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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2022-11-19 21:38
一、鍍銀端子表面氧化機(jī)理
銅和銀金屬形成硫化物的趨勢(shì)超過(guò)生成氧化物的趨勢(shì),靠近鍍銀層附近的氣態(tài)含硫類(lèi)物質(zhì)會(huì)在銀的表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng),并產(chǎn)生擴(kuò)散現(xiàn)象,從而導(dǎo)致銀層變色。大多數(shù)金屬都具有變色現(xiàn)象,但是銅和銀更容易產(chǎn)生變色,這主要是由于它們更容易被氧化。即使在相對(duì)濃度較低的H2S環(huán)境中放置一定時(shí)間,銀和銅也會(huì)分別形成Ag 2 S和Cu 2 S,而不是形成Ag 2 O和Cu 2 O 。
二、環(huán)境因素對(duì)鍍銀端子的影響
環(huán)境要素:
影響銀的變色因數(shù)是多方面的。
1.銀層的表面有銀鹽存在,由于本身就存在離子化的銀,因而就會(huì)很快變色。例如鍍銀件未清洗干凈就會(huì)呈現(xiàn)這種情況。
2.銀層如含有銅、硫等雜質(zhì)時(shí),由于銀與銀合金之間的微電作用,會(huì)加速銀的離子化過(guò)程也就很快變色。
3.銀層表面受到紫外線作用時(shí),銀可吸收紫外線而轉(zhuǎn)變?yōu)锳g+,也會(huì)加速變色。
4.當(dāng)大氣中濕度高時(shí),容易受濕度影響使銀表面凝露而形成水膜,腐蝕介質(zhì)就容易在銀表面上滯留而參與反應(yīng),從而加速銀的變色。
5.其他如銀表面的粗糙程度與銀表面的凝聚水份和附著腐蝕介質(zhì)的難易有關(guān)。平整光滑的銀表面變色速度會(huì)慢些。而未經(jīng)拋光的表面也會(huì)較拋光后的銀表面容易變色 。這些硫化物的形成反應(yīng)了使用這些金屬的過(guò)程中存在的一個(gè)主要缺陷。銀和銅以及它們的合金的變色率會(huì)隨著環(huán)境濕度、硫化物濃度、環(huán)境中存在的氨元素濃度、產(chǎn)品周?chē)莘e流率及溫度的增大而增大。
三、鍍銀端子氧化后對(duì)接觸電阻的影響
參考下圖,產(chǎn)品的實(shí)際環(huán)境中的硫化物濃度是較低的,氧化發(fā)黑的速率是較低的,氧化后的電阻率變化有限。
研究表明,在高電流領(lǐng)域,鍍銀腐蝕層的存在并不總是導(dǎo)致高電阻的原因。初始階段,接觸電阻較高,并隨著腐蝕層厚度增加,接觸電阻也隨之增加,但是隨后會(huì)迅速降低,而達(dá)到一個(gè)較低水平,甚至某些參數(shù)比無(wú)腐蝕狀態(tài)下還要低。這種現(xiàn)象可能是由于銀金屬較軟和機(jī)械壓力作用等因素造成腐蝕層發(fā)生蠕變導(dǎo)致接觸面積增大而產(chǎn)生的。另外,銀離子在腐蝕層中傳導(dǎo)的機(jī)理也對(duì)接觸性能有顯著影響。這一理論認(rèn)為Ag 2 S在銀離子從陽(yáng)極向陰極傳播的過(guò)程中起到固態(tài)電解質(zhì)的作用。同時(shí),銀的變色層還可以起到潤(rùn)滑劑的作用 。
鍍銀產(chǎn)品氧化后成分主要為硫化銀。從電氣角度來(lái)說(shuō),其變色不會(huì)產(chǎn)生任何問(wèn)題,因?yàn)榱蚧y本身具有良好的導(dǎo)電性能。硫化銀是一種混合導(dǎo)體,其電阻率是由銀離子(弗侖克爾缺陷)和電子(電子空位缺陷)電阻率共同構(gòu)成,具體情況如下:
1.銀離子不穩(wěn)定;
2.對(duì)于不穩(wěn)定的粒子,硫化銀能提供足夠多的空位;
3.空位和占位的勢(shì)能相當(dāng),因此,跳至相鄰位置所需的活化能很小;
4.硫化銀微觀由理想的三維矩陣結(jié)構(gòu)組成,為銀離子的移動(dòng)提供開(kāi)放的通道;
5.硫化銀中的負(fù)離子(即硫離子)呈局部點(diǎn)陣矩陣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),易被極性化。
6.從鍍銀接插件的使用情況來(lái)看,每次插接配合時(shí),其氧化的表層會(huì)被穿透,實(shí)際觸電為銀介質(zhì)。可見(jiàn),銅基件鍍銀產(chǎn)品即使出現(xiàn)嚴(yán)重的氧化現(xiàn)象,對(duì)其電氣性能(傳輸、衰減及無(wú)緣可調(diào))是無(wú)影響的 。
四、結(jié)論
結(jié)合上述分析,鍍層氧化,對(duì)產(chǎn)品其電氣性能及后期使用沒(méi)有影響。
另外,銀的變色除受到介質(zhì)的種類(lèi)和濃度影響外,更重要的是受到光和氧(或其他氧化劑)的加速作用。在避光和無(wú)氧的條件下,銀的變色速度慢到可以忽略不計(jì);而在紫外線和高濃度氧化劑的作用下,變色速度異常迅速。
所以端子的日常保護(hù)除了制造前道必要的清洗外,后期還需要干燥儲(chǔ)存;且在儲(chǔ)存于運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中也應(yīng)注意阻斷光、氧和腐蝕介質(zhì)與鍍銀層反應(yīng),從而減緩鍍層發(fā)黑現(xiàn)象。
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