A proposito di micro switch, tutti potrebbero avere familiarità con loro. In effetti, sono parti di base molto comuni nei dispositivi elettronici. Ad esempio, possono essere trovati in luoghi come i pulsanti nel telecomando del condizionatore d'aria e i sensori all'interno della stampante. Questo tipo di interruttore si basa principalmente sui contatti metallici per accendere e disattivare la corrente, quindi si può dire che la scelta dei materiali di contatto sia direttamente correlata a questioni pratiche come per quanto tempo può essere utilizzato l'interruttore e quanto sia sensibile.
Ci sono molti tipi di materiali di contatto sul mercato ora e materiali diversi come la lega d'argento e la lega d'oro hanno le loro caratteristiche. Quale materiale da scegliere dipende dallo scenario di applicazione effettivo ed è necessario considerare in modo completo fattori come la conducibilità e l'uso dell'ambiente. Ad esempio, i requisiti per i materiali utilizzati nei pulsanti dell'ascensore che devono essere frequentemente accesi e spenti e nelle apparecchiature di sicurezza che sono solo alimentate occasionalmente sono decisamente diversi.
Tipi comuni di materiali di contatto micro -interruttore
Il materiale più comune a base di metallo è il contatto in lega d'argento. Questo tipo di materiale ha una conduttività particolarmente buona e non è facile da arrugginire e corrodere, quindi viene utilizzato più in situazioni in cui è richiesta un'alta conduttività. Ad esempio, si può spesso essere visto nella scheda di controllo del circuito delle case intelligenti o nel modulo di controllo delle attrezzature industriali. Tuttavia, la lega d'argento ha una caratteristica che è relativamente morbida. A volte vengono aggiunti rame e nichel per aumentare la durezza, in modo che i contatti non vengano facilmente logori dopo l'uso a lungo termine.
Parliamo dell'opzione di fascia alta dei contatti in lega d'oro. Come tutti sappiamo, l'oro stesso ha un'eccellente conducibilità e una resistenza di contatto molto bassa, quindi è particolarmente adatto per l'uso in attrezzature che richiedono un'elevata precisione, come dispositivi medici come i pacemaker. Sebbene il costo sia molto più alto di quello della lega d'argento, negli scenari in cui deve essere garantita la stabilità a lungo termine, come i componenti elettronici su satelliti o strumenti di precisione, il denaro dovrebbe ancora essere speso.
Contatti in lega di rame: questo tipo di contatto ha un prezzo relativamente conveniente e una forza strutturale sufficiente ed è più comune nelle applicazioni industriali. Ad esempio, gli elettrodomestici quotidiani (come frigoriferi, condizionatori d'aria) o stampanti, fotocopiatrici e altre attrezzature in ufficio, l'uso di contatti in lega di rame può sostanzialmente soddisfare i requisiti di conducibilità e i requisiti di prestazione meccanica e non vi è alcun problema con l'uso quotidiano.
In termini di contatti di materiale composito, i contatti di ossido di stagno d'argento sono particolarmente degni di nota. Questo materiale combina i vantaggi conduttivi dell'argento con la resistenza all'arco dell'ossido di stagno, specialmente negli scenari in cui sono necessari frequenti circuiti di commutazione o shock ad alta corrente. Ad esempio, il relè nel sistema di controllo dell'ascensore può essere visto in molte occasioni. La sua resistenza ad alta temperatura è adatta anche per l'uso in ambienti ad alta temperatura, come l'armadio di controllo nell'officina metallurgica.
Anche altri materiali compositi come i contatti in lega d'argento-nichel sono un tipico esempio. Combinando l'argento e il nichel, viene mantenuta la buona conduttività dell'argento e i contatti diventano più difficili e resistenti all'usura. Questo tipo di contatto è più adatto per l'uso in attrezzature per la catena di montaggio a media carico o ambienti di fabbrica ordinari, che possono garantire la conduttività e non è facile da danneggiare prematuramente.
Differenze nella conduttività di diversi materiali di contatto
In termini di conducibilità, ci sono davvero ovvie differenze negli attuali effetti di conduzione di diversi materiali metallici. Ad esempio, le leghe d'argento si comportano meglio e possono garantire il passaggio rapido della corrente, seguito da materiali in lega contenenti oro. Le leghe di rame o alcuni contatti di materiale misto hanno un'efficienza di conducibilità relativamente più bassa. Questa differenza influenzerà direttamente la velocità di risposta dell'interruttore e la stabilità della trasmissione del segnale, in particolare nelle apparecchiature di precisione che devono essere accese e disattivate rapidamente, è necessario prestare attenzione alla selezione.
