一、化學(xué)成分
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" i! T) y! w2 F% g+ W 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(zhì),表明它有多種化學(xué)元素組成,比如:# t; ^, D$ X& Y( }
: _# c* B1 g5 n$ E' {% z 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。4 i1 e- S6 v7 a. v9 l& Q
黃銅:由銅Cu,鐵Fe,鉛Pb,鋅Zn等組成,主要成分是銅。
, V1 J6 _2 C9 _& e& a) V6 k 不銹鋼:由鐵Fe,鉻Cr,鎳Ni,碳C,矽Si,錳Mn,磷P,硫S,鋁Al,鈷Co,主要成分是鐵。
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+ w0 d8 p3 O b' O) Q7 S# P二、物理特性; k) W& b2 T9 U i2 {& R
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1. 比重(specific gravity)/密度(density)- D4 L, i& @ k5 z( A
# \; B( c/ A* L- E4 Z8 O 比重是一單位容積物質(zhì)和同一單位水的相對(duì)密度,沒(méi)有單位。而密度是指某物質(zhì)的質(zhì)量和其體積的比值,單位是g/cm3。從表面上看,它們的數(shù)值都比較接近。在本質(zhì)上,它們確實(shí)也是相互聯(lián)繫的。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(xiàn)。但它們之間是不同的。物體的密度,反映的是物體內(nèi)在的特性,是單位體積物體的質(zhì)量。而物體的質(zhì)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(chǎn)生的,是會(huì)發(fā)生變化的。
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* `$ [* w+ Q) a6 Z* r 2. 彈性係數(shù)(modulus of elasticity)
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又稱(chēng)楊氏係數(shù),單位N / m2。定義為理想材料在小形變時(shí)應(yīng)力與相應(yīng)的應(yīng)變之比 。它是一個(gè)材料常數(shù),表徵材料抵抗彈性變形的能力,其數(shù)值大小反映該材料彈性變形的難易程度。# S, i m9 @( Q& P
3 F/ P- @, u0 F- ? 彈性係數(shù)對(duì)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(shí)需選擇彈性係數(shù)高的材料。; V& W* i, S2 f' ^' A
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3. 導(dǎo)電率(electrical conductivity)IACS! b& D0 `3 [) ^6 w$ W
導(dǎo)電率是物質(zhì)傳送電流的能力,是電阻率的倒數(shù) 。以溫度 20℃的環(huán)境,於導(dǎo)體維持單位電位梯度時(shí),流過(guò)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(jīng)常以純銅導(dǎo)電率100 %IACS作基準(zhǔn),172.41 / 阻抗resistivity = % IACS 。 h0 R6 C; C" v
導(dǎo)電率對(duì)連接器的影響:如果連接器要求較低的接觸電阻,那麼就要選擇導(dǎo)電率相對(duì)高的材料。1 n" I2 [3 E' j; S* a9 \
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4. 熱膨脹係數(shù)(Coefficient of thermal expansion)
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是指物質(zhì)在熱脹冷縮效應(yīng)作用之下,幾何特性隨著溫度的變化而變化的規(guī)律係數(shù)。實(shí)際應(yīng)用中,有兩種主要的熱膨脹係數(shù),分別是:線性熱膨脹係數(shù)和體積熱膨脹係數(shù)。大多數(shù)情況下,此係數(shù)為正值,也就是說(shuō)溫度升高體積擴(kuò)大。- p8 ~# z* C9 o `% N; K, h1 g
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5. 熱傳導(dǎo)係數(shù)(Thermal conductivity)7 X& Z! t2 G0 c; y; v4 W: a
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反應(yīng)物質(zhì)的熱傳導(dǎo)能力,按傅裡葉定律,其定義為單位溫度梯度(在1m長(zhǎng)度內(nèi)溫度降低1K)在單位時(shí)間內(nèi)經(jīng)單位導(dǎo)熱面所傳遞的熱量。單位為W/(m.k)。數(shù)值越大表示傳熱越快。與材料的組成結(jié)構(gòu)、密度、含水率、溫度等因素有關(guān)。
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& E2 F0 v, @( Z* c9 h- Q( d; Z 熱傳導(dǎo)係數(shù)高的材料受熱快相反散熱也快,但溫昇低。溫度快速爬昇不是連接器使用時(shí)所想要的結(jié)果。銅合金是熱傳導(dǎo)係數(shù)較高的金屬材料,所以用於高溫環(huán)境下的
連接器,特別要注意材料的這一參數(shù)。4 J( l7 x8 q$ P, r9 m+ L. _% B
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, ]/ A4 Y- y! r三、機(jī)械特性(Mechanical Properties)# g5 [! Z" ?, e3 S2 L; Q7 i
" B6 _, ]0 S; f: E) R3 H5 ` 1. 屈服強(qiáng)度(Yield Strength)% I4 O6 U0 A" L/ ?
