تجزیه و تحلیل مواد تماس نقره ای مدار شکن: ویژگی های کاربردی آلیاژهای AgNi، AgSnO2 و AgW

در سیستم‌های توزیع برق با ولتاژ پایین، سیستم‌های کنترل صنعتی، و تجهیزات الکتریکی انرژی جدید، مواد تماس قطع کننده مدار مستقیماً بر رسانایی، ظرفیت شکست و پایداری عملیاتی طولانی‌مدت تجهیزات تأثیر می‌گذارند. به عنوان یک جزء رسانای هسته، کنتاکت های نقره ای الکتریکی معمولاً با استفاده از مواد کامپوزیت مبتنی بر نقره- برای متعادل کردن رسانایی، مقاومت قوس الکتریکی و مقاومت در برابر جوش ساخته می شوند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در مدار شکن های مدرن، Silver Contacts in Breakers نقره خالص نیست، بلکه یک سیستم آلیاژی است که از ترکیب نقره با موادی مانند نیکل، اکسید قلع و تنگستن تشکیل شده است. این مواد تحت شرایط-سوئیچینگ فرکانس بالا، نوسانات جریان بالا و شرایط اتصال کوتاه- عملکرد پایداری دارند و بنابراین به طور گسترده در قطع کننده های مدار مینیاتوری، قطع کننده های مدار قالبی و قطع کننده های مدار هوا استفاده می شوند.

 

از نظر ساختاری، پرچ‌های تماس نقره‌ای معمولی معمولاً با پرچ کردن، لحیم کاری یا آهنگری سرد روی پایه مسی ثابت می‌شوند تا یک نقطه تماس کامل را تشکیل دهند. از آنجا که کنتاکت ها در مدت طولانی در معرض فرسایش قوس و شوک حرارتی قرار می گیرند، انتخاب مواد نه تنها رسانایی را تعیین می کند، بلکه بر ایمنی کل سیستم الکتریکی نیز تأثیر می گذارد.

 

نقره (Ag) عنصر رسانای هسته در همه مواد تماسی مبتنی بر نقره است که دارای رسانایی الکتریکی و حرارتی بسیار بالایی است و به طور موثر افزایش دما و مقاومت تماس را کاهش می‌دهد. با این حال، نقره خالص سختی کمی دارد و در شرایط قوس قوی مستعد ذوب، تغییر شکل و حتی مهاجرت مواد است. بنابراین، مواد تماس الکتریکی کامپوزیت نقره معمولاً در کاربردهای صنعتی برای بهبود خواص مکانیکی استفاده می‌شوند.

 

AgNi (آلیاژ نقره-نیکل) یکی از رایج‌ترین مواد تماس الکتریکی عمومی-است. افزودن نیکل سختی تماس و مقاومت در برابر سایش را بهبود می بخشد و در عین حال مهاجرت مواد را کاهش می دهد و حتی پس از استفاده طولانی مدت تماس پایدار را تضمین می کند. مواد AgNi با محتوای نیکل کم، رسانایی عالی دارند و برای سناریوهای رسانایی طولانی مدت مناسب هستند. آنهایی که محتوای نیکل بالایی دارند مقاومت بهتری در برابر جوشکاری دارند و برای عملیات سوئیچینگ مکرر مناسب تر هستند.

 

مواد AgNi به دلیل ثبات هزینه و پردازش مداوم، به طور گسترده در توزیع برق خانگی، کنترل صنعتی، و کاربردهای الکتریکی ولتاژ پایین معمولی-استفاده می‌شوند. بسیاری از محصولات Bimetal Silver Contact نیز از سیستم AgNi برای متعادل کردن رسانایی و عمر مکانیکی استفاده می کنند.

 

AgSnO2 (اکسید قلع نقره) یک ماده تماسی سازگار با محیط زیست است که در سال های اخیر رشد سریعی در کاربرد داشته است. در مقایسه با کنتاکت‌های سنتی نقره‌ای کادمیوم، AgSnO2 فاقد کادمیوم-است، عملکرد محیطی بهتری را ارائه می‌دهد، در حالی که مقاومت بسیار خوبی در برابر فرسایش قوس الکتریکی و جوش‌پذیری از خود نشان می‌دهد.

 

کنتاکت AgSnO2 به‌ویژه در محیط‌های-بار-هجومی{2} زیاد، عملکرد خوبی دارد. هنگامی که یک قطع کننده مدار جریان زیادی را قطع می کند، سطح مواد پایداری ساختاری خوبی را حفظ می کند و فرسایش قوس تماس ها را کاهش می دهد. بنابراین، این ماده به طور گسترده در قطع کننده های مدار صنعتی، سیستم های حفاظت موتور و تجهیزات الکتریکی انرژی جدید استفاده می شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

عملکرد مواد AgSnO2 تا حد زیادی به فرآیند ساخت بستگی دارد. یکنواختی توزیع اکسید مستقیماً بر عمر تماس و پایداری تأثیر می گذارد. در حال حاضر، بسیاری از پرچ‌های تماس الکتریکی آلیاژ نقره با کارایی بالا در صنعت با استفاده از متالورژی پودر همراه با فرآیندهای پخت دقیق برای اطمینان از ساختار داخلی یکنواخت مواد تولید می‌شوند.

