Các tùy chọn mạ cho đầu nối điện áp cao là gì?

Có nhiều lựa chọn cho thiết bị đầu cuối mạ, thường được chia thành bốn loại: kim loại quý, kim loại trơ, hợp kim và chất phân tán. Ba loại đầu tiên đã được thiết lập và sử dụng, trong khi phân cấp mới bắt đầu xuất hiện để giải quyết nhu cầu kết nối năng lượng cao trong sạc xe điện và các ứng dụng tương tự. Chúng tôi bắt đầu bằng việc xem xét ngắn gọn các khái niệm cơ bản về hệ thống mạ điện, sau đó mô tả các tính chất của kim loại quý, kim loại trơ và hợp kim, đồng thời kết thúc bằng phần tổng quan ngắn gọn về những lợi thế tiềm ẩn của phương pháp phân tán.

Hệ thống mạ thường có cấu trúc nhiều lớp, trong đó lớp trên cùng có thể là lớp phủ tương đối mỏng. Các bề mặt kim loại trơ như thiếc thường được tìm thấy trong các sản phẩm tiêu dùng. Các ứng dụng công nghiệp, quân sự, y tế và các ứng dụng hiệu suất cao khác thường chuyển sang sử dụng kim loại quý. Kim loại quý thường được sử dụng làm hợp kim. Ví dụ, vàng nguyên chất quá mềm đối với nhiều ứng dụng, trong khi vàng được hợp kim với coban, niken hoặc sắt, được gọi là “vàng cứng”, được sử dụng để mang lại độ bền cao hơn (Hình 1). Các kim loại quý khác như bạc cũng có thể được sử dụng làm hợp kim để tăng độ cứng.

kim loại quý

Vàng có tính dẫn điện cao ngay cả ở điện áp thấp. Nó có khả năng chống oxy hóa và ăn mòn tuyệt vời so với các lựa chọn khác. Đó là lý tưởng để sử dụng trong môi trường có độ ẩm cao hoặc chu kỳ nhiệt thường xuyên.

Bạc hoạt động tốt trong các ứng dụng năng lượng cao. Nó rẻ hơn vàng và là lựa chọn tốt cho các điểm tiếp xúc lớn hơn, dòng điện cao.

Palladium có tính dẫn điện và nhiệt cao và có khả năng chống ăn mòn. Nó cứng hơn vàng hoặc bạc, khiến nó trở thành lựa chọn tốt cho các ứng dụng đòi hỏi độ bền cao hơn.

Rhodium cứng hơn palladium và có khả năng chống ăn mòn và axit. Đó là lý tưởng cho các ứng dụng đòi hỏi khả năng chống mài mòn tốt và độ cứng cao.

kim loại trơ

Thiếc không độc hại và do đó thích hợp cho một số ứng dụng y tế. Đây là chi phí thấp và phù hợp cho các ứng dụng yêu cầu số lượng chu kỳ giao phối nhỏ.

Niken rất cứng, bền và chống ăn mòn. Sự kết hợp giữa độ bền và độ dẫn điện cao làm cho nó phù hợp cho các ứng dụng có cường độ sử dụng cao.

Đồng là một trong những kim loại dẫn điện tốt nhất nhưng cần có lớp bảo vệ để chống ăn mòn. Nó thường được sử dụng làm cơ sở cho việc mạ kim loại tiếp theo.

hợp kim kim loại

Đồng trắng là hợp kim không có từ tính bao gồm đồng, thiếc và kẽm có tính dẫn điện cao hơn niken. Đó là lý tưởng cho nhiều đầu nối y tế và RF.

Hợp kim paladi-niken có khả năng chống ăn mòn và có khả năng chống tiếp xúc thấp. Nó có khả năng hàn tốt và có thể xử lý một số lượng lớn các chu kỳ giao phối. Lớp mạ palladium-niken thường có màu vàng lấp lánh.

Mạ niken không điện có thể được áp dụng cho cả bề mặt dẫn điện và không dẫn điện. Mạ niken điện phân chứa tới 14% phốt pho. Hàm lượng phốt pho càng cao thì khả năng chống ăn mòn càng lớn nhưng độ cứng lại giảm.

Hợp kim niken-phốt pho có khả năng chống mài mòn và ăn mòn cao. Chúng có khả năng hàn tốt nhưng có độ dẫn điện thấp hơn các hợp kim khác.

Phân tán than chì bạc

Chất phân tán than chì bạc đã được phát triển để sử dụng trong các tiếp điểm trong các ứng dụng năng lượng cao như bộ sạc xe điện. Nó kết hợp các đặc tính của bạc mịn và bạc cứng. Ma trận bạc mịn mang lại độ dẫn điện cao và than chì tăng khả năng chống mài mòn và hỗ trợ tuổi thọ cao. Sự phân tán đồng đều và ngẫu nhiên của các hạt than chì là một trong những chìa khóa mang lại độ bền cao (Hình 2).

Tóm tắt

Có sẵn nhiều tùy chọn mạ khác nhau để hỗ trợ các mức độ dẫn điện khác nhau, độ chắc chắn của môi trường, độ bền và các nhu cầu ứng dụng khác. Với sự phát triển của vật liệu mạ phân tán than chì, sự lựa chọn truyền thống giữa kim loại quý, kim loại trơ và các hợp kim khác nhau đang mở rộng.