之前寫過幾篇關(guān)于母排以及鍍層的文章,最近有朋友留言特意問鍍錫銅排與裸銅排的導(dǎo)電率比較,針對(duì)這個(gè)問題,分別從銅排鍍錫的作用和鍍錫銅排、裸銅排導(dǎo)電率對(duì)比兩個(gè)角度單獨(dú)寫一篇文章來(lái)答疑解惑:
一、澄清銅排鍍錫的作用
在實(shí)際生產(chǎn)中鍍錫的作用主要是兩條:
第一條,防止氧化:尤其在過去,我國(guó)生產(chǎn)的銅排質(zhì)量稍差,容易氧化,氧化后接觸電阻急劇增加,導(dǎo)致接觸點(diǎn)發(fā)熱,但是即便當(dāng)前生產(chǎn)的銅排質(zhì)量已經(jīng)有所提高,考慮到鍍錫帶來(lái)的額外保護(hù)和后期維護(hù)成本低的好處,很多廠家無(wú)論環(huán)境如何,全部鍍錫。實(shí)際按照標(biāo)準(zhǔn),干燥室內(nèi)銅與銅的搭接可以不鍍錫。國(guó)標(biāo)《GB50303-2015 建筑電氣工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》有提:
國(guó)標(biāo)《50149-2010電氣裝置安裝工程母線裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范》也有提:?
第二條,提高溫升標(biāo)準(zhǔn),尤其有的面臨抽檢溫升的設(shè)備,搭接面溫升是必須要測(cè)試的,為了抽檢不出問題,很多廠家選擇鍍錫或者鍍銀:以此可以抽檢時(shí),有更高的溫升許可。過去我們?cè)陂_發(fā)JP柜產(chǎn)品時(shí),為了成本有競(jìng)爭(zhēng)力的情況下控制好搭接面溫升不被抽檢通報(bào),真是下了大力氣:嘗試搭接面鍍錫、鍍銀、更換各種供貨商的開關(guān)不斷做溫升試驗(yàn),總之應(yīng)對(duì)國(guó)網(wǎng)抽檢可不是鍵盤上寫幾個(gè)字這么簡(jiǎn)單,不同鍍層的溫升標(biāo)準(zhǔn)如下截圖:
二、從導(dǎo)電率角度分析
銅排鍍錫與裸銅排的導(dǎo)電率對(duì)比分析,從如下幾點(diǎn)說明,幫助這位朋友理解:
(1)銅與錫的導(dǎo)電率:
理論上,裸銅的導(dǎo)電率高于鍍錫銅,因?yàn)殂~的電阻率較低(約為1.7×10^-8 Ω·m),而錫的電阻率較高(約為2.2×10^-7 Ω·m)。當(dāng)銅排表面鍍上一層錫后,這層錫會(huì)略微增加電阻,從而降低整體導(dǎo)電率。當(dāng)然,這一影響在實(shí)際應(yīng)用中通??梢院雎圆挥?jì),除非是在非常精確的測(cè)量中,這時(shí)候就得結(jié)合實(shí)際銅排材料,鍍錫工藝,壓接工藝等實(shí)測(cè)了。一般我們可以忽略這一影響的原因,一方面錫層非常薄,一般情況下不會(huì)超過10μm(如果成套廠家對(duì)于銅排廠家無(wú)要求,很多可能厚度在3μm左右甚至更低),而且錫較軟,理論上搭接時(shí)候利于提高搭接面積,降低接觸電阻。當(dāng)然不氧化的情況下,在接觸壓力一樣的情況下,整體上還是銅與銅接觸電阻更小一些,行業(yè)里考慮K值可以表示,如下圖:
通過上面的圖片,我們可以看到鋁與鋁的搭接K值較高,所以在使用鋁排時(shí),尤其注意控制其扭矩并做好防松措施,而且鋁也更容易蠕變,后面允許過程中也就更容易出現(xiàn)扭矩衰退的情況。
(2)抗氧化性能:
鍍錫銅排在抗氧化性能上的優(yōu)勢(shì)意味著它可以更長(zhǎng)時(shí)間地保持良好的導(dǎo)電性能,這對(duì)于需要長(zhǎng)期可靠運(yùn)行的系統(tǒng)來(lái)說是一個(gè)很好的優(yōu)點(diǎn)。而裸銅容易在空氣中氧化形成氧化銅(CuO或Cu2O),這會(huì)增加接觸電阻,降低導(dǎo)電性能。
鍍錫銅排由于表面的錫層可以有效防止銅的氧化,因此在實(shí)際應(yīng)用中,鍍錫銅排往往能保持較好的導(dǎo)電性能。這就是為什么標(biāo)準(zhǔn)里干燥室內(nèi)允許裸銅排之間之間搭接,而高濕等環(huán)境必須有鍍層的原因,主要考慮后期運(yùn)行中的接觸電阻值的變化,當(dāng)然接觸電阻小了,溫升就得到有效控制,所以個(gè)人認(rèn)為為什么鍍錫、鍍銀、鍍鎳允許的溫升數(shù)值高,道理就在這,在于鍍錫、鍍銀、鍍鎳等后期接觸電阻的穩(wěn)定性。
好了,本節(jié)課就講到這里,一個(gè)人的能力是有限的,把自己的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)出來(lái)除了防止遺忘,更多的是希望各行各業(yè)的朋友留言探討,增長(zhǎng)見識(shí)!