Elektronisten koskettimien riittämättömän voitelun ongelmat ja voiteluaineiden käyttö kosketinjärjestelmissä

Materiaalitieteen edistymisen myötä uusien metalliseosten ja teknisten muovien käyttö kytkimissä ja liittimissä lisääntyy, mikä johtaa kontaktitekniikan nopeaan kehitykseen. Metallien mikroskooppisen pinnan luontaisten epätäydellisyyksien vuoksi rakenteet, kuten kiinteät sähkökoskettimet, sähköiset liikkuvat koskettimet ja kosketinkärjet (releille/kytkimille), kohtaavat kuitenkin edelleen ongelmia, kuten ylikuumenemista, kipinöintiä ja kitkakulumista, jotka johtuvat riittämättömästä voitelusta todellisen käytön aikana. Nämä ilmiöt vaikuttavat suoraan koskettimen kestoon, sähköiseen luotettavuuteen ja mekaaniseen tuntumaan; siksi voiteluaineiden käytöstä kosketusjärjestelmissä on tullut keskeinen tekniikka.

Metallien kosketuspintojen mikroskooppinen tarkkailu paljastaa pieniä "huippuja" ja "laaksoja" jopa tarkasti{0}}valmistetuissa kiinteissä hopeakoskettimissa tai hopeisissa liikkuvissa koskettimissa. Kun kosketin sulkeutuu, todellinen virran-kantoalue on paljon pienempi kuin nimellinen kosketinpinta-ala. Virta rajoittuu muutamaan huippuun, mikä lisää paikallista virrantiheyttä merkittävästi ja luo "kuumia pisteitä".

Lämpötilan noustessa suuren{0}}resistanssin omaava oksidikerros muodostuu nopeasti, mikä puolestaan ​​lisää kosketusresistanssia entisestään, jolloin enemmän sähköenergiaa muuttuu lämmöksi. Tämä positiivinen takaisinkytkentäsilmukka voi johtaa metallin hitsaukseen, mikä lopulta aiheuttaa katkaisijoiden kytkimien, releiden tai kiinteiden koskettimien vian.

Kosketusvoiteluaineen levittäminen luo erittäin-ohuen johtavan öljykalvon, joka täyttää mikro-urat, laajentaa tehokkaasti tehollista kosketusaluetta ja mahdollistaa virran siirtymisen vakaasti öljykalvon läpi. Tämä ei ainoastaan ​​vähennä kuumia kohtia, vaan myös ylläpitää matalaa vakaan tilan-kosketinvastusta, mikä parantaa merkittävästi litteän sähkökoskettimen ja liikkuvien kosketinjärjestelmien toimintavarmuutta.

Voitelemattomat koskettimet ovat erittäin herkkiä valokaarelle avaamisen ja sulkemisen aikana. Kaaren synnyttämä korkea lämpötila kiihdyttää metallin hapettumista, vahingoittaa pinnoitetta ja aiheuttaa nopean hopeaseoksen liikkuvien koskettimien, kosketinniittien ja kiinteiden kosketinniittien pintojen hajoamisen. Kaaren aiheuttama ilman ionisaatio ja metallin kulkeutuminen synnyttävät uusia huippuja kosketuspinnalle, mikä entisestään pahentaa kosketuksen epävakautta.

Tämä ilmiö on erityisen näkyvä "sulje{0}}avoin"-tyyppisissä kytkimissä ja releissä, kuten releen liikkuva kosketin tai hopea kiinteä kosketin releille. Koska koskettimet voivat kokea pieniä hyppyjä ennen lopullista sulkemista, toistuva valokaari voi aiheuttaa vakavia vaurioita.

Kosketusvoiteluaineiden kaaret{0}}estävät lisäaineet voivat merkittävästi estää tämän ongelman. Voitelukalvo eristää ilmaa, vähentää ionisaatioreaktioita ja alentaa hyppyamplitudia, mikä heikentää valokaaren energiaa ja parantaa kosketusjärjestelmän yleistä kestävyyttä.

