电器连接器上镀镉层替代材料的最新工艺研究文献
电器连接器上镀镉层替代材料的最新工艺研究文献
金属表面精饰行业正经受着诸多因在装饰性或实用性电镀加工过程中使用了有害材料而受到监管当局的打击。这些环境保护法既针对商业行为，也针对政府部门管控的公共设施。此外，13423号行政令（加强联邦政府环境、能源及运输管理）和13514号行政令（在环境、能源及经济运行中联邦政府的领导地位）最近也已生效。这些行政令要求政府机构减少对有毒有害化学物品的购买和使用，并限制其排放量。
具体来讲，目前在军用地面系统中所使用的电器连接设备上的保护外壳所使用的是镀镉层及镀铬转化涂层（CCCs）以提供额外的抗腐蚀保护。上述监管部门强调找到目前所使用的镀层工艺的替代工艺以减少环境安全的风险。
然而，取代镉的应用并不是一项轻而易举的任务。由于镉对所有元件所具有的诸多特性使得它多年来一直被用于电器连接设备的保护性镀层技术中。镉镀层对电器连接设备外壳的主要特性包括以下几点：
● 易于加工
● 易于修复
● 导电性
● 电磁兼容性（EMI）/ 电磁干扰（EMI）有效性
●耐候性尤其是抗腐蚀性
● 可焊接性
● 抗温度变化
● 抗震动
应用在镉镀层上的铬转化膜CCCs使其具有更多特性，其中最重要的特性如下：
● 增强抗腐蚀性
● 可涂覆性（满足了油漆对涂层粘附力的要求）
● 可涂色
正如上面所看到的，这种涂层方法所提供这些协同增效的优点使得要取代它极具挑战性。其独特保护性的一个典型例子就是镉及铬的六价化合物所赋予的抗腐蚀性能。镉涂层对电器连
接设备上电耦可起到抗腐蚀作用，并且很少有几种金属在此种应用中能提供相同水平的保护作用。这一点由电耦序中镉的位置所决定。在腐蚀环境中锌及锌合金、铍、镁和铝合金一般都是最活跃的金属，因此，在实际应用中可以提供类似于镉的抗腐蚀作用。然而，铍比镉危害性更大，镁和净锌对许多工程应用来说都会被过快腐蚀掉。它有关镉应用于连接设备外壳所独有的特性的例子则与电的特性有关，确切说，就是电磁兼容性（EMC）和电磁干扰有效性（EMI）。对于电磁干扰有效性（EMC）来说，连接器耦合电阻必须保持至最小值（例如: 小于2.5毫欧），当受到突然增高的电流诱发时（例如闪电的袭击），较大的耦合电阻会导致电压升高（以及随后的故障）。镀镉的连接设备在其整个使用寿命中可以满足这种要求。（亦即镉的腐蚀物一般是非绝缘的）。其它的镀层，比如不导电的镍在初期也满足这个要求，但是由于腐蚀物所产生的电阻，时间长了就失去了有效的导电性。
镉的可行性替代材料
国防部（DoD）多年来一直对镉的替代材料感兴趣，以Brooman2,3,4, Gaydos5, Klingenberg3,4,6, Legg1,和Shahin7等为代表的其它公司在过去所进行的工作中已确认和开发出许多潜在的镉的替代材料。本文旨在总结这一领域中既已完成的工作并为今后选择最有前途的和可用于未来做进一步研究的合适的替代物提供一个基本原理。
在之前许多与镉的替代材料有关的研究及可用的合适的工艺技术资料的基础上，人们已发现大批前景较好的合适的镉替代材料。出于对这项计划的特殊关注，合适的替代材料被限制于商业化运作或近似商业化的工业技术中。它们包括：
● 高级材料
● 化学气象沉积法（CVD）的沉淀合金
● 熔盐沉积合金
● 离子液体沉积合金
● 电镀铝和合金
● 无电/化学镀镍
● 电镀锡合金
● 电镀锌钴合金
● 电镀锌镍合金
● 离子气相沉积（IVD）铝及铝合金
● 金属和陶瓷涂料填充物
● 溅射铝和合金
文中将逐一讨论这些工艺流程在具体应用（即电器连接设备外壳）中的可行性。还将论及在资料具备的情况下诸如现有镀镉连接设备替代材料的兼容性问题等。
高级材料
作为镀镉部件替代材料的高级材料主要被考虑用作较大型飞行器的元器件。不锈钢是最有可能被用来代替较大的无电元器件上镉的合适的替代材料。在一项由“战略性环境研究发展计划（SERDP）”所资助的项目中，一种抗腐蚀不锈钢——S53已被开发。这个项目主要是提供抗腐蚀性以及对长久压力作用下飞行器着陆制动装置产生裂缝的抵抗能力1,5,8。不锈钢合金可以为很多电器连接设备提供所必要的特性并且可以运用于一些实际应用。然而，这些材料一般显示出耦合电阻并且可能不具较高的成本效益。同样，钛合金和铬镍铁合金也被发现适用于镀镉扣件的底层替代材料，但是用于电器连接设备上的成本也是高得难以承受。聚合合成材料（如聚醚醚酮）已经用于一些商业用途。然而，军事用途似乎极少（至少在地面交通工具中），对这种材料进行仔细考证后就发现了有关成本、导电性和应用中的一些机械磨损问题。总的来说，很明显要用高级材料代替更新型的电器连接设备标准外壳还需要更多的研究。
化学气相沉积法（CVD）合金
空军研究实验室（AFRL）9通过常压化学气相淀积（APCVD）来评估铝合金镀层。已开发出一种使用三乙基铝作为生产高质量镀铝层的先导物并对环境无害的化学气相沉积法。尽管这种方法很有前景，但是它需要成本高昂的设备。从方法本身的角度来说需要进一步的改进来实现其在诸如电器连接设备外壳上的大量使用。
镀铝和合金
电镀铝板AlumiPlate?是一项专利技术，这种技术可以使净铝涂层覆到底层板材上，底层板材被浸于非水状并被一种惰性气体完全封闭的溶液中。这种方法形成的镀层有着极为广泛的用途。它可惊醒阳极氧化处理，标准镀铬转化涂层（CCC）后处理，三价铬后处理（TCPs）或无铬后处理（NCPs）或无铬后处理（NCPs）的面漆涂覆。TCPs比CCCs处理更无害并且满足欧盟减少有毒有害物质条例的要求——尽管这种物质仍然被美国政府所管控。再者，电镀铝板AlumiPlate?工艺似乎并没有带来铬镀层存在的一个问题——氢脆。
AlumiPlate?电镀铝板的方法是电器连接设备上比较有前景的铬镀层替代技术之一。美国海军和海军航空兵系统作战指挥部（NA V AIR）的研究人员依据ASTM B11714标准进行了2000小时的盐喷腐蚀实验用以检测TCP法电镀铝在电器连接设备上的效果。NA V AIR发现就腐蚀外观而言所有的镀铝连接设备其性能等于或者优于镀镉的对照标准。从实用的角度来说，所有被检测的连接设备都满足外壳间相互的导电性能，除了用浓度为25%（最淡）的TCP12,13方法生产的AA6061 AlumiPlate?镀铝板。经三级后处理的AA6061 AlumiPlate铝板镀层性能是最好的。
其它涉及此方法的计划包括Lockheed和Alcoa公司与美国空军间的合作计划，这项合作正在评估多种包括AlumiPlate?电镀铝板作为代替铬的镀层技术在军用和商业扣件15中的使用情况。以NA V AIR的检验及这项合作的结果为基础，在MIL-DTL-38999L和有关内部制造商的技术规范下，目前AlumiPlate?电镀铝板镀层获准用于电器连接设备中。确切的说电镀铝板镀层获得使用资格后有望在带有弹簧爪式定位装置的Model 38999型连接设备上, 此设备将用
在Lockhheed Martin F-35闪电二号（也被称为联合打击战斗机）项目上。
尽管这种涂层有较好的性能，但是近来在AlumiPlate?电镀铝板的使用中仍存在一些限制条件及瑕疵。由于使用非水状电解液，这种方法无法满足国防DoD设施中的使用条件。再者，这种方法要求使用高度特殊的设备（例如很高的启动成本）。最后，尽管初步的研究已发现可以使用涂刷的方式进行涂层修补，但是依然存在有关涂层是否可完全修复的问题。1,5
电镀锡合金
锡锌合金镀层是作为电器连接设备外壳最成熟以及最有前景的锡合金镀层之一。锡锌电镀工艺是成熟且在商业上可行的方法，它能够从水状溶液中溶敷20-30%的锌合金（平衡锡）2,7,17。锡锌合金镀层被认为是最有前景的镉的替代材料，在过去的研究中发现这种涂层表面能够发挥出最佳性能18。然而从最近较多的研究中发现一些不太乐观的结果。在一项由国家能源和环境保护中心（NDCEE）19所做的有关潜在的镉的替代材料的广泛研究中发现，一项具有专利的锡锌合金镀层对周期性腐蚀和湿陷环境影响开裂（EIC）的试验无能为力，却通过了氢脆和放射性环境影响开裂试验。这项工作最后得出的测试结果如表1所示。
表1 NDCEE研究的涂层性能总结
这项研究指出溶敷的锡锌合金镀层中沉淀的锌含量不够充分，从而不能提供足够的抗腐蚀性能（相对于其它相关计划下已被检测的抗腐蚀性更强的镀层中锌浓度预期>20%，这种锡锌合金镀层中锌含量不足1%）。这就意味着尽管锡锌合金的确在某些应用中占有优势，但是一些镀槽中的化学物质可能不够耐用，从而需给经常遭受恶劣环境影响的军用电器连接设备提供一致的镀层成分（因此，需提供充分的抗腐蚀保护）。以前研究中得出一些有前景的结果表明如果溶敷层成分能更加一致，这种镉镀层的替代材料就可提供类似于镉的保护性能。
需特别注意的是其它锡合金，如锡铟镀层，也被考虑用于商业和军事，但是需将这些镀层用在电器连接设备外壳上有待相当大的发展。
电镀锌钴合金
