Problemi nedovoljnog podmazivanja elektroničkih kontakata i primjena maziva u kontaktnim sustavima

S napretkom u znanosti o materijalima, povećava se uporaba novih legura i inženjerske plastike u sklopkama i priključcima, što dovodi do brzog razvoja kontaktne tehnologije. Međutim, zbog inherentnih nesavršenosti na mikroskopskoj površini metala, strukture kao što su nepomični električni kontakti, električni pokretni kontakti i kontaktni vrhovi (za releje/prekidače) i dalje se suočavaju s problemima poput pregrijavanja, luka i trošenja uslijed trenja zbog nedovoljnog podmazivanja tijekom stvarnog rada. Ovi fenomeni izravno utječu na životni vijek kontakta, električnu pouzdanost i mehanički osjećaj; stoga je primjena maziva u kontaktnim sustavima postala ključna tehnologija.

Mikroskopsko promatranje metalnih kontaktnih površina otkriva sitne "vrhove" i "doline", čak i kod precizno-proizvedenih stacionarnih srebrnih kontakata ili srebrnih pokretnih kontakata. Kada se kontakt zatvori, stvarna strujna-površina puno je manja od nominalne kontaktne površine. Struja je ograničena na nekoliko vrhova, uzrokujući značajno povećanje lokalne gustoće struje i stvaranje "vrućih točaka".

Kako temperatura raste, brzo se stvara -sloj oksida visokog otpora, što zauzvrat dodatno povećava kontaktni otpor, uzrokujući pretvaranje više električne energije u toplinu. Ova pozitivna povratna sprega može dovesti do zavarivanja metala, što u konačnici uzrokuje kvar prekidača, releja ili stacionarnih kontakata za prekidače.

Primjena kontaktnog maziva stvara ultra-tanki vodljivi uljni film koji ispunjava mikro-utore, učinkovito proširujući učinkovito kontaktno područje i dopuštajući stabilan prijenos struje kroz uljni film. Ovo ne samo da smanjuje vruće točke, već i održava nizak kontaktni otpor-stacionarnog stanja, značajno poboljšavajući pouzdanost rada ravnog električnog kontakta i sustava pokretnih kontakata.

Nepodmazani kontakti vrlo su osjetljivi na stvaranje luka tijekom otvaranja i zatvaranja. Visoka temperatura koju stvara luk ubrzava oksidaciju metala, oštećujući oplatu i uzrokujući brzu degradaciju površina pokretnih kontakata od srebrne legure, kontaktnih zakovica i nepomičnih kontaktnih zakovica. Ionizacija zraka i migracija metala uzrokovana lukom stvaraju nove vrhove na kontaktnoj površini, dodatno pogoršavajući nestabilnost kontakta.

Ovaj je fenomen posebno izražen kod prekidača i releja tipa "zatvoreno-otvoreno", kao što su pokretni kontakt releja ili srebrni nepomični kontakt za releje. Budući da kontakti mogu doživjeti lagane skokove prije konačnog zatvaranja, opetovano stvaranje luka može uzrokovati ozbiljnu štetu.

Aditivi protiv luka u kontaktnim mazivima mogu značajno suzbiti ovaj problem. Podmazujući film izolira zrak, smanjuje reakcije ionizacije i smanjuje amplitudu skoka, čime se slabi energija luka i poboljšava ukupna trajnost kontaktnog sustava.

U mnogim primjenama, kontakti ne samo da moraju osigurati električnu stabilnost, već i pružiti poseban mehanički osjećaj. Primjeri uključuju gumbe vozila, okretne prekidače kućanskih aparata, precizne klackalice i uređaje za upravljanje instrumentima. Lubrikant djeluje kao "mehanički kondicionirajući sloj" u ovim strukturama, dopuštajući prekidačima da pokažu različite taktilne karakteristike kao što su čvrstoća, glatkoća ili tihost.

Kontaktni podmazujući film smanjuje mehaničko trenje, dopuštajući komponentama kao što je srebrni kontakt za prekidač/relej da zadrže strukturnu stabilnost dok poboljšava radnu udobnost i izdržljivost. Ovo je osobito kritično za-rad visoke frekvencije, pokretne srebrne kontakte, kontakte signalnih releja ili nisko{2}}naponske električne uređaje.

Ultra-sloj tankog filma koji stvara kontaktno mazivo kada je zatvoren, iako ima uljnu strukturu, omogućuje glatko protjecanje struje kroz njega pod efektom kvantnog tuneliranja, postižući stabilnu vodljivost. Kada se kontakt otvori, uljni film se vraća u deblji izolacijski sloj, smanjujući rizik od curenja i poboljšavajući sigurnost sučelja konektora prekidača-.

Ove karakteristike čine mazivo posebno prikladnim za visoko{0}}preciznu opremu niske-napona, signalne sklopke, releje-opterećenja i druge uređaje osjetljive na kontaktnu impedanciju.

Opsežni eksperimenti su pokazali da dodavanje prikladne kontaktne masti električnim pokretnim kontaktima, kontaktima releja, stezaljkama, mikroprekidačima i drugim primjenama može produžiti život kontakta za više od 2 puta. Glavni razlozi uključuju:

Smanjenje trošenja i migracije metala

Smanjenje brzine stvaranja oksidnog sloja

Stabilizirajući kontaktni otpor

Smanjenje učestalosti luka

Ublažavanje mehaničkih udara i vibracija

Korištenje kontaktnih maziva u dugotrajnoj-radnoj opremi može značajno smanjiti učestalost održavanja i troškove zamjene dijelova.

Kontaktna maziva naširoko se koriste u raznim stacionarnim i pokretnim kontaktnim sustavima, pokrivajući:

Razni sustavi za uparivanje stacionarnih/pokretnih kontakata

Savjeti za kontakt (za releje/sklopke) u relejima (signalni releji, automobilski releji, industrijski releji)

Prekidači za kućanske aparate (električna kuhala za vodu, sušila za kosu, perilice rublja, itd.)

Gumbi za automobile, kombinirani prekidači, konektori za automobile

Plosnati električni kontakti u prekidačima i upravljačkim ormarima

Motorni komutatori i mehanički klizni dijelovi

PCB rubni konektori i kontakti-niskonaponskog signala

Glavni ciljevi primjene su: poboljšanje kontaktne stabilnosti, smanjenje buke trenja, produljenje životnog vijeka, smanjenje luka i poboljšanje osjećaja rada.

U modernim električnim sustavima, od srebrnog stacionarnog kontakta za releje do vrlo pouzdanihSrebrni pokretni kontakt, kontaktna maziva postala su bitna komponenta za osiguranje sigurnosti, učinkovitosti i trajnosti. Bilo da se radi o industrijskoj opremi, automobilskim elektroničkim sustavima upravljanja ili kontrolnim priključcima kućanskih aparata, odgovarajućim odabirom i upotrebom kontaktnih maziva može se postići izvrsna ravnoteža između troškova materijala, električnih performansi i mehaničkog vijeka trajanja.