微型繼電器用鍍金觸點(diǎn)材料粘接特性實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、鍍金觸點(diǎn)材料現(xiàn)廣泛應(yīng)用于微型繼電器等高可靠電接觸應(yīng)用領(lǐng)域，然而其中帶來(lái)的冷粘失效問(wèn)題已極大地影響了微型繼電器的質(zhì)量與可靠性。本文通過(guò)開發(fā)觸點(diǎn)材料粘接特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，分別從理論建模與實(shí)驗(yàn)分析方法入手，針對(duì)球—平面接觸形式的鍍金觸點(diǎn)材料的冷粘特性進(jìn)行了深入研究，進(jìn)而確定了材料冷粘物理機(jī)制和影響冷粘特性的主要因素。
　　首先，設(shè)計(jì)了觸點(diǎn)材料粘接特性實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。該系統(tǒng)以壓電陶瓷電機(jī)、光柵尺和精密滑臺(tái)組合作為致動(dòng)單元，以高精密力傳感器作為接觸力

2、檢測(cè)手段，以手動(dòng)直線滑臺(tái)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)作為三維位置及角度調(diào)整機(jī)構(gòu)。同時(shí)，系統(tǒng)具有開路電壓、觸點(diǎn)電流調(diào)節(jié)功能和隔振功能。從而實(shí)現(xiàn)了微型繼電器用觸點(diǎn)材料柔性閉合和斷開運(yùn)動(dòng)過(guò)程的模擬，以及接觸力和接觸電壓信號(hào)的實(shí)時(shí)同步采集、處理。
　　其次，基于Hamaker假設(shè)、Lennard—Jones勢(shì)能定理和GW粗糙表面模型，建立了毫米量級(jí)曲率半徑的粗糙球—平面類型彈性接觸的物理模型，模擬分析了觸點(diǎn)間隙變化過(guò)程中的接觸力和表面形變，得到了觸點(diǎn)閉合過(guò)

3、程中存在的最大冷粘力。在此基礎(chǔ)上，理論分析了表面粗糙度、球面曲率半徑、鍍層材料和彈性模量對(duì)最大冷粘力的影響，并提出了減小冷粘力的方法。根據(jù)拉普拉斯公式計(jì)算了濕度環(huán)境下的毛細(xì)力，并與分子間作用力進(jìn)行了對(duì)比。
　　此外實(shí)驗(yàn)研究了鍍金觸點(diǎn)閉合斷開過(guò)程的冷粘力，觀測(cè)了鍍金觸點(diǎn)材料連續(xù)1萬(wàn)次模擬動(dòng)作過(guò)程的冷粘力特性。在此基礎(chǔ)上著重分析了表面粗糙度、球面曲率半徑、接觸壓力和鍍層材料對(duì)冷粘特性的影響，從而提出了減小冷粘力的有效措施。