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寂寞思索:銀貴錫賤各爭長,母線槽的鍍銀與鍍錫優劣探討

2022-01-10由 寂寞寒窗空守 發表于 漁業

銀貴什麼意思

抓取天火生電光,

銀貴錫賤各爭長,

介面流派今日看,

不偏不倚細細想。

《技術無形》,“母線槽的介面,有銀、錫之爭”,孰優孰劣?

突然,有一個友人提出一個問題。密集母線槽的介面是鍍錫好,還是鍍銀好。

開始也沒有認真去想,從經驗去,當然是鍍銀好,起碼鍍銀比較貴。而且銀的穩定性也比錫要高。把價格奉為圭臬,難道還有問題嗎?

幾乎所有人都如此的說。這時候自己卻產生了疑惑。

★銀比錫貴★

首先是銀比錫貴,那麼是否越貴的材質就越好。肯定不是,畢竟就沒有聽過用鉑金,用銥金的,黃金好像也沒有聽過。太貴嗎?其實用μm計算的電鍍材料,怎麼貴也比不上以mm計算的銅材。因此,這一定不是唯一的理由。

那麼第二個問題是,銀比錫要穩定,不容易氧化,同時銀的氧化物也容易在高溫中分解。這個也是可以肯定的事實。但是,反過來一想,銅也比錫要穩定,那是否就不鍍錫更好呢?事實告訴我們,鍍錫一定會會在某些方面要比裸銅要好。

有一個說法映入了腦中,氧化錫是可以導電的,氧化銅卻是絕緣的。因此,接頭處的氧化錫是不會大幅度劣化母線槽的導電效能,而用銅做接頭的情況下,生成的氧化銅是會讓導線效能大幅度下降。

似乎這樣子就可以得到一個結論,銀>氧化錫>氧化銅,因此鍍銀優於鍍錫,鍍錫優於裸銅。

這時候,一個聲音告訴我,事情並沒有這麼簡單。

★傳說中的犧牲陽極★

當時,想到的一個就是犧牲陽極保護。這是一個非常專業的名詞。

_名詞解釋:“犧牲陽極保護”解釋為:(英文名稱sacrificial anode)又名犧牲陽極保護法;犧牲陽極的陰極保護法。是利用原電池的原理,防止金屬腐蝕的方法。具體方法是將還原性強的金屬作為保護極,與被保護的金屬相連構成原電池,還原性強的金屬將作為負極發生氧化還原反應而犧牲消耗,被保護的金屬作為作為正極,免於被腐蝕。這種方法是消耗犧牲了作為陽極(原電池的負極)的金屬,保護了陰極(原電池的正極)金屬。因此稱作犧牲陽極保護法。_

那麼,銅鍍錫,由於錫比銅要活躍,因此出現了錫氧化,而銅不氧化。這就可以在環境中保護了銅,而犧牲了錫。另外一個情況就是銅鍍銀,一定在腐蝕環境中出現了銅氧化,保護了銀,也就是保護了接頭材料。

但是這遇到了另外一個問題,如果說穩定性,為什麼不用不鏽鋼合金呢?不鏽鋼的抗腐蝕性才是最高的,遠遠的超過了銀。當然做為電氣工程人都知道,不鏽鋼有磁性,這是不好的。如果再換一個概念,用鋁合金呢,似乎也優勝於銀。

★為什麼要用錫★

因此,還是要思考,為什麼要鍍錫。鍍錫的作用有兩個,一個是改善銅牌的焊接性及銅牌與絕緣層之間壁障作用;另外一個是因錫容易焊接,導電性良好,廣泛應用在電器及電子需要焊接的零件上。

實際上我們看到,鍍錫的應用還是遠遠的超過了鍍銀,不僅僅說明是材料的問題,更說明了背後的邏輯是不一樣的。鍍錫其實有一個好處就是錫的熔點很低,只有231℃,幾乎是唾手可得。實際上就是,在電線接觸位置的微小電火花,溫度也可以超過2000℃。這說明電火花是可以熔融街頭上的錫,然後更好的把接頭熔接為一個整體。

真是如此,就應該把兩者重新拉到比賽場上進行比較。

寂寞思索:銀貴錫賤各爭長,母線槽的鍍銀與鍍錫優劣探討

★模擬場景★

當一段鍍錫的母線,當透過大電流的時候,由於接觸的時候還會有一些空隙,那麼就會產生一些微小的電弧。由於錫的熔點很低,因此就會在電弧發生的點產生了熔融狀態,這樣就會把兩段母線的鍍錫層連線起來,變成一個整體。形成整體的好處就是電阻更低,而且不會產生電弧或者反應。

本人相信會有人對我這個理論進行質疑,與此相同的做法就是防雷引下線用綁接不用焊接。也是透過雷劈,利用雷擊的大電流形成大電弧,從而熔接了鋼筋,最後是導致引下線能夠有效降低電阻。電弧是可以熔接鋼材的,更何況是熔點極低的錫。

當一段鍍銀的母線,當透過大電流的時候,由於表面接觸並不完整,還有有空隙,那麼就會產生一些微小的電弧。由於銀的熔點很高,也很穩定,那麼電弧唯一的效果就是電離了氧氣、氮氣,理論上還會產生一些不穩定的氧化銀和氮化銀。由於這兩種化學物不穩定,因此在高溫下又會產生一些爆炸。當然對於銀離子來說,這些小的燒灼並不會影響效果,只是會影響電阻。因此鍍銀的母線並不適用於

因此,可以看到,鍍錫是犧牲了材料,改善了整體的電阻。因此使用時間長了之後,電阻會降低。而鍍銀卻是相反,長期使用並不能解決電阻問題,甚至還會惡化。

對於母線槽來說,一般的問題都是出現在接頭段,特別是接頭段的爆炸是母線槽較為常見的母線事故。除了絕緣介質擊穿外,過負荷的溫升爆炸外。由於接頭處的氮化銀生成,是否也是一個重要的因素。

★建議★

由於錫的熔點較低,因此鍍錫是希望把接頭融合為一個整體,以此降低電阻。適用於長期大電流的場合,也就是基本上做好之後就不會再更改的母線槽段。

而由於銀的化學性質穩定,因此在長時間使用後,母線段只會出現電阻增高的現象,也不會出現融合。因此,適用於長期小電流的場合、經常進行更換的場合。在經常進行更改佈置的場合,只要每次對接頭進行清洗,把氧化銀等雜質清除後就可以有效降低接頭電阻。

本人的推薦是,在普通密集大母線中使用鍍錫工藝,在消防母線、耐火母線、工作小母線上使用鍍銀工藝。

★張口亂語★:本人認為鍍錫是以柔克剛,鍍銀是以暴易暴。兩者都是有道理的,兩者都有各自的用途。

★作者卷後語:本人對本文有全部的版權,不得用於任何非授權用途。本人具有高階電氣工程師、註冊證等高等級專業證書,具有不容置疑的專業性。本文僅僅是做為一個探討,並不能做為工程實踐的依據,如果有更好的想法,歡迎交流,共同提高。★

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№534日期:200820