Παρασκευή Υλικών Επαφής AgZnO υψηλής διασποράς

Ένα ρελέ είναι μια ηλεκτρική συσκευή ελέγχου που χρησιμοποιεί ένα μικρό ρεύμα για να ελέγξει ένα μεγάλο ρεύμα σε ένα κύκλωμα. Είναι ένας "αυτόματος διακόπτης" που ρυθμίζει αυτόματα το κύκλωμα, παρέχει προστασία ασφαλείας και διακόπτει το κύκλωμα. Τα κοινά υλικά επαφής ρελέ περιλαμβάνουν AgSnO2, AgNi, AgCdO, AgZnO και AgCuO. Μεταξύ αυτών, τα υλικά AgCdO Copper Silver Contact Rivet είναι επιρρεπή να προκαλέσουν τοξική ρύπανση από κάδμιο κατά τη διαδικασία κατασκευής. Η ΕΕ άρχισε να περιορίζει τη χρήση προϊόντων που περιέχουν κάδμιο την 1η Ιουνίου 2006. Τα υλικά AgZnO έχουν τα χαρακτηριστικά σύντομου χρόνου τόξου, υψηλής απόδοσης θραύσης, ισχυρής αντοχής σε κραδασμούς ρεύματος και αβλαβούς για το περιβάλλον υπό συνθήκες χαμηλής τάσης. Τα υλικά AgZnO εμφανίζονται σταδιακά ως υποκατάστατο μη φιλικών προς το περιβάλλον υλικών όπως το AgCdO. Τα υλικά AgZnO χρησιμοποιούνται κυρίως σε εκκινητές κινητήρων, ρελέ LED, ρελέ ισχύος, διακόπτες γενικής χρήσης κ.λπ. Οι συνήθεις μέθοδοι προετοιμασίας για υλικά ηλεκτρικής επαφής AgZnO περιλαμβάνουν τη μέθοδο μηχανικής ανάμειξης σκόνης και τη μέθοδο οξείδωσης κράματος. Μεταξύ αυτών, η μέθοδος μηχανικής ανάμειξης σκόνης χρησιμοποιείται συχνά στην παραγωγή υλικών AgZnO λόγω των πλεονεκτημάτων της για σύντομο κύκλο παραγωγής και απλή λειτουργία της διαδικασίας. Ωστόσο, λόγω του μικρού μεγέθους της σκόνης ZnO, είναι δύσκολο να διασπαρεί και να συσσωματώνεται εύκολα, με αποτέλεσμα ασταθείς ηλεκτρικές ιδιότητες των υλικών AgZnO που παρασκευάζονται με τη μέθοδο μηχανικής ανάμειξης σκόνης. Αυτή η μελέτη χρησιμοποιεί τη μέθοδο διασποράς υπερήχων για την παρασκευή υλικών AgZnO και τα συγκρίνει με τη διαδικασία μηχανικής ανάμειξης σκόνης AgZnO. Οι διαφορές στην οργάνωση και την απόδοσή του υπό διαφορετικές συνθήκες διαδικασίας προετοιμασίας αναλύονται για να ληφθούνSilver Point Contactυλικά με εξαιρετική απόδοση, θέτοντας τις βάσεις για την ανάπτυξη νέων οικιακών υλικών ηλεκτρικής επαφής.

1.1 Μέθοδος μηχανικής ανάμειξης σκόνης
Οι πειραματικές πρώτες ύλες είναι σκόνη αργύρου 200 mesh (καθαρότητα μεγαλύτερη ή ίση με 99,9%) και σκόνη ZnO (καθαρότητα μεγαλύτερη ή ίση με 99,9%). Αφού η μικτή σκόνη συμπιεστεί ισοστατικά, συντήκεται στους 840 βαθμούς ~ 860 βαθμούς για 3 ώρες σε ατμόσφαιρα αέρα, και στη συνέχεια πιέζεται εκ νέου και εξωθείται σε σύρματα. Τέλος, το τελικό προϊόν λαμβάνεται με σχέδιο και επιθεώρηση.

