Проблеми недостатнього змащення електронних контактів та застосування мастильних матеріалів у контактних системах

З прогресом у матеріалознавстві зростає використання нових сплавів і конструкційних пластмас у перемикачах і з’єднувачах, що призводить до швидкого розвитку контактних технологій. Однак через властиві мікроскопічній поверхні металів недосконалості такі конструкції, як стаціонарні електричні контакти, електричні рухомі контакти та контактні наконечники (для реле/перемикачів), все ще стикаються з такими проблемами, як перегрів, дуга та фрикційний знос через недостатнє змащення під час фактичної роботи. Ці явища безпосередньо впливають на термін служби контактів, електричну надійність і механічні відчуття; тому застосування мастильних матеріалів у контактних системах стало вирішальною технологією.

Мікроскопічне спостереження металевих контактних поверхонь виявляє дрібні «піки» та «долини» навіть у точно-вироблених стаціонарних срібних контактах або срібних рухомих контактах. Коли контакт замикається, фактична площа-струму набагато менша за номінальну площу контакту. Струм обмежений кількома піками, що спричиняє значне збільшення локальної щільності струму та створює «гарячі точки».

Коли температура підвищується, швидко утворюється шар оксиду з високим-питомим опором, який, у свою чергу, ще більше збільшує контактний опір, спричиняючи перетворення більшої кількості електричної енергії на тепло. Ця позитивна петля зворотного зв’язку може призвести до зварювання металу, що зрештою спричинить вихід з ладу перемикачів, реле або стаціонарних контактів для автоматичних вимикачів.

Застосування мастила для контактів створює над-тонку провідну масляну плівку, яка заповнює мікро-канавки, ефективно розширюючи ефективну контактну площу та забезпечуючи стабільну передачу струму через масляну плівку. Це не тільки зменшує гарячі точки, але й підтримує низький контактний опір-стану, значно покращуючи експлуатаційну надійність плоских електричних контактів і рухомих контактних систем.

Незмащені контакти дуже схильні до утворення дуги під час відкривання та закривання. Висока температура, створювана дугою, прискорює окислення металу, пошкоджуючи покриття та спричиняючи швидку деградацію поверхонь рухомих контактів зі срібного сплаву, контактних заклепок і нерухомих контактних заклепок. Іонізація повітря та міграція металу, викликана дугою, створюють нові піки на поверхні контакту, що ще більше посилює нестабільність контакту.

Це явище особливо помітно в перемикачах і реле типу "закрито-розімкнуто", наприклад, з рухомим контактом реле або сріблястим стаціонарним контактом для реле. Оскільки контакти можуть відчувати невеликі стрибки перед остаточним замиканням, повторне утворення дуги може призвести до серйозних пошкоджень.

Проти{0}}дугові присадки в контактних мастилах можуть значно усунути цю проблему. Змащувальна плівка ізолює повітря, зменшує реакції іонізації та знижує амплітуду стрибка, таким чином послаблюючи енергію дуги та покращуючи загальну довговічність контактної системи.

У багатьох сферах застосування контакти повинні не тільки забезпечувати електричну стабільність, але й забезпечувати чітке механічне відчуття. Приклади включають кнопки автомобіля, поворотні перемикачі побутових приладів, точні рокери та пристрої керування приладами. Мастило діє як «шар механічного кондиціонування» в цих структурах, дозволяючи перемикачам демонструвати різні тактильні характеристики, такі як щільність, плавність або безшумність.

Контактна змащувальна плівка зменшує механічне тертя, дозволяючи таким компонентам, як срібний контакт для перемикача/реле, підтримувати структурну стабільність, одночасно підвищуючи комфорт і довговічність. Це особливо критично для високо-працюючих, рухомих срібних контактів, контактів сигнального реле або низько{2}}електричних приладів.

Над-шар тонкої плівки, утворений контактним мастилом у закритому стані, незважаючи на маслянисту структуру, дозволяє струму плавно протікати крізь нього під ефектом квантового тунелювання, досягаючи стабільної провідності. Коли контакт розмикається, масляна плівка перетворюється на більш товстий ізоляційний шар, зменшуючи ризик витоку та підвищуючи безпеку інтерфейсу роз’єму перемикача-.

Завдяки цим характеристикам мастило особливо підходить для високо-точного обладнання з низьким-струмом, сигнальних вимикачів, реле-навантаження та інших пристроїв, чутливих до контактного опору.

Масштабні експерименти показали, що додавання відповідного контактного мастила до електричних рухомих контактів, контактів реле, клем, мікроперемикачів та інших застосувань може збільшити термін служби контактів більш ніж у 2 рази. Основні причини включають:

Зменшення зносу та міграції металу

Зниження швидкості утворення оксидного шару

Стабілізуючий контактний опір

Зниження частоти горіння дуги

Пом'якшення механічних ударів і вібрації

Використання контактних мастильних матеріалів у-часовому обладнанні може значно зменшити частоту технічного обслуговування та витрати на заміну деталей.

Контактні мастила широко використовуються в різних стаціонарних і рухомих контактних системах, охоплюючи:

Різні системи сполучення стаціонарних/рухомих контактів

Контактні поради (для реле/перемикачів) у реле (сигнальні реле, автомобільні реле, промислові реле)

Вимикачі побутової техніки (електрочайники, фени, пральні машини тощо)

Автомобільні кнопки, комбіновані перемикачі, автомобільні роз’єми

Плоскі електричні контакти в автоматичних вимикачах і шафах управління

Комутатори двигунів і механічні частини ковзання

Крайові з’єднувачі друкованої плати та контакти-сигналу низької напруги

Основними цілями застосування є: покращення стабільності контакту, зменшення шуму від тертя, подовження терміну служби, зменшення дуги та покращення відчуття при роботі.

У сучасних електричних системах, від срібних стаціонарних контактів для реле до високонадійнихСрібний рухомий контакт, контактні мастила стали важливим компонентом для забезпечення безпеки, ефективності та довговічності. Будь то в промисловому обладнанні, автомобільних електронних системах керування чи портах керування побутовими приладами, правильний вибір і використання контактних мастильних матеріалів може досягти чудового балансу між вартістю матеріалів, електричними характеристиками та механічним терміном служби.