, x% S2 f- ^9 U- n' t 又稱(chēng)為降服強(qiáng)度 ,是材料屈服的臨界應(yīng)力值。 當(dāng)應(yīng)力超過(guò)彈性極限後,變形增加較快,此時(shí)除了產(chǎn)生彈性變形外,還產(chǎn)生部分塑性變形。當(dāng)應(yīng)力達(dá)到B點(diǎn)後,塑性應(yīng)變急劇增加,曲線出現(xiàn)一個(gè)波動(dòng)的小平臺(tái),這種現(xiàn)象稱(chēng)為屈服。這一階段的最大、最小應(yīng)力分別稱(chēng)為上屈服點(diǎn)和下屈服點(diǎn)。由於下屈服點(diǎn)的數(shù)值較為穩(wěn)定,因此以它作為材料抗力的指標(biāo),稱(chēng)為屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度 。
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所謂屈服,是指達(dá)到一定的變形應(yīng)力之後,金屬開(kāi)始從彈性狀態(tài)非均勻的向彈-塑性狀態(tài)過(guò)度,它標(biāo)誌著宏觀塑性變形的開(kāi)始。 5 y& W: A$ {: I1 r _# B
! v7 c% l5 O% F0 `: m 屈服強(qiáng)度對(duì)連接器影響:選擇越高屈服強(qiáng)度的金屬材料,端子的正向力越大。
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2. 抗拉強(qiáng)度(Tensile Strength)4 x6 t: F( t& u% @, _3 _" y- X
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當(dāng)材料屈服到一定程度後,由於內(nèi)部晶粒重新排列,其抵抗變形能力又重新提高,此時(shí)變形雖然發(fā)展很快,但卻只能隨著應(yīng)力的提高而提高,直至應(yīng)力達(dá)最大值。此後,材料抵抗變形的能力明顯降低,並在最薄弱處發(fā)生較大的塑性變形,此處試件截面迅速縮小,出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象,直至斷裂破壞。材料受拉斷裂前的最大應(yīng)力值(b點(diǎn)對(duì)應(yīng)值)稱(chēng)為強(qiáng)度極限或抗拉強(qiáng)度。. s8 o p; n2 j+ v% \
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3. 伸長(zhǎng)率(Elongation Percent); x' t: s7 n- I% I! |
3 g# C7 H# Y' b 指金屬材料受外力(拉力)作用斷裂時(shí),伸長(zhǎng)的長(zhǎng)度與原來(lái)長(zhǎng)度的百分比。
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4. 硬度(Hardness), L3 g$ r& K9 [4 G7 \" o; T( [
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材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力稱(chēng)為硬度。固體對(duì)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(biāo)。因連接器所有金屬材料極薄,以維氏硬度(HV)測(cè)量。維氏硬度(HV) 以120kg以?xún)?nèi)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)。
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$ {6 J5 d% d T4 G: e 硬度是
連接器選材的一個(gè)重要參數(shù)。
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5. R/T比
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所謂R(radius)指折彎的內(nèi)徑,T(thickness)指材料的厚度。* S: H$ C6 x& ^0 j" B, G u5 h
9 J0 ^8 T( p1 L' |/ a/ W 如果想要成型出來(lái)的產(chǎn)品內(nèi)徑越小,則必須選擇R/T比越小的材料。理論上來(lái)說(shuō),如果R/T比等於零,即表示此材料的折彎表現(xiàn)極優(yōu),即使折彎的內(nèi)R=0,也不會(huì)產(chǎn)生裂痕(如下圖),但一般材料材質(zhì)證明或特性表所顯示的都是90度折彎的數(shù)據(jù),很少會(huì)顯示180度的折彎數(shù)據(jù)。當(dāng)然,我們是希望R/T比越小越好,這對(duì)產(chǎn)品的微型化還是個(gè)好處
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