電気接点材料の分野では、接点の性能が低電圧電気製品の安定性と寿命に直接影響します。{0}}特にリレーやスイッチなどの重要なコンポーネントでは、バイメタル銀接点やさまざまな複合接点の動作状態が、デバイスの全体的な導電性の信頼性と電気的性能を決定します。近年、高周波化、高負荷化、小型化に向けた製品開発に伴い、業界ではバイメタル銀接点の表面品質や接触安定性に対する要求が高まっています。これらの要求の中で、銅の化学的付着の問題は、品質に影響を与える重大な隠れた危険の 1 つになりつつあります。
工学用途の観点から見ると、電気接点は通常、銀-複合構造、つまり銀-ベースの作動層と銅-ベースの導電層を組み合わせた構造を採用しています。これらのタイプのバイメタル コンタクト リベットは、優れた導電性とコスト上の利点を兼ね備えており、リレーやさまざまなスイッチのシルバー コンタクト構造用のバイメタル リベットに広く使用されています。ただし、後処理や洗浄中に、一部の製品では大きな面積で目に見える銅の付着が見られ、電気接点の性能に重大な影響を及ぼします。-
銅の付着は 2 つのタイプに分類できることを明確にすることが重要です。1 つは機械的摩耗によって引き起こされる微量の銅の付着であり、非常に小さな粒子は高性能の顕微鏡でのみ確認でき、性能への影響は限定的です。-もう 1 つは化学的な銅の接着で、これがこの記事の焦点であり、広い領域、さらには作業面全体をカバーしており、低倍率の顕微鏡ではっきりと観察できます。-この現象は精密電気接点の性能に大きな影響を与え、特に接触抵抗の異常な変動として現れます。
実験結果は、銅の化学的接着が機械的摩耗よりも接触抵抗にはるかに大きな影響を与えることを示しています。同じテスト条件下で、銅の化学的接着を示すバイメタル電子接点は接触抵抗の大幅な増加を示し、接触抵抗は広い範囲で変動します。この不安定性は、スライド電気接点などの高信頼性アプリケーションにとっては許容できない危険因子です。-
銅の化学的接着が形成されるには、3 つの重要な条件を満たす必要があります。1 つは、系内に還元可能な銅イオンが存在することです。第二に、大きな電位差を持つ金属の組み合わせ（銀と鉄など）の存在。第三に、2 つの金属間の電気接触経路の形成です。これら 3 つの条件が同時に満たされると、完全なガルバニ電池回路が形成され、銅イオンの急速な還元と析出が引き起こされます。
さらに、銅の化学的接着の影響は、電気接点の種類によって異なります。高い接触安定性が必要な固定銀コンタクトの場合、銅の被覆により接触界面の導電率が大きく変化します。スリップ リング接点やスプリング電気接点などの動的接触構造の場合、摩耗や接触不良がさらに悪化する可能性があります。
材料の観点から見ると、この現象は特定の銀ベースの材料系と強い相関関係はありませんが、バイメタル銀接点で発生する可能性が高くなります。{0}これは、その構造に本質的に銅層が含まれており、特定の条件下では、局所的な電気化学的環境がより容易に生成されるためです。したがって、表面処理プロセスの制御は、バイメタル リベット接点の設計と製造において重要です。
この問題に対処するには、プロセスの最適化では、ガルバニ電池の形成条件を崩すことに重点を置く必要があります。まず、鉄などの反応性金属とバイメタルリベットが直接接触しないように、生産環境内の金属不純物を厳密に管理する必要があります。第二に、洗浄および酸洗浄プロセスを最適化して、溶液中の銅イオンの残留濃度を低減する必要があります。第三に、後処理中は、偶発的な電気接触の可能性を最小限に抑えるために、異なる金属コンポーネントを別々に保つ必要があります。{3}}
要約すると、銀の電気接点における銅の化学的付着の問題は、本質的には典型的な電気化学的な腐食および析出プロセスです。その影響は単なる外観上の欠陥にとどまらず、接触抵抗や製品の信頼性に直接影響します。そのメカニズムをより深く理解することで、バイメタル リベット コンタクトおよび関連製品のプロセスを最適化するための明確な指示が得られます。
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