Влияние внешних воздействий

На качество контакта влияют следующие факторы:

- физико-химическое состояние контактирующих поверхностей, т.е. наличие пленок, затрудняющих металлический контакт, и неровность поверхностей;

- процессы, происходящие при соединении и разъединении, которые могут быть вызваны чисто механическими причинами;

- величина протекающего тока и количество выделяющегося тепла;

- процессы, происходящие в контакте при замыкании и размыкании при наличии токов и напряжений.

Рассмотрим подробнее действие этих факторов. Из-за наличия в окружающей среде кислорода, паров воды, различных примесей и при повышении температуры на поверхности металлов протекают электрохимические процессы и образуются пленки, свойства которых зависят от металла контакт-деталей.

Самыми распространенными элементами окружающей среды являются кислород и азот. Кислород очень быстро адсорбируется на поверхности любого металла, образуя тонкую одноатомную пленку, " сцепленную" с атомами металла. Атомы благородных металлов (золота, платины и др.) в обычных условиях химически не соединяются с кислородом. У других металлов, например, у серебра, в зависимости от температуры с той или иной скоростью происходит газовая коррозия и образуется пленка, чаще всего оксидная, препятствующая дальней­шему проникновению кислорода вглубь металла и останавливающая процесс коррозии. Такие пленки обладают высоким сопротивлением и называются пассивирующими. Во многих случаях они не мешают прохождению тока, так как являются очень тонкими. У вставных и врубных контактных устройств в процессе соединения эта пленка разрушается.

У ряда металлов, например, алюминия и меди, образуются рыхлые пленки, не препятствующие проникновению кислорода вглубь металла и являющиеся многомолекулярными. Они называются пленками потускнения или пленками побежалости. Их толщина может увеличиваться со временем в зависимости от температуры.

Повышение температуры способствует образованию пленок, однако, при достижении определенного её уровня может произойти их разрушение. Например, на серебре при температуре 150-200 °С пленка легко диссоциируется (разлагается). Этим и обусловлена возможность пайки по серебру без флюса и её высокое качество. На некоторых металлах пленки очень теплостойкие, например на алюминии пленка разрушается при температуре 3000 °С. Этим объясняются трудности пайки алюминия даже при использовании флюсов.

Пленки могут обладать разной, в зависимости от металла, механической прочностью. Они могут быть механически прочными, но хрупкими на изгиб (например, у алюминия) или эластичными (например, у меди). Это имеет большое значение для работы КУиС, так как определяет условия, при которых происходит разрушение пленок при соединении.

Часто в окружающей среде содержатся газообразные фракции сернистых соединений, что приводит к образованию сульфидных пленок, отличающихся большой толщиной и прочностью. Пленки могут осаждаться на поверхности в связи с испарением органических соединений и диэлектриков, находящихся рядом с контактным устройством.

Из-за наличия паров воды в окружающей среде происходит электрогальваническая коррозия и образуются коррозионные пленки. Кроме того, при попадании охлажденной аппаратуры в среду с повышенной температурой происходит конденсация паров воды на поверхности контактов и образование " ледяных" пленок. Эти пленки являются механически прочными и их трудно разрушить при соединении контактов, что является причиной резкого недолговременного снижения надежности коммутационных устройств на время, пока аппаратура не «прогреется» и пленки не испарятся.

Основными механическими причинами, влияющими на качество контактирования, являются износ контакт-деталей, «усталость» материала элементов, создающих нажатие, и «разрегулировка». Износ контакт-деталей происходит в результате выработки их поверхности из-за трения и «усталости» поверхностных слоев. Если для защиты контактных поверхностей от пленок контакт-детали в соединителях, рассчитанных на малое число соединений, покрываются коррозионно-стойкими металлами (серебро, золото, платина), то при многократном переключении контакт-деталей это покрытие разрушается. Износ может быть абразивным, когда между трущимися контакт-деталями или другими элементами конструкции попадают разрушенные частицы «мостиков», возникающие при мостиковой эрозии, или другие инородные частицы, имеющие высокую прочность.

При усталости материала элементов, создающих нажатие, усилие нажатия уменьшается, вследствие чего сопротивление контакта увеличивается. Вследствие усталости материала и механических воздействий (удары, вибрация) возникает явление «разрегулировки», когда при работе элементов перемещения и фиксации нарушаются условия контакта или не происходит соприкосновения контакт-деталей.

Влияние величины протекающего тока и процессов, происходящие в контакте при замыкании и размыкании при наличии токов и напряжений рассмотрены ранее.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: