تحضير مواد تلامس AgZnO شديدة التشتت

المرحل هو جهاز تحكم كهربائي يستخدم تيارًا صغيرًا للتحكم في تيار كبير في الدائرة. إنه "مفتاح تلقائي" يقوم بضبط الدائرة تلقائيًا، ويوفر حماية السلامة، ويقوم بتبديل الدائرة. تتضمن مواد اتصال الترحيل الشائعة AgSnO2 وAgNi وAgCdO وAgZnO وAgCuO. من بينها، مواد البرشام النحاسية والفضية AgCdO عرضة للتسبب في تلوث الكادميوم السام أثناء عملية التصنيع. بدأ الاتحاد الأوروبي في تقييد استخدام المنتجات المحتوية على الكادميوم في 1 يونيو 2006. تتميز مواد AgZnO بخصائص وقت الانحناء القصير، وأداء الكسر العالي، ومقاومة الصدمات الحالية القوية، وعدم الإضرار بالبيئة في ظل ظروف الجهد المنخفض. تظهر مواد AgZnO تدريجيًا كبديل للمواد غير الصديقة للبيئة مثل AgCdO. تُستخدم مواد AgZnO بشكل أساسي في مشغلات المحركات، ومرحلات LED، ومرحلات الطاقة، وقواطع الدائرة العامة، وما إلى ذلك. تشتمل طرق التحضير الشائعة لمواد التلامس الكهربائية AgZnO على طريقة خلط المسحوق الميكانيكي وطريقة أكسدة السبائك. من بينها، غالبًا ما يتم استخدام طريقة خلط المسحوق الميكانيكية في إنتاج مواد AgZnO نظرًا لمزاياها المتمثلة في دورة الإنتاج القصيرة والتشغيل البسيط. ومع ذلك، نظرًا لصغر حجم مسحوق ZnO، فمن الصعب تشتيته وسهولة التكتل، مما يؤدي إلى خواص كهربائية غير مستقرة لمواد AgZnO المحضرة بطريقة خلط المسحوق الميكانيكية. تستخدم هذه الدراسة طريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية لتحضير مواد AgZnO، ومقارنتها بعملية خلط المسحوق الميكانيكية AgZnO. يتم تحليل الاختلافات في تنظيمها وأدائها في ظل ظروف عملية الإعداد المختلفة للحصول عليهاجهة اتصال النقطة الفضيةمواد ذات أداء ممتاز، مما يضع الأساس لتطوير مواد اتصال كهربائية محلية جديدة.

1.1 طريقة خلط المسحوق الميكانيكية
المواد الخام التجريبية هي مسحوق الفضة 200 شبكة (نقاء أكبر من أو يساوي 99.9%) ومسحوق ZnO (نقاء أكبر من أو يساوي 99.9%). بعد ضغط المسحوق المخلوط بشكل متساوي، يتم تلبيده عند درجة حرارة 840 ~ 860 لمدة 3 ساعات في جو هوائي، ثم يتم إعادة ضغطه وبثقه في أسلاك. وأخيرا، يتم الحصول على المنتج النهائي عن طريق الرسم والفحص.

1.2 طريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية
تستخدم طريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية مبدأ تأثير التجويف. عندما ينتقل الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية إلى السائل، بسبب كثافة الصوت العالية، فإنه سيحفز تأثير التجويف القوي في السائل، مما يؤدي إلى عدد كبير من فقاعات التجويف في السائل. عندما يتم إنشاء فقاعات التجويف هذه وتفجيرها، سيتم إنشاء عدد كبير من النفاثات الدقيقة في السائل، مما يؤدي إلى تفتيت جزيئات المسحوق المجمعة الأكبر حجمًا في السائل. في الوقت نفسه، بسبب اهتزاز الموجات فوق الصوتية، يتم خلط المواد الصلبة والسائلة بشكل أكثر دقة، وبالتالي تعزيز الخلط الموحد لمسحوق Ag ومسحوق ZnO.

