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金属导电性
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电器小五金铜件钝化后导电性有没有影响
09-12-07 &匿名提问
我国古代铜镜的几种常见缺陷、缺损，以及古人的部分补救措施。在这缺陷缺损中，组织疏松是由金属自身属性决定的，是不可避免的；既不能消除，也不能减少，只能使之移动位置；稍有疏忽，它便会一磨即现，虽细如针尖，却密密麻麻，乌乌蒙蒙。刮削、研磨道纹应可消除，但由于古代的刮削研磨条件较差，实际上它又是不可避免、不可以消除的。从传统工艺调查来看，一些小型工厂即许利用了现代机械加工手段，加工道纹依然是经常可见；古时更是这样。所以，组织疏松和刮磨道痕实际上普遍地存在于所有的镜中，正常生产之镜也不得例外。气泡、砂眼、发气残痕、夹杂也应当是可以避免的，但因受多种复杂工艺因素的影响，实际上也很难完全消除；夹杂和发气残痕在古镜表面上都经常可见。为了消除或减少这些缺陷和缺损对铜镜映照效果的影响，人们采取了许多补救措施，上述部分缺陷和缺损的修整处理仅仅是第一步，之后皆需进行一道表面镀锡。组织疏松、细小夹杂、轻微发气，一般不作上述第一步修整。 我们曾对一些带有气泡、砂眼、断裂遗痕的试样进行过许多观察和分析。结果发现，该处的表面颜色和光泽，与同一枚镜的其他部分基本上是一致的；其表面成份，则与颜色相当的同一枚镜，或不同的镜，都是基本一致的。如鄂州半圆方枚神兽镜E30，我们在试样断口附近的正面作过多处取样分析，其中一处的成份为:铜7.713%、锡51.857%、铅12.513%、铁5.571%、硅6.410、铝3.385%、磷2.414%、银4.493%(灰绿而泛白处)。另一处的成份为:铜12.906、锡61.164%、铅11.423%、铁6.149%、硅4.954%、硅2.133%，银1.268%。这两处成份大体一致，与一般的绿漆古镜表面皆属同一成份范围。鄂州直列重铭神兽镜E14各部的表面成份，不管补块部分还是非补块部分，都基本一致。其正表面成份为:铜13.39%、锡69.98%、铅6.284%、铁0.603%、硅5.681%、铝2.521%、银1.536%。这表明，缺陷处的表面处理工艺，与铜镜正常部位的表面处理工艺基本一致，都是使用粉涂锡汞齐的方式来实现表面镀锡的。一旦外镀，所有缺陷、缺损，所有不光洁的、粗糙的表面，都将被洁白光净的镀锡层掩盖，整个镜面便光洁如一起来。《淮南子·修务训》云:“明镜之始下型，朦然未见形容，及其粉以玄锡，摩以白旃，鬓眉微毫可得而察。”玄，即黑，玄锡即黑锡，即是以汞处理过了的、颜色灰黑之“锡”，也即是锡汞齐④。这段文字是对铜镜表面处理工艺最为确切而简明的写照。对四神镜E3、直铭重列神兽镜E14等而言，其缺陷修补步骤是:(1)用软质合金填充气孔和砂眼；(2)表面镀锡并打光。对半圆方枚神兽镜E30言，其修补工艺程序当是:(1)清理破镜的断口和镜面。(2)用某粘结剂将破镜粘合，并在镜面一侧的断裂处粘上一层强度较高的白纸。(3)整个镜面均匀镀锡。最后，破镜重圆。 另外一面还有一些专利及参考资料 记住 只是一部分 更多的你得到专利网站及下面网址上查： 镀锡 发明专利(33条) 记录号 申请号 专利名称 1
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为何大多数的插头都是铜镀锡和铜镀银，而较少见到纯铜？
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这个疑问看似简单，但它的内在却很深。咱们来讨论一番。首要，要了解插头是什么？插头，在电气技能中叫做接插件，它是机械与电气的联合体，起到衔接线路的作用。例如咱们的 USB 插头、以太网 RJ45 插头、插线板插头，还有供配电断路器的大电流接插件、高压开关的手车接插件和低压开关柜的抽屉接插件等等。因为接插件所衔接的双方并不必定是同一类用电电器，接插件必须满意标准的外在构造标准，以及电气特性参数和规约。因而，接插件归于电气技能中的标准件。咱们先看榜首个疑问：接插件的资料的电阻率下图是常用导电资料的电阻率：接插件的资料通常选用铜基合金。例如纯铜、黄铜、铍青铜等等。资料的外表镀银或许镀锡，乃至镀金。看下图中 CPU 反面的插针，它是镀金的吗？从电阻率表中咱们看到，导电性最佳的是银，其次是铜，再其次是锡。事实上，接插件是需求必定强度的。