Kesan ketebalan salutan pada hayat-sentuh bersalut perak

Kenalan Bersalut Ag memainkan peranan penting dalam penghantaran isyarat dan tenaga dalam peranti elektronik. Dalam aplikasi praktikal, Sentuhan Elektrik Bersalut Perak sering dipengaruhi oleh kehausan yang mengganggu, yang boleh mengakibatkan peningkatan rintangan sentuhan dan juga kegagalan. Perak (Ag) ialah bahan yang sesuai untuk salutan permukaan pada sesentuh elektrik kerana kekonduksian elektrik dan haba yang sangat baik, serta rintangan kakisannya. Walau bagaimanapun, kesan ketebalan salutan Ag pada hayat sentuhan elektrik kekal sebagai isu yang kurang dicirikan. Kertas kerja ini secara eksperimen menyiasat hayat elektrik salutan Ag dengan ketebalan yang berbeza-beza di bawah keadaan haus yang membimbangkan.

2.1 Penyediaan Sampel
Sampel eksperimen ialah sesentuh elektrik Perak silinder silang -yang dibina daripada aloi gangsa CuSn4 (mengandungi 4% timah). Lapisan nikel (Ni) setebal 2 μm disadur pada permukaan substrat sebagai penghalang resapan, diikuti oleh empat ketebalan berbeza Ag tulen: 1.3 μm, 2 μm, 4 μm, dan 5 μm.

2.2 Keadaan Eksperimen
Suhu: 23 darjah
Kelembapan Relatif: 10%
Kekerapan: 30 Hz
Daya Biasa: 3 N

2.3 Kaedah Ujian
Ujian telah dijalankan menggunakan penguji haus fretting. Hayat Sentuhan Bersalut Perak ditentukan dengan memantau perubahan dalam rintangan sentuhan. Kegagalan sentuhan ditentukan apabila rintangan sentuhan melebihi 10 kali rintangan awal.

3.1 Kesan Ketebalan Penyaduran Terhadap Hayat Elektrik
Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa ketebalan lapisan penyaduran perak memberi kesan ketara kepada Kenalan Dwilogam dengan hayat Bersadur Perak:
Penyaduran 1.3 μm: Jangka hayat elektrik adalah yang paling pendek, dengan kira-kira 5 × 10⁴ kitaran gelisah;
Penyaduran 2 μm: Hayat elektrik adalah kira-kira 1 × 10⁵ kitaran gelisah;
Penyaduran 4 μm: Jangka hayat elektrik adalah lebih kurang 2 × 10⁵ kitaran gelisah;
Penyaduran 5 μm: Jangka hayat elektrik adalah yang paling lama, melebihi 3 × 10⁵ kitaran resah.

3.2 Analisis Mekanisme Haus Salutan
Pemerhatian mikroskop elektron imbasan (SEM) mendedahkan bahawa manifestasi utama haus fretting pada salutan perak adalah:
Kegagalan haus: tanda haus muncul pada permukaan salutan, dan lapisan perak secara beransur-ansur menipis sehingga lapisan nikel terdedah.
Kegagalan pengoksidaan: filem oksida terbentuk pada lapisan perak, meningkatkan rintangan sentuhan.
Dengan peningkatan ketebalan salutan, masa untuk memakai kegagalan adalah berpanjangan dan kesan kegagalan pengoksidaan dikurangkan, dengan itu meningkatkan hayat elektrik.

3.3 Model Hubungan antara Hayat Elektrik dan Ketebalan Salutan
Berdasarkan data eksperimen, model hubungan telah diwujudkan antara hayat elektrik (N) dan ketebalan salutan perak (t):
N=k⋅tⁿ

di mana k ialah pemalar bahan dan n ialah faktor eksponen. Keputusan pemasangan menunjukkan bahawa n≈1.5, menunjukkan bahawa hayat elektrik meningkat secara tidak linear dengan ketebalan salutan.

Ketebalan lapisan penyaduran perak memberi kesan ketara kepada jangka hayatKenalan Elektrik Bersalut Perak; semakin tebal lapisan saduran perak, semakin lama jangka hayatnya.

Model hubungan kuantitatif antara ketebalan penyaduran dan jangka hayat elektrik telah diwujudkan, menyediakan asas untuk reka bentuk sentuhan elektrik.
Dalam aplikasi praktikal, adalah disyorkan untuk memilih ketebalan penyaduran perak yang sesuai berdasarkan keperluan kebolehpercayaan untuk mengimbangi kos dan prestasi.