مواد الاختبار هي محلول الكحول ومسحوق Ag ومسحوق ZnO. نسبة مسحوق Ag إلى مسحوق ZnO هي 7.5:1، والكحول 5 لتر، ووقت الاهتزاز بالموجات فوق الصوتية 20 دقيقة، ويلعب التحريك دورًا مساعدًا للخلط، والسرعة 120 دورة/دقيقة. تحت تأثير التجويف للموجات فوق الصوتية، يتم سحق المسحوق إلى جزيئات دقيقة وخلطه بالتساوي. ثم يسكب السائل المختلط في صينية ويوضع في الفرن حتى يجف. بعد التجفيف، يتم ضغط المسحوق المخلوط بشكل متساوي، ومتكلس عند درجة حرارة 840 درجة -860 في جو هوائي لمدة 3 ساعات، وبعد ذلك يتم ضغطه وبثقه في الأسلاك. وأخيراً، يتم سحب المنتجات النهائية وفحصها. لدينا المقاولين الكهربائيةاتصالات الفضةالخضوع لطبقات متعددة من الفحص للتأكد من أن كل منتج منتج جيد.

1.3 الاختبار والتوصيف
يتم استخدام طريقة أرخميدس لقياس كثافة العينة؛ يتم استخدام اختبار صلابة برينل لقياس صلابة العينة. يتم استخدام طريقة الجسر للكشف عن مقاومة العينة. يُستخدم المجهر الميتالوغرافي لمراقبة البنية المجهرية للعينة؛ يتم استخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) لمراقبة شكل كسر العينة.

2.1 تحليل البنية المعدنية
الشكل 1 (أ) والشكل 1 (ب) عبارة عن صور هيكلية معدنية لمنتجات AgZnO تم إعدادها بواسطة طريقة خلط المسحوق الميكانيكية وطريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية، على التوالي. يمكن أن نرى من البنية المعدنية أن كلتا الطريقتين يمكنهما تحضير مواد AgZnO بنجاح، لكن جزيئات ZnO الموجودة في المصفوفة الفضية لمادة AgZnO المحضرة بطريقة خلط المسحوق الميكانيكية تكون متكتلة وموزعة بشكل غير متساو. وهذا التوزيع غير المتكافئ لمرحلة التسليح سيؤثر بشكل مباشر على أداء المادة، مما يؤدي إلى تقلبات في الخواص الميكانيكية والكهربائية للمادة. في مادة AgZnO المحضرة بطريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية، يتم توزيع جزيئات ZnO بالتساوي على مصفوفة Ag. وذلك لأن نظام التشتت بالموجات فوق الصوتية ينتمي إلى نظام التشتت الصلب والسائل. بالمقارنة مع نظام التشتت الصلب والصلب لطريقة خلط المسحوق، يمكن تشتيت جزيئات مسحوق ZnO بالكامل في Ag. بعد الضغط والتلبيد وصناعة السبائك، يمكن تفريقها في مصفوفة Ag كجزيئات صغيرة الحجم. وفقًا لنظرية نظام التشتت، فإن انتظام نظام التشتت الصلب والسائل أكبر بكثير من نظام التشتت الصلب والصلب. لذلك، بالمقارنة مع عملية خلط المسحوق، فإن مادة AgZnO المحضرة بواسطة التشتت بالموجات فوق الصوتية تتميز بخصائص مرحلة التعزيز الدقيقة، والتشتت الأكثر تجانسًا، وتقليل التكتل. تتميز المصفوفة الفضية المستخدمة في برشام الاتصال الفضي الصلب بجودة جيدة ويمكن أن توفر أداءً مستقرًا نسبيًا.

