Анализа технологије производње сребрних контакта: системи материјала, производни процеси и трендови у електричним применама

Сребрни контакти су кључне проводне и прекидне компоненте у електричним прекидачима, релејима, контакторима, прекидачима и другој опреми. Они су углавном одговорни за пренос струје, механички контакт и функције отпорности на лук. Пошто разводни уређаји морају често да довршавају радње укључивања, искључивања и пребацивања оптерећења током рада, контактни материјал не само да мора да има одлична проводљива својства, већ и да буде отпоран на аблацију лука, заваривање, хабање и дуготрајан-стабилан рад.

 

Контактни материјали у раној електричној опреми углавном су користили материјале од чистог сребра, користећи предност одличне електричне проводљивости, топлотне проводљивости и ниске контактне отпорности сребра за постизање стабилног преноса струје. На пример, контакти од чистог сребра високе{1}}чистоће и даље имају одређену вредност апликације у сценаријима ниског-оптерећења и високе{3}}поузданости везе.

 

Међутим, како се електрична опрема развија у правцу високог напона, велике струје и високо{0}}прекидања, материјали од чистог сребра су постепено излагали проблеме као што су недовољна отпорност на хабање, ниска тврдоћа и ограничена отпорност на лук. Због тога су нови електрични контактни материјали на бази сребра- на бази сребра и формирани додавањем металних оксида, легирајућих елемената или ојачавајућих фаза постепено постали главна струја индустрије.

 

Тренутно контактни материјали на бази сребра{0}} углавном укључују серију сребрног оксида (АгМеО), серију сребрног никла (АгНи), серију сребрног угљеника (АгЦ), серију сребрног волфрама (АгВ/АгВЦ) и вишеелементне материјале од легура сребра. Ови материјали оптимизују пропорционални однос између сребрне матрице и компоненти за ојачање, тако да контакти имају и високу електричну проводљивост и јачи отпор електричног оптерећења.

 

 

 

Развој глобалних материјала за електричне контакте на бази сребра{0}} прошао је кроз процес од примене материјала чистог сребра, до развоја материјала од легура сребра, до развоја еколошки прихватљивих материјала сребрног металног оксида.

 

Почетком 20. века, са развојем енергетских система и опреме за индустријску аутоматизацију, контакти од чистог сребра су се широко користили у нисконапонским електричним производима. Пошто сребро има добру електричну проводљивост и стабилне контактне карактеристике, може задовољити захтеве за рад опреме у условима ниже струје.

 

Са развојем АЦ контактора, енергетских релеја и индустријске контролне опреме, контакти морају да издрже веће струјне ударе и честе прекиде, тако да се постепено користе материјали као што су сребрни никл и сребро-кадмијум оксид. Међу њима, материјал од сребрног кадмијум оксида је већ дуго у прошлости постао важан материјал у области нисконапонских електричних уређаја због своје добре отпорности на заваривање и отпорности на лук.

 

Међутим, због ризика од загађења животне средине изазваног кадмијумом, како се прописи о заштити животне средине и захтеви зелене производње и даље повећавају, контактни материјали на бази сребра-без кадмијума- постали су фокус истраживања и развоја. Еколошки прихватљиви материјали као што су сребро-калај оксид (АгСнО₂) и сребро-цинк оксид (АгЗнО) постепено су заменили традиционалне материјале који садрже кадмијум- и широко се користе у савременој електричној опреми.

 

Последњих година, развојем нових енергетских возила, паметних мрежа, система за складиштење енергије и врхунске индустријске контролне опреме{0}}, контактни материјали су додатно унапређени ка високој поузданости, дугом веку и малим губицима.

 

 

Контактни материјали на бази сребра{0}}обично користе сребро као проводно тело и побољшавају механичка и електрична својства додавањем различитих фаза за ојачање.

