مبانی مواد آلیاژ نقره و کاربردهای تماس الکتریکی

آلیاژهای نقره مواد آلیاژی کاربردی هستند که بر پایه نقره هستند و عناصر فلزی مانند مس، نیکل، تنگستن، آهن، قلع، کادمیوم و سریم را در خود دارند. به دلیل رسانایی الکتریکی عالی، هدایت حرارتی و پایداری نقره، مواد مبتنی بر نقره مدت‌هاست که به طور گسترده در سیستم‌های الکتریکی، الکترونیکی، کنترل الکتریکی و رسانایی دقیق استفاده می‌شوند. با توسعه تجهیزات صنعتی به سمت فرکانس های بالاتر، بارهای بالاتر و کوچک سازی، مواد تماس آلیاژ نقره مختلف به طور مداوم به سمت مقاومت سایش بالاتر، مقاومت جوش بالاتر و قابلیت اطمینان بالاتر ارتقا می یابند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در لوازم الکتریکی ولتاژ پایین-و میدان‌های کنترل صنعتی مدرن، کنتاکت‌های الکتریکی نقره‌ای به اجزای رسانای هسته در رله‌ها، کنتاکتورها، قطع کننده‌های مدار و سیستم‌های کنترل خودکار تبدیل شده‌اند. سیستم‌های مختلف آلیاژ نقره را می‌توان برای بارهای فعلی، محیط‌های قوس الکتریکی و الزامات عمر مکانیکی مختلف بهینه کرد، بنابراین یک سیستم طبقه‌بندی مواد غنی را تشکیل می‌دهد.

 

مواد آلیاژی نقره معمولاً دارای ویژگی های زیر هستند:

هدایت الکتریکی و حرارتی عالی، به طور موثر افزایش دمای تماس را کاهش می دهد.

مقاومت خوب در برابر سوختن قوس-خاموش، مناسب برای محیط‌هایی با روشن و خاموش کردن مکرر.

مقاومت بالا در برابر جوشکاری، بهبود پایداری عملیاتی تجهیزات؛

استحکام مکانیکی خوب و مقاومت در برابر سایش؛

 

مناسب برای فرآیندهای مختلف تولید مانند متالورژی پودر، ریخته گری و کار سرد.

در حال حاضر، مواد تماس برقی مبتنی بر نقره رایج-عمدتاً شامل سیستم‌هایی مانند نقره-نیکل، نقره-مس، نقره-تنگستن، نقره-آهن، نقره-اکسید قلع و نقره{6}}اکسید کادمیوم است. در این میان، محصولاتی مانند کنتاکت های نقره ای برای کلید، کنتاکت های نقره ای برای رله ها و کنتاکت های نقره ای برای شکن ها نیازمند انتخاب نوع آلیاژ مناسب بر اساس شرایط کاری مختلف هستند.

 

نقره در دمای بالا مقدار زیادی اکسیژن را در حالت مذاب جذب می کند. بنابراین، الزامات سختگیرانه ای برای حفاظت از جو و کنترل اکسیداسیون در طی فرآیندهای ذوب و ریخته گری اعمال می شود. کنترل نادرست محتوای اکسیژن می‌تواند به راحتی منجر به تشکیل منافذ، آخال‌ها، لایه‌های اکسیدی و نقص‌های سطحی در ماده شود و در نتیجه بر هدایت الکتریکی و قابلیت اطمینان مکانیکی تأثیر بگذارد. در تولید صنعتی، روش هایی مانند ذوب خلاء، حفاظت از گاز خنثی و پوشش شعله معمولاً برای کنترل اکسیداسیون و اطمینان از پایداری الزامات سازندگان تماس الکتریکی نقره استفاده می شود.

 

ویژگی ها و کاربردهای نقره-آلیاژهای نیکل

 

آلیاژهای نقره-نیکل از جمله پرکاربردترین مواد تماس الکتریکی در صنعت برق ولتاژ پایین هستند. از آنجایی که نقره و نیکل در هر دو حالت جامد و مایع غیر قابل اختلاط هستند، معمولاً با استفاده از متالورژی پودر ساخته می شوند. افزودن نیکل به طور قابل توجهی سختی، مقاومت در برابر سایش، و مقاومت در برابر سوختگی مواد نقره را بهبود می بخشد.

