خصائص وتطبيق اتصالات النحاس التنغستن

كما نعلم جميعًا، قد تحدث حالات فشل مختلفة في استخدام جهات الاتصال. وبالمثل، فإن العوامل التي تؤثر على التشغيل العادي لبراشيم التنغستن الكهربائية هي أيضًا معقدة للغاية، ولكن يمكن تلخيصها في نوعين.

1. العوامل الخارجية. أي أنه يتم تحديدها من خلال بيئة العمل وخصائص العمل الخاصة بجهات اتصال التنغستن، بما في ذلك الخصائص الحالية والوسائط المحيطة وسرعة إغلاق وكسر جهة اتصال التنغستن والضغط الأولي.

2. العوامل الداخلية. أي أنها يتم تحديدها من خلال الأبعاد الهيكلية، وتكوين حجم الجسيمات، وعملية التصنيع، ومناسبات تطبيق جهات الاتصال نفسها.

1) الأبعاد الهيكلية.

من الناحية النظرية، نظرًا للطاقة المشتتة نسبيًا، كلما زادت الأبعاد الهيكلية لنقاط الاتصال، زادت قدرتها على مقاومة احتراق القوس أثناء الاستخدام. ومع ذلك، في التطبيقات العملية، نظرًا للقيود المفروضة على هيكل المفتاح الكهربائي بأكمله، فإن حجمأقراص معدنية صغيرة مصقولة من معدن التنجستين بدرجة نقاء 99.95%لا يمكن أن تكون كبيرة جدًا. في الآونة الأخيرة، قام بعض الأشخاص بتطوير جهات اتصال مجوفة، أو جهات اتصال إضافية، أو جهات اتصال ذات زوايا بداية قوسية أو حلقات بداية قوسية. والغرض من ذلك هو تبديد الحرارة بشكل أسرع بعد إنشاء القوس والحفاظ على الاتصال الجيد بعد الاحتراق.

2) عملية التصنيع.

في الوقت الحاضر، يستخدم المصنعون المحليون لمواد التلامس الكهربائية المصنوعة من النحاس والتنغستن عمومًا طرق الخلط والضغط والتلبيد والتسلل (أو طرق التشريب). الفرق هو أن البعض يستخدم عملية تشريب مصهور هيكل التنغستن المحروق مسبقًا للاستخراج، بينما لا يفعل البعض الآخر. في السنوات الأخيرة، لتحسين عمر خدمة مواد الاتصال الكهربائية، اعتمدت الدول الأجنبية عمليات تصنيع أكثر تقدمًا، مثل تقوية الألياف، وطريقة التشريب بالضغط المتوازن، وعملية التلبيد والدرفلة، وزرع الأيونات، وطريقة ذوبان القوس، وما إلى ذلك.

3) حجم جسيمات مسحوق التنغستن.

فيما يتعلق بتركيبة حجم جسيمات المسحوق، أي تأثير حجم مسحوق التنغستن على أداء مواد التلامس الكهربائية المصنوعة من النحاس والتنغستن، فقد أظهرت الدراسات أن الاتصالات المصنوعة من مسحوق التنغستن الناعم أو الخشن لديها مقاومة ضعيفة لحرق القوس. والفكرة هي خلط مسحوق التنغستن الخشن والناعم بنسبة معينة للتصنيع، ولكن تجدر الإشارة إلى أنه يجب خلط المواد الملامسة ذات المكونات المختلفة بنسب مختلفة.

4) مناسبات التطبيق.

لقد وجدت التجارب أن مواد الاتصال ذات المكونات المختلفة لها أفضل مناسبات التطبيق. على سبيل المثال، في قواطع الدائرة الكهربائية لسداسي فلوريد الكبريت، Cu20~30/W80~70؛ في مفاتيح الهواء أو الفراغ، Cu10/W90؛ في قواطع الدائرة الزيتية، Cu15~20/W85~80 هي الأكثر مقاومة للاحتراق.

تظهر الأبحاث أن الخصائص الحالية المختلفة تنتج خصائص مختلفة أثناء عملية التشغيل والإيقاف، وهناك أيضًا اختلافات في شدة احتراق الاتصال. بمجرد تحديد جهة الاتصال، تكون خصائصها الحالية قيمة ثابتة، ويكون للوسط المحيط تأثير أكبر على قدرة إطفاء القوس لجهة الاتصال الكهربائية. إذا كانت قدرة إطفاء القوس للوسط قوية، فيمكن تقليل احتراق القوس للمادة الملامسة إلى حد كبير (وهو أحد الأسباب الرئيسية لفشل الاتصال الكهربائي). بالإضافة إلى ذلك، فإن عوامل مثل سرعة الكسر والإغلاق لجهة الاتصال وضغط الإغلاق الأولي لها تأثير أكبر على جهة الاتصال. نظرًا لأن سرعة الكسر تحدد وقت احتراق القوس، وخاصة سرعة الفتح الأولية، فإن زيادة سرعة الفتح الأولية ستؤدي إلى تقليل وقت احتراق القوس وتقليل احتراق التلامس. يمكن أن تؤدي زيادة الضغط الأولي إلى تقليل الاهتزاز الميكانيكي الناتج عن تأثير التلامس، وبالتالي تقليل التآكل الميكانيكي وحروق القوس.

في ثلاثينيات القرن العشرين، بدأ تطوير سبائك التنغستن والنحاس عالية الكثافة. نظرًا لأدائها الشامل الممتاز، فقد تم استخدامها على نطاق واسع في مفاتيح الطاقة ذات الجهد العالي. ولطالما حظيت سبائك التنغستن والنحاس بتقدير كبير من قبل البلدان في جميع أنحاء العالم وأصبحت واحدة من مجالات البحث الأكثر نشاطًا في مجتمع علوم المواد. في السنوات الأخيرة، نظرًا للأداء الجيد والتكلفة المنخفضة للمواد المركبة من التنغستن والنحاس، تعتبر المواد المركبة من النحاس والتنغستن مواد وظيفية جديدة ذات إمكانات تطوير كبيرة وآفاق تطبيقية.