锌钴镀层主要用于那些相对不太昂贵并要求较高抗腐蚀性和抗磨损性的零部件表面。有报告指出这种镀层在二氧化硫环境中拥有特别高的抗腐蚀性能。好几家商用电器连接设备供应商都在出售这种锌钴镀层的连接设备以代替镉镀层设备，以符合欧盟颁布的禁止使用有毒物质的法规（RoHS）标准。锌钴合金通常不用于那些要求热处理的实际应用中，因为据报道，当这些合金暴露在高温下的时候，其抗腐蚀性能就会减弱。在一项研究中20，根据ASTM B117标准14所进行的喷盐测试表明，锌钴镀层套管在经过一个小时相对于电镀环境下250°F的高温处理后其抗腐蚀性大幅减小。尽管这种方法起初被认为是替代镉的一种值得关注的材料，但是其在高温下的一些不太可靠的特点排除了对它做进一步评估的可能性。
电镀锌镍合金
锌镍电镀工艺是一种成熟且能够用于商业的方法，它能从水状溶液中溶敷镍含量为5-15%（平衡锡）的合金。锌镍合金既可以从酸性流程也可以从碱性流程中溶敷。波音公司发现碱性方法更容易保持和提供一种更为一致的镀层成分5。从性能的角度来说，NDCEE发现一项采用CCC技术的专利酸性锌镍镀层已通过了弯曲附着力、油漆附着力和氢脆检测，但是这种镀层仅表现出一些不重要的EIC性能19（见表1）。其抗腐蚀性能明显低于镉镀层的底线，但是增加镀层厚度并选择合适的转化镀层可能会使这些性能得以改善——尽管对于电器连接设备的外形、匹配及功能而言，对这些改变可能产生的影响还需进一步鉴定。但在这项研究中19，利用CCC技术的碱性锌镍镀层的性能类似于酸性锌镍镀层（见表1）。在之前TARDEC所做的工作中也发现利用CCC技术的碱性锌镍镀层对一些电器连接设备的设计大有裨益，尤其是对于军用-C83513微型D-超小型的连接设备，但是对其他连接设备的设计就没有太大意义。
以这些颇具前景的研究成果为基础，锌镍合金已在多个领域被用做镉的替代材料。NDCEE19所提供的信息帮助“Rolls Royce 国家航天局”以锌镍合金作为镉的合格的替代材料用于T56发动机系统。波音公司也发现锌镍镀层在低强度钢（小于200ksi）、铝及铜合金制作的元器件中可被用于镉的替代材料。
其它仍在进行的涉及这种工艺的计划包括前面所提到的Lockheed- martin和Alcoa公司与美国空军的合作项目，这项工作正在评估包括酸性和碱性锌镍镀层在内的几种镀层，以用其替代
军用和商用扣件15中镉的使用。
人们普遍认可酸性和碱性锌镍工艺可以在很多实际应用中提供令人满意的镉的替代镀层。酸性锌镍工艺属传统应用工艺；然而，这个工艺一直与导致脆化的一些问题有关系1。正因如此，波音公司限制将酸性锌镍镀层用于最大拉伸力小于或等于200ksi的钢材上。尽管这些问题也许跟电器连接设备本身没有联系，但是在后处理固化后发现既可减轻氢脆又可增强抗腐蚀性2。不管怎样，碱性锌镍镀层似乎是这种应用中有较强优势的替代材料，因为它减少了对镀槽的维护，并且这种镀层有前文提及的目前人们感兴趣的一些特性。
离子气相涂覆（IVD）铝及铝合金
离子蒸汽镀铝法（IVD）是一种物理涂覆工艺，在此工艺中待镀部件/基材被置于真空箱中进行辉光放电清理。然后把净铝材放在加热的陶瓷船形器皿中熔化直到其蒸发并凝结在待镀物件/基材上形成镀层。同时，释放出的离子不断冲击正在形成的镀层以增强镀层的密度。
IVD镀铝法是一项成熟的镀层工艺，多年来一直被成功用于涂覆各种镀层，而且在传统理论基础上一直被认为是最有前景的镀镉技术的替代技术之一。它不产生脆化并且能和铝基材质电镀电流兼容2,21。另外，它有非常优秀的耐高温特性，从而可以被转换成其它涂层。据报告该镀层的抗腐蚀性在某些环境下和镉镀层相当甚至优于镉镀层17。另据报告，IVD合金铝镀层可产生更强的抗腐蚀性能；含10%的镁的IVD铝镁合金镀层表现出显著的抗斑点腐蚀性能。NDCEE以前的研究中发现铝钨合金和铝钼合金也表现出相对于净铝而言有所改进的钝化性能6。
如前所述，波音公司已经准许使用IVD铝镀层作为镉的替代材料使用于低强度钢（小于200ksi）、不锈钢、铝和铜合金材料的元器件上。在TARDEC过去的一项研究中，IVD铝镀层在镀铝连接设备上表现出全面和最佳的性能1,5。具体来说，在MIL-C-38999环形连接设备上，由于其较低的抗外壳-外壳的电阻，IVD镀铝层表现出类似或优于镉镀层的性能，但是其抗腐蚀性稍差。值得一提的是，在MIL-PRF-24308 D-超小型连接设备上镉表现出全面的最佳性能，而IVD铝镀层是其最佳的替代材料。另外值得一提的是在MIL-C-83513 微型D-超小型连接设备上，IVD铝镀层据称有一个明显的缺点。在IVD工艺中，铝涂满了整个连接设备的表面（包括酚醛材料），导致了连接设备上两管脚相互间以及与连接设备外壳间产生持续的导电性，从而产生短路最终导致连接设备出现故障。
综上所述，IVD铝镀层在连接设备的使用中存在诸多缺点。这些缺点包括前面所提到的镀层
过度问题，还有很高的启动和运行成本，因为这项工艺中所使用的设备均很昂贵。同时，尽管IVD镀铝工艺没有被完全限制于元器件直视可达范围的表面，但是常规的工艺流程不能深入到某些元器件的深处尤其是孔洞内。还有一些镀层性能方面的问题，IVD铝镀层显示出高度多孔性的柱状结构。因此，镀层必须频繁地被玻璃珠喷丸敲击整平以增加镀层密度并缓解多孔性和腐蚀问题。NDCEE还发现，IVD铝镀层，即使是CCC镀层，都仅仅产生很小的周期性腐蚀结果19（见表1），这突出了高密度铝镀层的重要性。像其它纯铝镀层一样，IVD铝据称也有较差的抗磨损性，从而显现出令人犯难的问题。后者对电器连接设备来说是一个让人尤为担忧的问题；铝-铝接口可能会导致插件的匹配力过高，甚至是连接器无法匹配1（建议用干膜润滑剂吸收来解决这个问题，但是这可能会对电器连接设备导电性能产生不利影响）。
总之，尽管IVD铝也许可以在诸多应用中取代镉，但它不是预期的电气连接器的直接替代物。事实上，空军研究已经认识到，IVD铝无法轻易取代50％以上的镉电镀要求17。
金属和陶瓷涂料填充
加入消耗金属（通常是金属铝和锌的粉末）的有机油漆涂层工艺在多种实际应用中都显示出显著的抗腐蚀性能。然而由于其较差的电流腐蚀性能和附着力（相对与电镀层而言）一般不被用作镉镀层的替代材料5。
人们试图将金属陶瓷镀层用作镉的替代材料。一位供应商提供了一种在陶瓷基体中吸收铝屑的镀层。这种涂层可用刷子涂或喷涂。它主要用于一些较大型的飞行器中的元器件，例如着陆装置（具体如F-22）和在高温环境中使用的元器件。这种镉镀层替代材料的缺点包括货源单一（仅有一家供货商提供这种镀层并且只允许主要用户使用）、高成本、可利用的数据极其有限以及在使用之前要求对涂层进行热处理1,5。另外，这种涂层的导电性也没有明确证明。鉴于此，这种镀层替代方法在电器连接设备中可能是不可行的。
溅射铝和合金
溅射或磁控溅射是另外一种PVD工艺。在此工艺过程中待镀部件/基材被置于真空箱中，在整个系统被排空后，箱内进行辉光放电清理。离子化的气体（主要是氩）被吸引到偏置铝件上, 铝原子从铝件上被发射至待镀物件上，从而形成镀层。“插头和外套”溅射法使内径和外径在同一个真空箱内都被镀上涂层。
最近，波音公司1,5在其研究中发现溅射法可以生产出比IVD质量更好，多孔性更低的镀层。通过使用“插头和外套”溅射法，待镀部件可以采用PVD工艺法100%镀上镀层（在外径上对铝进行离子气相沉积, 内径中溅射铝）。另外，与镉镀工艺相比，这种方法不会产生危害（没有气体及水的排放，也无固体废物产生）。
溅射铝合金也显示出其作为镉的替代材料的可能性。它们包括铝镁合金、铝钼合金、铝钨合金、铝锰合金、铝锌合金及铝镁锌合金5,6。
尽管前景明朗，磁控溅射铝技术在飞行器零部件的镀层方面的应用仍处于发展中。对环境脆化的敏感性还有待确定，最近所做的工作得出喜忧参半的结论22。尽管在技术上可以接受，但是这个工艺涉及较高的启动和运作成本，一些小部件可能无法带来成本效益。5,22
其它涂覆技术
铝及其合金可以轻而易举地用热喷工艺涂覆，比如高温喷涂法, 但是这些镀层通常很厚，一般76-127微米（0.003”—0.005”）——涂层表现出很高的粗糙性和多孔性。这种方法还给基材板带来很高的热量。后者可以部分通过使用“冷喷法”来解决；然而前者却限制了这项技术在电器连接设备中的使用。
正如前面所提及的，将离子液用作电镀液（在室温下熔化的盐的混合物）镀铝目前还处于调查研究中。该技术是一项相对较新的发明，尽管目前有一些信息可以利用5,10，但是采用这种方法进行批量处理电器连接设备外壳镀层的能力还未被确认。
切实可行的六价铬镀层替代物
TCPs是目前最具前景的标准CCCs的替代材料。当TCPs与AlumiPLate?一起使用时，其对于电器连接设备所特有的适用性前景明朗5,12,13。有必要做进一步的研究使TCPs完全适合作为CCCs的替代材料。
NCPs也正在成为可以被利用的技术，但是它们还远没有在实际应用中被研究。NA V AIR目前正在继续他们有关NCPs的有效性研究，AlumiPLate?针对其他镀层方法提供了一种专有无铬镀层。目前BDCEE正在进行一项任务，旨在评价是否可以用NCPs代替TARDEC。
总结
在电器连接设备的应用方面，镉及铬的六价化合物是最具前景的镀层替代工艺，在某种程度上已用于某些电器连接设备上，有些已证实有很大的应用前景且足够成熟。它们包括：
● 电镀铝（AlumiPlate?)