 

Сребрни{0}}никл материјал (АгНи) има добру електричну проводљивост и отпорност на лук и погодан је за опрему за пребацивање средњег-оптерећења као што су релеји и контактори. Међу њима, контакти од легуре сребра побољшавају тврдоћу и отпорност на хабање сребрних материјала легирањем како би се продужио век трајања контаката.

 

Материјал сребро-калај оксид (АгСнО₂) је тренутно један од најчешће коришћених еколошки прихватљивих контактних материјала. Честице калајног оксида могу да побољшају отпорност материјала на заваривање и да смање губитак материјала на контактима током прекида велике струје-. Материјал се широко користи у АЦ контакторима, енергетским релејима и нисконапонским-окидачима.

 

Сребрни угљенични материјал (АгЦ) има добру отпорност на лук и погодан је за апликације које захтевају често пребацивање и дуг механички век, као што су опрема за сигнализацију на железници и индустријски контролни системи.

 

Сребрни волфрам материјал (АгВ/АгВЦ) има високу тврдоћу и отпорност на високе температуре и погодан је за употребу у прекидачкој опреми са захтевима високе струје и високе отпорности на хабање.

 

Поред тога, заковице од сребрне легуре и сребрне заковице са чврстим контактом произведене закивањем могу побољшати ефикасност контактне инсталације и задовољити потребе аутоматизованог склапања.

 

 

 

Производња сребрног контакта укључује многе аспекте, као што су припрема материјала, обрада калупа, топлотна обрада, обрада композита и површинска обрада. Технологија припреме материјала директно одређује организациону структуру и коначни учинак контаката.

 

Тренутно се контактни материјали{0}}на бази сребра углавном производе помоћу технологије металургије праха и технологије унутрашње оксидације легура.

 

Технологија металургије праха је једна од важних метода за савремену производњу сребрних контаката. Овај процес укључује мешање, пресовање и синтеровање сребрног праха и материјала за ојачавање, а затим екструдирање, цртање и друге процесе да би се формирао коначни материјал. Овом методом се може постићи уједначена дистрибуција фазе ојачања у сребрној матрици и побољшати конзистентност материјала.

 

За АгСнО₂ материјале, последњих година развијене су методе хемијског таложења, методе синтезе реакција, методе-енергијског млевења куглица и технологије прскања у праху. Ови процеси могу рафинисати честице оксида, повећати густину материјала и побољшати обрадивост.

 

Технологија реактивне синтезе генерише фазе за ојачавање кроз ин-ситу реакције, омогућавајући честицама оксида да се директно формирају унутар сребрне матрице, што помаже да се побољша чврстоћа везивања међуслоја и смање унутрашњи дефекти материјала.

 

У фази формирања и обраде, контакти обично морају да прођу кроз процесе као што су штанцање, хладна обрада, обрада и закивање да би се формирала величина и облик који задовољавају електричне структурне захтеве. На пример, чврсти сребрни контакти обично захтевају строгу контролу толеранција димензија и тачности равни да би се обезбедио-дугорочни стабилан контакт.

 

 

Као основна компонента електричних веза, сребрни контакти морају да задовоље различите захтеве перформанси.

 

Први је електрична проводљивост. Контакти треба да носе континуирану струју током рада, тако да материјал мора одржавати ниску отпорност да би се смањио губитак енергије и пораст температуре.

 

Други је отпор лука. Током процеса искључивања прекидача, између контаката ће се појавити лук, а окружење високе{1}}температуре може изазвати топљење материјала. Према томе, материјал треба да има добру отпорност на аблацију.

 

Трећа је способност да се одупре заваривању. У случају великог удара струје, контактна површина се може растопити услед локалне високе температуре. Ако материјал има недовољну отпорност на заваривање, то ће утицати на нормалан рад опреме.

 

Поред тога, механички живот је такође важан индикатор. Опрема која се често користи захтева контакте са високом отпорношћу на хабање да би се обезбедио-дугорочни поуздан рад.

