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内容
第一节 概述
第二节 金及其合金
第三节 银及其合金
第四节锡及其合金
第五节铜及其扩散
第六节 接触材料的分类
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第一节 概述
一、使用接触镀层的原因
保护接触弹片的基材金属不受腐蚀,
接触镀层是用来封闭接触弹片与工作环境隔开以防止铜的腐蚀。当然,镀层材料在其工作环境里必须不被损害(至少在有害的范围内)。
优化接触界面的性质,尤其是连接器的机械和电气性能。
与机械性能有关的参数重要是影响镀层的耐久性、或磨损,以及配合力的原因。最重要的机械性能包括硬度,延展性和镀层材料的摩擦系数。
电气性能的优化可从如下方面考虑,即对已经存在和即将形成的位于接触镀层表面薄膜的控制。重要需求是建立和维持稳定的连接器阻抗。
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第一节概述
二、电接触表面覆盖金属的措施
电镀、镶嵌、熔焊、铆接、真空蒸发、离子溅射和化学覆盖等,
其中电镀在接插件和开关件接触表面上的应用较为广泛。
三、电镀
定义:电镀就是在电场作用下溶液中的金属离子还原的过程。对电接触处的电镀和其他部位不一样,有其特殊规定,它对电接触的可靠性有着重要的意义。
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二、电镀
对滑动接触的电镀材料规定:
低电阻率
耐磨性
耐腐蚀性
与基底金属(Cu、Ni)的附着能力强
易焊性
微孔率低
目前应用最广泛的材料是金及其合金;银及其合金、钯、铑等。
一般还为了节省贵金属,常用选择性电镀措施,只在电接触处镀贵金属,其他部位则镀一般材料。
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第二节 金及其合金
一、金及其合金特点
长处:电阻率低、抗腐蚀、易焊接、与基体材料如铜及其合金、镍等均有良好的附着性。
缺陷:价格昂贵、电镀层比较薄、微孔问题突出。纯金属硬度低,易粘结磨损,宜用Au -Co合金。
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二、镀金层微孔问题
微孔的形成:
在电镀过程中,溶液中的金还原沉积在基底材料表面时,首先呈核状,然后逐渐扩展,在颗粒之间不可避免地要出现间隙。体现为金镀层通往基底金属的微孔。
镀金表面微孔的形貌
微孔对电接触的影响
大气中的腐蚀性潮湿性气体将由微孔的毛细孔作用而进入并接触基底金属而成为沉积在内的电解液。由于金的电极电位高,呈阴极,基底铜的电极电位低呈阳极。因此在金和铜之间形成微电池腐蚀,基底材料铜被腐蚀。腐蚀生成物的体积远不小于被腐蚀的金属体积,因此腐蚀物就会沿微孔蔓延至镀层表面,导致接触不良。
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镀金微孔
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二、镀金层微孔问题
微孔形成的原因
电镀工艺:电流、时间、镀层厚度导致的颗粒沉积状态
电镀过程中沉积在被镀表面的绝缘颗粒
如灰尘、被氧化或腐蚀的金属颗粒、镀液中的绝缘杂质和有机污染物颗粒等,导致金离子无法在其上面获得电子还原成金颗粒而形成孔隙。
基底材料粗糙度的影响
用微孔率(个/平方厘米)来表明微孔程度。试验表明,微观表面越粗糙,微孔率越高。这是由于表面越粗糙,金离子还原成金颗粒越不均匀,出现孔隙的机会越多。
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