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航空插頭連接器金屬材料性能解釋及其對連接器的影響

放大字體  縮小字體發布日期:2020-05-22  瀏覽次數:247
核心提示:一、化學成分  連接器所用金屬材料一般為合金材料,很少用到單一金屬材料,合金顧名思義就是有多種金屬合成的物質,表明它有多
 一、化學成分

  連接器所用金屬材料一般為合金材料,很少用到單一金屬材料,合金顧名思義就是有多種金屬合成的物質,表明它有多種化學元素組成,比如:
  磷青銅:由銅Cu,錫Sn,磷P,鐵Fe,鉛Pb,鋅Zn等組成,主要成分是銅。
  黃 銅:由銅Cu,鐵Fe,鉛Pb,鋅Zn等組成,主要成分是銅。
  不銹鋼:由鐵Fe,鉻Cr,鎳Ni,碳C,矽Si,錳Mn,磷P,硫S,Al,鈷Co,主要成分是鐵。
二、物理特性
  1. 比重(specific gravity)/密度(density)
比重是一單位容積物質和同一單位水的相對密度,沒有單位。而密度是指某物質的質量和其體積的比值,單位是g/cm3。從表面上看,它們的數值都比較接近。在本質上,他們確實也是相互聯系的。物質的密度決定了物質的比重,物質的比重是物體密度的特定體現。但它們之間是不同的。物體的密度,反映的是物體內在的特性,是單位體積物體的質量。而物體的質量是確定的。物體的比重,反映的是單位體積物體的重量。物體的重量是因物體受到重力而產生的,是會發生變化的。
2. 彈性系數(modulus of elasticity)
又稱楊氏系數,單位N / m2。定義為理想材料在小形變時應力與相應的應變之比 。它是一個材料常數,表徵材料抵抗彈性變形的能力,其數值大小反映該材料彈性變形的難易程度。
彈性系數對連接器的影響:如果連接器端子要求位移形變小,下壓行程有限且要求良好接觸,此時需選擇彈性系數高的材料。
  3. 導電率(electrical conductivity)IACS
導電率是物質傳送電流的能力,是電阻率的倒數 。以溫度 20℃的環境,于導體維持單位電位梯度時,流過單位面積的電流,單位S/m。如:銅59.6 × 10^6(S·m-1)/ 0.596 x 10^6 / cmΩ,我們經常以純銅導電率100 %IACS作基準,172.41 /  阻抗resistivity = % IACS 。
導電率對連接器的影響:如果連接器要求較低的接觸電阻,那么就要選擇導電率相對高的材料。
  4. 熱膨脹系數(Coefficient of thermal expansion)
  是指物質在熱脹冷縮效應作用之下,幾何特性隨著溫度的變化而變化的規律系數。實際應用中,有兩種主要的熱膨脹系數,分別是:線性熱膨脹系數和體積熱膨脹系數。大多數情況下,此系數為正值,也就是說溫度升高體積擴大。
  5. 熱傳導系數(Thermal conductivity)
  反應物質的熱傳導能力,按傅里葉定律,其定義為單位溫度梯度(在1m長度內溫度降低1K)在單位時間內經單位導熱面所傳遞的熱量。單位為W/(m.k)。數值越大表示傳熱越快。與材料的組成結構、密度、含水率、溫度等因素有關。
  熱傳導系數高的材料受熱快相反散熱也快,但溫昇低。溫度快速爬昇不是連接器使用時所想要的結果。銅合金是熱傳導系數較高的金屬材料,所以用于高溫環境下的連接器,特別要注意材料的這一參數。
三、機械特性(Mechanical Properties)
  1. 屈服強度(Yield Strength)
  又稱為降服強度 ,是材料屈服的臨界應力值。 當應力超過彈性極限后,變形增加較快,此時除了產生彈性變形外,還產生部分塑性變形。當應力達到B點后,塑性應變急劇增加,曲線出現一個波動的小平臺,這種現象稱為屈服。這一階段的最大、最小應力分別稱為上屈服點和下屈服點。由于下屈服點的數值較為穩定,因此以它作為材料抗力的指標,稱為屈服點或屈服強度。
  所謂屈服,是指達到一定的變形應力之后,金屬開始從彈性狀態非均勻的向彈-塑性狀態過度,它標志著宏觀塑性變形的開始。
  屈服強度對連接器影響:選擇越高屈服強度的金屬材料,端子的正向力越大。
  2. 抗拉強度(Tensile Strength)
當材料屈服到一定程度后,由于內部晶粒重新排列,其抵抗變形能力又重新提高,此時變形雖然發展很快,但卻只能隨著應力的提高而提高,直至應力達最大值。此后,材料抵抗變形的能力明顯降低,并在最薄弱處發生較大的塑性變形,此處試件截面迅速縮小,出現頸縮現象,直至斷裂破壞。材料受拉斷裂前的最大應力值(b點對應值)稱為強度極限或抗拉強度。
3. 伸長率(Elongation Percent)
指金屬材料受外力(拉力)作用斷裂時,伸長的長度與原來長度的百分比。
4. 硬度(Hardness)
材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱為硬度。固體對外界物體入侵的局部抵抗能力,是比較各種材料軟硬的指標。因連接器所有金屬材料極薄,以維氏硬度(HV)測量。維氏硬度(HV) 以120kg以內的載荷和頂角為136°的金剛石方形錐壓入器壓入材料表面,用材料壓痕凹坑的表面積除以載荷值,即為維氏硬度值(HV)。
硬度是連接器選材的一個重要參數。
  5. R/T比
  所謂R(radius)指折彎的內徑,T(thickness)指材料的厚度。
  如果想要成型出來的產品內徑越小,則必須選擇R/T比越小的材料。理論上來說,如果R/T比等于零,即表示此材料的折彎表現極優,即使折彎的內R=0,也不會產生裂痕,但一般材料材質證明或特性表所顯示的都是90度折彎的數據,很少會顯示180度的折彎數據。當然,我們是希望R/T比越小越好,這對產品的微型化還是個好處。
  金屬材料以上的特性參數對工程人員進行連接器設計選材時非常重要,特別是要選擇一款性價比比較好的材料,這需要非常專業的材料知識,及時了解金屬材料新產品的問世和金屬材料的發展趨勢。正規、專業的金屬材料廠商提供的材質證明(物性表),一般都具有以上所述的參數。還有在產品單價需更換低價位的材料或更換原材料廠商時,首先要對比之前所用材料的物性參數,然后再進行打樣測試驗證。

 
 
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