Když už mluvíme o mikro přepínačích, může být s nimi každý obeznámen. Ve skutečnosti jsou velmi běžnými základními částmi v elektronických zařízeních. Například je lze nalézt na místech, jako jsou tlačítka v dálkovém ovládání klimatizace a senzory uvnitř tiskárny. Tento typ spínače se spoléhá hlavně na kovové kontakty, aby se zapnul a vypnul proud, takže výběr kontaktních materiálů lze říci, že přímo souvisí s praktickými problémy, jako je například jak dlouho lze použít spínač a jak je citlivý.
Na trhu je nyní mnoho typů kontaktních materiálů a různé materiály, jako je slitina stříbra a zlatá slitina, mají své vlastní vlastnosti. Který materiál, který si vybere, závisí na skutečném scénáři aplikace a je nutné komplexně zvážit faktory, jako je vodivost a prostředí použití. Například požadavky na materiály používané v tlačítek výtahu, které je třeba často zapnout a vypnout a v bezpečnostním zařízení, které je poháněno pouze příležitostně, se rozhodně liší.
Běžné typy kontaktních materiálů pro mikro přepínače
Nejběžnějším kovovým materiálem je kontakt ze stříbrné slitiny. Tento typ materiálu má obzvláště dobrou vodivost a není snadné ho rezilovat a korodovat, takže se používá více v situacích, kdy je vyžadována vysoká vodivost. Například to lze často vidět v řídicí desce obvodu inteligentních domů nebo v řídicím modulu průmyslového zařízení. Slitina stříbra má však charakteristiku, že je relativně měkká. Někdy se přidávají měď a nikl, aby se zvýšila tvrdost, takže kontakty se po dlouhodobém používání snadno nevyhovují.
Pojďme si promluvit o špičkové možnosti kontaktů z zlaté slitiny. Jak všichni víme, samotné zlato má vynikající vodivost a velmi nízkou kontaktní odpor, takže je zvláště vhodné pro použití v zařízení, které vyžaduje vysokou přesnost, jako jsou lékařské zařízení, jako jsou kardiostimulátoři. Ačkoli jsou náklady mnohem vyšší než náklady na stříbrnou slitinu, ve scénářích, kde je třeba zaručit dlouhodobou stabilitu, jako jsou elektronické komponenty na satelitech nebo přesných nástrojích, peníze by měly být stále vynaloženy.
Kontakty slitiny mědi: Tento typ kontaktu má relativně dostupnou cenu a dostatečnou strukturální sílu a je častější v průmyslových aplikacích. Například denní spotřebiče pro domácnost (jako jsou chladničky, klimatizace) nebo tiskárny, kopírky a další vybavení v kanceláři, použití kontaktů z měděných slitin může v zásadě splňovat požadavky na vodivost a požadavky na mechanický výkon a není problém s každodenním používáním.
Pokud jde o kontakty s kompozitním materiálem, jsou obzvláště pozoruhodné. Tento materiál kombinuje vodivé výhody stříbra s obloukovým odporem oxidu cínu, zejména ve scénářích, kde jsou vyžadovány časté přepínací obvody nebo šoky s vysokým proudem. Například relé v systému řízení výtahu lze vidět při mnoha příležitostech. Jeho vysokoteplotní odolnost je také vhodná pro použití ve vysokoteplotních prostředích, jako je kontrolní skříň v metalurgickém dílně.
Typickým příkladem jsou také další kompozitní materiály, jako jsou kontakty z slitiny stříbrných a stříbrných a nickelů. Kombinací stříbra a niklu je udržována dobrá vodivost stříbra a kontakty se stávají těžší a odolnější odolné proti opotřebení. Tento typ kontaktu je vhodnější pro použití v zařízení se montážní linkou se středním zatížením nebo běžném továrním prostředí, které může zajistit vodivost a není snadné předčasně poškodit.
Rozdíly ve vodivosti různých kontaktních materiálů
Pokud jde o vodivost, existují skutečně zřejmé rozdíly v současných účicích vodivosti různých kovových materiálů. Například slitiny stříbra fungují nejlépe a mohou zajistit rychlý průchod proudu, následovaný materiály z slitiny obsahující zlata. Slitiny mědi nebo některé kontakty smíšeného materiálu mají relativně nižší účinnost vodivosti. Tento rozdíl přímo ovlivní rychlost odezvy spínače a stabilitu přenosu signálu, zejména v přesných zařízeních, které je třeba rychle zapnout a vypnout, je nutné věnovat pozornost výběru.