2.2 تحليل الكسر SEM
الشكل 2 (أ) والشكل 2 (ب) هما 500 مرة صور مورفولوجية لكسر SEM لمنتجات AgZnO المحضرة بواسطة طريقة خلط المسحوق الميكانيكية وطريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية، على التوالي. بالمقارنة، يمكن ملاحظة أن مادة AgZnO المحضرة بطريقة خلط المسحوق الميكانيكية لديها ترابط داخلي ضعيف، وأن جزيئات ZnO المتكتلة تحتوي على عدد كبير من المسام. من السهل أن تتعرض للكسر الهش عند مقاومة القوة الخارجية، ويكون الكسر غير متساوٍ؛ في حين أن مادة AgZnO المحضرة بطريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية لديها ترابط داخلي محكم وكسر سلس نسبيًا.
الشكل 2 (ج) والشكل 2 (د) هما 5000 مرة كسر صور مورفولوجية SEM لمنتجات AgZnO المحضرة بواسطة طريقة خلط المسحوق وطريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية، على التوالي. بالمقارنة، يمكن ملاحظة أن جزيئات ZnO الموجودة في مادة AgZnO المحضرة بطريقة خلط المسحوق الميكانيكية تكون مشتتة ومتكتلة بشكل غير متساو. تختلف أحجام الجسيمات الثانوية بعد التكتل بشكل كبير، وتكون الدمامل عند كسر السلك ذات أعماق مختلفة. ومع ذلك، يتم توزيع جزيئات ZnO في المرحلة الثانية التي يبلغ حجمها حوالي 1 ميكرومتر بالتساوي على المصفوفة الفضية داخل مادة AgZnO المحضرة بطريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية، كما أن شكل وحجم الدمل متسقان للغاية. بعد تكتل جزيئات ZnO في عملية خلط المسحوق الميكانيكية، تختلف أحجام الجسيمات الثانوية بشكل كبير، مما يؤدي إلى اختلافات إقليمية في لدونة المادة. عند التعرض لقوى خارجية، يزداد الميل إلى الكسر الهش [5]. من الواضح أن جزيئات المرحلة الثانية في المادة المحضرة بعملية التشتت بالموجات فوق الصوتية دقيقة وموحدة، والكسر مسطح نسبيًا، وعمق الدمامل هو نفسه في الأساس، والقوة الداخلية موحدة نسبيًا أثناء الكسر، والمواد متناحية الخواص. . المواد المستخدمة في أعمالنااتصالات الفضة الصلبةللكهرباء قوة وصلابة عالية، والتي يمكن أن تضمن تصنيع أبعاد دقيقة.

2.3 تحليل الخواص الميكانيكية والفيزيائية
الشكل 3 (أ) والشكل 3 (ج) عبارة عن مخططات مقارنة الكثافة والمقاومة لمنتجات AgZnO المحضرة بواسطة خلط المسحوق الميكانيكي والتشتت بالموجات فوق الصوتية، على التوالي. تظهر المقارنة أن كثافة منتجات AgZnO المحضرة بالتشتت بالموجات فوق الصوتية أعلى من كثافة منتجات AgZnO المحضرة بخلط المسحوق. وذلك لأن مسحوق AgZnO في طريقة خلط المسحوق الميكانيكية يتم تكتله أثناء الخلط، ولا يمكن تكثيف المسام الموجودة في التكتلات أثناء عملية التلبيد. وفقًا لنظرية التلبد [6]، فإن عملية التكثيف للتلبيد في الطور الصلب هي التدفق اللزج وانتشار حجم الذرات. أثناء عملية التلبيد، يكون لأكسيد الزنك المتكتل سيولة ضعيفة، ويكون معدل الانتشار الذاتي لـ Ag-Ag أكبر بكثير من معدل الانتشار المتبادل بين مكونات Ag-ZnO، مما يؤدي إلى درجة منخفضة من التكثيف بعد تكثيف الطور الصلب، مما يؤدي إلى انخفاض درجة التكثيف بعد تكثيف الطور الصلب. ويؤدي بدوره إلى انخفاض الكثافة. يمكن لطريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية كسر ZnO إلى جزيئات صغيرة موحدة وتفريقها في مصفوفة Ag، مما يزيد بشكل كبير من منطقة الاتصال Ag-ZnO وتوسيع منطقة الشبكة الموصلة Ag-Ag. الكثافة مرتفعة نسبيًا بعد تكثيف التلبيد. ترتبط المقاومة بمنطقة الشبكة الموصلة Ag-Ag في المادة. نظرًا لزيادة مساحة الشبكة الموصلة Ag-Ag التي تتكون من طريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية، فإن مادة AgZnO المحضرة بهذه الطريقة تظهر مقاومة أقل. الصلبة لدينااتصالات الفضةلديها كثافة أعلى وموصلية أقوى.

