Vara un misiņa drošinātāju iekšējie un ārējie vāciņi: materiālu īpašības, nozares tendences un tehnoloģiskie jauninājumi

 

Kā ķēdes aizsardzības galvenā sastāvdaļa drošinātāju iekšējā un ārējā vāciņa materiālu izvēle tieši ietekmē izstrādājuma uzticamību un kalpošanas laiku. Vara vāciņš (tīrs varš) un misiņa iekšējais vāciņš (vara -cinka sakausējums) ir pašreizējie galvenie iekšējo un ārējo vāciņu materiāli, un starp tiem ir būtiskas atšķirības vadītspējas, mehāniskās izturības, izturības pret koroziju un izmaksu ziņā.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vara priekšrocības:
Varam ir lieliska elektrovadītspēja (elektriskā vadītspēja aptuveni 58 MS/m) un siltumvadītspēja (siltuma vadītspējas koeficients 386,4 W/m·K), un tas ir labs vadītājs, kas otrs aiz sudraba. Tā augstās tīrības īpašības (vara saturs ir lielāks par vai vienāds ar 99,9%) nodrošina labu darbību augstas-frekvences ķēdēs, un tam ir laba elastība, un to ir viegli auksti-perforēt un izstiept. Piemēram, jaunu enerģijas transportlīdzekļu augstsprieguma drošinātājus vara kontakti var efektīvi samazināt temperatūras paaugstināšanos un uzlabot drošību. Turklāt Copper Stop End ir spēcīga izturība pret koroziju, īpaši sausā vidē, un to nav viegli oksidēt, tāpēc tas ir piemērots precīzām elektroniskām iekārtām.

 

Misiņa īpašības:
Misiņš sastāv no vara un cinka (cinka saturs parasti ir 30–40%), un tā mehāniskā izturība (stiepes izturība aptuveni 300 MPa) un cietība (Brinela cietība aptuveni 80 HB) ir ievērojami augstāka nekā vara, un tā izmaksas ir par 15–20% zemākas. Piemēram, drošinātājiem rūpnieciskās kontroles jomāmisiņa ārējais vāciņšvar izturēt lielāku mehānisko spriegumu un izvairīties no atslābšanas vibrācijas dēļ. Turklāt misiņam ir labāka izturība pret koroziju sēru saturošā vidē, un to bieži izmanto āra apstākļos vai apstākļos ar augstu mitruma līmeni.

 

Veiktspējas trūkumi:
Vara ir zema cietība (apmēram 35 HB), tas ir pakļauts nodilumam pēc ilgstošas-lietošanas, un tam ir augsta kušanas temperatūra (1083 grādi) un stingras metināšanas procesa prasības. Misiņa caurules gala vāciņa vadītspēja ir tikai 1/5 no vara vadītspējas (apmēram 11 MS/m), kas var izraisīt apkures problēmas lielas strāvas apstākļos. Turklāt, ja cinka saturs misiņā pārsniedz 39%, tas ir pakļauts "sezonas plaisāšanai", kas ir jāuzlabo, termiski apstrādājot vai pievienojot sakausējuma elementus (piemēram, alvu un alumīniju).

 

 

 

Vides aizsardzības noteikumi veicina materiālo inovāciju:
Ieviešot ES RoHS direktīvu un Ķīnas "Pārvaldības pasākumus bīstamo vielu izmantošanas ierobežošanai elektriskajos un elektroniskajos izstrādājumos", drošinātāju nozare ir paātrinājusi svinu{0}}saturošu materiālu likvidēšanu. Piemēram, -svinu nesaturošs misiņa gala vāciņš (piemēram, CuZn39Pb3 alternatīvie materiāli) un niķeļa-alvas pārklājums kļūst arvien populārāks, savukārt, izmantojot bio-plastmasas apvalkus (kas satur 30% augu šķiedras), var panākt 90% sastāvdaļu pārstrādi. Turklāt augstais vara gala vāciņa pārstrādes līmenis (apmēram 95%) padara to izdevīgāku aprites ekonomikā.

 

Inteliģents un miniaturizēts pieprasījums:
Jaunu enerģijas transportlīdzekļu, fotoelementu enerģijas uzglabāšanas un citu jomu straujā attīstība ir izvirzījusi augstākas prasības drošinātājiem. Piemēram, viedos drošinātos ir integrēti temperatūras sensori un sakaru moduļi, kas var pārraidīt reāllaika pašreizējos datus, izmantojot Bluetooth, lai veiktu paredzamo apkopi. Materiāla izvēles ziņā vara caurules vāciņš ir pirmā izvēle augstas-frekvences signālu pārraidei, jo tā ir augsta vadītspēja, savukārt misiņš uzlabo kontaktu uzticamību, izmantojot virsmas apzeltīšanas procesus (piemēram, ķīmisko niķelēšanu + iegremdēšanas zeltu).

 

Jauno materiālu izpēte:
Nozare izstrādā augstas veiktspējas{0}}kompozītmateriālus, lai aizstātu tradicionālos vara materiālus. Turklāt vara-grafēna kompozīta kausējums var palielināt pārraušanas efektivitāti par 50%, savukārt šķidro metālu (piemēram, gallija-sakausējuma) drošinātāju reakcijas laiks tiek saīsināts līdz mikrosekundēm.