Tapes interiors i exteriors de coure i llautó dels fusibles: propietats del material, tendències de la indústria i innovació tecnològica

 

Com a component bàsic de la protecció del circuit, l'elecció dels materials de la tapa interior i exterior dels fusibles afecta directament la fiabilitat i la vida útil del producte. La tapa de coure (coure pur) i la tapa interior de llautó (aliatge de coure-zinc) són els materials de tapa interior i exterior principals actuals, i hi ha diferències significatives entre ambdues quant a conductivitat, resistència mecànica, resistència a la corrosió i cost.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Avantatges del coure:
El coure té una conductivitat elèctrica excel·lent (conductivitat elèctrica d'uns 58 MS/m) i conductivitat tèrmica (coeficient de conductivitat tèrmica de 386,4 W/m·K), i és un bon conductor només per darrere de la plata. Les seves característiques d'alta puresa (contingut de coure superior o igual al 99,9%) fan que funcioni bé en circuits d'alta-freqüència, i que tingui una bona ductilitat i sigui fàcil de punxar i estirar-en fred. Per exemple, en els fusibles d'alta-tensió per a vehicles d'energia nova, els contactes de coure poden reduir eficaçment l'augment de temperatura i millorar la seguretat. A més, el Copper Stop End té una forta resistència a la corrosió, especialment en ambients secs, i no és fàcil d'oxidar, el que el fa adequat per a equips electrònics de precisió.

 

Característiques del llautó:
El llautó es compon de coure i zinc (el contingut de zinc sol ser del 30% al 40%), i la seva resistència mecànica (resistència a la tracció d'uns 300 MPa) i duresa (duresa Brinell d'uns 80 HB) són significativament superiors al coure i el seu cost és un 15% -20% inferior. Per exemple, en fusibles en l'àmbit del control industrial, eltapa exterior de llautópot suportar un esforç mecànic més gran i evitar l'afluixament per vibració. A més, el llautó té una millor resistència a la corrosió en entorns-que contenen sofre i s'utilitza sovint en escenaris d'exterior o d'alta-humitat.

 

Deficiències de rendiment:
El coure té una duresa baixa (uns 35 HB), és propens a desgastar-se després d'un ús-a llarg termini i té un punt de fusió elevat (1083 graus) i uns requisits estrictes de procés de soldadura. La conductivitat de la tapa de la canonada de llautó és només 1/5 de la del coure (uns 11 MS/m), cosa que pot causar problemes de calefacció en escenaris actuals-alts. A més, quan el contingut de zinc del llautó supera el 39%, és propens a "esquerdes de temporada", que s'han de millorar mitjançant un tractament tèrmic o afegint oligoelements d'aliatge (com l'estany i l'alumini).

 

 

 

La normativa de protecció del medi ambient promou la innovació material:
Amb la implementació de la Directiva RoHS de la UE i les "Mesures de gestió per a la restricció de l'ús de substàncies perilloses en productes elèctrics i electrònics" de la Xina, la indústria dels fusibles ha accelerat l'eliminació dels materials que contenen-plom. Per exemple, la tapa d'extrem de llautó sense plom-(com els materials alternatius CuZn39Pb3) i l'estany-níquel són cada cop més populars, mentre que l'aplicació de closques de plàstic de base bio- (que contenen un 30% de fibres vegetals) pot aconseguir un 90% de reciclatge de components. A més, l'elevada taxa de reciclatge de Copper End Cap (al voltant del 95%) el fa més avantatjós en l'economia circular.

 

Demanda intel·ligent i miniaturitzada:
El ràpid desenvolupament de vehicles d'energia nova, l'emmagatzematge d'energia fotovoltaica i altres camps ha plantejat requisits més elevats per als fusibles. Per exemple, els fusibles intel·ligents integren sensors de temperatura i mòduls de comunicació, que poden transmetre dades actuals-en temps real mitjançant Bluetooth per aconseguir un manteniment predictiu. Pel que fa a la selecció de materials, la tapa del tub de coure és la primera opció per a la transmissió de senyals d'alta-freqüència a causa de la seva alta conductivitat, mentre que el llautó millora la fiabilitat del contacte mitjançant processos de xapat d'or superficial (com ara el níquel químic + or d'immersió).

 

Exploració de materials emergents:
La indústria està desenvolupant-materials compostos d'alt rendiment per substituir els materials tradicionals de coure. A més, la fusió composta de coure-grafè pot augmentar l'eficiència de trencament en un 50%, mentre que el temps de resposta dels fusibles de metall líquid (com ara l'aliatge a base de gal·-) es redueix a microsegons.