Pokud jde o problém odporu, když proud prochází, tento indikátor ve skutečnosti přímo odráží vodivou kvalitu materiálu. Čím menší je odpor, tím nižší je ztráta energie a čím vyšší je pracovní účinnost spínače. Například zlaté a stříbrné slitiny se v tomto ohledu obvykle fungují dobře kvůli jejich vlastním vodivým výhodám. Je třeba poznamenat, že ačkoli tento typ materiálu má dobrý výkon, jeho náklady jsou relativně vysoké.
Dopad změn teploty je také faktorem, který je třeba zvážit. Zejména ve scénářích využití s vysokou teplotou bude vodivost některých kovů diskontována, což povede k většímu odporu, když proud prochází, a může dokonce způsobit špatný kontakt přepínače. Proto, když inženýři vyberou materiály, měli by se nejen dívat na data při teplotě místnosti, ale také se podívat na její stabilitu ve vysokoteplotním prostředí.
Vztah mezi výběrem kontaktního materiálu a prostředím používání
Existují dvě hlavní rozměry pro přizpůsobivost prostředí: zaprvé je vlhkost vzduchu vysoká nebo existují korozivní plyny. Tyto podmínky urychlí oxidaci povrchu materiálu, jako je například přímořské vybavení nebo zařízení v chemických rostlinách. V této době je vhodnější používat slitiny stříbra s ošetřením povlakem nebo zlatými materiály s dobrou odolností proti korozi.
Musí být také zaměřen parametr rozsahu přizpůsobivosti teploty. U zařízení, které je v provozu s vysokou teplotou po dlouhou dobu, jako jsou součásti uvnitř motorového prostoru, by měly být vybrány speciální slitiny se silnou odolností proti teplu; Zatímco pro zařízení používané v chladných severních oblastech, měla by být věnována pozornost odolnosti materiálu k křehkému praskání při nízkých teplotách, aby se zabránilo špatnému kontaktu v důsledku tepelné roztažení a kontrakce.
Výběr materiálů v prostředích vibrací a šoku se musí zaměřit na stabilitu. Pokud se zařízení musí vypořádat s vibracemi nebo náhlým šokem, ať už je kontaktní materiál dostatečně stabilní a jak dlouho lze použít, stává se zvláštním problémem, který vyžaduje zvláštní pozornost. V této době závisí výběr materiálů na odolnosti tvrdosti a opotřebení. Například materiály smíchané se stříbrem a niklem nebo kontakty se zvláštním povrchovým úpravou slitin mědi jsou charakteristiky těchto materiálů, že mohou účinně zvýšit životnost složek přepínačů.
Podle specifických potřeb různých scénářů použití bude výběr materiálu výrazně odlišný. V případě automobilů, které často potřebují cestovat na dlouhé vzdálenosti, musí být kontaktní materiály v elektronickém systému schopny odolat vysokých teplotách, častým vibracím a korozi z různých chemikálií. V tomto případě si inženýři obvykle volí slitiny založené na stříbrném nebo zlatém kontaktech, které jsou za složitých pracovních podmínek spolehlivější.
Pokud jde o špičková pole, jako je Aerospace, požadavky na kontaktní materiály jsou ještě přísnější. Například násilné vibrace letadla během vzletu nebo extrémní změny teploty ve vesmírném prostředí v této době, kontakty se slitinou zlatou, ukazují své výhody-vodivost je obzvláště dobrá, odpor je velmi malý, když je v kontaktu, a není snadné mít problémy v prostředí s vysokou teplotou, takže tento typ vzácného kovového materiálu se stal výběrem pro letecké vybavení.
Zohlednění odporu opotřebení ve výběru kontaktního materiálu
Během provozu přepínače budou kontakty zažít různé formy ztráty, jako je ztráta způsobená fyzickým třením, poškození oblouku způsobené současným kontaktem a koroze způsobená oxidační reakcí. Pochopení toho, jak k těmto opotřebení dochází, nám pomůže najít více odolných materiálových řešení.
