Quali sono le opzioni di placcatura per i connettori ad alta tensione?

Esistono molte opzioni per la placcatura dei terminali, generalmente divise in quattro categorie: metalli nobili, metalli inerti, leghe e dispersioni. Le prime tre categorie sono già stabilite e utilizzate, mentre il decentramento sta appena iniziando ad emergere per rispondere alla necessità di connettività ad alta potenza nella ricarica dei veicoli elettrici e applicazioni simili. Iniziamo con una breve rassegna dei concetti base del sistema galvanico, poi descriviamo le proprietà dei metalli nobili, dei metalli inerti e delle leghe e concludiamo con una breve panoramica dei potenziali vantaggi delle dispersioni.

I sistemi di placcatura sono tipicamente strutture multistrato, dove lo strato superiore può essere un rivestimento relativamente sottile. Superfici metalliche inerti come lo stagno si trovano spesso nei prodotti di consumo. Le applicazioni industriali, militari, mediche e altre applicazioni ad alte prestazioni spesso si rivolgono ai metalli preziosi. I metalli preziosi sono spesso usati come leghe. Ad esempio, l'oro puro è troppo tenero per molte applicazioni, mentre l'oro legato con cobalto, nichel o ferro, noto come "oro duro", viene utilizzato per garantire una maggiore durata (Figura 1). Anche altri metalli preziosi come l'argento possono essere utilizzati come leghe per aumentare la durezza.

metalli preziosi

L'oro è altamente conduttivo anche a basse tensioni. Ha un'eccellente resistenza all'ossidazione e alla corrosione rispetto ad altre opzioni. È ideale per l'uso in ambienti con elevata umidità o frequenti cicli di calore.

L'argento funziona bene nelle applicazioni ad alta potenza. È meno costoso dell'oro ed è una buona scelta per contatti più grandi e ad alta corrente.

Il palladio ha un'elevata conduttività elettrica e termica ed è resistente alla corrosione. È più duro dell'oro o dell'argento, il che lo rende una buona scelta per le applicazioni che richiedono maggiore durata.

Il rodio è più duro del palladio ed è resistente alla corrosione e agli acidi. È ideale per applicazioni che richiedono buona resistenza all'usura ed elevata durezza.

metallo inerte

Lo stagno non è tossico e quindi adatto ad alcune applicazioni mediche. Questo è a basso costo e adatto per applicazioni che richiedono un numero limitato di cicli di accoppiamento.

Il nichel è molto duro, durevole e resistente alla corrosione. La sua combinazione di durabilità ed elevata conduttività lo rende adatto per applicazioni ad uso intensivo.

Il rame è uno dei metalli più conduttivi, ma richiede uno strato protettivo per prevenire la corrosione. Viene spesso utilizzato come base per la successiva placcatura dei metalli.

Lega metallica

Il bronzo bianco è una lega non magnetica composta da rame, stagno e zinco che è più conduttiva del nichel. È ideale per molti connettori medici e RF.

La lega di palladio-nichel è resistente alla corrosione e ha una bassa resistenza di contatto. Ha una buona saldabilità e può gestire un gran numero di cicli di accoppiamento. La placcatura in palladio-nichel spesso brilla d'oro.

La nichelatura chimica può essere applicata sia a superfici conduttive che non conduttive. La nichelatura chimica contiene fino al 14% di fosforo. Maggiore è il contenuto di fosforo, maggiore è la resistenza alla corrosione, ma diminuisce la durezza.

La lega di nichel-fosforo ha un'elevata resistenza all'usura e alla corrosione. Hanno una buona saldabilità ma hanno una conduttività elettrica inferiore rispetto ad altre leghe.

Dispersione di grafite argentata

Le dispersioni di argento-grafite sono state sviluppate per l'uso nei contatti in applicazioni ad alta potenza come i caricabatterie per veicoli elettrici. Combina le proprietà dell'argento fine e dell'argento duro. La matrice d'argento fine fornisce un'elevata conduttività e la grafite aumenta la resistenza all'usura e supporta un ciclo di vita elevato. La dispersione uniforme e casuale delle particelle di grafite è una delle chiavi per un'elevata durabilità (Figura 2).

Riassumere

È disponibile un'ampia gamma di opzioni di placcatura per supportare diversi livelli di conduttività, robustezza ambientale, durata e altre esigenze applicative. Con lo sviluppo dei materiali di placcatura in dispersione di grafite, la scelta tradizionale tra metalli preziosi, metalli inerti e varie leghe si sta espandendo.