 

مواد تماس نیکل نقره دارای مزایای زیر است:

 

مقاومت تماس پایدار؛

مقاومت قوی در برابر فرسایش قوس الکتریکی؛

مقاومت عالی در برابر انتقال فلز؛

مقاومت مکانیکی بالا؛

ماشینکاری خوب

 

در کاربردهای صنعتی، کنتاکت‌های نیکل نقره برای کنتاکتورها معمولاً در کنتاکتورهای AC، رله‌ها، استارت‌های مغناطیسی، تنظیم‌کننده‌های ولتاژ و کلیدهای کنترل خودکار استفاده می‌شوند. برای کارکرد مکرر، مواد نقره-نیکل به طور موثر عمر تماس های الکتریکی را افزایش می دهند.

 

در همین حال، آلیاژهای نقره{0}}نیکل نیز به طور گسترده به عنوان مواد تماس رسانای هسته در سیستم‌های قطع کننده مدار ولتاژ متوسط ​​و پایین مانند MCCB استفاده می‌شوند.

 

تجزیه و تحلیل عملکرد نقره-آلیاژهای مس

 

آلیاژهای نقره{0}}سیستم‌های آلیاژی دوتایی معمولی هستند که مس در درجه اول نقش تقویت‌کننده را ایفا می‌کند. گریدهای رایج عبارتند از AgCu3، AgCu7.5 و AgCu10.

 

این مواد دارای:

رسانایی بالا؛

جریان پذیری و ترشوندگی خوب؛

عملکرد پردازش عالی؛

مقاومت قوی در برابر جوشکاری؛

سختی مکانیکی بالا

 

مواد نقره-به طور گسترده در قطعات الکتریکی مانند قطع کننده مدار هوا، کنترل کننده ها، رله ها، کنتاکتورها و حلقه های رسانا استفاده می شوند. به دلیل تعادل رسانایی و مزایای هزینه، آنها همچنین یکی از رایج ترین راه حل های مواد در زمینه تماس های الکتریکی برای کاربردهای صنعتی هستند.

 

برخی از سیستم‌های مسی{0}نقره نیز می‌توانند در مواد لحیم کاری، اجزای ساختاری رسانا و مجموعه‌های اتصال دقیق استفاده شوند.

کاربردهای{0}بار بالای نقره-آلیاژهای تنگستن

 

آلیاژهای نقره{0}}تنگستن مواد تماس الکتریکی معمولی-بالا هستند. نقره و تنگستن غیر قابل اختلاط هستند، آنها معمولاً با استفاده از متالورژی پودر یا فرآیندهای اشباع تولید می شوند.

 

این ماده دارای:

سختی بسیار بالا؛

مقاومت عالی در برابر سوختن قوس-خاموش؛

جوش پذیری خوب؛

توانایی ضد چسبندگی قوی؛

مناسب برای محیط‌های-با جریان بالا.

 

بنابراین، سیستم‌های{0}}نقره‌ای تنگستن معمولاً به‌عنوان ماده تماس هسته در سیستم‌های-پیش تماس{2} با جریان بالا، رله‌های سنگین-و تابلو برق صنعتی با کنتاکت‌های نقره‌ای برای شکن‌ها استفاده می‌شوند.

 

در حمل‌ونقل ریلی، سیستم‌های قدرت و اتوماسیون صنعتی، مواد تنگستن نقره می‌توانند به طور موثری پایداری عملیاتی تجهیزات را بهبود بخشند.

 

ارزش صنعتی نقره-آلیاژهای آهن

آلیاژهای نقره{0}}آهن نیز با استفاده از متالورژی پودر تولید می‌شوند. آهن مقاومت در برابر سایش و جوش پذیری مواد را بهبود می بخشد و در عین حال مقاومت تماس نسبتاً پایداری را حفظ می کند.

 

ویژگی های اصلی آن عبارتند از:

مقاومت خوب در برابر سوختن-.

مقاومت در برابر سایش بالا؛

عمر مکانیکی طولانی؛

مناسب برای محیط های شروع مکرر-.