Per quanto riguarda il problema della resistenza quando passa l'attuale, questo indicatore riflette in realtà direttamente la qualità conduttiva del materiale. Più piccola è la resistenza significa minore è la perdita di energia e maggiore è l'efficienza di lavoro dell'interruttore. Ad esempio, le leghe d'oro e d'argento di solito si comportano bene in questo senso a causa dei loro vantaggi conduttivi intrinseci. Va notato che sebbene questo tipo di materiale abbia buone prestazioni, il suo costo è relativamente elevato.
L'impatto delle variazioni di temperatura è anche un fattore che deve essere considerato. Soprattutto negli scenari di utilizzo ad alta temperatura, la conduttività di alcuni metalli sarà scontata, con conseguente maggiore resistenza quando l'attuale passa attraverso e può persino causare uno scarso contatto dell'interruttore. Pertanto, quando gli ingegneri scelgono i materiali, non dovrebbero solo guardare i dati a temperatura ambiente, ma anche esaminare le sue prestazioni di stabilità in ambienti ad alta temperatura.
La relazione tra la selezione del materiale di contatto e l'uso dell'ambiente
Esistono due dimensioni principali per l'adattabilità ambientale: in primo luogo, l'umidità dell'aria è alta o ci sono gas corrosivi. Queste condizioni accelereranno l'ossidazione della superficie del materiale, come apparecchiature di mare o attrezzature nelle piante chimiche. Al momento, è più adatto a utilizzare leghe d'argento con trattamento di rivestimento o materiali d'oro con una buona resistenza alla corrosione.
Anche il parametro della gamma di adattabilità della temperatura deve essere focalizzato. Per le attrezzature che sono in funzionamento ad alta temperatura per lungo tempo, come parti all'interno del vano motore, dovrebbero essere selezionate leghe speciali con forte resistenza al calore; Mentre per le attrezzature utilizzate nelle fredde regioni settentrionali, dovrebbe essere prestata attenzione alla resistenza del materiale a fragili crepe a basse temperature per evitare un contatto scadente a causa dell'espansione e della contrazione termica.
La selezione di materiali nelle vibrazioni e negli ambienti di shock deve concentrarsi sulla stabilità. Quando l'attrezzatura deve affrontare le vibrazioni o lo shock improvviso, se il materiale di contatto è abbastanza stabile e per quanto tempo può essere utilizzato diventa un problema speciale che necessita di particolare attenzione. Al momento, la selezione di materiali dipende dalla durezza e dalla resistenza all'usura. Ad esempio, i materiali miscelati con argento e nichel o contatti con un trattamento speciale di superficie delle leghe di rame, le caratteristiche di questi materiali sono che possono aumentare efficacemente la durata di servizio dei componenti dell'interruttore.
Secondo le esigenze specifiche dei diversi scenari di utilizzo, la selezione dei materiali sarà significativamente diversa. Nel caso di automobili che spesso devono percorrere lunghe distanze, i materiali di contatto nel sistema elettronico devono essere in grado di resistere a temperature elevate, vibrazioni frequenti e corrosione da varie sostanze chimiche. In questo caso, gli ingegneri di solito scelgono leghe a base d'argento o contatti in lega contenenti oro, che sono più affidabili in condizioni di lavoro complesse.
Per quanto riguarda i campi di fascia alta come l'aerospaziale, i requisiti per i materiali di contatto sono ancora più rigorosi. Ad esempio, la violenta vibrazione dell'aeromobile durante il decollo o le variazioni di temperatura estrema nell'ambiente spaziale, in questo momento, i contatti in lega d'oro mostrano i loro vantaggi: la conduttività è particolarmente buona, la resistenza è molto piccola quando è in contatto e non è facile avere problemi in ambienti ad alta temperatura, quindi questo tipo di materiale di metallo prezioso è diventato la scelta standard per l'equipaggiamento aerospaziale.
Considerazione della resistenza all'usura nella selezione del materiale di contatto
Durante l'operazione di interruttore, i contatti sperimenteranno varie forme di perdita, come la perdita causata da attrito fisico, danni all'arco causati dal contatto attuale e corrosione causata dalla reazione di ossidazione. Comprendere come si verificano questi indumenti ci aiuterà a trovare soluzioni di materiale più durevoli.
