Các vấn đề về bôi trơn không đủ trong các tiếp điểm điện tử và việc ứng dụng chất bôi trơn trong các hệ thống tiếp điểm

Với những tiến bộ trong khoa học vật liệu, việc sử dụng hợp kim mới và nhựa kỹ thuật trong các công tắc và đầu nối ngày càng tăng, dẫn đến sự phát triển nhanh chóng của công nghệ tiếp xúc. Tuy nhiên, do sự không hoàn hảo cố hữu trên bề mặt vi mô của kim loại, các cấu trúc như Công tắc điện cố định, Công tắc điện chuyển động và Đầu tiếp điểm (dành cho Rơle/Công tắc) vẫn gặp phải các vấn đề như quá nhiệt, hồ quang và mài mòn do ma sát do không đủ bôi trơn trong quá trình vận hành thực tế. Những hiện tượng này ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ tiếp điểm, độ tin cậy về điện và cảm giác cơ học; do đó, việc ứng dụng chất bôi trơn trong hệ thống tiếp xúc đã trở thành một công nghệ quan trọng.

Quan sát bằng kính hiển vi các bề mặt tiếp xúc kim loại sẽ phát hiện ra các "đỉnh" và "thung lũng" nhỏ, ngay cả trong-Các điểm tiếp xúc cố định bằng bạc hoặc điểm tiếp xúc chuyển động bằng bạc được sản xuất chính xác. Khi tiếp điểm đóng, vùng mang-dòng điện thực tế sẽ nhỏ hơn nhiều so với vùng tiếp điểm danh nghĩa. Dòng điện bị giới hạn ở một số đỉnh, gây ra sự gia tăng đáng kể mật độ dòng điện cục bộ và tạo ra các "điểm nóng".

Khi nhiệt độ tăng lên, lớp oxit có điện trở suất cao-sẽ hình thành nhanh chóng, từ đó làm tăng thêm điện trở tiếp xúc, khiến nhiều năng lượng điện được chuyển thành nhiệt hơn. Vòng phản hồi tích cực này có thể dẫn đến hàn kim loại, cuối cùng gây ra hỏng hóc các công tắc, rơ le hoặc các tiếp điểm cố định của cầu dao.

Việc bôi chất bôi trơn tiếp xúc sẽ tạo ra một màng dầu dẫn điện siêu mỏng lấp đầy các rãnh nhỏ-, mở rộng hiệu quả diện tích tiếp xúc hiệu quả và cho phép dòng điện truyền ổn định qua màng dầu. Điều này không chỉ làm giảm các điểm nóng mà còn duy trì điện trở tiếp xúc ở trạng thái ổn định ở mức thấp-, cải thiện đáng kể độ tin cậy hoạt động của các hệ thống tiếp điểm điện phẳng và tiếp điểm chuyển động.

Các tiếp điểm không được bôi trơn rất dễ bị phóng điện khi đóng và mở. Nhiệt độ cao do hồ quang tạo ra sẽ đẩy nhanh quá trình oxy hóa kim loại, làm hỏng lớp mạ và gây ra sự xuống cấp nhanh chóng của bề mặt của các tiếp điểm chuyển động bằng hợp kim bạc, đinh tán tiếp điểm và đinh tán tiếp điểm cố định. Sự ion hóa không khí và sự di chuyển kim loại do hồ quang gây ra sẽ tạo ra các đỉnh mới trên bề mặt tiếp xúc, làm trầm trọng thêm sự mất ổn định của tiếp điểm.

Hiện tượng này đặc biệt nổi bật ở các công tắc và rơle loại "đóng{0}}mở", chẳng hạn như Tiếp điểm di chuyển rơle hoặc Tiếp điểm cố định màu bạc cho Rơle. Vì các điểm tiếp xúc có thể bị giật nhẹ trước khi đóng lại lần cuối nên việc phóng điện hồ quang nhiều lần có thể gây ra hư hỏng nghiêm trọng.

Các chất phụ gia chống hồ quang-trong chất bôi trơn tiếp xúc có thể ngăn chặn đáng kể vấn đề này. Màng bôi trơn cô lập không khí, giảm phản ứng ion hóa và giảm biên độ bước nhảy, do đó làm suy yếu năng lượng hồ quang và cải thiện độ bền tổng thể của hệ thống tiếp xúc.