 

در سیستم های الکتریکی با توان بالاتر، AgW (تنگستن نقره) و AgWC (کاربید تنگستن نقره) مقاومت قوس بالایی از خود نشان می دهند. مواد تنگستن دارای نقطه ذوب بسیار بالایی هستند و می‌توانند قوس‌های{1}}در حرارت بالا ایجاد شده تحت جریان‌های مدار کوتاه{2} شدید را تحمل کنند و بنابراین معمولاً در قطع‌کننده‌های مدار هوا، کلیدهای ولتاژ بالا و تجهیزات صنعتی{{4} سنگین استفاده می‌شوند.

 

مواد AgW دارای مقاومت بسیار قوی در برابر ذوب هستند، حتی در محیط‌های{0}}قوس انرژی بالا، تلفات کم مواد را حفظ می‌کنند. AgWC سختی و مقاومت در برابر سایش را بیشتر می‌کند و به تماس‌ها اجازه می‌دهد در شرایط شکست مکرر شکل خود را ثابت نگه دارند. با این حال، به دلیل سختی بالا، دشواری پردازش آن به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد، که نیاز به دقت بالایی در فرآیندها و قالب‌های فلزی شکل‌دهی سرد دارد.

 

علاوه بر سیستم تنگستن نقره، مواد AgC (گرافیت نقره) در درجه اول برای جلوگیری از چسبندگی تماسی استفاده می شود. گرافیت تمایل به انتقال مواد را کاهش می دهد و به طور موثر خطر جوشکاری تماسی را در برخی تجهیزات سوئیچینگ تخصصی کاهش می دهد. این مواد معمولاً در ساختارهای نقطه تماس الکتریکی که به خواص ضد چسبندگی نیاز دارند استفاده می‌شوند.

 

از نظر فرآیندهای تولید، فرآیندهای اصلی در حال حاضر در صنعت شامل متالورژی پودر، پرس گرم، زینترینگ و تماس های فرآیند شکل دهی سرد است. عنوان سرد به طور موثر سازگاری ابعادی و راندمان تولید را بهبود می بخشد. بنابراین، تعداد زیادی از تماس‌های الکتریکی با سر سرد-با این روش انبوه تولید می‌شوند.

 

برای کنتاکت‌های دو فلزی، مقاومت‌های دو فلزی معمولاً از یک لایه تماس آلیاژ نقره و یک بستر مسی تشکیل شده‌اند که می‌تواند هزینه‌های مواد را کاهش دهد و در عین حال رسانایی خوب را حفظ کند. این نوع سازه به طور گسترده در رله ها، کنتاکتورها و مدارشکن های ولتاژ پایین-استفاده می شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

با توسعه تجهیزات ولتاژ بالا، مینیاتوری و انرژی جدید، الزامات عملکرد برای نقاط نقره ای تماس الکتریکی به طور مداوم در حال افزایش است. کنتاکت های مدرن نه تنها باید مقاومت تماس پایینی داشته باشند، بلکه باید مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و پایداری حرارتی نیز داشته باشند تا مشکلات تماس الکتریکی اکسید شده پس از کارکرد طولانی مدت را کاهش دهند.

 

در حال حاضر، بیشتر و بیشتر تولیدکنندگان تماس‌های برقی از فناوری‌های زینترینگ خودکار، پرچ کردن دقیق، و آزمایش آنلاین استفاده می‌کنند تا سازگاری محصول و قابلیت اطمینان بلندمدت- را بهبود بخشند. در عین حال، سازندگان حرفه‌ای تماس‌های الکتریکی نیز توجه بیشتری به بهینه‌سازی فرمول‌بندی مواد برای پاسخگویی به تقاضا برای-مخاطبین با عملکرد بالا در زمینه‌هایی مانند وسایل نقلیه انرژی جدید، سیستم‌های ذخیره انرژی، و شبکه‌های هوشمند دارند.

 

به طور کلی، مواد تماسی مبتنی بر نقره-هر کدام ویژگی‌های خاص خود را دارند. AgNi برای وسایل برقی با ولتاژ پایین عمومی مناسب است، AgSnO2 حفاظت از محیط زیست و مقاومت قوس الکتریکی را متعادل می کند، در حالی که AgW و AgWC برای کاربردهای صنعتی با قدرت بالا مناسب هستند. انتخاب مناسب ازتماس با نقطه نقره ایمواد نه تنها می توانند طول عمر قطع کننده های مدار را افزایش دهند بلکه به طور موثر عملکرد ایمن و پایدار کل سیستم الکتریکی را تضمین می کنند.