Koperen en messing binnen- en buitenkappen van zekeringen: materiaaleigenschappen, trends in de sector en technologische innovatie

 

Als kerncomponent van circuitbeveiliging heeft de keuze van de binnen- en buitenkapmaterialen van zekeringen rechtstreeks invloed op de betrouwbaarheid en levensduur van het product. Koperen kap (puur koper) en messing binnenkap (koper-zinklegering) zijn de huidige gangbare materialen voor de binnen- en buitenkap, en er zijn aanzienlijke verschillen tussen de twee in termen van geleidbaarheid, mechanische sterkte, corrosieweerstand en kosten.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Voordelen van koper:
Koper heeft een uitstekende elektrische geleidbaarheid (elektrische geleidbaarheid van ongeveer 58 MS/m) en thermische geleidbaarheid (thermische geleidbaarheidscoëfficiënt van 386,4 W/m·K), en is een goede geleider, na zilver na. De hoge zuiverheidskenmerken (kopergehalte groter dan of gelijk aan 99,9%) zorgen ervoor dat het goed presteert in hoog-circuits, en het heeft een goede ductiliteit en is gemakkelijk te koud-ponsen en uitrekken. In hoogspanningszekeringen voor nieuwe energievoertuigen kunnen koperen contacten bijvoorbeeld de temperatuurstijging effectief verminderen en de veiligheid verbeteren. Bovendien heeft Copper Stop End een sterke corrosieweerstand, vooral in droge omgevingen, en is het niet gemakkelijk te oxideren, waardoor het geschikt is voor elektronische precisieapparatuur.

 

Kenmerken van messing:
Messing is samengesteld uit koper en zink (het zinkgehalte is gewoonlijk 30% -40%), en de mechanische sterkte (treksterkte van ongeveer 300 MPa) en hardheid (Brinell-hardheid van ongeveer 80 HB) zijn aanzienlijk hoger dan die van koper, en de kosten zijn 15% -20% lager. Bij zekeringen op het gebied van industriële besturing is bijvoorbeeld demessing buitenkapis bestand tegen grotere mechanische belasting en voorkomt loskomen door trillingen. Bovendien heeft messing een betere corrosieweerstand in zwavel-omgevingen en wordt het vaak gebruikt in scenario's buitenshuis of in scenario's met hoge- vochtigheid.

 

Prestatietekortkomingen:
Koper heeft een lage hardheid (ongeveer 35 HB), is gevoelig voor slijtage na langdurig gebruik-, heeft een hoog smeltpunt (1083 graden) en strenge eisen aan het lasproces. De geleidbaarheid van de koperen buiseindkap is slechts 1/5 van die van koper (ongeveer 11 MS/m), wat verwarmingsproblemen kan veroorzaken in scenario's met hoge stroomsterkte. Wanneer het zinkgehalte van messing hoger is dan 39%, is het bovendien gevoelig voor "seizoensscheuren", wat moet worden verbeterd door een warmtebehandeling of door het toevoegen van sporenlegeringselementen (zoals tin en aluminium).

 

 

 

Milieubeschermingsregels bevorderen materiaalinnovatie:
Met de implementatie van de Europese RoHS-richtlijn en de Chinese 'Beheersmaatregelen voor de beperking van het gebruik van gevaarlijke stoffen in elektrische en elektronische producten' heeft de zekeringindustrie de eliminatie van lood-bevattende materialen versneld. Lood-vrije koperen eindkappen (zoals CuZn39Pb3 alternatieve materialen) en nikkel-vertinning worden bijvoorbeeld steeds populairder, terwijl de toepassing van bio-plastic omhulsels (die 30% plantaardige vezels bevatten) een recycling van 90% van de componenten kan bereiken. Bovendien maakt het hoge recyclingpercentage van koperen eindkappen (ongeveer 95%) het voordeliger in de circulaire economie.

 

Intelligente en geminiaturiseerde vraag:
De snelle ontwikkeling van nieuwe energievoertuigen, fotovoltaïsche energieopslag en andere velden heeft hogere eisen aan zekeringen gesteld. Slimme zekeringen integreren bijvoorbeeld temperatuursensoren en communicatiemodules, die realtime actuele gegevens via Bluetooth kunnen verzenden om voorspellend onderhoud te realiseren. Wat de materiaalkeuze betreft, is Copper Tube Cap de eerste keuze voor hoog-signaaloverdracht vanwege de hoge geleidbaarheid, terwijl messing de contactbetrouwbaarheid verbetert door middel van oppervlaktevergulingsprocessen (zoals chemisch vernikkelen + immersiegoud).

 

Verkenning van opkomende materialen:
De industrie ontwikkelt hoogwaardige composietmaterialen- ter vervanging van traditionele kopermaterialen. Bovendien kan de koper-grafeencomposietsmelt de breukefficiëntie met 50% verhogen, terwijl de responstijd van vloeibaar metaal (zoals op gallium-gebaseerde legeringen) wordt verkort tot microseconden.