جوش پذیری خوب

 

بنابراین، Agni Electrical Contacts for Contactors و برخی از سیستم های تماس کنتاکتور AC نیز از آلیاژهای نقره{0}}به عنوان ماده جایگزین استفاده می کنند.

آلیاژهای نقره{0}}به ویژه برای شرایط کار با فرکانس بالا، مانند دکمه‌های کنترل صنعتی، رله‌ها و تجهیزات کنترل ولتاژ پایین- مناسب هستند.

 

توسعه مواد تماس با اکسید نقره

 

با افزایش مقررات زیست محیطی و الزامات قابلیت اطمینان صنعتی، مواد سنتی اکسید کادمیوم نقره به تدریج به سمت جایگزین‌های رایگان-کادمیم ارتقا می‌یابند. در حال حاضر مواد رایج موجود در بازار عبارتند از:

تماس جامد اکسید کادمیوم نقره؛

تماس جامد اکسید قلع نقره؛

تماس جامد اکسید روی نقره.

 

در میان آنها، نقره کادمیوم اکسید کنتاکت دارای خواص اطفاء کننده قوس-و ضد جوش{1} عالی است و مدتهاست در تجهیزات الکتریکی با بار بالا استفاده می شود. با این حال، به دلیل محدودیت‌های زیست‌محیطی فزاینده روی کادمیوم، مواد اکسید قلع نقره و اکسید روی نقره کاربرد گسترده‌تری پیدا می‌کنند.

 

کنتاکت اکسید قلع نقره دارای مزایای زیر است:

عملکرد محیطی خوب؛

مقاومت قوی در برابر سوختن قوس-خاموش؛

عمر تماس طولانی؛

مناسب برای محیط‌های سوئیچینگ فرکانس بالا-.

 

تماس جامد اکسید روی نقره رسانایی خوب را با خواص ضد جوش ترکیب می‌کند و برای برخی از سیستم‌های الکتریکی با بار متوسط- تا- مناسب است.

 

فرآیندهای ساخت مواد آلیاژ نقره

 

مواد آلیاژی نقره معمولاً با استفاده از فرآیندهای زیر تولید می شوند:

متالورژی پودر؛

ذوب خلاء؛

اکستروژن مداوم؛

نورد سرد و مهر زنی دقیق؛

تولید پرچ کامپوزیت.

 

برای محصولات تماس با دقت بالا، ماشین‌کاری CNC، پرچ کردن خودکار، جوشکاری و عملیات سطح معمولاً برای اطمینان از دقت ابعادی و پایداری نقاط تماس نقره‌ای الکتریکی ترکیب می‌شوند.

 

تولید تماس الکتریکی سفارشی شده مدرن به طور فزاینده ای بر اتوماسیون، یکنواختی مواد و سازگاری دسته ای برای رفع نیازهای توسعه وسایل نقلیه انرژی جدید، اتوماسیون صنعتی، توزیع هوشمند برق و سیستم های انرژی جدید تاکید دارد.

 

مناطق کاربرد معمولی مواد آلیاژ نقره

 

در حال حاضر، مواد تماسی مبتنی بر نقره-به طور گسترده در موارد زیر استفاده می شود:

کلیدهای مدار-ولتاژ پایین؛

کنتاکتورهای AC؛

رله های صنعتی;

سیستم های الکترونیکی خودرو؛

سیستم های جدید کنترل انرژی؛

تجهیزات توزیع برق؛

سیستم های کنترل اتوماسیون؛

سیستم های سوئیچینگ هوشمند

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

کنتاکت‌های جامد نقره خالص معمولاً در محیط‌های با جریان کم و رسانای دقیق استفاده می‌شوند، در حالی که مواد آلیاژی کامپوزیت نقره معمولاً در محیط‌های-بالا استفاده می‌شوند.

 

همانطور که تجهیزات صنعتی به سمت قابلیت اطمینان بالاتر تکامل می یابد، الزامات عملکرد مواد برایکنتاکت های نقره ای برای رله هاو کنتاکت های نقره ای برای سوئیچ ها به طور مداوم در حال افزایش هستند. فناوری آلیاژ نقره همچنان جایگاه مهمی در صنعت برق آینده خواهد داشت.