而锡和银很软，底子就没法满意接插件的插接强度。所以，接插件的本体都是铜，外表镀锡或许镀银罢了。第二个疑问：接插件镀锡镀银真的只是只是为了进步导电性吗？当导电资料流过电流后，只需电流的频率不太高，则电流是流过导电资料的悉数截面的。即便当频率很高时，资料的趋肤效应也有必定的穿透深度。例如铜在 50 赫兹下的穿透深度是 9.3 毫米。接插件通常都非常纤细，趋肤效应不是很大，因而电流会流过接插件的悉数截面。咱们看下图：此图中有两种接线端子实物图片，图中上部是绷簧接线端子，图中下部是螺钉接线端子。右图是绷簧接线端子的构造示意图。从图中咱们能了解，插头刺进插座后，触摸簧片与插头之间是需求有触摸压力的，不然就无法完成牢靠的触摸。关于螺钉接线端子，触摸压力来自于螺钉；关于绷簧接线端子，触摸压力来自于绷簧。咱们还知道，接插件在作业时，是会发生温升的。温升包括两有些，榜首有些是导线温升，第二有些是触摸温升。温升的表达式如下：在这儿， τ 是温升，I 是流过导体的电流，Kt 是归纳散热系数，S 是导体截面积，M 是导体截面周长， ρ是导体的电阻率，Uj 是触摸电压，L 是洛沦兹系数，T 是触摸点的温度（单位是 K）。咱们看到，接插件的温升近似与所流过的电流的平方成正比，与触摸电压的平方也近似成正比，而且留意到触摸电压 Uj 等于触摸电阻与电流的乘积。由此可见，接插件的触摸电阻是多么主要。在GB8《低压开关设备和操控设备 第 5 有些：操控电路电器和开关元件机电式操控电路电器》中，把用于操控的线路界说为辅佐回路，而辅佐回路的电流通常在 5A 以下。由此可知，接插件本来分为两种，榜首种是 5A 以下小电流的接插件，第二种是 5A 以上的大电流接插件。大电流接插件的电流通常从 10A 到 6300A，例如低压抽屉式断路器（见前面一张图中的 Emax 断路器）的一次回路接插件电流规格就从 1250A 到 6300A。关于小电流接插件，它的温升不高，它的重点是进步导电性，降低触摸电阻。因而，小电流接插件的插头组件和触摸簧片组件镀银的意图就是进步接插件的导电性；关于大电流接插件，它的温升很高，它的重点是降低温升。因而，大电流接插件的插头组件和触摸簧片组件镀锡或许镀银的意图就是进步接插件的温升。关于大电流接插件，标准中规则，裸铜资料的温升是 60K，镀锡资料的温升是 65K，镀银资料的温升是 70K，详细见 GB2《低压开关设备和操控设备 第 1 有些：总则》的附表。如今，咱们分析题主的疑问：题主疑问的注解是：众所周知铜的导电性比银好，为何所有插头上的铁片不运用铜而运用银？榜首，关于接插件中的铁片。看得出来，题主关于工业产品非常生疏，他以为带有弹性的资料就必定是铁片。本来铍青铜的导电性和弹性都远远优于铁片，而黄铜的弹性也很不错，所以接插件中的弹性资料通常不是铁片，而铍青铜和黄铜。第二，关于接插件类型。题主明显讨论的是小电流接插件。那么定论是，镀银的意图是进步导电性，详细见前面的叙说。别的题主有一个误区，他以为铜的导电性优于银。定论刚好相反，详细见前面的电阻率表。最终的定论是什么？定论是：电触摸本来是有很深的理论的。它涉及到资料、电化学、电气触摸和温升理论、发热理论等等。其内容博学多才，涵盖了很多基础理论和工程实习。因而，有关电触摸的表述绝不是这个走马观花帖子能够阐明明白的。有关电器的理论有五个，分别是发热理论、电动力理论、电触摸理论、电弧理论和电磁体系理论。电触摸理论是这五大理论之一。在国际上有电触摸学会，它以电触摸的构建者霍姆命名。我国也有相关的学会。题主的疑问到此应当答复结束了。但我一起给咱们提一些疑问：榜首个疑问：假如接插件的插头资料是铜镀锡，接插件的插座触摸簧片资料是铜镀银，两者可否长时间带电作业？会呈现何种景象？怎么处理？第二个疑问：为何大电流接插件有温升疑问？它和接插件资料的机械强度有何联系？怎么处理这个疑问？看到谈论区的谈论了，咱们都依据自个的了解给出了解说。现已到了午休时刻，我来答复吧。榜首个疑问的答复：这个疑问的答复与化学有关。上图（图 1）中，三种基底金属分别是锡、铜和银。三种金属被各自氧化，生成的氧化物分别是：（氧化锡）、（氧化铜）和氧化银。因为空气中不免有水份，所以在水汽的感染下，呈现金属的正离子。金属正离子与金属本体之间的电极电位如下：咱们看到各种不一样金属的电极电位分别是：；。为何银的电极电位不是 -0.15224V，而是 0.7999V？自个想去（上图中的数据是碘化银）。咱们看到，锡的电极电位最低，银的电极电位最高。由此得知，按金属活动次序表，锡在铜的左面，因而锡比铜生动；银在铜的右边，因而铜比银生动。