1.2 Μέθοδος διασποράς με υπερήχους
Η μέθοδος διασποράς υπερήχων χρησιμοποιεί την αρχή του φαινομένου της σπηλαίωσης. Όταν η δόνηση υπερήχων μεταδίδεται στο υγρό, λόγω της υψηλής έντασης ήχου, θα διεγείρει ένα ισχυρό φαινόμενο σπηλαίωσης στο υγρό, με αποτέλεσμα μεγάλο αριθμό φυσαλίδων σπηλαίωσης στο υγρό. Καθώς αυτές οι φυσαλίδες σπηλαίωσης δημιουργούνται και εκρήγνυνται, ένας μεγάλος αριθμός μικροεκτόξευσης θα δημιουργηθεί στο υγρό, διασπώντας τα μεγαλύτερα συσσωματωμένα σωματίδια σκόνης στο υγρό. Ταυτόχρονα, λόγω της δόνησης του υπερηχητικού κύματος, το στερεό και το υγρό αναμιγνύονται πιο επιμελώς, προάγοντας έτσι την ομοιόμορφη ανάμειξη σκόνης Ag και σκόνης ZnO.

Τα υλικά δοκιμής είναι διάλυμα αλκοόλης, σκόνη Ag και σκόνη ZnO. Η αναλογία σκόνης Ag προς σκόνη ZnO είναι 7,5:1, η αλκοόλη είναι 5 L, ο χρόνος δόνησης υπερήχων είναι 20 λεπτά, η ανάδευση παίζει βοηθητικό ρόλο ανάμειξης και η ταχύτητα είναι 120 r/min. Κάτω από το φαινόμενο της σπηλαίωσης του υπερηχητικού κύματος, η σκόνη συνθλίβεται σε λεπτά σωματίδια και αναμιγνύεται ομοιόμορφα. Στη συνέχεια το αναμεμειγμένο υγρό χύνεται σε ταψί και τοποθετείται σε φούρνο για να στεγνώσει. Μετά την ξήρανση, η μικτή σκόνη συμπιέζεται ισοστατικά, συντήκεται στους 840 βαθμούς -860 μοίρες σε ατμόσφαιρα αέρα για 3 ώρες και στη συνέχεια συμπιέζεται και εξωθείται σε σύρματα. Τέλος, κληρώνονται και ελέγχονται τα τελικά προϊόντα. Ο Ηλεκτρικός Επαφές μαςΑσημένιες Επαφέςυποβάλλονται σε πολλαπλά επίπεδα επιθεώρησης για να διασφαλιστεί ότι κάθε προϊόν είναι ένα εξαιρετικό προϊόν.

1.3 Δοκιμή και Χαρακτηρισμός
Η μέθοδος Archimede χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της πυκνότητας του δείγματος. ο ελεγκτής σκληρότητας Brinell χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της σκληρότητας του δείγματος. Η μέθοδος γέφυρας χρησιμοποιείται για την ανίχνευση της ειδικής αντίστασης του δείγματος. το μεταλλογραφικό μικροσκόπιο χρησιμοποιείται για την παρατήρηση της μικροδομής του δείγματος. Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης (SEM) χρησιμοποιείται για την παρατήρηση της μορφολογίας του κατάγματος του δείγματος.