Trong nhiều ứng dụng, các điểm tiếp xúc không chỉ cần đảm bảo độ ổn định về điện mà còn mang lại cảm giác cơ học khác biệt. Ví dụ bao gồm các nút bấm trên xe, công tắc xoay của thiết bị gia dụng, nút chỉnh chính xác và thiết bị điều khiển dụng cụ. Chất bôi trơn hoạt động như một “lớp điều hòa cơ học” trong các cấu trúc này, cho phép các switch thể hiện các đặc tính xúc giác khác nhau như độ kín, êm ái hoặc êm ái.

Màng bôi trơn tiếp xúc làm giảm ma sát cơ học, cho phép các bộ phận như Silver Contact cho Công tắc/Rơle duy trì sự ổn định về cấu trúc đồng thời cải thiện độ bền và sự thoải mái khi vận hành. Điều này đặc biệt quan trọng đối với-hoạt động tần số cao, điểm tiếp xúc bạc chuyển động, điểm tiếp xúc rơ-le tín hiệu hoặc các thiết bị điện-điện áp thấp.

Lớp màng siêu mỏng được tạo thành bởi chất bôi trơn tiếp xúc khi đóng, mặc dù có cấu trúc dạng dầu, cho phép dòng điện chạy trơn tru qua nó dưới hiệu ứng đường hầm lượng tử, đạt được độ dẫn điện ổn định. Khi tiếp điểm mở ra, màng dầu sẽ trở thành lớp cách điện dày hơn, giảm nguy cơ rò rỉ và cải thiện độ an toàn của giao diện đầu nối-công tắc.

Những đặc điểm này làm cho chất bôi trơn đặc biệt phù hợp với thiết bị có dòng điện-có độ chính xác cao,{1}}thấp, công tắc tín hiệu, rơle tải-ánh sáng và các thiết bị khác nhạy cảm với trở kháng tiếp xúc.

Các thí nghiệm mở rộng đã chỉ ra rằng việc thêm mỡ tiếp xúc thích hợp vào các tiếp điểm chuyển động điện, tiếp điểm rơle, thiết bị đầu cuối, công tắc vi mô và các ứng dụng khác có thể tăng tuổi thọ tiếp điểm lên hơn 2 lần. Những lý do chính bao gồm:

Giảm mài mòn và di chuyển kim loại

Giảm tốc độ hình thành lớp oxit

Ổn định điện trở tiếp xúc

Giảm tần suất hồ quang

Giảm thiểu sốc và rung cơ học

Sử dụng chất bôi trơn tiếp xúc trong thiết bị vận hành lâu dài có thể giảm đáng kể tần suất bảo trì và chi phí thay thế bộ phận.

Chất bôi trơn tiếp xúc được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống tiếp xúc cố định và chuyển động khác nhau, bao gồm:

Các hệ thống ghép nối liên hệ cố định / di chuyển khác nhau

Mẹo tiếp xúc (cho Rơle/Công tắc) trong Rơle (Rơle tín hiệu, Rơle ô tô, Rơle công nghiệp)

Công tắc thiết bị gia dụng (Ấm điện, Máy sấy tóc, Máy giặt, v.v.)

Nút bấm ô tô, công tắc tổ hợp, đầu nối ô tô

Danh bạ điện phẳng trong cầu dao và tủ điều khiển

Bộ chuyển đổi động cơ và bộ phận trượt cơ khí

Đầu nối cạnh PCB và các điểm tiếp xúc tín hiệu điện áp-thấp

Mục tiêu ứng dụng chính là: cải thiện độ ổn định của tiếp điểm, giảm tiếng ồn do ma sát, kéo dài tuổi thọ, giảm hồ quang và cải thiện cảm giác vận hành.

Trong các hệ thống điện hiện đại, từ Tiếp điểm cố định bằng bạc cho Rơle đến các thiết bị có độ tin cậy caoLiên hệ di chuyển bạc, chất bôi trơn tiếp xúc đã trở thành một thành phần thiết yếu để đảm bảo an toàn, hiệu quả và độ bền. Cho dù trong thiết bị công nghiệp, hệ thống điều khiển điện tử ô tô hay cổng điều khiển thiết bị gia dụng, việc lựa chọn và sử dụng chất bôi trơn tiếp xúc thích hợp có thể đạt được sự cân bằng tuyệt vời giữa chi phí vật liệu, hiệu suất điện và tuổi thọ cơ học.