват тънка медна структура със сребърно- покритие с дебелина от 0,2–0,3 mm, достатъчна за десетки хиляди операции. При промишлените контактори за управление на мотори обаче сребърните контактни нитове изискват по-дебел слой AgSnO₂ (по-голям или равен на 0,5 mm), за да издържат на ударните токове, генерирани от чести цикли на стартиране-стопиране. За пружинните електрически контакти също така е необходимо да се вземе предвид модулът на еластичност на материала и якостта на умора, за да се предотврати отслабване на контактното налягане поради дългосрочна-компресия.

Струва си да се отбележи, че „композит“ се отнася не само до композитни материали, но и до функционални композити. Например, някои биметални контакти с нитове включват микро-дъгови канали или решетъчни структури върху сребърната работна повърхност, за да направляват бързото удължаване и изгасване на дъгата; докато краищата на контактната точка са скосени, за да се намали концентрацията на електрическо поле и да се потисне частичното разреждане. Всички тези подробности разчитат на дълбоко разбиране на физическите процеси на електрически контакт.

Въпреки значителните предимства на електрическите контакти със сребърно покритие, изборът им все още изисква научна оценка. Малките и средните-предприятия често злоупотребяват с контакти от чисто сребро при сценарии с високо-натоварване поради недостатъчно разбиране на материалните системи, което води до ранни неуспехи при заваряване; или те могат да изберат по-лоши композитни материали, за да намалят разходите, което води до лошо свързване на интерфейса и рязко увеличаване на контактното съпротивление. Следователно установяването на критерии за избор въз основа на условията на работа е от решаващо значение: електрическите сребърни контакти са предпочитани за ниско-токово управление на сигнала; Биметалните сребърни контакти са подходящи за релета със среден-до-висок товар; и дифузионно-усилени композитни контакти се препоръчват за тежки индустриални среди.

В бъдеще, с нарастващото търсене на превключватели за постоянен ток с високо-напрежение от нови енергийни източници, интелигентни мрежи и електрически превозни средства, спомагателните контакти на Schneider ще се развият към по-висока топлопроводимост, по-силна устойчивост на дъга и-несъдържащи кадмий околната среда. Нови технологии като нанокомпозити, функционално класифицирани материали (FGM) и производство на добавки също ще донесат нови пробиви в производителността на биметалните електронни контакти.

В обобщение, електрическите контакти с пружинно натоварване представляват скок от „единична производителност“ към „системна интеграция“ в материалите за електрически контакти. Тяхната основна стойност е в постигането на синергична оптимизация на множество цели като проводимост, устойчивост на износване, устойчивост на дъга и устойчивост на корозия на разумна цена, осигурявайки солидна подкрепа за високонадеждната работа на модерното електрическо оборудване.