Al momento, la valutazione del fatto che un materiale sia resistente all'usura dipende principalmente da diversi indicatori, come la durezza e la fluidità del materiale stesso e i dati di test di resistenza all'usura eseguiti in laboratorio. In generale, i materiali con alta durezza non sono facili da grattare e più fluida è la superficie, più piccolo sarà naturalmente l'attrito. L'approccio più popolare ora è migliorare le prestazioni regolando la formula del materiale o facendo un trattamento speciale in superficie. Ad esempio, alcuni produttori porteranno un sottile film d'oro sulla superficie della lega d'argento, che può prevenire la ruggine e ridurre l'usura, che è una soluzione vantaggiosa per tutti.
Compromesso tra costo e prestazioni del materiale di contatto
La differenza di prezzo dei diversi materiali deve essere accuratamente calcolata, non solo considerando il costo delle materie prime durante la produzione, ma anche considerando il costo della successiva manutenzione e sostituzione. Ad esempio, sebbene il prezzo di acquisto iniziale di un determinato materiale sia economico, se deve essere sostituito ogni pochi giorni, potrebbe essere più costoso nel complesso.
In termini di scenari di utilizzo specifici, gli strumenti di precisione di fascia alta hanno requisiti elevati per la conducibilità e la durata. Al momento, potrebbero dover essere selezionati materiali di fascia alta come le leghe d'oro. D'altra parte, gli interruttori di ordinari elettrodomestici possono sostanzialmente soddisfare le esigenze con leghe di rame o materiali a base d'argento e il costo è molto più conveniente. La chiave è trovare un equilibrio tra prestazioni e costi di cui tutti sono soddisfatti, come la sostituzione di un singolo metallo con un materiale composito o fare alcune ottimizzazioni nella progettazione strutturale, in modo che non influenzerà l'effetto d'uso e risparmia un po 'di budget.
Conclusione e prospettiva
In generale, ora tutti risolvono principalmente il problema della selezione dei materiali di contatto attraverso il miglioramento dei materiali e l'innovazione del processo. Tuttavia, le prestazioni delle soluzioni esistenti in condizioni di lavoro estreme hanno ancora spazio per il miglioramento, come i problemi di durabilità nell'ambito degli attuali ambienti di sovraccarico o ad alta umidità. In futuro, con lo sviluppo della scienza dei materiali, si può trovare una soluzione più ideale per rendere i componenti di switch sia economici che durevoli.
Questo studio discute principalmente i diversi tipi di materiali per punti di contatto di MicroSwitch, come le differenze negli effetti conduttivi delle leghe d'argento comuni e dei materiali compositi a base di rame. Si può notare che esiste una stretta correlazione tra prestazioni dei materiali e scenari di utilizzo. Ad esempio, si dovrebbe prestare particolare attenzione alle proprietà antiossidazioni dei materiali in ambienti ad alta temperatura e ad alta umidità. Per gli scenari che richiedono un funzionamento frequente, la resistenza all'usura del materiale diventa un indicatore che deve essere considerato durante la selezione.
Dalla tendenza dello sviluppo, con il miglioramento della tecnologia di produzione e il rafforzamento delle politiche di protezione ambientale, la selezione dei materiali di contatto si sta spostando verso prestazioni elevate e a basso costo. Ciò che è particolarmente interessante è che si può dire che l'applicazione di nuovi processi come nano-coating e lo sviluppo di materiali compositi forniscano maggiori possibilità per la selezione dei materiali. In poche parole, è trovare nuovi materiali che soddisfino i requisiti di protezione ambientale e abbiano buone proprietà conduttive.
Quando si effettuano selezioni specifiche, è necessario considerare più aspetti contemporaneamente, come conducibilità, durata di servizio e controllo dei costi. Vale la pena notare che diversi scenari di applicazione hanno focus diversi sulle prestazioni dei materiali. Ad esempio, le attrezzature industriali prestano maggiore attenzione alla stabilità, mentre l'elettronica di consumo può prestare maggiore attenzione al controllo dei costi. Si consiglia inoltre di prestare maggiore attenzione ai nuovi sviluppi nel campo dei materiali, come alcune nuove leghe o tecnologie di trattamento superficiale, in modo da avere alternative più adatte quando è necessario fare una scelta.