● 碱性电镀锌-镍合金（析出物中镍含量为5-15%）
● 电镀锡-锌合金（析出物中锌含量至少为20%）
未来的努力的方向主要集中在这三种最有前景的替代材料上。除此而外，为了支持电器连接设备制造商们所进行的工作，以EN为基础吸收了闭塞粒子的两种技术也将被评估。利用CCCs 和TCPs生产的涂层将被予以接受，而利用CCC的镀镉层将用作对照标准。
以下出现不久的替代技术中最有前景的替代镀层也已被确定。这些技术在电器连接设备应用方面表现出优势，但若用在TARDEC所使用的电器连接设备上时还有待进一步发展。它们包括：
● 离子液析出合金
● 磁控溅射铝合金
● 锡-铟合金
进一步的研究工作可能会将这些替代材料认定为技术成熟的材料，其用于电器连接器上的可行性也越来越大。
作者：CONCURRENT TECHNOLOGIES CORPORA TION (CTC) 公司分别位于美国宾夕法尼亚州约翰斯敦及福罗里达州拉戈的CEF ROB MASON, MARGO NEIDBALSON及MELISSA KLINGENBERG博士，此外还有位于美国密歇根州沃伦的美国陆军坦克机动车辆研究发展与工程中心(TARDEC) 的PARMINDER KHABRA及CARL HANDSY
Rob Mason是美国佛罗里达州拉戈市Concurrent Technologies Corporation (CTC)公司里的高级技术员。他为政府部门及市场客户提供技术服务。他现在的工作职责是为各种无机涂料项目提供技术支持。这些项目均由国家能源和环境保护中心管辖。二十余年来，Rob Mason在表面工程涂料的研发和评估方法研究的测试中积累了丰富的经验，他撰述并撰写了四十余篇与这一题材相关的技术文章和会议论文。他获得美国新泽西州菲尔莱-狄更斯大学化学学士学位。任职于CTC公司前，他在OMG-Fidelity公司工作了六年，从事技术工程服务和产品配
方及研发工作。他是美国国家表面处理协会、美国金属学会、美国腐蚀工程师协会以及国际演讲协会会员。
Margo Neidbalson是CTC公司服务国家能源和环保中心的程序代理人。为此，她为该中心的项目管理和工作活动提供支持。她负责对该中心所涉及的几个项目中的危险化学涂料替代物进行评估( 无氰镀银、非视线硬铬替代物、曾排除过科帕斯克里斯蒂美国陆军仓库里含氰的化学物质)。她评估并分析各种无机化学涂料的替代物，并提供实验室数据支持。Neidbalson 获得美国宾夕法尼亚州印笫安纳大学生物学学士学位，并在匹兹堡大学主修制造系统工程，获得硕士学位。
Melissa Klingenberg博土在CTC公司担任首席技术顾问，为环保技术，特别是激光脱膜和无机涂料项目提供全方位的支持。在无机涂料方面，她的主要职责利用其擅长的先进真空镀膜或表面涂层及镀金工艺在表面处理过程中有所创新。Klingenberg博土先后获得约翰斯顿匹兹堡大学化学学士学位，其后并在那里从事生物学研究。其后，她在匹兹堡大学主修制造系统工程，获硕士学位；还在宾州州立大学获材料工程博士学位。自1994年以来，她一直是美国国家表面处理协会的活跃分子。她还为美国国家表面处理协会及美国电镀与表面处理协会所举办的活动撰述并撰写了多篇论文和作品。在2008年她组织了第一次由美国金属协会和美国国家表面处理协会召开的国防和航天应用表面工程大会并担任联合主席。最近美国国家表面处理协会授予Melissa Klingenberg博土优异奖以表彰她在行业中所做出的贡献。
Pam Khabra获得美国韦恩州立大学化学工程学士学位以及环境工程硕士学位。她是美国陆军坦克和汽车研究、发展及工程中心环境小组的高级工程师。该中心设在美国密歇根州沃伦市。她的职责是为项目管理办公室提供支持，排除来自战术系统的危险物质并做到完全符合环保要求。Khabra还是国家能源和环境保护中心0470号任务“镉和六价铬自由电子联接器”的技术监控人员。
Carl Handsy获得美国韦恩州立大学化学学士学位以及罗伦斯科技大学机械工程硕士学位。他在W.R.Grace汽车公司担任研究工程师，研发德罗里（Delorean）汽车，同时还在“海湾和西部制造公司”担任开发和测试工程师，为底特律爱迪生公司研发汽车电力驱动以及电池负荷量。此外，在他担任美国密歇根州沃伦市美国陆军坦克和汽车研究、发展及工程中心防护材料工程师之前，曾担任美国西方石油公司金属电镀化学研究员。
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22. "Joint Service Initiative Project AF5: Evaluation of Magnetron Sputtered Coatings - Phase II," Final Technical Report to the NDCEE under Contract No. W74V8H-04-D-0005, Task No. 0429, Project AF5, December 19, 2006. (end)
电器制造工艺特点与材料 (1)
电器制造工艺特点与材料 1、电器制造的特点和要求 电器制造基本属于机械制造的范畴，但也有它本身的特点。第一，电器制造的总体结构是由金属材料制造的机械结构，用以完成支撑、传动、储能等机械动作，以达到电器分断的目的。第二，电器零部件的加工方法主要是采用冷冲压、机械切削加工和热处理等通用机械加工工艺。这是与机械行业本身基本相同的制造范畴。 但是，电气制造业有其独特的特点，主要有以下几点： 1.）工艺涉及面极广。电器制造，尤其是开关制造因其电器性能的要求，设计了多种不同的制造工艺：如冷冲压工艺、塑料压制工艺、绝缘处理工艺、电阻焊接工艺、电器元件热处理工艺、弹簧制造工艺、电镀工艺。当然还包括机加工工艺等工艺。涉及面极广，这就使得电器制造工艺有许多与普通机械工艺不同的特点。有些特殊工艺如果减少，在外观上无法发现，如：双金属稳定处理工艺，不进行这些复杂的工艺，可大大降低成本，但产品会有严重的隐患。 2.）工艺装备多。工艺装备时指除机加工之外，所有的工、量、卡具和模具。在开关制造中，冲压模具是最主要的工艺装备，约占整个工艺装备数量的50%~80%。电器制造都是大批制造。一般来说，工艺装备越多，产品质量越稳定而生产效率越高。 3.）材料的品种、规格繁多。在电器制造中，采用的材料品种规格可达数千种。电器对材料性能有多方面的要求。有些材料不仅要有良好的机械性能，还需要有良好的导磁、导电、导热性能，对另外一些材料又要求有很高的绝缘强度和耐导弧性能，另外还对材料提出了耐磨、耐化学、耐腐蚀等苛刻的要求，当然，所有的材料都要求有良好的工艺性。 4. ）制造精度高。低压电器在工作过程中，不仅有简单的机械运动。同时还有一系列的电、热、磁能的能量转换。因此，对于电器零件，不仅要求有尺寸、几何形状和位置的精度，还要考虑零件及零件材料的导电、导热、导磁、灭弧、绝缘等性能对产品特性的影响。零部件的精度等级必须满足产品技术参数的要求。如：触头压力、接触电阻、动作参数、动作时间、温升等。 此外，对影响产品电磁特性的零件相互位置、几何形状、精度以及热处理规范也有着很高的要求。有些零部件在常温常态下没有问题，但是一但通电，改变了常温常态在电场、电磁场、高温的状态下，会产生很大变化。会严重影响技术参数。如弹簧、常温下压力正常，高温下可能退火变软，压力迅速减小，引发电器故障。再如绝缘材料，如果因潮湿导致绝缘性能大幅下降，有可能引起开关相间短路而爆炸。 制造精度如何，仅从电器外观上是看不出来的，劣质产品的外观有时甚至比质量好的还漂亮，但对于用户来说选购了这种产品就等于选择了事故隐患。 5 ）材料： 在电气材料中，除了大量采用黑色金属，有色金属外，还大量采用了贵重、稀有金属。如：银、镍、铂、铬和磷青铜、铍青铜、镍铬铁、铁铬铝，双金属等合金材料，在塑料、绝缘材料中，也广泛使用了聚四氟乙烯、DMC（玻璃纤维增强塑料）、聚酰胺（尼龙）、三聚氰胺等高绝缘强度和耐磨、耐电弧材料。 这些大量的贵重、有色金属、绝缘材料其价格都很高，近年来又连年提高价格。他们在产品成本中一般要占70%~80%。有些非正规生产厂家，之所以产品价格很低而还可以拿到利润，就是在这些内容上作了手脚。 A、金属材料 1.黑色金属：主要指钢板、圆钢类、钢丝类材料 用途：黑色金属是组成开关电器的主要材料，其制品负责满足电器动作、传动、支撑的要求。也有少量要满足电器的电性能要求（如弧角、栅片）。 质量：板类材料主要对材料的材质、厚度、表面质量有要求。如：常用的Q235（A3)钢板，要求材料保证机械性能指标（不保证化学成分），材料厚度要在国标允差范围之内，例如厚度为1mm的钢板（冷）允差为±0.07mm。再如钢丝类材料，要求具有准确的外径，具有均匀的材质和良好的热处理性能等。弹簧对开关的重要性使大家都知道的。 B、有色金属：主要指铜及铜合金材料。它们具有高导电性、足够的机械强度、不易氧化、不易腐蚀、易 加工、易焊接的特性。
