Ag Plated Kontakter spiller en afgørende rolle i signal- og energitransmission i elektroniske enheder. I praktiske applikationer er forsølvede elektriske kontakter ofte påvirket af slitage, hvilket kan resultere i øget kontaktmodstand og endda svigt. Sølv (Ag) er et ideelt materiale til overfladebelægninger på elektriske kontakter på grund af dets fremragende elektriske og termiske ledningsevne, samt dets korrosionsbestandighed. Effekten af Ag-belægningstykkelse på den elektriske kontaktlevetid forbliver imidlertid et dårligt karakteriseret problem. Dette papir undersøger eksperimentelt den elektriske levetid af Ag-belægninger af varierende tykkelse under slitageforhold.
Eksperimentelle metoder
2.1 Prøveforberedelse
Forsøgsprøverne var kryds-cylindriske elektriske sølvkontakter konstrueret af en CuSn4-bronzelegering (indeholdende 4 % tin). Et 2 μm tykt nikkel (Ni) lag blev elektropletteret på substratoverfladen som en diffusionsbarriere, efterfulgt af fire forskellige tykkelser af ren Ag: 1,3 μm, 2 μm, 4 μm og 5 μm.
2.2 Eksperimentelle forhold
Temperatur: 23 grader
Relativ luftfugtighed: 10 %
Frekvens: 30 Hz
Normal kraft: 3 N
2.3 Testmetode
Testene blev udført under anvendelse af en gnidningsslidtester. Den sølvbelagte kontaktlevetid blev bestemt ved at overvåge ændringer i kontaktmodstand. Kontaktfejl blev bestemt, når kontaktmodstanden oversteg 10 gange den oprindelige modstand.
Eksperimentelle resultater og analyse
3.1 Effekt af pletteringstykkelse på elektrisk levetid
De eksperimentelle resultater viser, at tykkelsen af sølvbelægningslaget signifikant påvirker bimetalkontakterne med forsølvet levetid:
1,3 μm plettering: Den elektriske levetid var den korteste, med ca. 5 × 104 fretting-cyklusser;
2 μm plettering: Den elektriske levetid var ca. 1 × 10⁵ båndcyklusser;
4 μm plettering: Den elektriske levetid var ca. 2 × 10⁵ spændingscyklusser;
5 μm plettering: Den elektriske levetid var den længste og oversteg 3 × 10⁵ spændingscyklusser.
3.2 Analyse af belægningsslidmekanismer
Skanneelektronmikroskopi (SEM) observationer afslørede, at de vigtigste manifestationer af slitage på sølvbelægningen er:
Slidsvigt: Der opstår slidmærker på belægningsoverfladen, og sølvlaget fortynder gradvist, indtil nikkellaget er blotlagt.
Oxidationsfejl: der dannes en oxidfilm på sølvlaget, hvilket øger kontaktmodstanden.
Med stigende belægningstykkelse forlænges tiden til slidfejl, og virkningen af oxidationsfejl reduceres, hvilket forbedrer den elektriske levetid.
3.3 Relationsmodel mellem elektrisk levetid og belægningstykkelse
Baseret på eksperimentelle data blev der etableret en sammenhængsmodel mellem elektrisk levetid (N) og sølvbelægningstykkelse (t):
N=k⋅tn
hvor k er materialekonstanten og n er eksponentialfaktoren. Tilpasningsresultaterne viser, at n≈1,5, hvilket indikerer, at den elektriske levetid øges ulineært med belægningstykkelsen.
Konklusioner
Tykkelsen af forsølvningslaget påvirker i væsentlig grad levetiden afForsølvede elektriske kontakter; jo tykkere sølvbelægningslaget er, jo længere levetid.
Der blev etableret en kvantitativ sammenhængsmodel mellem pletteringstykkelse og elektrisk levetid, som giver grundlag for design af elektrisk kontakt.
I praktiske applikationer anbefales det at vælge en passende sølvbelægningstykkelse baseret på pålidelighedskrav for at balancere omkostninger og ydeevne.
kontakt os
