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技術文章

連接器金屬材料性能解釋及其對連接器的影響

來源: 時間:2018-10-25 16:52:41 瀏覽次數:

要設計出符合功能要求的連接器,選材非常重要,而選材的基礎是要非常了解材料的性能

要設計出符合功能要求的連接器,選材非常重要,而選材的基礎是要非常了解材料的性能,下面就連接器金屬材料性能名詞進行解釋,希望對大家有所幫助。


       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,硅Si,錳Mn,磷P,硫S,鋁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,它們確實也是相互聯系的。物體的密度決定了物體的比重,物體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,表征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,但溫升低。溫度快速爬升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。

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