องค์ประกอบของวัสดุสัมผัสไฟฟ้าโลหะผสมมีผลต่อการนำไฟฟ้าและความต้านทานการสึกหรออย่างไร

วัสดุสัมผัสไฟฟ้าโลหะผสม เป็นส่วนประกอบสำคัญที่ขาดไม่ได้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทันสมัยและใช้กันอย่างแพร่หลายในอุปกรณ์เช่นสวิตช์รีเลย์และเบรกเกอร์วงจร ประสิทธิภาพของวัสดุเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการทำงานและอายุการใช้งานของอุปกรณ์ไฟฟ้า ในหมู่พวกเขาความต้านทานการนำไฟฟ้าและการสึกหรอเป็นตัวบ่งชี้หลักสองตัวสำหรับการวัดประสิทธิภาพของวัสดุสัมผัสไฟฟ้าโลหะผสม คุณลักษณะทั้งสองนี้ส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยองค์ประกอบของวัสดุ ต่อไปนี้จะหารือในรายละเอียดเกี่ยวกับผลกระทบขององค์ประกอบโลหะที่แตกต่างกันและสัดส่วนของพวกเขาในการนำไฟฟ้าและความต้านทานการสึกหรอ

เงิน (AG): ปรับปรุงค่าการนำไฟฟ้าและความต้านทานการกัดกร่อน
เงินเป็นหนึ่งในโลหะฐานที่ใช้กันมากที่สุดในวัสดุสัมผัสไฟฟ้าอัลลอยด์เนื่องจากการนำไฟฟ้าและความร้อนสูงมาก เงินยังมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและสามารถรักษาประสิทธิภาพที่มั่นคงในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือปนเปื้อน

ผลกระทบต่อการนำไฟฟ้า: เงินมีการนำไฟฟ้าสูงมาก (ประมาณ 63% IACs) ดังนั้นโลหะผสมที่ใช้เงินมักจะแสดงการนำไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยม

