Áhrif lagþykktar á endingu silfurhúðaðra-húðaðra tengiliða

Ag Plated tengiliðir gegna mikilvægu hlutverki í merki og orkuflutningi í rafeindatækjum. Í hagnýtri notkun verða silfurhúðaðar rafmagnstenglar oft fyrir áhrifum af sliti sem getur valdið aukinni snertiþol og jafnvel bilun. Silfur (Ag) er tilvalið efni fyrir yfirborðshúð á rafsnertiefni vegna framúrskarandi raf- og hitaleiðni, sem og tæringarþols. Hins vegar eru áhrif Ag-húðunarþykktar á rafmagnssnertitíma enn illa einkennandi vandamál. Þessi grein rannsakar í tilraunaskyni raflífi Ag húðunar af mismunandi þykktum við slitskilyrði.

2.1 Sýnaundirbúningur
Tilraunasýnin voru þver-sívalir, silfurrafsnertir smíðaðir úr CuSn4 bronsblendi (inniheldur 4% tini). 2 μm þykkt nikkel (Ni) lag var rafhúðað á undirlagsyfirborðið sem dreifingarhindrun, fylgt eftir með fjórum mismunandi þykktum af hreinu Ag: 1,3 μm, 2 μm, 4 μm og 5 μm.

2.2 Tilraunaskilyrði
Hiti: 23 gráður
Hlutfallslegur raki: 10%
Tíðni: 30 Hz
Venjulegur kraftur: 3 N

2.3 Prófunaraðferð
Prófanir voru gerðar með því að nota slitþolsprófara. Silfurhúðuð snertilífið var ákvarðað með því að fylgjast með breytingum á snertiþoli. Snertibilun var ákvörðuð þegar snertiviðnám fór yfir 10 sinnum upphafsviðnám.

3.1 Áhrif málningarþykktar á rafmagnslíf
Tilraunaniðurstöðurnar sýna að þykkt silfurhúðunarlagsins hefur veruleg áhrif á tvímálmssnertiefni með silfurhúðað líf:
1,3 μm málun: Rafmagnslífið var styst, með um það bil 5 × 10⁴ fretingarlotum;
2 μm málun: Rafmagnslífið var um það bil 1 × 10⁵ fretingarlotur;
4 μm málun: Rafmagnslífið var um það bil 2 × 10⁵ fretingarlotur;
5 μm málun: Rafmagnslífið var lengst, yfir 3 × 10⁵ fretingarlotur.

3.2 Greining á slitferli húðunar
Skannanir rafeindasmásjár (SEM) leiddu í ljós að helstu einkenni slits á silfurhúðinni eru:
Slitbilun: slitmerki birtast á yfirborði húðunar og silfurlagið þynnist smám saman þar til nikkellagið er afhjúpað.
Oxunarbilun: oxíðfilma myndast á silfurlaginu sem eykur snertiþol.
Með aukinni þykkt lagsins lengist tíminn til að slitast bilun og áhrif oxunarbilunar minnka, sem bætir rafmagnslífið.

3.3 Sambandslíkan milli raflífs og húðþykktar
Byggt á tilraunagögnum var komið á tengslalíkani milli raflífs (N) og silfurlagsþykktar (t):
N=k⋅tⁿ

þar sem k er efnisfasti og n er veldisstuðull. Niðurstöður mátunarinnar sýna að n≈1,5, sem gefur til kynna að rafmagnslífið eykst ólínulega með þykkt lagsins.

Þykkt silfurhúðunarlagsins hefur veruleg áhrif á líftímaSilfurhúðaðar rafmagnstenglar; því þykkara sem silfurhúðunarlagið er, því lengri líftími.

Stofnað var magnbundið sambandslíkan milli þykktar málningar og endingartíma rafmagns, sem lagði grunn að hönnun rafsnertibúnaðar.
Í hagnýtri notkun er mælt með því að velja viðeigandi silfurhúðun þykkt byggt á áreiðanleikakröfum til að jafnvægi kostnaðar og frammistöðu.