电连接器选择方式
电连接器的选择方法 连接器是连接电气线路的机电元件。因此连接器自身的电气参数是选择连接器首先要考虑的问题。正确选择和使用电连接器是保证电路可靠性的一个重要方面。 引言 电连接器（以下简称连接器）也可称插头座，广泛应用于各种电气线路中，起着连接或断开电路的作用。提高连接器的可靠性首先是制造厂的责任。但由于连接器的种类繁多，应用范围广泛，因此，正确选择连接器也是提高连接器可靠性的一个重要方面。只有通过制造者和使用者双方共同努力，才能最大限度的发挥连接器应有的功能。 连接器有不同的分类方法。按照频率分，有高频连接器和低频连接器；按照外形分有圆形 连接器，矩形连接器；按照用途分，有印制板用连接器，机柜用连接器，音响设备用连接器，电源连接器，特殊用途连接器等等。下面主要论述低频连接器（频率为3MHZ以下）的选择方法。 电气参数要求 连接器是连接电气线路的机电元件。因此连接器自身的电气参数是选择连接器首先要考虑的问题。 额定电压 额定电压又称工作电压，它主要取决于连机器所使用的绝缘材料，接触对之间的间距大小。某些元件或装置在低于其额定电压时，可能不能完成其应有的功能。连接器的额定电压事实上应理解为生产厂推荐的最高工作电压。原则上说，连接器在低于额定电压下都能正常工作。笔者倾向于根据连接器的耐压（抗电强度）指标，按照使用环境，安全等级要求来合理选用额定电压。也就是说，相同的耐压指标，根据不同的使用环境和安全要求，可使用到不同的最高工作电压。这也比较符合客观使用情况。 额定电流 额定电流又称工作电流。同额定电压一样，在低于额定电流情况下，连接器一般都能正常工作。在连接器的设计过程中，是通过对连接器的热设计来满足额定电流要求的，因为在接触对有电流流过时，由于存在导体电阻和接触电阻，接触对将会发热。当其发热超过一定极限时，将破坏连接器的绝缘和形成接触对表面镀层的软化，造成故障。因此，要限制额定电流，事实上要限制连接器内部的温升不超过设计的规定值。在选择时要注意的问题是：对多芯连接器而言，额定电流必须降额使用。这在大电流的场合更应引起重视，例如φ3.5mm接触对，一般规定其额定电流为50A，但在5芯时要降额33％使用，也就是每芯的额定电流只有38A，芯数越多，降额幅度越大。降额幅度可参看表1 接触电阻 接触电阻是指两个接触导体在接触部分产生的电阻。在选用时要注意到两个问题，第一，连接器的接触电阻指标事实上是接触对电阻，它包括接触电阻和接触对导体电阻。通常导体电阻较小，因此接触对电阻在很多技术规范中被称为接触电阻。第二，在连接小信号的电路中，要注意给出的接触电阻指标是在什么条件下测试的，因为接触表面会附则氧化层，油污或其他污染物，两接触件表面会产生膜层电阻。在膜层厚度增加时，电阻迅速增大，是膜层成为不良导体。但是，膜层在高接触压力下
连接器弹性接触件设计与材料
连接器弹性接触件设计与材料 苏州接插元件研究所邓志奎沈鑫万庆葛粉兆尹秋 《国际线缆与连接》应用版—2002年4月刊 摘要：文章就弹性件设计与材料之间的内在关系，通过公式推导，并通过电接触原理的介绍加以论述，以便使设计人员在设计连接器弹性元件时，为合理选择材料，提供一种可行的方法。 前言 连接器产品一般依据连接器的使用范围和功能要求来考虑其结构尺寸。如果材料选择不当，或结构尺寸参数不合适，将不会设计出一个好品质的连接器产品；同样弹性元件的材料选择不恰当，也不会设计出一个好的连接器产品。即使对一个工作多年的设计师来说，面对几十，上百种可供选择的材料，要能选择一种合理的材料也是很困难的。 设计人员在设计连接器时，必须考虑诸多因素，特别是要将结构尺寸设计和弹性材料的选择加以综合考虑。随着材料科学的发展，现在市场上可供选择的弹性材料种类越来越多，这就给设计人员选择时带来了一定的困难。一般而言，针对具体的元件结构尺寸，首先是选择弹性性能能满足要求的材料，而在几种可供选择的材料中，又要选择一种价格相对便宜、工艺简单（工艺成本低）的材料，这种材料是最佳的选择对象。 为了选好一种材料，本文首先从连接器的核心部分-接触对的电接触理论加以简单的介绍。 1 产品性能对连接器弹性接触对的要求 电连接器接触性之好坏与连接器接触对间的接触电阻大小有关。一般要求接触电阻小一点为好，这样可减少接触电阻造成的功能损耗。并且也可减少接点发热，接点发热太高反而增加了接触电阻值。另外，过高的热量如散发不好就会使金属软化，加快了金属表面的氧化和磨损，使连接器的品质下降，严重的会使连接器塑壳软化变形，老化等。因此，接触电阻一般仍以偏小以好。 同时，对数字电路用的连接器来说，要求连接器在工作时，其接触电阻不仅要小，数值也要求较为稳定为好。如工作中阻值变化太大，容易形成脉冲，从而使整机不能正常工作。我们在试制中曾用一只开关代替施密特电路给一数字电路发脉冲信号，发现由于弹性元件多次弹跳，开关每次开合击发引起计数紊乱。这是由于开关开合时，弹片抖动，引起接触电阻变化，从而产生电压变化所致，所以接触电阻值在工作过程中其数值要尽量稳定。 1. 1连接器接触对的接触电阻 连接器接触对是指连接器一个插头片和一个插座片相互接触实现电连接的金属元件。它们在接触区形成一个电阻，称之为接触电阻。接触电阻有以下几部分组成： 1.1. 1压缩电阻Rc 清洁的金属表面通过施加一定的压力（弹力）互相接触在一起时形成的电阻Rc称之为压缩电阻，见图1，由于接触区的接触面积很小，电流一到接触区相互被压缩在一起，使电流密度增加，此对产生的电阻称之为压缩电阻。
常见射频同轴连接器大全
常见射频同轴连接器大全 射频信号有自己的特点，所以传输信号需要特别的媒介，而相应连接器也很特殊，这里主要介绍常见的射频同轴连接器（RF COAXIAL CONNECTOR），符合标准GB11316-89、IEC169、MIL-C-31012等标准。 一、常见的同轴连接器及主要性能对照表： 除上述连接器以外，还有MINI BNC、SL16、C3、CC4(1.0/2.3)、SMZ(BT-43)、MIM等连接器，但主要是一些公司的型号。 二、常见同轴连接器的选择： BNC是卡口式，多用于低于4GHz的射频连接，广泛用于仪器仪表及计算机互联 TNC是螺纹连接，尺寸等方面类似BNC，工作频率可达11GHz，螺纹式适合振动环境 SMA是螺纹连接，应用最广泛，阻抗有50和75欧姆两种，50欧姆时配软电缆使用频率低于12.4Ghz，配半刚性电缆最高到26.5GHz SMB体积小于SMA，为插入自锁结构，用于快速连接，常用于数字通讯，是L9的换代品，50欧姆可到4GH z，75欧姆到2GHz SMC为螺纹连接，其他类似SMB，有更宽的频率范围，常用于军事或高振动环境 N型连接器为螺纹式，以空气为绝缘材料，造价低，频率可达11GHz，常用于测试仪器上，有50和75欧姆两种 MCX和MMCX连接器体积小，用于密集型连接 BMA用于频率达18GHz的低功率微波系统的盲插连接 每种连接器都有军标和商业标准，军标按MIL-C-39012制造，全铜零件、聚四氟乙烯绝缘、内外镀金，性能最可靠，但造价较高。 商业标准设计则使用廉价材料，如黄铜铸体、聚丙烯绝缘、银镀层等，可靠性就差一些。 连接器材料有黄铜、铍铜和不锈钢，中心导体一般镀金，保证低电阻和耐腐蚀。军标要求在SMA和SMB上镀金，在N、TNC及BNC上镀银，因为银易氧化，用户更喜欢镀镍。 绝缘材料有聚四氟乙烯、聚丙烯及韧化聚苯乙烯，其中聚四氟乙烯绝缘性能最好，但成本较高。 三、常用连接器的性能列表： 1.L29(7/16)
