浅析高压连接器的电镀系统概念

端子的镀层有很多选择，通常分为四类：贵金属、惰性金属、合金和分散体。前三个类别已经确立并被使用，而分散性刚刚开始出现，以应对电动汽车充电和类似应用中对高功率连接的需求。我们先简要回顾了基本的电镀系统概念，然后介绍了贵金属、惰性金属和合金的性能，最后简要介绍了分散体的潜在优势。

镀层系统通常是多层结构，其中顶层可以是相对薄的镀层。像锡这样的惰性金属表面经常出现在消费品中。工业、军事、医疗和其他高性能应用通常转向贵金属。贵金属常被用作合金。例如，纯金对于许多应用来说过于柔软，而与钴、镍或铁合金化的金被称为“硬金”，用于提供更高的耐用性（图1）。其它贵金属如银也可用作合金以提高硬度。

图1 电镀系统由多层不同材料组成

贵金属

即使在低电压下，金也具有很强的导电性。与其他选项相比，它具有优异的抗氧化性和耐腐蚀性。它非常适合在高湿度或频繁热循环的环境中使用。

银在高功率应用中表现良好。与黄金相比，它的成本更低，是更大、高电流触点的好选择。

钯具有很高的导电性和导热性，并且耐腐蚀。它比金或银更硬，是要求更耐用的应用的好选择。

铑比钯硬，而且耐腐蚀和酸。它非常适合需要良好耐磨性和高硬度的应用。

惰性金属

锡是无毒的，因此适用于一些医疗应用。这是一种低成本且适用于需要少量交配周期的应用。

镍非常坚硬、耐用、耐腐蚀。其耐用性和高导电性的结合使其适用于高用途应用。

铜是导电率最高的金属之一，但它需要一层保护层来防止腐蚀。它经常被用作后续金属电镀的基础。

金属合金

白青铜是一种由铜、锡和锌组成的非磁性合金，比镍更具导电性。它非常适合许多医疗和射频连接器。

钯镍合金耐腐蚀，接触电阻低。它具有良好的可焊性，可以处理大量的配合循环。钯镍镀层经常闪金。

化学镀镍可以应用于导电和非导电表面。化学镀镍层含有高达14%的磷。磷含量越高，耐腐蚀性越强，但硬度降低。

镍磷合金具有很高的耐磨性和耐腐蚀性。它们具有良好的可焊性，但具有比其他合金更低的导电性。

银石墨分散体

银石墨分散体已被开发用于电动汽车充电器等高功率应用中的触点。它结合了细银和硬质银的特性。精细的银基体提供了高导电性，石墨增加了耐磨性并支持高循环寿命。石墨颗粒的均匀和随机分散是高耐久性的关键之一（图2）。

图2 接触表面的X射线光谱扫描显示石墨在表面上的均匀分布（图像：Umicore）

总结

广泛的电镀选项可供选择，可支持不同级别的导电性、环境坚固性、耐用性和其他应用需求。随着石墨分散镀材料的发展，贵金属、惰性金属和各种合金之间的传统选择正在扩展。

 

编辑：黄飞