مشاكل التشحيم غير الكافي في جهات الاتصال الإلكترونية وتطبيق مواد التشحيم في أنظمة الاتصال

مع التقدم في علم المواد، يتزايد استخدام السبائك الجديدة واللدائن الهندسية في المفاتيح والموصلات، مما يؤدي إلى التطور السريع في تكنولوجيا الاتصال. ومع ذلك، نظرًا للعيوب المتأصلة في السطح المجهري للمعادن، فإن الهياكل مثل نقاط الاتصال الكهربائية الثابتة، وجهات الاتصال الكهربائية المتحركة، وأطراف الاتصال (للمرحلات/المفاتيح) لا تزال تواجه مشكلات مثل الحرارة الزائدة، والقوس الكهربائي، والتآكل الاحتكاكي بسبب عدم كفاية التشحيم أثناء التشغيل الفعلي. تؤثر هذه الظواهر بشكل مباشر على عمر التلامس، والموثوقية الكهربائية، والشعور الميكانيكي؛ ولذلك، أصبح تطبيق مواد التشحيم في أنظمة الاتصال تقنية حاسمة.

تكشف المراقبة المجهرية لأسطح التلامس المعدنية عن "ذروات" و"أودية" دقيقة، حتى في -الملامسات الفضية الثابتة المصنعة أو الملامسات الفضية المتحركة. عند إغلاق جهة الاتصال، تكون منطقة الحمل الفعلية-أصغر بكثير من منطقة الاتصال الاسمية. يقتصر التيار على بضع قمم، مما يسبب زيادة كبيرة في كثافة التيار المحلي وخلق "النقاط الساخنة".

ومع ارتفاع درجة الحرارة، تتشكل طبقة أكسيد{0}عالية المقاومة بسرعة، مما يؤدي بدوره إلى زيادة مقاومة التلامس، مما يتسبب في تحويل المزيد من الطاقة الكهربائية إلى حرارة. يمكن أن تؤدي حلقة التغذية المرتدة الإيجابية هذه إلى لحام المعادن، مما يؤدي في النهاية إلى فشل المفاتيح أو المرحلات أو الاتصالات الثابتة لقواطع الدائرة.

يؤدي استخدام مادة تشحيم التلامس إلى إنشاء طبقة زيتية موصلة-رفيعة جدًا تملأ الأخاديد الدقيقة-، مما يؤدي إلى توسيع منطقة التلامس الفعالة بشكل فعال ويسمح بانتقال التيار بشكل ثابت عبر طبقة الزيت. وهذا لا يقلل من النقاط الساخنة فحسب، بل يحافظ أيضًا على مقاومة تلامس منخفضة -مستقرة، مما يؤدي إلى تحسين الموثوقية التشغيلية للتلامس الكهربائي المسطح وأنظمة التلامس المتحركة بشكل ملحوظ.

تكون جهات الاتصال غير المشحمة معرضة بشدة للانحناء أثناء الفتح والإغلاق. تعمل درجة الحرارة المرتفعة الناتجة عن القوس على تسريع أكسدة المعدن، مما يؤدي إلى إتلاف الطلاء والتسبب في تدهور سريع لأسطح جهات الاتصال المتحركة من سبائك الفضة، ومسامير التلامس، ومسامير التلامس الثابتة. يؤدي تأين الهواء وهجرة المعادن الناتجة عن القوس إلى توليد قمم جديدة على سطح التلامس، مما يزيد من تفاقم عدم استقرار التلامس.

تظهر هذه الظاهرة بشكل خاص في المحولات والمرحلات من النوع "المغلق-المفتوح"، مثل جهة الاتصال المتحركة للمرحل أو جهة الاتصال الثابتة الفضية للمرحلات. نظرًا لأن نقاط الاتصال قد تتعرض لقفزات طفيفة قبل الإغلاق النهائي، فإن الانحناء المتكرر يمكن أن يسبب أضرارًا جسيمة.

يمكن للإضافات المضادة للقوس-في مواد التشحيم الملامسة أن تمنع هذه المشكلة بشكل كبير. يقوم فيلم التشحيم بعزل الهواء، ويقلل من تفاعلات التأين، ويقلل من سعة القفز، وبالتالي يضعف طاقة القوس ويحسن المتانة الإجمالية لنظام الاتصال.

في العديد من التطبيقات، لا تحتاج جهات الاتصال إلى ضمان الاستقرار الكهربائي فحسب، بل تحتاج أيضًا إلى توفير إحساس ميكانيكي مميز. تشمل الأمثلة أزرار المركبات، والمفاتيح الدوارة للأجهزة المنزلية، وأجهزة التحكم في الأجهزة. تعمل مادة التشحيم بمثابة "طبقة تكييف ميكانيكية" في هذه الهياكل، مما يسمح للمفاتيح بإظهار خصائص لمسية مختلفة مثل الضيق أو النعومة أو الهدوء.

تعمل طبقة تشحيم التلامس على تقليل الاحتكاك الميكانيكي، مما يسمح لمكونات مثل Silver Contact for Switch/Relay بالحفاظ على الاستقرار الهيكلي مع تحسين الراحة التشغيلية والمتانة. ويعد هذا أمرًا بالغ الأهمية بشكل خاص للتشغيل-عالي التردد، أو نقاط الاتصال الفضية المتحركة، أو نقاط اتصال ترحيل الإشارة، أو الأجهزة الكهربائية ذات الجهد المنخفض-.

طبقة الغشاء الرقيقة جدًا- التي تتكون من مادة التشحيم التلامسية عند إغلاقها، على الرغم من كونها زيتية في البنية، إلا أنها تسمح للتيار بالتدفق بسلاسة عبرها تحت تأثير النفق الكمي، مما يحقق توصيلية مستقرة. عند فتح جهة الاتصال، يعود فيلم الزيت إلى طبقة عازلة أكثر سمكًا، مما يقلل من خطر التسرب ويحسن سلامة واجهة موصل المفتاح-.

هذه الخصائص تجعل مادة التشحيم مناسبة بشكل خاص للمعدات-الدقيقة العالية والتيار المنخفض-ومفاتيح الإشارة ومرحلات الحمل الخفيفة-والأجهزة الأخرى الحساسة لمقاومة التلامس.

أظهرت التجارب الموسعة أن إضافة شحم التلامس المناسب إلى نقاط الاتصال الكهربائية المتحركة، واتصالات الترحيل، والمحطات الطرفية، والمفاتيح الصغيرة، والتطبيقات الأخرى يمكن أن يزيد من عمر الاتصال بأكثر من مرتين. الأسباب الرئيسية تشمل:

تقليل التآكل وهجرة المعادن

خفض معدل تكوين طبقة الأكسيد

استقرار مقاومة الاتصال

تقليل وتيرة الانحناء

التخفيف من الصدمات والاهتزازات الميكانيكية

يمكن أن يؤدي استخدام مواد التشحيم التلامسية في معدات التشغيل-على المدى الطويل إلى تقليل تكرار الصيانة وتكاليف استبدال الأجزاء بشكل كبير.

تُستخدم مواد التشحيم التلامسية على نطاق واسع في العديد من أنظمة التلامس الثابتة والمتحركة، والتي تغطي:

أنظمة إقران الاتصال الثابتة / المتحركة المختلفة

نصائح الاتصال (للمرحلات/المفاتيح) في المرحلات (مرحلات الإشارة، مرحلات السيارات، المرحلات الصناعية)

مفاتيح الأجهزة المنزلية (الغلايات الكهربائية، مجففات الشعر، الغسالات، إلخ)

أزرار السيارات، مفاتيح الجمع، موصلات السيارات

الاتصالات الكهربائية المسطحة في قواطع الدائرة وخزائن التحكم

مبدلات المحرك والأجزاء المنزلقة الميكانيكية

موصلات حافة PCB و-اتصالات إشارة الجهد المنخفض

أهداف التطبيق الرئيسية هي: تحسين استقرار التلامس، وتقليل ضوضاء الاحتكاك، وإطالة العمر الافتراضي، وتقليل الانحناء، وتحسين شعور التشغيل.

في الأنظمة الكهربائية الحديثة، بدءًا من الاتصال الثابت الفضي للمرحلات وحتى الموثوقية العاليةالاتصال المتحرك الفضيأصبحت مواد التشحيم التلامسية مكونًا أساسيًا لضمان السلامة والكفاءة والمتانة. سواء في المعدات الصناعية أو أنظمة التحكم الإلكترونية في السيارات أو منافذ التحكم في الأجهزة المنزلية، فإن الاختيار والاستخدام المناسبين لمواد التشحيم التلامسية يمكن أن يحقق توازنًا ممتازًا بين تكلفة المواد والأداء الكهربائي والعمر الميكانيكي.