电器设备与材料采购
设备与材料采购 电气材料与设备的划分 引导问题 1、电气设备与材料划分 2、常用的电气设备与材料 任务目标：了解电气工程设备与材料划分的原则，了解常用电气设备和常用的电气材料。 【主要学习内容】 一、电气设备与材料的划分 （一）设备与材料划分意义 正确划分设备与材料，有利于国家统计部门对建设项目各项费用的统计，分清建设单位与施工单位购置设备与材料的权限范围，确保招标工作中施工单位正确报价；同时关系到投资构成的合理划分、概预算的编制以及施工产值的计算和利润等各项费用的计取。 （二）设备与材料划分的原则 对设备与材料的划分，目前仍依据国家1989年制定的“工程建设设备与材料划分原则”进行划分。 凡是由制造厂制造，由多种材料和部件按各自用途组成独立结构，具有功能、容量、及能量传递或转换性能，在生产中能够独立完成特定工艺过程的机器、容器和其他生产工艺单体，均为设备。 为完成建设安装工程所需要的经过加工的原料和生产过程中不起单元工艺生产作用的设备本体以外的零配件、附件、成品、半成品等均为材料。 （三）《全国统一安装工程预算定额》中设备与材料的划分 1、电气设备 各种变压器、互感器、调压器、感应移相器、电抗器、高压断路器、高压熔断器、稳压器、电源调整器、高压隔离开关、装置或空气开关、电容器、蓄电池、磁力启动器及其按钮、电加热元件、交流报警器、成套配电箱、盘、柜屏及其母线和支持瓶均为设备；火灾报警控制器、火灾报警电源装置、紧急广播控制装置、火警通讯装置、气体灭火控制装置、探测器、模块、手动报警按钮、消火栓报警按钮、电话、消防系统接线箱、重复显示器、报警装置、入侵探测器、入侵报警控制器、报警设备传输设备、出入口控制设备、安全检查设备、电视监控设备、终端显示设备等均为设备。 2、电气材料 各种电缆、电线、母线、管材、型钢、桥架、灯具及各种支架均为材料。P型开关、保险器、杆上避雷器、各种避雷针、绝缘子、金具、线夹、开关、插座、按钮、接线箱、接线盒、电铃、电扇、电线杆、铁塔等均为材料。 二、电气安装工程常用的设备与材料 （一）常用的电气设备（见“电气设备”） （二）常用的电气材料
连接器常用知识
连接器常用知识 文件管理序列号：[K8UY-K9IO69-O6M243-OL889-F88688]
连接器常用知识 连接器的选用包含了使用环境条件、电参数、机械参数、端接方式等的选用，正确的选用是使用好的先决条件，同时正确的使用也必不可少，正确的使用又是保证产品可靠性的关键。一、使用环境条件： 1、环境温度——是指产品工作的环境，应在产品规定的环境温度内使用。即使外部环境温度不高但若产品工作在机箱内，散热条件差且加上其它元器件发热都会造成产品所处的环境温度大大高于外部的环境温度。超出规定的环境温度使用将使金属镀层或绝缘体受损，同时过低的温度也会使绝缘体龟裂，最终使连接器性能降低或功能丧失。 2、潮湿或水——潮湿或水都会使绝缘体表面形成水膜使绝缘性能降低甚至造成相临接触件之间误导通。一般长期在高潮湿或在有水的条件下使用的连接器都应采用有密封作用的连接器。 3、低气压：高空条件下气压会降低（恒定气压密封仓内除外），当产品处于低气压条件下，产品的介质耐压会下降，若传输的电压高于产品技术条件的规定，就有可能发生电击穿，造成失效。 4、腐蚀环境：是指产品周围的气氛，比如盐雾严重的海上，酸碱严重的化工原料储存仓库等，这些条件都会对连接器的金属件、绝缘体等产生腐蚀和侵蚀作用，在选用时应注意向生产方提出特殊要求或选用能满足你要求的产品。同时也应注意，有个别连接器的塑料件是不耐如香蕉水、苯、丙酮等溶剂的，请注意产品样本中的规定。 5、力学条件：是指振动、冲击、碰撞、加速度等力学作用，按产品样本中的参数选用，一般来说，同类产品中麻花针的力学参数较高，也容易保证。注意，实际使用中线缆与接触件端接后应采用线
家电常用电热材料和电热元器件
家电常用电热材料和电热元器件 篇一：小家电原理使用与维修教案 第一节常用电热材料 一、电热基础知识 电热器具是利用电能转化成热能的原理而制成各种器具的统称。在家用电器中，电热器具占有25％～35％的比例，如生活中常用的电熨斗、电饭锅、电烤箱、电热毯、远红外线辐射取暖器、电磁灶、微波炉等电热器具。 近几年，随着电子技术的发展及微电脑的广泛应用，电热器具进入了一个新的发展阶段，性能也越来越完善。利用电热比利用其它热源有下述优点： ⑴热效率高，约为50％～95％（煤的热效率为12％～20％，液体燃料为20％～40％，气体燃料为50％～60％）。 ⑵控温方便，精确度高，容易实现自动控制。 ⑶清洁卫生，无烟灰，不产生有害气体，不污染环境。 ⑷使用方便，与其它热源相比，无明火，且有安全保护装置，更加安全可靠。一旦发生故障，因其结构简单，也易于维修。 ⑸热惯性小。 ㈠电热器具的类型： 家用电热器具按其用途大体可分为：厨房器具（如电饭锅、微波炉、电热消毒柜、电热水壶等）、取暖用具（电热褥、电取暖器、电
热饼等）、 整容美发用具（电吹风、电熨斗等）、其它器具（如烘干机、除湿器等）按加热方式的不同，电热器具大体可分为电阻式加热器、远红外式电热器具、电磁感应式加热器具及微波式电热器具。 1、电阻式电热器具 电阻加热是电热器具的主要加热形式。它是利用电流的热效应进行加热的。对被加热的物体来说，可分为直接加热和间接加热两种。 2、远红外式电热器具 远红外式电热器具是在电阻式加热器具的表面涂有远红外辐射涂料，通电加热时辐射出红外线来，从而达到加热的目的。这类电热器具的特点是热效率高。 常见的远红外式电热器具有红外辐射取暖器、消毒碗柜等，加热器是由特制的、能辐射远红外线的热管制成的。该热管的材料一般为搪瓷材料，经表面处理使其黑化，或在外表面上涂有远红外线涂料。当电流通过这样的电热管时，以波长3～1000μm辐射远红外线，被烤箱内食品所吸收，继而食品内部分子发生振动，产生热能，达到加热的目的。这种烤箱的热效率比电阻丝电烤箱高20％～30％。 3、电磁感应加热器具 电磁感应加热器具是利用电磁感应来加热的。铁磁材料放在交变磁场中，就能产生涡流，涡流在导体内部会克服内阻作回旋流动产生热量。利 用这种方式加热的典型产品是电磁灶。
电气工程常用材料样本
电气工程常见材料 第一节常见导电材料及其应用 第二节常见绝缘材料及其应用 第三节常见安装材料 电力系统简介 电力系统简介 电力系统: 由各种电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体, 称为电力系统。 一、发电厂、电力系统基本知识 该系统由5个环节组成: 发电、输电、变电、配电、用电。 ( 2) 水力发电厂
水流的位能( 动能机械能电能 优点: 生产过程简单、易于实现自动化、成本低、无污染。 缺点: 建设投资大、工期长、受气候、水文条件影响大, 分丰水期和枯水期。 a堤坝式水电厂 b引水式水电 c抽水蓄能式水电厂 ( 3) 核电厂 核裂变能→热能→机械能→电能 1Kg U235=2700t标准煤 优点: 消耗燃烧少; 燃烧时不需 要空气助燃 ; 容量越大越经济 缺点: 开停机复杂、有放射性污染。 如: 浙江秦山核电站 ( 2*60万kw) 广东大亚湾核电站( 2*90万kw) 阳江核电站 ( 2*90万kw) ( 4) 其它类型电厂 风能、太阳能、潮汐能、地热能 建筑照明及动力供电系统 第一节导线 导线又称为电线
