Vasest ja messingist kaitsmete sisemine ja välimine kork: materjali omadused, tööstuse suundumused ja tehnoloogiline uuendus

 

Ahelkaitse põhikomponendina mõjutab kaitsmete sisemise ja välimise korgi materjali valik otseselt toote töökindlust ja eluiga. Vaskkork (puhas vask) ja messingist sisemine kate (vase-tsingisulam) on praegused peamised sise- ja väliskatte materjalid ning nende kahe vahel on olulisi erinevusi juhtivuse, mehaanilise tugevuse, korrosioonikindluse ja maksumuse osas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vase eelised:
Vasel on suurepärane elektrijuhtivus (elektrijuhtivus umbes 58 MS/m) ja soojusjuhtivus (soojusjuhtivuse koefitsient 386,4 W/m·K) ning see on hea juht hõbeda järel. Selle kõrge puhtusastmega omadused (vasesisaldus 99,9% või rohkem) muudavad selle kõrge sagedusega-vooluahelates hästi toimivaks ning sellel on hea elastsus ning seda on lihtne külm-mulgustada ja venitada. Näiteks uute energiasõidukite kõrgepinge{7}}kaitsmete puhul võivad vaskkontaktid tõhusalt vähendada temperatuuri tõusu ja parandada ohutust. Lisaks on Copper Stop Endil tugev korrosioonikindlus, eriti kuivas keskkonnas, ja seda ei ole lihtne oksüdeeruda, mistõttu sobib see täppiselektroonikaseadmete jaoks.

 

Messingi omadused:
Messing koosneb vasest ja tsingist (tsingisisaldus on tavaliselt 30–40%) ning selle mehaaniline tugevus (tõmbetugevus umbes 300 MPa) ja kõvadus (Brinelli kõvadus umbes 80 HB) on oluliselt kõrgemad kui vask ja selle maksumus on 15–20% madalam. Näiteks tööstusliku juhtimise valdkonna kaitsmetesmessingist väliskorktalub suuremat mehaanilist pinget ja väldib vibratsioonist tingitud lõtvumist. Lisaks on messingil parem korrosioonikindlus väävlit{1}}sisaldavates keskkondades ja seda kasutatakse sageli välistingimustes või kõrge niiskuse korral.

 

Toimivuse puudused:
Vasel on madal kõvadus (umbes 35 HB), see kulub pärast pikaajalist-kasutust, kõrge sulamistemperatuur (1083 kraadi) ja ranged keevitusprotsessi nõuded. Messingist toru otsakorgi juhtivus on vaid 1/5 vase omast (umbes 11 MS/m), mis võib suure voolu korral põhjustada kütteprobleeme. Lisaks, kui messingi tsingisisaldus ületab 39%, on see kalduvus "hooaja pragunemisele", mida tuleb parandada kuumtöötlemise või sulamite mikroelementide (nt tina ja alumiiniumi) lisamisega.

 

 

 

Keskkonnakaitse eeskirjad edendavad materiaalset innovatsiooni:
EL-i ohtlike ainete kasutamise piiramise direktiivi ja Hiina elektri- ja elektroonikatoodetes ohtlike ainete kasutamise piiramise meetmete rakendamisega on kaitsmetööstus kiirendanud pliid{0}}sisaldavate materjalide kõrvaldamist. Näiteks plii-vaba messingist otsakork (nagu CuZn39Pb3 alternatiivsed materjalid) ja nikkel-tinatamine on muutumas üha populaarsemaks, samas kui bio-põhiste plastkestade (sisaldab 30% taimseid kiude) kasutamine võib saavutada 90% komponentide ringlussevõtu. Lisaks muudab Copper End Capi kõrge taaskasutusmäär (umbes 95%) selle ringmajanduses soodsamaks.

 

Arukas ja miniatuurne nõudlus:
Uute energiasõidukite, fotogalvaanilise energiasalvestuse ja muude valdkondade kiire areng on seadnud kaitsmetele kõrgemad nõuded. Näiteks on nutikaskaitsmed integreeritud temperatuuriandurid ja sidemoodulid, mis võivad prognoositava hoolduse tagamiseks edastada reaalajas jooksvaid andmeid Bluetoothi ​​kaudu. Materjalivaliku osas on vasktoru kork kõrge-sagedusliku signaali edastamiseks esimene valik tänu oma kõrgele juhtivusele, samas kui messing parandab kontakti usaldusväärsust pinna kullaga katmise protsesside (nt keemiline nikeldamine + sukeldumiskuld) kaudu.

 

Tekkivate materjalide uurimine:
Tööstus arendab suure jõudlusega{0}}komposiitmaterjale, et asendada traditsioonilised vaskmaterjalid. Lisaks võib vask-grafeenikomposiitsulam suurendada purustamistõhusust 50%, samal ajal kui vedela metalli (nt gallium-põhine sulam) kaitsmete reaktsiooniaeg lüheneb mikrosekunditeni.