مطالعات فرسایش قوس در تماس‌های الکتریکی Ag–Ni یک «پیک شتاب سایش میان‌مدت- را نشان می‌دهد: یک پنجره کلیدی برای نگهداری پیشگیرانه ارائه می‌کند.

این مطالعه نشان داد که فرآیند فرسایش قوس در تماس با اکسید قلع Ag-NiSilver یک تخریب خطی نیست، بلکه سه مرحله مجزا را نشان می‌دهد:

مرحله 1 (0-3000 چرخه): فاز فرسایش محلی اولیه. قوس در ناحیه هسته ولتاژ بالا تماس متمرکز می شود و یک گودال سایش شکل ساعت شنی- را تشکیل می دهد. زبری سطح کمی از 23.35 میکرومتر اولیه به 25.45 میکرومتر افزایش می یابد. در این مرحله، آلاینده های کربنی شروع به رسوب می کنند، اما ساختار زیرسطحی با تخلخل کم دست نخورده باقی می ماند. مقاومت تماس به آرامی افزایش می یابد و عملکرد کلی ثابت می ماند.

مرحله 2 (3000-6000 چرخه): فاز بازسازی و تسریع آسیب. این مرحله نقطه عطف بحرانی است-انرژی قوس باعث ذوب موضعی می شود. حوضچه مذاب تحت تأثیر کشش سطحی و نیروهای الکترومغناطیسی مجدداً توزیع می شود. ناحیه مرکزی تمایل به صاف شدن دارد، در حالی که لبه ها انباشته شده و مواد را دوباره جامد می کنند. در همین حال، 6000 چرخه نقطه بحرانی شدیدترین سایش را نشان می دهد: زبری سطح به اوج خود می رسد (26.06 میکرومتر)، ضخامت لایه باقیمانده به 25-35 میکرومتر افزایش می یابد، تخلخل به طور قابل توجهی افزایش می یابد، و سطح تماس موثر بدون آلودگی بیش از 36٪ در مقایسه با مرحله اولیه کاهش می یابد. طیف‌سنجی رامان افزایش قابل‌توجهی سیگنال‌های اکسید نیکل (Ni{11}}O) و کربن نامنظم (باند D) را نشان می‌دهد. اگرچه مقاومت تماس به طور موقت در پایان دوره فلات است، ساختار داخلی به شدت خراب شده است و خطر جوش به شدت افزایش می یابد.

مرحله 3 (6000-9000 چرخه): رسوب فیلم و تخریب عملکردی
اگرچه سطح به دلیل پوشش کربن و اکسید "صاف" به نظر می رسد (زبری حتی تا 21.02 میکرومتر کاهش می یابد)، این یک بازیابی عملکرد نیست، بلکه به دلیل تجمع فیلم عایق است. مقاومت تماس در این مرحله به سرعت افزایش می‌یابد، تقریباً از 0.8 Ω به 1.35 Ω، پیوند مکانیکی سطحی کاهش می‌یابد، و اگرچه کنتاکت‌های مبتنی بر AgSnO2 دست نخورده به نظر می‌رسند، اما در واقع در آستانه شکست عملکردی هستند.

این مطالعه به طور خاص هشدار می دهد که مورفولوژی یکنواخت کنتاکت های جوش داده شده در مراحل بعدی یک پدیده "شبه-ترمیم" است که در واقع به دلیل انقباض ناحیه رسانای موثر به دلیل پوشش لایه عایق ایجاد می شود. تعیین‌کننده واقعی زمان‌بندی تعمیر و نگهداری، خرابی نهایی نیست، بلکه-اوج سایش میان‌مدت در حدود 6000 سیکل است- که در آن آسیب ساختاری شدیدترین است، که نمایانگر پنجره بهینه برای نظارت بر وضعیت و جایگزینی پیشگیرانه است.

این یافته پیامدهای مستقیمی برای کاربردهای صنعتی دارد. در سیستم‌های توزیع برق، ماژول‌های شارژ خودروی الکتریکی یا دستگاه‌های خانه هوشمند که به طور گسترده از تماس‌های الکتریکی ولتاژ پایین استفاده می‌کنند، تنها با تکیه بر خرابی عملکردی نهایی برای تعیین چرخه‌های جایگزینی ممکن است پنجره مداخله بهینه را از دست بدهند. نظارت منظم بر روند مقاومت تماس (مخصوصاً برای افزایش شتاب در حدود 6000 چرخه) یا ترکیب آن با ترموگرافی مادون قرمز برای مشاهده ناهنجاری های دمایی موضعی می تواند قابلیت اطمینان سیستم را به طور قابل توجهی بهبود بخشد.

هر چند کوچک، تماس های دیسک "انتهای عصبی" منبع تغذیه هستند. این تحقیق نه تنها درک ما را از مکانیسم فرسایش قوسی مواد نقره-نیکل می‌کند، بلکه اصل "پیشگیری بهتر از تعمیر است" را در نقاط نگهداری خاص به کار می‌گیرد. در آینده، با پذیرش گسترده سازه‌های جدید مانند کنتاکت‌های جوش داده شده، همراه با این نوع تحقیقات مکانیکی، انتظار می‌رود که جهشی از «تعویض مبتنی بر تجربه» به «پیش‌بینی دقیق» ایجاد شود، و سدی محکم برای عملکرد{4} قابلیت اطمینان بالا- ولتاژ پایین دستگاه الکتریکی ایجاد شود.