2.1 Ανάλυση μεταλλογραφικής δομής
Το Σχήμα 1(α) και το Σχήμα 1(β) είναι φωτογραφίες μεταλλογραφικής δομής προϊόντων AgZnO που παρασκευάζονται με μέθοδο μηχανικής ανάμειξης σκόνης και μέθοδο διασποράς υπερήχων, αντίστοιχα. Μπορεί να φανεί από τη μεταλλογραφική δομή ότι και οι δύο μέθοδοι μπορούν να παρασκευάσουν επιτυχώς υλικά AgZnO, αλλά τα σωματίδια ZnO στη μήτρα αργύρου του υλικού AgZnO που παρασκευάζεται με τη μέθοδο μηχανικής ανάμειξης σκόνης συσσωματώνονται και κατανέμονται άνισα. Αυτή η ανομοιόμορφη κατανομή της φάσης ενίσχυσης θα επηρεάσει άμεσα την απόδοση του υλικού, με αποτέλεσμα διακυμάνσεις στις μηχανικές και ηλεκτρικές ιδιότητες του υλικού. Στο υλικό AgZnO που παρασκευάζεται με τη μέθοδο διασποράς υπερήχων, τα σωματίδια ZnO διασκορπίζονται ομοιόμορφα στη μήτρα Ag. Αυτό συμβαίνει επειδή το σύστημα διασποράς υπερήχων ανήκει σε ένα σύστημα διασποράς στερεού-υγρού. Σε σύγκριση με το σύστημα διασποράς στερεού-στερεού της μεθόδου ανάμειξης σκόνης, τα σωματίδια σκόνης ZnO μπορούν να διασκορπιστούν πλήρως σε Ag. Μετά από συμπίεση, πυροσυσσωμάτωση και κράμα, μπορούν να διασκορπιστούν στη μήτρα Ag ως μικρού μεγέθους σωματίδια. Σύμφωνα με τη θεωρία του συστήματος διασποράς, η ομοιομορφία του συστήματος διασποράς στερεού-υγρού είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή του συστήματος διασποράς στερεού-στερεού. Επομένως, σε σύγκριση με τη διαδικασία ανάμειξης σκόνης, το υλικό AgZnO που παρασκευάζεται με διασπορά υπερήχων έχει τα χαρακτηριστικά λεπτότερης φάσης ενίσχυσης, πιο ομοιόμορφης διασποράς και μειωμένης συσσωμάτωσης. Η ασημένια μήτρα που χρησιμοποιείται στο Στερεό Ασημένιο Πιτσίνι Επαφής έχει καλή ποιότητα και μπορεί να προσφέρει σχετικά σταθερή απόδοση.

2.2 Ανάλυση SEM κατάγματος
Το Σχήμα 2(α) και το Σχήμα 2(β) είναι φωτογραφίες μορφολογίας SEM 500 φορές κατάγματος προϊόντων AgZnO που παρασκευάζονται με τη μέθοδο μηχανικής ανάμειξης σκόνης και τη μέθοδο διασποράς υπερήχων, αντίστοιχα. Συγκριτικά, μπορεί να φανεί ότι το υλικό AgZnO που παρασκευάζεται με τη μέθοδο μηχανικής ανάμειξης σκόνης έχει κακή εσωτερική σύνδεση και τα συσσωματωμένα σωματίδια ZnO έχουν μεγάλο αριθμό πόρων. Είναι εύκολο να γίνει εύθραυστο κάταγμα όταν αντιστέκεται σε εξωτερική δύναμη και το κάταγμα είναι ανώμαλο. ενώ το υλικό AgZnO που παρασκευάζεται με τη μέθοδο διασποράς υπερήχων έχει στενή εσωτερική συγκόλληση και σχετικά ομαλό κάταγμα.
Το Σχήμα 2(γ) και το Σχήμα 2(δ) είναι φωτογραφίες μορφολογίας SEM 5000 φορές κατάγματος προϊόντων AgZnO που παρασκευάζονται με τη μέθοδο ανάμιξης σκόνης και τη μέθοδο διασποράς υπερήχων, αντίστοιχα. Συγκριτικά, μπορεί να φανεί ότι τα σωματίδια ZnO στο υλικό AgZnO που παρασκευάζεται με τη μέθοδο μηχανικής ανάμειξης σκόνης είναι άνισα διασκορπισμένα και συσσωματωμένα. Τα δευτερεύοντα μεγέθη σωματιδίων μετά τη συσσωμάτωση ποικίλλουν πολύ και τα λακκάκια στο σπάσιμο του σύρματος είναι διαφορετικού βάθους. Ωστόσο, τα σωματίδια ZnO δεύτερης φάσης με μέγεθος περίπου 1 μm κατανέμονται ομοιόμορφα στη μήτρα αργύρου μέσα στο υλικό AgZnO που παρασκευάζεται με τη μέθοδο διασποράς υπερήχων και η μορφολογία και το μέγεθος των λακκών είναι εξαιρετικά συνεπή. Μετά τα συσσωματώματα των σωματιδίων ZnO στη διαδικασία μηχανικής ανάμειξης σκόνης, τα μεγέθη των δευτερογενών σωματιδίων ποικίλλουν πολύ, με αποτέλεσμα τοπικές διαφορές στην πλαστικότητα του υλικού. Όταν υποβάλλεται σε εξωτερικές δυνάμεις, η τάση για εύθραυστο κάταγμα αυξάνεται περαιτέρω [5]. Τα σωματίδια δεύτερης φάσης στο υλικό που παρασκευάζεται με τη διαδικασία διασποράς υπερήχων είναι προφανώς λεπτά και ομοιόμορφα, το κάταγμα είναι σχετικά επίπεδο, το βάθος των βαθουλωμάτων είναι βασικά το ίδιο, η εσωτερική δύναμη είναι σχετικά ομοιόμορφη κατά τη διάρκεια της θραύσης και το υλικό είναι ισότροπο . Το υλικό που χρησιμοποιείται σε μαςΑσημένιες επαφέςΤο For Electrical έχει υψηλή αντοχή και σκληρότητα, που μπορεί να εξασφαλίσει την κατασκευή ακριβών διαστάσεων.