ผลต่อความต้านทานการสึกหรอ: เงินบริสุทธิ์มีความแข็งแรงเชิงกลต่ำและสวมใส่ได้ง่ายเนื่องจากแรงเสียดทาน เพื่อเพิ่มความต้านทานการสึกหรอโลหะแข็งอื่น ๆ (เช่นทังสเตนนิกเกิลทองแดง ฯลฯ ) มักจะถูกเพิ่มเข้าไปในวัสดุคอมโพสิต
Copper (Cu): ค่าการนำไฟฟ้าที่ดีขึ้นและลดต้นทุน
ทองแดงเป็นโลหะที่มีราคาค่อนข้างต่ำที่มีการนำไฟฟ้าที่ยอดเยี่ยมและมักจะใช้แทนหรือเสริมเงิน
ผลกระทบต่อการนำไฟฟ้า: การนำไฟฟ้าของทองแดงเป็นอันดับสองรองจากเงิน (ประมาณ 59% IACs) ซึ่งสามารถลดต้นทุนวัสดุได้อย่างมีนัยสำคัญในขณะที่ยังคงค่าไฟฟ้าสูง
ผลกระทบต่อความต้านทานการสึกหรอ: ความแข็งและความต้านทานการสึกหรอของทองแดงดีกว่าเงิน แต่ก็ยังไม่เพียงพอที่จะตอบสนองความต้องการของแอปพลิเคชันที่มีน้ำหนักมากเพียงอย่างเดียว ดังนั้นทองแดงมักจะใช้ร่วมกับโลหะแข็งเพื่อเพิ่มความต้านทานต่อการสึกหรอ
Tungsten (W): ความต้านทานการสึกหรอที่เพิ่มขึ้นและความต้านทานอุณหภูมิสูง
ทังสเตนเป็นจุดที่มีการละลายสูงโลหะที่มีความแข็งแรงสูงซึ่งมักใช้ในการปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานอุณหภูมิสูงของโลหะผสม
ผลกระทบต่อการนำไฟฟ้า: ทังสเตนมีค่าการนำไฟฟ้าที่ไม่ดีดังนั้นการเพิ่มทังสเตนลงในโลหะผสมจะลดค่าการนำไฟฟ้าโดยรวมเล็กน้อย อย่างไรก็ตามโดยการเพิ่มประสิทธิภาพอัตราส่วนความสัมพันธ์ระหว่างค่าการนำไฟฟ้าและความต้านทานการสึกหรอสามารถปรับสมดุลได้
ผลกระทบต่อความต้านทานการสึกหรอ: ความแข็งและความต้านทานการระเหยของทังสเตนทำให้เป็นวัสดุเสริมแรงในอุดมคติ ตัวอย่างเช่นในโลหะผสมซิลเวอร์ทังสเตน (Ag-W) อนุภาคทังสเตนสามารถต้านทานการกัดเซาะอาร์คและการสึกหรอเชิงกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นิกเกิล (NI): ปรับปรุงความแข็งแรงและความต้านทานออกซิเดชันนิกเกิลเป็นโลหะแข็งที่มีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันที่ดีและความต้านทานการกัดกร่อนและมักจะใช้เพื่อปรับปรุงความแข็งแรงเชิงกลและความต้านทานการสึกหรอของโลหะผสม
ผลกระทบต่อการนำไฟฟ้า: นิกเกิลมีค่าการนำไฟฟ้าต่ำดังนั้นการเพิ่มนิกเกิลลงในโลหะผสมจะช่วยลดค่าการนำไฟฟ้าโดยรวม แต่ในช่วงที่เหมาะสมเอฟเฟกต์นี้สามารถควบคุมได้โดยการปรับสูตรให้เหมาะสม
ผลต่อความต้านทานการสึกหรอ: การเพิ่มนิกเกิลช่วยเพิ่มความแข็งและความต้านทานการสึกหรอของโลหะผสมโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสลับความถี่สูงหรือสภาพแวดล้อมที่ปัจจุบัน
ดีบุก (SN) และตะกั่ว (PB): ปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อมดีบุกและตะกั่วมักใช้ในวัสดุสัมผัสแรงดันไฟฟ้าต่ำเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการเชื่อมและลดความต้านทานการสัมผัส
ผลกระทบต่อการนำไฟฟ้า: ดีบุกและตะกั่วมีค่าการนำไฟฟ้าสูงซึ่งช่วยรักษาประสิทธิภาพการติดต่อที่ดี
ผลต่อความต้านทานการสึกหรอ: ดีบุกและตะกั่วมีความแข็งต่ำและความต้านทานการสึกหรอที่ค่อนข้างแย่ดังนั้นพวกเขาจึงมักจะใช้เป็นส่วนประกอบเสริมเท่านั้น
ความต้านทานการนำไฟฟ้าและการสึกหรอของวัสดุสัมผัสไฟฟ้าโลหะผสมเป็นผลมาจากผลรวมขององค์ประกอบโลหะหลายชนิด นี่คือกลยุทธ์การเพิ่มประสิทธิภาพทั่วไป:
โลหะผสมที่ใช้เงิน (เช่น AG-W, AG-CU, AG-NI):
เงินให้ค่าการนำไฟฟ้าสูงทังสเตนทองแดงหรือนิกเกิลช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานอุณหภูมิสูง
ใช้ได้กับแรงดันไฟฟ้าสูงและสภาพแวดล้อมปัจจุบันสูง
โลหะผสมทองแดง (เช่น Cu-W, Cu-Ni):
ทองแดงลดค่าใช้จ่ายและรักษาค่าการนำไฟฟ้าที่ดีทังสเตนหรือนิกเกิลช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอ
ใช้กับสถานการณ์แอปพลิเคชันแรงดันไฟฟ้าขนาดกลางและต่ำ
วัสดุคอมโพสิต (เช่น AG-W-C, AG-NI-CE):
การรวมข้อดีขององค์ประกอบหลายอย่างเพื่อให้ได้ความสมดุลที่ดีที่สุดของการนำไฟฟ้าความต้านทานการสึกหรอและการต้านทานการระเหย
ใช้ได้กับเขตข้อมูลพิเศษที่มีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพสูง

โดยการควบคุมสัดส่วนของแต่ละองค์ประกอบอย่างแม่นยำวัสดุสัมผัสไฟฟ้าอัลลอยด์ที่ตรงตามข้อกำหนดของแอปพลิเคชันที่เฉพาะเจาะจงสามารถออกแบบได้ ในอนาคตด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีวัสดุใหม่นักวิจัยจะยังคงสำรวจสูตรและกระบวนการที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเพื่อส่งเสริมการพัฒนาวัสดุการสัมผัสทางไฟฟ้าสู่ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น