科学选材,是确保连接器性能稳定的第一步。连接器作为电子设备中不可或缺的基础元件,其性能直接关系到整个系统的稳定性和可靠性。而连接器的性能,很大程度上取决于材料的选用。
塑胶材料分类概述
连接器中使用的塑胶材料主要分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。
热固性塑料如环氧树脂EP、PU,其特点是在机械应力作用下能发生形变,应力消除后又能恢复初始状态,且不受热软化影响,在过热情况下不会熔滴、流动或变形。
热塑性塑料则以其优良的电气特性和较低成本著称,广泛应用于绝缘材料。它又分为泛用塑料(如PE、ABS、PP等)和工程塑料,其中工程塑料根据耐热性分为普通工程塑料(耐热100~140℃)和超级工程塑料(耐热150℃以上)。
连接器选塑胶材料的五大原则
高强度、冲击性能好
常用塑胶材料特性对比
PC(聚碳酸酯)
优点:耐冲击性佳,尺寸安定性佳,透光率高,防火性良好。
缺点:表面硬度不佳易刮伤,耐候性不佳易黄变,耐化学性差。
成型注意:必须充分干燥,否则影响外观。
PA(尼龙)
分类:普通工程塑料(PA6、PA66,耐温100-150℃)和高级工程塑料(PA6T、PA9T、PA46,耐温>150℃)
PA6:弹性好,冲击强度高,但吸水率较大
PA66:性能优于PA6,强度高,耐磨性好
缺点:易吸水影响尺寸稳定性和电性能
PBT
优点:电气性能良好,成本低,耐化学性能好
缺点:抗冲击强度差,易高温水解,耐热性差
TPE(热塑性弹性体)
TPU:耐磨性佳,拉伸强度高;但硬度高,成型性稍差
TPV:耐油性好,有丝质触感,抗压缩变形性;但耐水性差,撕裂强度小
SEBS:触感柔软,成型性好,染色性好;但触感稍硬,耐化学性差,耐磨性差
金属材料性能基础
金属材料的性能主要包括力学性能(刚度、强度、塑性和韧性等)、冲击韧性(抵抗断裂的能力)和疲劳强度(抵抗交变应力破坏的能力)。这些性能是零件设计计算、材料选用和工艺评定的主要依据。
金属材料选用原则
性能指针符合要求(物理、机械、电性能和化学性能)
经济成本合适(材料本身成本和加工成本)
电触点材料需具备:接触电阻低而稳定;不易磨损变形;耐环境性好
传导材料要求:电阻率小,表面抗变色能力高
接触件材料特性
铜:导电导热性极佳,耐腐蚀,但较软,价格较高
黄铜:良好的弹性,可接受的导电性,成本较低
锡磷青铜:弹性介于黄铜和铍青铜之间,对应力腐蚀不敏感
铍青铜:最佳弹性,疲劳强度好,耐腐蚀磨损,但价格昂贵
铜镍锌合金:导电性接近黄铜,耐腐蚀,耐强电压
其他如钢和镍,各有其特殊应用场景,如钢的应用温度可达250℃,镍则可达650℃。
电镀层材料选择
电镀层对保证连接器的导电性和耐久性至关重要:
锡:防腐蚀,易焊接,成本低,但较软
金:最优质镀层,耐腐蚀,导电性好,但昂贵,多采用选择性镀金
钯:在某些领域可替代金,但导电性较差
镍:坚硬,表面光滑,多用作镀金底層
银:导电性好,但易氧化失去光泽
铜:常用作基础镀层,改善可焊性
连接器的材料选择是一个综合权衡的过程,需要根据具体的应用场景、性能要求、成本预算和工艺条件做出合理决策。无论是塑胶材料还是金属材料,都有其独特的性能特点和适用场合。
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