所以，铜镀锡后，若镀层不完整，或许镀层有破口，则锡向铜搬运电子，锡被氧化，而铜被复原；同理，铜镀银后，若镀层不完整，或许镀层有破口，则铜向银搬运电子，铜被氧化，而银被复原。可见，前者是锡被腐蚀，后者是铜被腐蚀。假如接插件的插头资料是铜镀锡，接插件的插座触摸簧片资料是铜镀银，则能够想见，锡首要被腐蚀，接着铜被腐蚀。跟着腐蚀加重，触摸越来越差。严重时插头资料的基底金属铜会因锈蚀而无法作业，乃至开裂。看到谈论区有谈论说，氧化银也会导电。事实上，在这儿底子就没有氧化银，只要氧化锡和氧化铜。银现已被复原为金属银了。这儿叙述的原理是氧化复原反响，是中学化学的必学内容。由此咱们得到一个主要定论：不管是插头仍是插座，它们的导电资料的外表处理方式应当是一起的：要么都镀锡，要么都镀银。若选用不一样的外表处理方式，呈现的电化学反响有可能会腐蚀导电资料。第二个疑问的答复：这个疑问与金属资料的机械强度跟着温度增加而降低有关。咱们来看下图：就像我在图中注释所说的，铜在接连发热时，才一百多摄氏度铜的机械特性就开始降低了。此图摘自《金属资料手册》。也因而，接插件中非常留意它的作业温度和温升。国家的强制性标准和标准规则，接插件和端子的运转温升肯定不能超越它规则值。留意曲线 2，它表征的是铜在遭到短路电流瞬时冲击时刹那间发热机械强度降低情况，可见它的机械强度降低程度比运转下要略微好一些。我留意到若干谈论中谈到了触头的触摸疑问，而且与接插件相混淆。我把这个疑问给弄清一下。咱们看下图：咱们先看下图：从图中咱们看到，触头体系的温升由 3 有些构成。榜首有些是静触头的导电杆有些，也即温升τ1；第二有些是导电杆与触头的衔接有些，或许焊接有些，这儿的温升是τ2；第三有些是动态触头相接有些的温升，也即τ3。再看上图，咱们看到了插头的温升τ1，看到了插头与插座之间的温升τ3，但没有τ2。值得留意的是，关于接插件，插头与插座弹性簧片之间的触摸点不止一个，因而有多个τ3 一起奉献温升。咱们来看核算τ1 的公式：再看核算τ2 的公式：咱们再看τ3 的公式：咱们无妨经过核算来看看接插件温升与大电流触头温升有何差异：咱们假定两者的环境温度都是 30 度，归纳散热系数都是 7。插头导电杆的横截面积是 1 平方毫米，截面周长是 3.54 毫米，假定电流是 1A，触摸电压为 10 毫伏，LT 是 8.2X10^(-6)；触头的镀锡导电杆的横截面积是 30X10=300 平方毫米，截面周长是 80 毫米，电流是 630A，触摸电压亦为 10 毫伏，LT 也是 8.2X10^(-6)。咱们用一样的方法来核算两者的最高温升，尽管接插件本来无需核算中心的温升。先核算接插件：也就是说，插头和插座组合的最高温升为 4.14K。咱们现已知道环境温度为 30 度，则接插件组合内部的最高温度为 30+4.14=34.14 度。需求阐明的是：接插件的触摸点不止一个，因而每一个详细的触摸点的电流更小，温升也更低。但为了陈说便利起见，此处姑且以为只要一个触摸点。咱们看到，接插件组合的温升并不高，更何况考虑到多点触摸后温升更低。再看大电流触头温升：咱们看到，动态触头联系处的温升是 68.7K。咱们来核算遍地的温度：已知环境温度是 30 度，导电杆的温度是 30+54.3=84.3 度，触头与导电杆衔接处的温度是 30+67.2=97.2 度，而触头相接处的温度为 30+68.7=98.7 度。由GB2《低压开关设备和操控设备 第 1 有些：总则》的规则，开关电器的环境温度为 40 度时，镀锡导电杆最高温升不得超越 65K。显见，上述导电杆温升仅为 54.3K，彻底满意要求。从这儿咱们看到，本来导电杆的镀锡与镀银只是只影响到它为温升约束值罢了，不会对导电才能做出任何奉献。一起咱们也看到，温升的主体是导电杆。也因而，在 GB2 中把导电杆也即开关电器的接线端子的温升作为开关电器的温升约束值。明显，这样规则后既便于丈量又便于规划操控，是非常合理的。经过比照核算，咱们看到了小电流接插件与大电流接插件的底子不一样之处：前者镀锡或许镀银用于进步导电才能，而后者则用于进步温升。题主主题的疑问到此悉数诠释结束。这个帖子写得太长了，也仰仗于我刚好没什么事。不过，若知友们能真实了解其间的知识点，我会感到非常欣喜。考虑到读我的答复贴的知友大多是大学生，或许新入职的电气作业者，请咱们留意这个帖子给咱们的提示：咱们的知识构造应当是全面的，而且要灵敏地把握所学知识。
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