الشكلان 3 (ب) و3 (د) هما مخططات مقارنة الصلابة والاستطالة لمنتجات AgZnO المحضرة بواسطة خلط المسحوق الميكانيكي وطرق التشتت بالموجات فوق الصوتية، على التوالي. يتبين من الشكل أن صلابة AgZnO المحضرة بطريقة التشتت بالموجات فوق الصوتية أعلى بكثير. وذلك لأن خصائص صلابة المادة المركبة للمصفوفة المعدنية المكونة من مرحلة التعزيز ومادة المصفوفة يتم تحديدها بشكل أساسي من خلال خصائص مكونات المادة المركبة وأداء الترابط بين المكونات ومرحلة التعزيز. عندما يتم توزيع المرحلة الثانية بالتساوي في مرحلة المصفوفة في شكل جزيئات دقيقة مشتتة، كلما كان حجم جسيمات المرحلة الثانية أصغر، سيتم إنتاج تأثير تقوية أكثر أهمية، مما سيزيد من صلابة المادة. ويسمى هذا التعزيز تقوية المرحلة الثانية. يرتبط استطالة المادة بشكل إيجابي بمرونة المادة. يمكن لجزيئات المرحلة الثانية الدقيقة والمشتتة أن تحسن بشكل كبير من مرونة المادة، مما يظهر ليونة أفضل.

تم تحضير مادة التلامس الكهربائي AgZnO عن طريق خلط المسحوق الميكانيكي والتشتت بالموجات فوق الصوتية، وتمت مقارنة تأثيرات العمليات المختلفة على خواص المادة. الاستنتاجات هي كما يلي:

(1) بالمقارنة مع عملية خلط المسحوق الميكانيكية، فإن الأداء الشامل لمواد AgZnOSilver Electrical For Contactor التي تم إعدادها بواسطة التشتت بالموجات فوق الصوتية أفضل. يتم توزيع جزيئات ZnO الدقيقة في المرحلة الثانية بالتساوي في المصفوفة الفضية، ويتم الحصول على خصائص ميكانيكية أفضل؛

(2) تعمل عملية التشتت بالموجات فوق الصوتية على تحسين ظاهرة تكتل ZnO داخل المنظمة بشكل فعال. من هيكل الكسر المجهري، يمكن ملاحظة أن الترابط الداخلي جيد، ويتم الحصول على نظام كثيف نسبيًا، ويتم تحسين استقرار خصائص المواد المختلفة.

 

الشريك التعاوني

لدينا المقاولين الكهربائيةاتصالات الفضةمصنوعة من مادة فضية عالية النقاء مع موصلية ممتازة ومقاومة للتآكل، مما يضمن التشغيل المستقر في مختلف المعدات الكهربائية. مع تكنولوجيا المعالجة الدقيقة ومراقبة الجودة الصارمة، فإن وصلاتنا الفضية لا يمكنها فقط زيادة عمر خدمة الأجهزة الكهربائية بشكل كبير، ولكن أيضًا تقلل بشكل كبير من فقدان الطاقة وتكاليف الصيانة. سواء في المفاتيح أو المرحلات أو الموصلات عالية التردد، يعد Solid Silver Contact Rivet خيارًا موثوقًا به. إن اختيار جهات الاتصال الفضية الخاصة بنا يعني اختيار حلول كهربائية فعالة ومتينة وعالية الجودة لمساعدة أجهزتك على العمل بشكل مستقر لفترة طويلة.