1) 绝缘电线: 具有绝缘包层 2) 裸导线 导体: 一般由钢、铜、铝等金属材料制成 裸导体规格mm2: 10、 16、 25、 35….. 绝缘导线规格 mm2 : 0.75、 1.0、 1.5、 2.5、 4、 6、 10、 16、 25、 35、 50、 70、 95、 120、 150、 185、 240 绝缘材料: 塑料、橡胶 塑料绝缘导线具有耐油、耐酸、防潮、防霉等特点, 常见作500V以下的照明线路。 例: BV-2.5 铜芯塑料电线 , 导体截面积为2.5 mm2 BLV-4.0铝芯塑料电线 , 导体截面积为4.0mm2 橡胶导线具有加工性能好、弯曲性好光老化过程式缓慢等特点 例: BX-2.5 铜芯橡胶电线 , 导体截面积为2.5 mm2 BLX-4.0铝芯橡胶电线 , 导体截面积为4.0 mm2 BX-16mm2是什么绝缘材料制造的电线? 其导体是什么? 导体的截面为多大? BV-16mm2是什么绝缘材料制造的电线? 其导体是什么? 导体的截面为多大? 电缆 电缆为多芯导线, 即在一个绝缘软套内裹有多根相线绝缘的线芯 电缆的基本结构: 缆芯、绝缘层、保护层 常见电缆型号( 一) ZR: 阻燃型 NH: 耐火型 VV: 铜芯聚氯已烯绝缘聚氯已烯护套电力电缆
连接器常用材料说明
连接器常用材质及性能介绍 1、连接器绝缘体常用材质 通常有：PBT、NYLON、ABS、PC、LCP等材料，但原则上采用耐燃性较佳之材质。ａ.PBT料： 一般常用PBT料加20-30%玻璃纤维，具有抗裂防冲击、防电能力，其耐磨性好，磨擦系数较低，自身润滑效果好，耐油耐化学药品性好。在高温高湿下伋有很好的介电强度。其缩水率0.6%-3.0%之间，其耐温为230℃左右。成型性好，具耐燃性。其为连接器产品常用胶料。 ｂ.NYLON66、NYLON6T、PC、LCP料： 其缩水率1.0%-0.3%，耐温比PBT高，常用NYLON66耐温260℃--280℃，NYLON6T 耐温280℃--300℃，LCP耐温290℃--320℃。但其吸水性较大，一般用于耐高温与PITCH 较少的产品（如SMD、HOUSING、PLCC等产品） C．ABS料： 具有良好抗冲击韧性、耐油性、耐磨性、容易成型、硬质性好、刚性好，耐温100℃左右，一般用于连接器中辅助产品上。 2、注塑成形常见之缺陷及其原因 常见成型缺陷有以下几种：塑件有黑斑或黑液、表面不光洁、溢料、塑料成形不完整、气泡或烧焦、瘪形、拼缝线或塑件紧缩在模具内等等缺陷。其主要原因分三部分：注塑机之因素、模具之因素、胶料之因素。 3、连接器接触件组成及性能 接合体材质：插头用金属接合体材质，一般原则上以黄铜为主，但特别要求插拔次数极高，且长寿命期限时磷青铜，铍铜等弈可采用。以下对目前行业上铜材种类及性作介绍
1.黄铜---铜及锌之合金，共颜色因锌之含量而异。 a.黄铜-----含锌25~35%者，最适常温加工。 b.黄铜-----含锡35%~45%者，最适常温加工，市面上贩卖之铜板，铜棒均属之。 2.青铜----铜及锡之合金，其颜色因锡之含量而异。 一般广义之称呼除黄铜以外之铜合金称为青铜。 磷青铜-----在青铜中加以磷，耐摩性有之，但磷过多，则铸造困难，其成分为锡8~12%，磷0.5~1.5%. 接触件材料选用 接触件可用几种合金中的任何一种材料制成，具体选择则要根据接触件的类型，插拔的频度以及连接器所工作的电气条件和环境条件而定。常用的一些材料及其应用场合如下：黄铜──黄铜虽是一种导电性能良好的材料，但在多次重复弯曲后容易变形和迅速疲劳。它通常在廉价的连接器中作固定式接触件，或在连接器内作其它金属零件。在要求优良弹性的场合不应使用带有黄铜接触件的连接器。当然由于成本低，黄铜仍能在许多地方胜任地作为接触件而使用。 磷青铜──磷青铜的硬度高于黄铜，同时能保持较长期的弹性。它常作为工作温度低于300℃的接触件的材料。对于大多数插拔频度较低，或接触件处于正常弯曲的连接器而言，使用磷青铜可保证良好的可靠性。 铍青铜──铍青铜具有的机械性能远较黄铜或磷青铜隹。铍青铜零件在退火后就能定形和硬化，实际上能永久保持其形状，它也是最能抗机械疲劳的材料。在插拔频繁和要求高可靠的应用场合，建议采用铍青铜材料。
电气工程常用材料规格型号
电气工程常用材料规格型号 钢管: SC15、SC20、SC25、SC32、SC40、SC50、SC70、SC80、SC100、SC125、SC150 扣压式薄壁钢管：KBG15、KBG 20、KBG 25、KBG 32、KBG 40、KBG 50 半硬质阻燃塑料管：FPC16、FPC20、FPC25、FPC32、FPC40、FPC50、FPC63、FPC70、FPC80 刚性阻燃塑料管：PVC15、PVC20、PVC25、PVC32、PVC40、PVC50 金属软管：CP15、CP20、CP25、CP32、CP40、CP50 镀锌圆钢：Φ6、Φ8、Φ10、Φ12、Φ14、Φ16 镀锌扁钢：-25*4、-40*4 角钢：∠30*3、∠40*4、∠50*5 槽钢：8#、10#
塑料铜线：BV1.0、BV1.5、BV2.5、BV4、BV6、BV10、BV16、BV25、BV35、BV50、BV70、BV95、BV120、BV150、BV185、BV240、BV300、BV400 阻燃塑料铜线：ZRBV1.0、ZRBV1.5、ZRBV2.5、ZRBV4、ZRBV6、ZRBV10、ZRBV16、ZRBV25、ZRBV35、ZRBV50、ZRBV70、ZRBV95、ZRBV120、ZRBV150、ZRBV185、ZRBV240、ZRBV300、ZRBV400 耐火塑料铜线：NHBV1.0、NHBV1.5、NHBV2.5、NHBV4、NHBV6、NHBV10、NHBV16、NHBV25、NHBV35、NHBV50、NHBV70、NHBV95、NHBV120、NHBV150、NHBV185、NHBV240、NHBV300、NHBV400 辐照塑料铜线：WDZ-BYJ(F)1.0、WDZ-BYJ(F)1.5、WDZ-BYJ(F)2.5、WDZ-BYJ(F)4、WDZ-BYJ(F)6、WDZ-BYJ(F)10、WDZ-BYJ(F)16、WDZ-BYJ(F)25、WDZ-BYJ(F)35、WDZ-BYJ(F)50、WDZ-BYJ(F)70、WDZ-BYJ(F)95、WDZ-BYJ(F)120、WDZ-BYJ(F)150、WDZ-BYJ(F)185、WDZ-BYJ(F)240、WDZ-BYJ(F)300、WDZ-BYJ(F)400 耐火辐照塑料铜线：WDZN-BYJ(F)1.0、WDZN-BYJ(F)1.5、WDZN-BYJ(F)2.5、WDZN-BYJ(F)4、WDZN-BYJ(F)6、WDZN-BYJ(F)10、WDZN-BYJ(F)16、WDZN-BYJ(F)25、WDZN-BYJ(F)35、WDZN-BYJ(F)50、WDZN-BYJ(F)70、WDZN-BYJ(F)95、WDZN-BYJ(F)120、WDZN-BYJ(F)150、
低压电器中的常用材料
低压断路器常用材料 主要包括以下材料： 1、热双金属材料 2、电阻合金材料 3、触头材料 4、绝缘压塑料 5、磁性材料 6、弹性材料 热双金属材料 热双金属是由两层不同膨胀系数的金属（或合金）组元彼此牢固结合而成的复合材料。其中热膨胀系数较高的一层，称为主动层，热膨胀系数较低的一层，称为被动层。有时为了获得特殊性能，还可以复合第三层（中间层）。由主动层产生的力和由被动层所产生的拉力组成的合力矩使热双金属的弯曲受到限制时，将产生推力，热能转变为机械能。 热双金属材料可分为：高灵敏度型、通用型、低温型、高温型、特殊型和电阻系列等类别。热双金属材料的主要性能有：电阻率、比弯曲、弹性模量E、线性温度围、允许使用温度围和密度等。 比弯曲：单位厚度的平直热双金属试样每变化单位温度时纵向中心线的曲率变化之半。单位名称为每摄氏度，单位符号为/10-6℃-1。 目前最常用的双金属材料有：5J4140、5J20110（5J11）、5J1480（5J18）、5J1578（5J16）、R5、R10、R15（R12）、R25、R30、R50等。其中，5J4140、5J20110（5J11）、5J1480（5J18）、5J1455（R50）、5J1430（R33）等用于电流规格较小的直热式（由双金属元件直接通电发热）断路器。 5J表示双金属，5J20110中的20为比弯曲K值，110为20℃时的电阻率（μΩ·cm）。 