2.3 Ανάλυση μηχανικών και φυσικών ιδιοτήτων
Το Σχήμα 3(α) και το Σχήμα 3(γ) είναι διαγράμματα σύγκρισης πυκνότητας και ειδικής αντίστασης προϊόντων AgZnO που παρασκευάζονται με μηχανική ανάμιξη σκόνης και διασπορά υπερήχων, αντίστοιχα. Η σύγκριση δείχνει ότι η πυκνότητα των προϊόντων AgZnO που παρασκευάζονται με διασπορά υπερήχων είναι μεγαλύτερη από εκείνη των προϊόντων AgZnO που παρασκευάζονται με ανάμειξη σκόνης. Αυτό οφείλεται στο ότι η σκόνη AgZnO στη μέθοδο μηχανικής ανάμειξης σκόνης συσσωματώνεται κατά την ανάμιξη και οι πόροι στα συσσωματώματα δεν μπορούν να συμπυκνωθούν κατά τη διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης. Σύμφωνα με τη θεωρία της πυροσυσσωμάτωσης [6], η διαδικασία πύκνωσης της πυροσυσσωμάτωσης σε στερεά φάση είναι η ιξώδης ροή και η διάχυση όγκου των ατόμων. Κατά τη διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης, το συσσωματωμένο ZnO έχει κακή ρευστότητα και ο ρυθμός αυτοδιάχυσης Ag-Ag είναι πολύ μεγαλύτερος από τον ρυθμό αμοιβαίας διάχυσης μεταξύ των συστατικών Ag-ZnO, με αποτέλεσμα χαμηλό βαθμό πύκνωσης μετά την πύκνωση της στερεάς φάσης, ο οποίος με τη σειρά του οδηγεί σε χαμηλή πυκνότητα. Η μέθοδος διασποράς με υπερήχους μπορεί να σπάσει το ZnO σε ομοιόμορφα μικρά σωματίδια και να τα διασκορπίσει στη μήτρα Ag, αυξάνοντας σημαντικά την περιοχή επαφής Ag-ZnO και επεκτείνοντας την περιοχή αγώγιμου δικτύου Ag-Ag. Η πυκνότητα είναι σχετικά υψηλή μετά την συμπύκνωση με πυροσυσσωμάτωση. Η ειδική αντίσταση σχετίζεται με την περιοχή του αγώγιμου δικτύου Ag-Ag στο υλικό. Δεδομένου ότι η περιοχή του αγώγιμου δικτύου Ag-Ag που σχηματίζεται με τη μέθοδο διασποράς υπερήχων αυξάνεται, το υλικό AgZnO που παρασκευάζεται με τη μέθοδο παρουσιάζει χαμηλότερη ειδική αντίσταση. Το Στερεό μαςΑσημένιες Επαφέςέχουν μεγαλύτερη πυκνότητα και ισχυρότερη αγωγιμότητα.

