Mũ cầu chì bên trong và bên ngoài bằng đồng và đồng thau: Tính chất vật liệu, xu hướng ngành và đổi mới công nghệ

 

Là thành phần cốt lõi của bảo vệ mạch điện, việc lựa chọn vật liệu vỏ bên trong và bên ngoài của cầu chì ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy và tuổi thọ của sản phẩm. Nắp đồng (đồng nguyên chất) và Nắp trong bằng đồng thau (đồng{1}}hợp kim kẽm) là vật liệu nắp bên trong và bên ngoài phổ biến hiện nay và có sự khác biệt đáng kể giữa hai loại này về độ dẫn điện, độ bền cơ học, khả năng chống ăn mòn và giá thành.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ưu điểm của đồng:
Đồng có tính dẫn điện tuyệt vời (độ dẫn điện khoảng 58 MS/m) và độ dẫn nhiệt (hệ số dẫn nhiệt 386,4 W/m·K), và là chất dẫn điện tốt chỉ sau bạc. Đặc tính có độ tinh khiết cao (hàm lượng đồng Lớn hơn hoặc bằng 99,9%) giúp nó hoạt động tốt trong các mạch tần số-cao, đồng thời có độ dẻo tốt và dễ dàng-lạnh và kéo dãn. Ví dụ: trong cầu chì điện áp cao-cho các phương tiện sử dụng năng lượng mới, các điểm tiếp xúc bằng đồng có thể giảm nhiệt độ tăng lên một cách hiệu quả và cải thiện độ an toàn. Ngoài ra, Copper Stop End có khả năng chống ăn mòn mạnh, đặc biệt là trong môi trường khô ráo và không dễ bị oxy hóa nên phù hợp với các thiết bị điện tử chính xác.

 

Đặc điểm của đồng thau:
Đồng thau bao gồm đồng và kẽm (hàm lượng kẽm thường là 30% -40%), độ bền cơ học (độ bền kéo khoảng 300 MPa) và độ cứng (độ cứng Brinell khoảng 80 HB) cao hơn đáng kể so với đồng và giá thành thấp hơn 15% -20%. Ví dụ, trong cầu chì trong lĩnh vực điều khiển công nghiệp,nắp ngoài bằng đồngcó thể chịu được ứng suất cơ học lớn hơn và tránh bị lỏng do rung. Ngoài ra, đồng thau có khả năng chống ăn mòn tốt hơn trong môi trường-chứa lưu huỳnh và thường được sử dụng trong môi trường có độ ẩm-ngoài trời hoặc cao.

 

Những thiếu sót về hiệu suất:
Đồng có độ cứng thấp (khoảng 35 HB), dễ bị mòn sau-sử dụng lâu dài và có nhiệt độ nóng chảy cao (1083 độ ) cũng như yêu cầu nghiêm ngặt về quy trình hàn. Độ dẫn điện của Nắp đầu ống đồng thau chỉ bằng 1/5 so với độ dẫn điện của đồng (khoảng 11 MS/m), điều này có thể gây ra vấn đề về nhiệt trong trường hợp dòng điện cao-. Ngoài ra, khi hàm lượng kẽm của đồng thau vượt quá 39%, nó dễ bị "nứt theo mùa", cần được cải thiện bằng cách xử lý nhiệt hoặc thêm các nguyên tố hợp kim vi lượng (như thiếc và nhôm).

 

 

 

Quy định bảo vệ môi trường thúc đẩy đổi mới vật chất:
Với việc triển khai Chỉ thị RoHS của EU và "Các biện pháp quản lý hạn chế sử dụng các chất độc hại trong các sản phẩm điện và điện tử" của Trung Quốc, ngành công nghiệp cầu chì đã đẩy nhanh việc loại bỏ các vật liệu có chứa chì. Ví dụ: Nắp cuối bằng đồng thau-không chứa chì (chẳng hạn như vật liệu thay thế CuZn39Pb3) và mạ thiếc-niken đang ngày càng trở nên phổ biến, trong khi việc ứng dụng vỏ nhựa sinh học-(chứa 30% sợi thực vật) có thể đạt được tỷ lệ tái chế thành phần là 90%. Ngoài ra, tỷ lệ tái chế Copper End Cap cao (khoảng 95%) khiến nó có lợi thế hơn trong nền kinh tế tuần hoàn.

 

Nhu cầu thông minh và thu nhỏ:
Sự phát triển nhanh chóng của các phương tiện sử dụng năng lượng mới, lưu trữ năng lượng quang điện và các lĩnh vực khác đã đặt ra yêu cầu cao hơn đối với cầu chì. Ví dụ: cầu chì thông minh tích hợp cảm biến nhiệt độ và mô-đun giao tiếp, có thể truyền dữ liệu hiện tại theo thời gian thực qua Bluetooth để đạt được mục đích bảo trì dự đoán. Về mặt lựa chọn vật liệu, Nắp ống đồng là lựa chọn hàng đầu để truyền tín hiệu tần số cao-do tính dẫn điện cao, trong khi đồng thau cải thiện độ tin cậy tiếp xúc thông qua quá trình mạ vàng bề mặt (chẳng hạn như mạ niken hóa học + vàng ngâm).

 

Thăm dò các vật liệu mới nổi:
Ngành này đang phát triển các vật liệu composite-hiệu suất cao để thay thế vật liệu đồng truyền thống. Ngoài ra, hỗn hợp graphene đồng-có thể tăng hiệu suất đứt lên 50%, trong khi thời gian phản hồi của cầu chì kim loại lỏng (chẳng hạn như hợp kim gốc gali-) được rút ngắn xuống còn micro giây.