镀银层氧化对接触体电气性能的影响 隔离开关接触部分镀银层氧化导致发热,应怎么处理

很多朋友对这个问题都非常关心,这也是日常工作经常遇到的问题,要解答这个问题,我们需要先对银进行初步的认识 。
银是一种贵金属,在地壳中含量只有0.79ppm(0.0000079%),银具有出色的电性能和导热性,为了更直观的理解,我们将它和几种常用金属进行数据对比 。

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那我们为什么要镀银呢?
从机械性能上来说,可以增加接触体的强度、耐磨性与平滑度,更重要的是由于导体会发生“趋肤效应” 。当交变电流通过导体时,导体内部实际上没有任何电流,电流集中在临近导体外表的一薄层,这种现象就称为趋肤效应(也称集肤效应) 。
为什么会出现趋肤效应,那是因为当交变电流通过导体时,导体中会出现自感电动势抵抗电流通过,这个电动势的大小与导体单位时间所切割的磁通量成正比 。例如圆形截面的导体,越靠近导体中心,受外面磁力线产生的自感电动势越大,越靠近导体表面,越不受磁力线消长的影响,这就导致了越靠近导体表面,电流密度就越大,我们也可以简单地认为电流只在表面上很薄的一层中流过 。
为了提高接触体的导电性能与有效利用率,在接触体表面增加镀层就成为必不可少的工艺,同时镀层的厚度与导电性能成正比关系,而银作为电导率最高的元素,价格相对金要低廉,所以成为最常用的一种镀层材料 。
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银的变色原因:
虽然银有诸多的优点,但它活泼的元素特性导致它容易被其它物质污染,在前面的文章中我们知道银的变色与水和空气中的氧是无关的,虽然银会和大气中的氧反应生成氧化银,但这层氧化物只有一个分子厚度,肉眼是不可见的 。银容易被卤化物与硫化物污染,而变黑的关键是与空气中硫化氢发生反应后生成的硫化银,化学反应式为:
4Ag + 2H 2 S + O 2→ 2Ag 2S + 2H 2 O
光的折射率与硫化银的厚度呈现函数关系,这就会在我们肉眼的视觉上出现由红到蓝---蓝色变深---呈现褐色直致黑色的颜色变化 。


银变色后的导电性:
从理论上来说硫化银也具有很好的导电性,硫化层在迈克尔.法拉第时代就已经被证实他的导电性能 。现代电磁学解释变色的硫化银层是一种“混合导体”,就是说这种物质的总电导率是由银离子和电子电导率共同组成,其作为理想的离子导体具备如下的条件:
1、 银离子不稳定;
2、 对于不稳定的粒子,硫化银也可以提供足够多的空位;
3、 空位和占位的势能相当,因此跳至相邻位置所需的活化能很小;
4、 硫化银微观由理想的三维矩阵结构组成,为银离子的移动提供开放的通道;
5、 硫化银中的负离子S2- 呈局部点陈矩陈的网络结构,容易被极性化 。
【镀银层氧化对接触体电气性能的影响 隔离开关接触部分镀银层氧化导致发热,应怎么处理】各种测试测量结果表明,接触体出现变色现象后,其电气性能(衰减、无源互调)也完全不受影响,可以确定变色不会影响接触体的导电性 。变色的镀银接触体外观虽然非常难看,看上去也很旧,但实际上发生变色的只是表面接触到氧化物的那部分材料 。用于实际电流传输与信号传输的那部分银介质,大部分是处于完全密封状态的,与外界环境隔绝,而且每次插接时,氧化的表层都会被接触体的之间的摩擦效应穿透,实际发生接触的都依然在银介质上(有效穿透建立在有效的接触正压力条件下) 。


解决变色的方案:
使用不含有害挥发气体的封闭材料,硫化气体、氯化气体、氮氧化物、臭氧、醛类都容易污染镀银层,有条件的可以通过真空或者多层封装,避免接触空气,尽量在低温、干燥、清洁的环境中储存 。此外值得一提的是,如果是压接式接触体可以使用三元合金镀层来代替镀银,三元合金在成本上与电气性能上都是银的理想代替产品,可以在室外恶劣环境中使用多年不变色,但它的缺点是表面相对粗糙,焊接性也较差,可以使用直径比较大的压接式接触体上 。
总结:标准电镀工艺与材料下,银的变色不属于腐蚀现象,不会影响机械强度,也不影响电气性能 。只是外观上的颜色变化 。
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