Τα σχήματα 3(β) και 3(δ) είναι τα διαγράμματα σύγκρισης σκληρότητας και επιμήκυνσης προϊόντων AgZnO που παρασκευάζονται με μεθόδους μηχανικής ανάμειξης σκόνης και διασποράς με υπερήχους, αντίστοιχα. Από το σχήμα φαίνεται ότι η σκληρότητα του AgZnO που παρασκευάζεται με τη μέθοδο διασποράς υπερήχων είναι σημαντικά υψηλότερη. Αυτό οφείλεται στο ότι τα χαρακτηριστικά σκληρότητας του σύνθετου υλικού μεταλλικής μήτρας που αποτελείται από τη φάση ενίσχυσης και το υλικό μήτρας καθορίζονται κυρίως από τα χαρακτηριστικά συστατικών του σύνθετου υλικού και την απόδοση συγκόλλησης μεταξύ των εξαρτημάτων και της φάσης ενίσχυσης. Όταν η δεύτερη φάση κατανέμεται ομοιόμορφα στη φάση της μήτρας με τη μορφή λεπτών διασκορπισμένων σωματιδίων, όσο μικρότερο είναι το μέγεθος των σωματιδίων της δεύτερης φάσης, τόσο πιο σημαντικό αποτέλεσμα ενίσχυσης θα παραχθεί, το οποίο θα αυξήσει τη σκληρότητα του υλικού. Αυτή η ενίσχυση ονομάζεται ενίσχυση δεύτερης φάσης. Η επιμήκυνση του υλικού συσχετίζεται θετικά με την πλαστικότητα του υλικού. Τα λεπτά διασκορπισμένα σωματίδια δεύτερης φάσης μπορούν να βελτιώσουν σημαντικά την πλαστικότητα του υλικού, παρουσιάζοντας καλύτερη πλαστικότητα.

Το υλικό ηλεκτρικής επαφής AgZnO παρασκευάστηκε με μηχανική ανάμιξη σκόνης και διασπορά με υπερήχους και συγκρίθηκαν τα αποτελέσματα διαφορετικών διεργασιών στις ιδιότητες του υλικού. Τα συμπεράσματα είναι τα εξής:

(1) Σε σύγκριση με τη διαδικασία μηχανικής ανάμειξης σκόνης, η ολοκληρωμένη απόδοση του υλικού AgZnOSilver Electrical For Contactor που παρασκευάζεται με διασπορά υπερήχων είναι καλύτερη. Τα λεπτά σωματίδια ZnO δεύτερης φάσης διασκορπίζονται ομοιόμορφα στη μήτρα του αργύρου και επιτυγχάνονται καλύτερες μηχανικές ιδιότητες.

(2) Η διαδικασία διασποράς με υπερήχους βελτιώνει αποτελεσματικά το φαινόμενο συσσωμάτωσης ZnO μέσα στον οργανισμό. Από τη δομή της μικροσκοπικής θραύσης, μπορεί να φανεί ότι η εσωτερική συγκόλληση είναι καλή, επιτυγχάνεται ένα σχετικά πυκνό σύστημα και βελτιώνεται η σταθερότητα των διαφόρων ιδιοτήτων του υλικού.

 

Συνεταιριστικός Εταίρος

Ο Ηλεκτρικός Επαφές μαςΑσημένιες Επαφέςείναι κατασκευασμένα από υλικό ασήμι υψηλής καθαρότητας με εξαιρετική αγωγιμότητα και αντοχή στη διάβρωση, εξασφαλίζοντας σταθερή λειτουργία σε διάφορους ηλεκτρικούς εξοπλισμούς. Με την ακριβή τεχνολογία επεξεργασίας και τον αυστηρό έλεγχο ποιότητας, οι ασημένιες επαφές μας μπορούν όχι μόνο να αυξήσουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής των ηλεκτρικών συσκευών, αλλά και να μειώσουν σημαντικά την απώλεια ισχύος και το κόστος συντήρησης. Είτε σε διακόπτες υψηλής συχνότητας, ρελέ ή επαφές, το Solid Silver Contact Rivet είναι μια αξιόπιστη επιλογή. Η επιλογή των ασημένιων επαφών μας σημαίνει την επιλογή αποτελεσματικών, ανθεκτικών και υψηλής ποιότητας ηλεκτρικών λύσεων που θα βοηθήσουν τον εξοπλισμό σας να λειτουργεί σταθερά για μεγάλο χρονικό διάστημα.