 

Сребрне контактне тачке у савременим електричним системима не само да морају да испуне традиционалне проводљиве захтеве, већ и да се прилагоде стабилном раду под високим фреквенцијама, великим оптерећењем и сложеним окружењима

 

 

Сребрни контакти се широко користе у индустријској контроли, електроенергетским системима, новим енергетским возилима, железничком транзиту, кућним апаратима и интелигентној опреми.

У области нисконапонских{0}}електричних уређаја, сребрни контакти се углавном користе у контакторима наизменичне струје, прекидачима, релејима и разводним уређајима за постизање контроле и заштите кола.

 

У области нових енергетских возила, високо-напонски релеји и системи за управљање батеријама захтевају контактне материјале са веома поузданим могућностима прекидања. Како напонска платформа нових енергетских возила наставља да се побољшава, захтеви за отпорност на висок напон, контролу лука и животни век сребрних електричних контаката настављају да расту.

 

У системима за складиштење енергије, контакти треба да издрже удар велике струје изазване батеријама великог-капацитета, тако да својства материјала директно утичу на безбедност система.

 

У опреми за индустријску аутоматизацију, електрични прекидачи морају дуго да раде великом брзином, што поставља веће захтеве за механичку поузданост и стабилност чврстих контаката.

 

Поред тога, електронски контакти у прецизној електронској опреми такође морају да имају низак отпор контакта и стабилне перформансе везе како би се обезбедио поуздан пренос сигнала.
 

 

 

Будући правац развоја индустрије сребрног контакта ће се углавном фокусирати на три аспекта: иновације материјала, интелигентна производња и заштита животне средине.

 

Прво, еколошки прихватљиви материјали ће наставити да се развијају. Како глобални еколошки прописи буду јачали, контактни материјали на бази сребра{{1}без кадмијума-замениће традиционалне материјале који садрже кадмијум-. Сребро-калај-оксид, сребро-цинк-оксид и нови композитни сребрни материјали постаће главни правци истраживања.

 

Друго, композитни материјали-високих перформанси ће и даље бити промовисани. Кроз нанотехнологију, оптимизацију металургије праха и напредне процесе синтеровања, отпорност на хабање, стабилност лука и век трајања контактних материјала могу се додатно побољшати.

 

Треће, производни процес ће се развијати у интелигентном правцу. Аутоматизована производна опрема, технологија онлајн инспекције и дигитални системи управљања квалитетом побољшаће конзистентност производа и смањити грешке у производњи.

 

Са брзим развојем нових енергетских возила, паметних мрежа, индустријске аутоматизације и опреме за складиштење енергије, потражња тржишта за високо поузданим компонентама за електричну везу наставља да расте. У будућности, компаније за производњу сребрних контаката ће морати да континуирано побољшавају своје могућности истраживања и развоја материјала, могућности контроле процеса и велике-производне могућности како би задовољиле потребе сложенијих електричних апликација.

 

 

Тренутно се индустрија сребрних контаката и даље суочава са неким техничким изазовима. На пример, могућности истраживања и развоја врхунских материјала на бази-сребра-су недовољне, неки кључни процеси се ослањају на акумулирано искуство, а ниво контроле конзистентности производа тек треба да се побољша.

 

За апликације високе{0}}поузданости, контакти не само да морају да испуне основне проводљиве захтеве, већ и да одржавају стабилне перформансе контакта током дужег временског периода. Стога су побољшање способности контроле микроструктуре материјала, оптимизација параметара производног процеса и јачање верификације поузданости постали важни правци развоја индустрије.

 

у будућности,сребрни контактпроизводња ће посветити више пажње заједничком дизајну између материјала, процеса и захтева примене, користећи напредну производну технологију за промовисање развоја производа у правцу високих перформанси, високе поузданости и еколошке заштите животне средине, и обезбедити стабилнија решења за повезивање за енергетску опрему, нове енергетске системе и интелигентна производна поља.