一些中等规格电流如40、50、63A断路器等，它的旁热式或直热式大量使用R15（R12）、R25、R30、R50等。它们使用3Ni24Cr2（镍鉻钢）为主动层，Ni36为被动层，加上中间层如锆铜Cu－Zr（多用于R15、R12）和镍层（用于R30、R50）。改变中间层的厚度，可以调节电阻率的大小。 R后面的数值越小，适用的电流等级越大，反之，适用的电流等级越小。同时还表示该材料20℃时的电阻率（μΩ·cm）。 大电流等级的塑壳式断路器不再采用旁热式或直热式的双金属元件作为过载延时的保护。主要是如此大的热量会使断路器的温升大大超过标准要求，而能满足各项性能的小电阻率的金属材料也很难找到。就采用其他方式，如电流互感器型。 电阻合金材料 电阻合金材料广泛应用于低压断路器，热过载继电器等低压电器产品中，用于调节和控制电流。 这类材料的主要技术要电阻率、机械强度、耐腐蚀性能、耐热性能等。常用的有铜镍、镍鉻铁、铁鉻铝和低电阻的（紫）铜板（带）等。 铜镍系列种类最多，如NC103、NC105、NC110、NC112、NC115、NC120、NC125、NC130、NC132、NC135、NC140、NC145、NC148、NC150。他们的镍含量依次为1％～45％，其余为铜，还有少量的锰。有的厂家也用下面的表示方法，如CuNi1, CuNi2, CuNi6, CuNi8, CuNi10, CuNi14, CuNi19 CuNi23, CuNi30, CuNi44等，主要标识出镍的含量。
电气工程常用材料
电气工程常用材料 第一节常用导电材料及其应用 第二节常用绝缘材料及其应用 第三节常用安装材料 电力系统简介 电力系统简介 电力系统：由各种电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统。 一、发电厂、电力系统基本知识
该系统由5个环节组成：发电、输电、变电、配电、用电。 （2）水力发电厂 水流的位能（动能机械能电能 优点：生产过程简单、易于实现自动化、成本低、无污染。 缺点：建设投资大、工期长、受气候、水文条件影响大，分丰水期和枯水期。 a堤坝式水电厂 b引水式水电 c抽水蓄能式水电厂 （3）核电厂 核裂变能→热能→机械能→电能1Kg U235=2700t标准煤 优点：消耗燃烧少；燃烧时不需 要空气助燃；容量越大越经济 缺点：开停机复杂、有放射性污染。 如：浙江秦山核电站（2*60万kw）广东大亚湾核电站（2*90万kw）阳江核电站（2*90万kw） （4）其它类型电厂 风能、太阳能、潮汐能、地热能 建筑照明及动力供电系统
第一节导线 导线又称为电线 1）绝缘电线：具有绝缘包层 2）裸导线 导体：一般由钢、铜、铝等金属材料制成 裸导体规格mm2：10、16、25、35….. 绝缘导线规格mm2 : 0.75、1.0、1.5、2.5、4、6、10、16、25、35、50、70、 95、120、150、185、240 绝缘材料：塑料、橡胶 塑料绝缘导线具有耐油、耐酸、防潮、防霉等特点，常用作500V以下的照明线路。 例：BV-2.5 铜芯塑料电线，导体截面积为2.5 mm2 BLV-4.0铝芯塑料电线，导体截面积为4.0mm2 橡胶导线具有加工性能好、弯曲性好光老化过程式缓慢等特点 例：BX-2.5 铜芯橡胶电线，导体截面积为2.5 mm2 BLX-4.0铝芯橡胶电线，导体截面积为4.0 mm2
连接器材料选择
PC塑料(聚碳酸酯) 英文名称:Polycarbonate 比重:1.18-1.20克/立方厘米成型收缩率:0.5-0.8% 成型温度：230-320℃ 干燥条件：110-120℃ 8小时可在 -60~120℃下长期使用 物料性能冲击强度高，尺寸稳定性好，无色透明，着色性好，电绝缘性、耐腐蚀性、耐磨性好，但自润滑性差，有应力开裂倾向，高温易水解，与其它树脂相溶性差。适于制作仪表小零件、绝缘透明件和耐冲击零件 成型性能 1.无定形料,热稳定性好，成型温度范围宽，流动性差。吸湿小，但对水敏感，须经干燥处理。成型收缩率小，易发生熔融开裂和应力集中，故应严格控制成型条件，塑件须经退火处理。 2.熔融温度高，粘度高，大于200g的塑件，宜用加热式的延伸喷嘴。 3.冷却速度快，模具浇注系统以粗、短为原则，宜设冷料井，浇口宜取大，模具宜加热。 4.料温过低会造成缺料，塑件无光泽，料温过高易溢边，塑件起泡。模温低时收缩率、伸长率、抗冲击强度高，抗弯、抗压、抗张强度低。模温超过120度时塑件冷却慢，易变形粘模 5.塑件壁不宜太厚，应均匀，避免有尖角和缺口 PBT塑料是指聚对苯二甲酸丁二醇酯为主体所构成的一类塑料 一、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的概述 聚对苯二甲酸丁二醇酯（Polybutylene terephthalate），又名聚对苯二甲酸四次甲基酯。简称PBT。它是对苯二甲酸与1,4-丁二醇的缩聚物。PBT和PET一起被称为热塑性聚酯。 二、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）的特性与应用 1、PBT的特性 a、机械性能：强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小（高温条件下也极少有变化）； b、耐热老化性：增强后的UL温度指数达120~140℃（户外长期老化性也很好）； c、耐溶剂性：无应力开裂； d、对水稳定性：PBT遇水易分解（高温、高湿环境下使用需谨慎）； e、电气性能： 1、绝缘性能：优良（潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料）； 2、介电系数：3.0-3.2； 3、耐电弧性：120s f、成型加工性：普通设备注塑或挤塑。由于结晶速度快，流动性好，模具温度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件时，仅需几秒钟，对大部件也只要40-60s即可。 2、PBT的应用（通常指改性品种）； a、电子电器：连接器、开关零件、家用电器、配件零件、小型电动罩盖或（耐热性、阻燃性、电气绝缘性、成型加工性）； b、汽车： 1、外装零件：主要有转角格珊、发动机放热孔罩等； 2、内部零部件：主要有内镜撑条、刮水器支架和控制系统阀； 3、汽车电器零件：汽车点火线圈绞管和各种电器连接器等。 （PBT用于汽车上的数目还不及尼龙、聚碳和聚甲醛，但随着低翘曲性PBT的出现，今后必将在汽车零部件上得到更多的应用） c、机械设备：视频磁带录音机的带式传动轴、电子计算机罩、水银灯罩、电熨斗罩、烘烤机零件以及大量的齿轮、凸轮、按钮、电子表外壳、照相机的零件（有耐热、阻燃要求） 三、PBT塑料的粘接： 根据不同需要，可以选择以下粘合剂： 1. TG-3200：单组分常温固化软弹性防震粘合剂，耐高低温，但粘接速度慢，胶水通常要1 天或几天时间才能固化完毕。 2. TS-8602瞬间粘接剂，可以数秒钟或数十秒钟快速粘合PBT，但胶层硬脆，不耐水。 3. TE-9270类，双组分胶，胶层柔软，适合PBT大面积粘接或复合。但耐高温性能较差。 4.TE-9249类胶：双组分胶，耐高温。 PA66又称尼龙66；聚己二酸己二胺；nylon 66，缩写 NY66。化学式：[-NH（CH2）6－ NHCO(CH2)4CO]n－外观白包或带黄色颗粒状密度（g/cm3） 1．10-1．14 拉伸强度(MPa) 60. 0-80．0 洛氏硬度 118 冲击强度（kJ/m2） 60-100
1H411013-常用电气材料的类型及应用