V současné době závisí vyhodnocení toho, zda je materiál odolný proti opotřebení hlavně na několika ukazatelích, jako je tvrdost a hladkost samotného materiálu a údaje o testování odolnosti opotřebení v laboratoři. Obecně lze říci, že materiály s vysokou tvrdostí nejsou snadné poškrábat a čím hladší povrch, tím menší bude tření přirozeně. Populárnějším přístupem je nyní zlepšení výkonu úpravou materiálového vzorce nebo provedením zvláštního zacházení na povrchu. Například někteří výrobci budou na povrchu slitiny stříbrné na plochu tenkého zlatého filmu, který může zabránit rzi a snížení opotřebení, což je oboustranně výhodné řešení.
Kompromis mezi náklady na kontaktní materiál a výkonem
Cenový rozdíl různých materiálů je třeba pečlivě vypočítat, nejen zvážit náklady na suroviny během výroby, ale také s ohledem na náklady na pozdější údržbu a výměnu. Například, ačkoli počáteční kupní cena určitého materiálu je levná, pokud je třeba ji vyměnit každých několik dní, může to být celkově dražší.
Pokud jde o konkrétní scénáře využití, mají špičkové přesné nástroje vysoké požadavky na vodivost a trvanlivost. V této době mohou být nutné vybrat špičkové materiály, jako jsou zlaté slitiny. Na druhé straně mohou spínače obyčejných domácích spotřebičů v zásadě uspokojit potřeby s měděnými slitinami nebo materiály na bázi stříbra a náklady jsou mnohem nákladově efektivnější. Klíčem je nalezení rovnováhy mezi výkonem a náklady, se kterými jsou všichni spokojeni, jako je nahrazení jediného kovu kompozitním materiálem nebo provedení určitých optimalizací ve strukturálním designu, aby neovlivnilo účinek použití a ušetřilo určitý rozpočet.
Závěr a výhled
Obecně platí, že nyní všichni řeší hlavně problém výběru kontaktních materiálů prostřednictvím zlepšení materiálu a inovací procesů. Výkon existujících řešení za extrémních pracovních podmínek však má stále prostor pro zlepšení, jako jsou problémy s živočitelností v současném přetížení nebo prostředí s vysokou vlhkostí. V budoucnu, s vývojem vědy o materiálech, lze najít možná ideálnější řešení, které činí přepínací komponenty ekonomické i trvanlivé.
Tato studie pojednává hlavně o různých typech materiálů kontaktního bodu microswitch, jako jsou rozdíly ve vodivých účincích běžných slitin stříbra a kompozitních materiálů na bázi mědi. Je třeba poznamenat, že mezi scénáři výkonu materiálu a využitím existuje úzká korelace. Například by měla být věnována zvláštní pozornost antioxidačním vlastnostem materiálů v prostředí s vysokou teplotou a vysokou vlhkostí. U scénářů, které vyžadují častý provoz, se odolnost proti opotřebení materiálu stává indikátorem, který je třeba při výběru zvážit.
Z trendu rozvoje, se zlepšením výrobních technologií a zpřísněním politik ochrany životního prostředí se výběr materiálů kontaktních bodů posune směrem k vysokému výkonu a nízkým nákladům. Obzvláště zajímavé je, že lze říci, že aplikace nových procesů, jako je nano a vývoj kompozitních materiálů, poskytuje více možností pro výběr materiálu. Jednoduše řečeno, je to najít nové materiály, které splňují požadavky na ochranu životního prostředí a mají dobré vodivé vlastnosti.
Při provádění konkrétních výběrů je třeba vzít v úvahu více aspektů, jako je vodivost, životnost a kontrola nákladů. Stojí za zmínku, že různé scénáře aplikací mají různé zaměření na výkon materiálu. Například průmyslové vybavení věnuje větší pozornost stabilitě, zatímco spotřební elektronika může věnovat více pozornosti kontrole nákladů. Doporučuje se také, abyste věnovali více pozornosti novému vývoji v oblasti materiálů, jako jsou některé nové slitiny nebo technologie povrchového úpravy, abyste měli vhodnější alternativy, když se budete muset rozhodnout.
