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铜排/铝排的表面处理—镀银的目的是什么呢?

所属分类:行业新闻    发布时间: 2020-12-08    作者:
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西安铜排厂家--铜排或铝排等导体材料,它的用途就是导电,同时它必须具有一定的机械强度。例如母线,如果母线的温升过高,母线材料的机械强度大幅度地降低,那么一旦出现短路事故,母线就会出问题。至于西安铜排厂家生产的铜排或者铝排等导体材料的导电性,我们可以通过在表面电镀的方法加以改善。

也许,大家会认为在表面电镀高导电材料并不能明显地改善导电性,这对于直流电来说是正确的,但对于交流电流,由于存在集肤效应,电流大多都集中在导电材料的外表面,因此电镀能明显地改善导电性。不过,这种改善只是对比较薄的导电材料才有效。对于相对较厚的导电材料,例如母排,电镀对于提高导电性几乎没有什么贡献,倒是对提高母线的温升有很明显的效果。常见的导体材料是铜和铝,方便起见,我们就从裸铜母线的电镀说起吧。

1.发生在铜表面的电化学反

    铜、锡和银的化学特性,铁(Fe)、铜(Cu)和锡(Sn)在水(H2O)的参与下发生如下反应:


在这个过程中伴随着电子的转移,所以此类反应被称为氧化还原反应。

西安电镀铜排--由于铁、铜和锡都是弱碱,所以反应生成物的.终产物金属离子与该反应的中间生成物金属氧化物之间是可逆的,反应.终生成物金属离子有可能返回到金属氧化物状态。

西安密集母线生产--镀锡铜排厂家--因为氧化还原反应伴随着电子的转移,因此金属被水汽沾染后其表面所有的原子都有可能会形成原电池,原电池的正极就是该金属的离子,而负极就是金属本体。


从上图中我们看到有3个原电池,其中2个是Sn2+和Sn构成的原电池,另一个是Cu2+和Cu构成的原电池。原电池的电压被称为电极电位。银、锡和铜三种元素的电极电位数值如下:


可见银的电极电位.高,铜次之,而锡.低。

将元素按电极电位从小到大排列后所形成的表被称为金属活动顺序表,越往前的金属越活泼,越往后的金属越稳定。金属活动顺序表如下:

钾、钙、钠、镁、锂、铝、锰、锌、铁、锡、铅、铜、汞、银、铂、金

当两种金属同时存在时,不同金属产生的原电池电极电位有高有低,于是不同金属原电池之间会产生电子流的移动。电子流从电极电位较低的原电池流出注入电极电位较高的原电池中。在这个过程中,电极电位较高的金属离子被还原为金属氧化物或者金属本体。

西安铜排--注意原电池中电子流的方向与电流的方向是相反的。我们看下图:


西安铜排--图中,若原电池ψ1的电极电位大于原电池ψ2,那么电子流是从ψ2的正极流向ψ1的正极,而电流却从高电位ψ1的正极流向低电位ψ2的正极。我们来看看铜表面铜原电池和锡原电池中的电子转移,见下图:


西安镀锡铜排--图中锡的电极电位小于铜的电极电位,因此电子流将从锡原电池Sn2+/Sn流出注入到铜原电池Cu2+/Cu中。锡因为不断地流出电子,因而锡原子被不断地离子化而出现腐蚀现象;相反,铜离子不断得到电子因而被还原为铜原子,所以铜被还原因而不被腐蚀。

当两种金属同时存在时,排在金属活动顺序表后边的金属将得到电子,而排在前边的金属将失去电子。于是排在前边的金属将被腐蚀,而排在后边的金属却能够稳定存在。这就是金属表面电化学腐蚀的原理。所以说到底,金属腐蚀属于电化学的范畴。