Monissa sovelluksissa koskettimien ei tarvitse ainoastaan ​​varmistaa sähköistä vakautta, vaan myös tarjota selkeä mekaaninen tunne. Esimerkkejä ovat ajoneuvojen painikkeet, kodinkoneiden kiertokytkimet, tarkkuuskeinuvivut ja instrumenttien ohjauslaitteet. Voiteluaine toimii "mekaanisena hoitokerroksena" näissä rakenteissa, jolloin kytkimet voivat osoittaa erilaisia ​​kosketusominaisuuksia, kuten tiiviyden, sileyden tai hiljaisuuden.

Koskettimien voitelukalvo vähentää mekaanista kitkaa ja mahdollistaa komponenttien, kuten kytkimen/releen hopeakoskettimen, säilyttää rakenteellisen vakauden ja parantaa samalla käyttömukavuutta ja kestävyyttä. Tämä on erityisen tärkeää korkeataajuisille-toimiville, liikkuville hopeakoskettimille, signaalireleen koskettimille tai matalajännitteisille{2}}sähkölaitteille.

Kosketusvoiteluaineen muodostama ultraohut kalvokerros suljettuna, vaikka se on rakenteeltaan öljyinen, sallii virran kulkea tasaisesti sen läpi kvanttitunnelointivaikutuksen alaisena, mikä saavuttaa vakaan johtavuuden. Kun kosketin avataan, öljykalvo muuttuu paksummaksi eristekerrokseksi, mikä vähentää vuotoriskiä ja parantaa kytkimen-liittimen liitännän turvallisuutta.

Nämä ominaisuudet tekevät voiteluaineesta erityisen sopivan korkean-tarkkuuden,-pienvirtalaitteiden, signaalikytkimien, valo-kuormitusreleiden ja muiden kosketusimpedanssille herkkien laitteisiin.

Laajat kokeet ovat osoittaneet, että sopivan kosketinrasvan lisääminen sähköisiin liikkuviin koskettimiin, relekoskettimiin, liittimiin, mikrokytkimiin ja muihin sovelluksiin voi pidentää koskettimien käyttöikää yli 2 kertaa. Tärkeimmät syyt ovat:

Vähentää kulumista ja metallin kulkeutumista

Hidastaa oksidikerroksen muodostumisnopeutta

Stabiloiva kosketusvastus

Valokaarien taajuuden vähentäminen

Vaimentaa mekaanista iskua ja tärinää

Kosketusvoiteluaineiden käyttäminen pitkäaikaisissa{0}}käyttölaitteissa voi merkittävästi vähentää huoltotiheyttä ja osien vaihtokustannuksia.

Kosketusvoiteluaineita käytetään laajalti erilaisissa kiinteissä ja liikkuvissa kosketinjärjestelmissä, jotka kattavat:

Erilaiset kiinteän koskettimen / liikkuvan koskettimen paritusjärjestelmät

Yhteysvihjeitä (releille/kytkimille) releissä (signaalireleet, autojen releet, teollisuusreleet)

Kodinkoneiden kytkimet (sähköiset vedenkeittimet, hiustenkuivaajat, pesukoneet jne.)

Autojen painikkeet, yhdistelmäkytkimet, autojen liittimet

Litteät sähkökoskettimet katkaisija- ja ohjauskaapeissa

Moottorikommutaattorit ja mekaaniset liukuosat

Piirilevyn reunaliittimet ja{0}}pienjännitesignaalin koskettimet

Tärkeimmät sovellustavoitteet ovat: koskettimien vakauden parantaminen, kitkamelun vähentäminen, käyttöiän pidentäminen, kipinöinnin vähentäminen ja käyttötuntuman parantaminen.

Nykyaikaisissa sähköjärjestelmissä hopeasta kiinteästä relekontaktista erittäin luotettaviinHopeinen liikkuva kontakti, kosketusvoiteluaineista on tullut olennainen osa turvallisuuden, tehokkuuden ja kestävyyden varmistamisessa. Olipa kyseessä teollisuuslaitteet, autojen elektroniset ohjausjärjestelmät tai kodinkoneiden ohjausportit, sopivalla kosketusvoiteluaineiden valinnalla ja käytöllä voidaan saavuttaa erinomainen tasapaino materiaalikustannusten, sähköisen suorituskyvyn ja mekaanisen käyttöiän välillä.