Unutarnji i vanjski poklopci osigurača od bakra i mesinga: svojstva materijala, trendovi u industriji i tehnološke inovacije

 

Kao osnovna komponenta zaštite kola, izbor unutrašnjeg i spoljašnjeg materijala poklopca osigurača direktno utiče na pouzdanost i životni vek proizvoda. Bakarna kapica (čisti bakar) i mesingana unutrašnja kapica (legura bakra-cinka) su trenutni glavni materijali za unutrašnje i spoljašnje poklopce, i postoje značajne razlike između njih u pogledu provodljivosti, mehaničke čvrstoće, otpornosti na koroziju i cene.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Prednosti bakra:
Bakar ima odličnu električnu provodljivost (električna provodljivost od oko 58 MS/m) i toplotnu provodljivost (koeficijent toplotne provodljivosti od 386,4 W/m·K) i dobar je provodnik posle srebra. Njegove visoke karakteristike čistoće (sadržaj bakra veći od ili jednak 99,9%) čine ga dobrim performansama u visoko{4}}kolama visoke frekvencije, ima dobru duktilnost i lako se hladi-probija i rasteže. Na primjer, u visokonaponskim -osiguračima za vozila nove energije, bakarni kontakti mogu efikasno smanjiti porast temperature i poboljšati sigurnost. Osim toga, Copper Stop End ima jaku otpornost na koroziju, posebno u suvim okruženjima, i nije ga lako oksidirati, što ga čini pogodnim za preciznu elektronsku opremu.

 

Karakteristike mesinga:
Mesing se sastoji od bakra i cinka (sadržaj cinka je obično 30%-40%), a njegova mehanička čvrstoća (zatezna čvrstoća od oko 300 MPa) i tvrdoća (tvrdoća po Brinelu oko 80 HB) su znatno veće od bakra, a cena mu je 15%-20% niža. Na primjer, u osiguračima u području industrijske kontrole,mesingani vanjski poklopacmože izdržati veće mehaničko naprezanje i izbjeći popuštanje uslijed vibracija. Osim toga, mesing ima bolju otpornost na koroziju u okruženjima koja-sadrže sumpor i često se koristi na otvorenom ili u uvjetima visoke{2}}vlažnosti.

 

Nedostaci performansi:
Bakar ima nisku tvrdoću (oko 35 HB), sklon je habanju nakon dugotrajne-upotrebe, ima visoku tačku topljenja (1083 stepena) i stroge zahtjeve procesa zavarivanja. Provodljivost krajnjeg poklopca mesingane cijevi je samo 1/5 od bakra (oko 11 MS/m), što može uzrokovati probleme sa grijanjem u scenarijima jake struje. Osim toga, kada sadržaj cinka u mesingu prelazi 39%, on je podložan "sezonskom pucanju", što je potrebno poboljšati termičkom obradom ili dodavanjem elemenata od legura u tragovima (kao što su kalaj i aluminijum).

 

 

 

Propisi o zaštiti životne sredine promovišu materijalne inovacije:
Implementacijom EU RoHS direktive i kineske "Mjere upravljanja za ograničenje upotrebe opasnih supstanci u električnim i elektronskim proizvodima", industrija osigurača je ubrzala eliminaciju materijala koji{0}}sadrže olovo. Na primjer, završni poklopac od mesinga-bez olova (kao što su alternativni materijali CuZn39Pb3) i niklovana-kositacija postaju sve popularniji, dok primjena plastičnih školjki na bazi bio- (sa 30% biljnih vlakana) može postići 90% recikliranja komponenti. Osim toga, visoka stopa recikliranja bakrenih završnih kapica (oko 95%) čini ga povoljnijim u kružnoj ekonomiji.

 

Inteligentna i minijaturna potražnja:
Brzi razvoj novih energetskih vozila, fotonaponskih skladišta energije i drugih polja postavili su veće zahtjeve za osigurače. Na primjer, pametni osigurači integriraju senzore temperature i komunikacijske module, koji mogu prenositi-trenutne podatke u stvarnom vremenu putem Bluetooth-a kako bi se postiglo prediktivno održavanje. U smislu odabira materijala, poklopac od bakrene cijevi je prvi izbor za visoko-prenos signala zbog svoje visoke provodljivosti, dok mesing poboljšava pouzdanost kontakta kroz procese površinskog pozlaćenja (kao što je hemijsko niklovanje + potapanje zlata).

 

Istraživanje novih materijala:
Industrija razvija kompozitne materijale visokih{0}}performansi za zamjenu tradicionalnih bakarnih materijala. Osim toga, talina kompozita bakra-grafena može povećati efikasnost lomljenja za 50%, dok je vrijeme odziva fitilja tečnog metala (kao što je legure na bazi galijuma{4}}) skraćeno na mikrosekunde.