铜镀锡后,若表面镀锡层出现破口,因为锡比铜活泼,破口处的锡将被腐蚀;铜镀银后,若表面镀银层出现破口,因为铜比银活泼,破口处的铜将被腐蚀。

要防止某种金属被腐蚀,首先要避免该金属表面存在其它种类的金属;其次,若某金属的表面电镀覆盖了它种金属的镀层,则要特别注意避免出现破口。

西安镀银铜排厂家--现在我们可以总结出如下结论:

铜比银活泼,所以银的电极电位.........,银相对铜更具有氧化性,而铜相对于银更具有还原性,因此铜与银放在一起时,银更稳定而铜则易腐蚀。

西安镀锡铜排--同理,锡比铜活泼,所以铜和锡放在一起时铜更稳定,锡相对于铜更易受到腐蚀。

对于裸铜,虽然铜的表面会形成无数的铜离子原电池,但所有原电池的电极电位数值均相等,故裸铜不会发生电子转移和电化学腐蚀,由此可知裸铜的抗腐蚀性.好。

西安铜排--结论:所有单质构成的纯金属,其表面电极电位一致,因此单质纯金属的抗腐蚀性一定好于含杂质的金属和多金属混合体。这是透明的微型断路器,我们可以看到它的内部,可见它的内部是以裸铜为主的。


2.铜镀银和铜镀锡能提高主母线铜排温升的原因

我们已经知道,银的导电率高于铜,因此铜镀银主要是提高材料的表面导电率,一般用于可能出现频繁接插的地方。

其次,由于银的柔韧性非常好,镀银的表面不容易划伤,因此镀银的铜排搭接面具有良好的紧密性和导电水平,所以铜镀银具有.高的温升水平;对于锡,我们知道锡的柔韧性不如银但优于铜,虽然锡的导电性不如银,但因为铜镀锡后母线搭接面的紧密性能得到极大的改善,因此铜镀锡后也能提高搭接面的温升。

虽然铜镀银和铜镀锡能提高母线搭接面的温升水平,但搭接面的镀层不能出现破口。若铜镀银的表面出现破口后,铜将首先被腐蚀,使得母线的搭接面内部会出现凹坑,由此将破坏母线的搭接效果;若铜镀锡的表面出现破口后,锡层将被出现腐蚀麻点,这将严重影响母线的搭接效果和载流能力。

西安电镀铜排--从母线的搭接温升来看,由于锡和银均具有柔韧性,因此铜镀银后的搭接效果.好,铜镀锡次之,裸铜.低。正是因为这个原因,我们在IEC60947.1:2001和GB14048.1-2012(8.4.2.2节)中看到裸铜母线的温升为60度,铜镀锡的母线其允许温升为65度,而铜镀银的母线其允许温升为70度。

3.母线采用铜镀银、铜镀锡或者裸铜的技术要求

(1)与母线相连的各种导电附件必须采用相同的表面处理方法

为了避免产生次生的电化学腐蚀,所有与母线相连接的母线附件,例如铜柱、分支母线、加强铜排等等都必须采用同种表面处理方法。例如母线采用裸铜,则包括铜柱、分支母线、加强排、转接母线等全母线系统均要采用裸铜。类似地,母线采用铜镀锡和铜镀银,则全母线系统都必须采用与母线相同的表面处理措施。下图是镀锡连接铜排及它的附件:

西安铜母线厂家--我们可以明确地看出,铜母线是全部镀锡的。注意到后面有一块长方形的物体,它是加热器。确保开关柜在储存状态下能有一定的温度,以驱..气,防止母线出现电化学腐蚀。

西安电镀铜厂家--从上述讨论看出导电母排镀锡镀银都能提高铜排的抗氧化性及耐温性。但是现实工程施工中不可能是理想状况,表面非常容易发生磕碰破损,除了自然环境对镀锡及镀银的表层也有较强的腐蚀作用外,二次电偶腐蚀也特别容易发生。因此,非常有必要在导电母排连接部位涂敷..电力复合脂,在不降低导电性能的前提下,对接触面进行密封保护,即使在恶劣腐蚀环境下,或者发生了镀层破损,接触部位也会受到较好的保护,能够长时间稳定可靠运行。

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