一、电线的类型及应用 1、BV型、BX型：铜芯电线被广泛采用在机电工程中，适合于450/750V 及以下的动力装置的固定敷设，但由于橡皮绝缘电线BX型生产工艺比聚氯乙烯绝缘电线BV型复杂，且橡皮绝缘的绝缘物中某些化学成分会对铜产生化学作用，虽然这种作用轻微，但仍是一种缺陷，所以在机电工程中基本被聚氯乙烯绝缘电线BV型替代 2、RV型、RX型：铜芯软线主要采用在需柔性连接的可动部件。RV型适用于450/750V及以下的家用电器、小型电动工具、仪器仪表等，长时间允许工作温度不应超过65℃；RX型适用于300/500V及以下的家用电器和工具等，允许工作温度不应超过70℃ 3、BVV型：多芯的平行或圆形塑料电线，可用在电气设备内配线，较多地出现在家用电器内的固定接线，但型号不是常规线路用的BVV硬线，而是RVV，为铜芯聚乙烯绝缘聚乙烯护套多芯软线。 二、电缆的类型及应用 1、YJV型：交联聚乙烯型电力电缆，不能受机械外力作用，适用于室内、隧道内的桥架及管道内敷设 2、YJV22型：内钢带铠装电力电缆，能承受一定的机械外力作用，但不能承受大的拉力。交联聚乙烯绝缘电力电缆YJV22型长期允许最高温度90℃ 3、ZR-YJFE型、NH-YJFE型：阻燃、耐火等特种辐照交联电力电缆，电缆最高长期允许工作温度可达125℃，可敷设在吊顶内、高层建筑的电缆竖井内，且适用于潮湿场所
4、YJV32型、WD-ZANYJFE型：内钢丝铠装型电力电缆、低烟无卤A级阻燃耐火型电力电缆，能承受相当的机械外力作用，用前缀和下标的变化，来说明电缆的性能及可敷设场所。铠装所用材料是钢带、钢丝等，铠装层的主要作用是防止电缆在敷设过程中遭到可能遇到的机械损伤。以确保内护层的完整性，并可以承受一定的外力作用。 4.1低烟无卤A级阻燃耐火辐照交联电力电缆WD-ZANYJFE型，其最高允许工作温度可达125℃，适用在高层建筑的电缆竖井、吊顶内敷设 4.2舟山至宁波的海底电缆适用的是VV59型铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套内粗钢丝铠装电缆，因为可以承受较大的拉力，具有防腐蚀能力，且适用于敷设在水中 5、KVV型控制电缆：适用于室内各种控制方式的控制电路中。对于该类电缆来说，主要考虑耐高温特性和屏蔽特性及耐油、耐酸碱、阻水性能。 三、绝缘材料的类型及应用 1、绝缘漆：主要是以合成树脂或天然树脂等为漆基与某些辅助材料组成。按用途分为浸渍漆、漆包线漆、硅钢片漆和防电晕漆。主要作为绝缘材料用于电机和电气设备中。 例如：浸渍漆主要用于浸渍电机、电器的线圈和绝缘零件，以填充其间隙和微孔，其固化后能在浸渍物体表面形成连续平整的漆膜，并使线圈粘接成一个结实的整体，以提高绝缘结构的耐潮、导热、击穿强度和机械强度等性能
常用电气元件的功能介绍
常用电气元件功能介绍 一、保护、隔离元件 1、刀开关、倒顺开关 功能：用于不频繁分断电源主回路，形成明显的断点。没有带灭弧装置，不能带大电流操作，无保护功能；倒顺开关有换向的作用。 参数：额定电流、接线方式、操作方式等 常用型号：HD11-400/39、HS11-600/39 2、断路器 功能：用于线路保护，主要保护有：短路保护、过载保护等，也可在正常条件下用来非频繁地切断电路。 常用的断路器一般根据额定电流大小分为：框架式断路器（一般630A 以上）、塑壳断路器（一般630A以下）、微型断路器（一般63A以下）。 参数：额定电流、框架电流、额定工作电压、分断能力等 常用型号：C65N D10A/3P、NSX250N、MET20F202 详见《断路器基础知识及施耐德NSX系列断路器》 3、熔断器 功能：熔断器是一种最简单的保护电器，在电路中主要起短路保护作用。 熔断器就功能上可分为普通熔断器（gG）和半导体熔断器（aR），半导体熔断器主要是用于半导体电子器件的保护，一般动作时间较普通熔断器和断路器快，因此也经常称为快熔；普通熔断器一般只用于线路短路保护。 做线路保护用的熔断器一般只用在一些检测、控制回路中，大部分都被断路器而取代。
参数：额定电压、额定电流 常用型号：RT18-2A/32X、NGTC1-250A/690V 4、刀熔开关 功能：主要用于动力回路的短路保护，也可用于正常情况下非频繁的切断电路。 可替代断路器的部分功能，比断路器更经济。一般用于驱动器前端或总进线电源处做短路保护。 由熔断器和隔离开关延伸而来，也有叫做熔断器式隔离开关。 参数：框架电流、额定电流、额定电压 常用型号： 5、过电压保护器（浪涌保护器） 功能：用于线路的过电压保护，主要用于保护由于雷电等引起的感应电压的冲击，保护线路上的电子元器件。 可分为几个级别，电源进线回路保护的，也有控制回路保护的，应与避雷针等防雷器件配合使用。 参数： 常用型号： 6、热继电器 功能：用于控制对象（电机）的过载保护，常见于对多电机的保护。 当一台变频器驱动多台电机时，需要加热继电器做过载保护，防止其中某台电机因过载而烧坏。一般用于鼠笼或者变频电机，绕线式电机一般不采用热继电器来做过载保护，而用过流继电器。（绕线式电机一般过载能力较鼠笼式强，直接启动时启动电流也交鼠笼式小。）
1.常用五金材料的特性与用途
常用五金材料的特性与用途 一.五金材料的生产流程 二.五金材料的分类-----分板料与卷料 三.常用五金材料的分类、特性与用途 1. 镀锌钢板(SECC)----分日本新日铁、台湾中钢料、宝钢料、韩国浦项料等。
※: SECC在COOLER MASTER主要用CASE机箱上 2. 冷轧钢板(SPCC)----SAE1006、SAE1008 特性: 光面处理----具有良好的机械加工性能，有细磨纹的光滑表面。 钝面处理----具有良好的机械加工性能，雾状无光泽表面加工。 用途: 因为它包含少量的残留元素，及绝佳的防腐蚀性，故被广泛的应用在镀锌彧彩色镀锌钢板上，适用于有特殊表面要求的五金产品。 ※: SPCC在COOLER MASTER主要用于与散热器配套的背板上。 3. 不锈钢(SUS) 3.1. SUS301----1/2H、3/4H、H 特性: 耐蚀性好,冷加工性能佳在烧回状态中是非磁性,冷加工后带磁性。 用途: 用于车辆之零件,弹簧﹑建筑﹑五金等。 3.2. SUS304----1/2H、3/4H、H 特性: 耐蚀性良好,具低温强度,机械性能佳,加工硬化性佳热理不硬化非磁性。 用途: 家用电器建筑装饰,车辆部件医疗器具食品工业及化工工业。 ※: SUS在COOLER MASTER主要用在扣具、背板、CASE的后窗弹片。 4. 碳素钢----S50C、SK5、SK7 特性: 稳定性好,可热处理。 用途: 用于工具器具,耐磨零件弹簧,如刀具,木锯,链条,钢尺等。 ※: S50C、SK5、SK7在COOLER MASTER主要用于与散热器配套的背板上。
6.1. 无氧铜(OFCU)----C1020----O、1/4H、1/2H、H 特性:电导性,热传导性,挤压加工性,耐蚀性,耐候性均佳。 用途:接线端子,散热片,变压器线圈等高导电材料。 6.2. 韧炼铜(TCU)红铜彧紫铜----C1100----O、1/4H、1/2H、H 特性: 电导性、热传导性、延展性、挤压加工性、耐蚀性、耐候性均佳。 用途: 电器品﹑端子﹑化学工业﹑建筑业﹑饰品业﹑衬垫﹑器皿等。 ※: COOLER MASTER的所有铜质散热器FIN与BASE几乎都是使用C1100。 6.3. 磷脱酸铜(RCU DCU)----C1201、C1220----O、1/4H、1/2H、H 特性: 延展性﹑挤压加工性﹑熔接性﹑耐蚀性﹑耐候性﹑热传导性﹑电导性均佳。 用途: 洗熔热水炉﹑衬垫﹑工艺品﹑建筑用材料﹑化学工业﹑电器端子。 6.4. 黄铜(BS)----C2600、C2680、C2801----O、1/4H、1/2H、H、EH、SH 特性: 延展性﹑冲制加工性﹑电镀性均佳。 用途: 电器品﹑装饰品﹑端子﹑汽车用散热器﹑照相机零件﹑工艺品﹑保温瓶等。 6.5. 磷青铜(PB)----C5102、C5191、C5212----1/2H、3/4H、H、EH、SH 特性: 延展性﹑耐疲劳性﹑耐蚀性均佳。 用途: 电子﹑电器用弹簧﹑开关﹑导线架﹑连接器﹑隔膜器﹑风箱﹑保险丝火头等。 6.6. 弹性用磷铜(PBS)----C5210----1/2H、3/4H、H、EH、SH 特性: 延展性﹑耐疲劳性﹑耐蚀性均佳。 用途: 电子﹑通信﹑信息﹑计测机器用之开关﹑继电器﹑连接器。