Cappucci interni ed esterni dei fusibili in rame e ottone: proprietà dei materiali, tendenze del settore e innovazione tecnologica

 

Essendo il componente principale della protezione del circuito, la scelta dei materiali dei cappucci interni ed esterni dei fusibili influisce direttamente sull'affidabilità e sulla durata del prodotto. Il cappuccio in rame (rame puro) e il cappuccio interno in ottone (lega di rame-zinco) sono gli attuali materiali principali per i cappucci interni ed esterni e esistono differenze significative tra i due in termini di conduttività, resistenza meccanica, resistenza alla corrosione e costi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vantaggi del rame:
Il rame ha un'eccellente conduttività elettrica (conduttività elettrica di circa 58 MS/m) e conduttività termica (coefficiente di conduttività termica di 386,4 W/m·K) ed è un buon conduttore secondo solo all'argento. Le sue caratteristiche di elevata purezza (contenuto di rame maggiore o uguale al 99,9%) lo rendono performante nei circuiti ad alta-frequenza, ha una buona duttilità ed è facile da perforare a freddo-e allungare. Ad esempio, nei fusibili ad alta-tensione per i veicoli a nuova energia, i contatti in rame possono ridurre efficacemente l'aumento di temperatura e migliorare la sicurezza. Inoltre, Copper Stop End ha una forte resistenza alla corrosione, soprattutto in ambienti asciutti, e non è facile da ossidare, rendendolo adatto per apparecchiature elettroniche di precisione.

 

Caratteristiche dell'ottone:
L'ottone è composto da rame e zinco (il contenuto di zinco è solitamente del 30%-40%) e la sua resistenza meccanica (resistenza alla trazione di circa 300 MPa) e durezza (durezza Brinell di circa 80 HB) sono significativamente più elevate del rame e il suo costo è inferiore del 15%-20%. Ad esempio, nei fusibili nel campo del controllo industriale, ilcappuccio esterno in ottonepossono sopportare maggiori sollecitazioni meccaniche ed evitare allentamenti dovuti alle vibrazioni. Inoltre, l'ottone ha una migliore resistenza alla corrosione negli ambienti contenenti zolfo-e viene spesso utilizzato in scenari all'aperto o con elevata-umidità.

 

Carenze prestazionali:
Il rame ha una bassa durezza (circa 35 HB), è soggetto a usura dopo un uso prolungato-a lungo termine, ha un punto di fusione elevato (1083 gradi) e requisiti rigorosi per il processo di saldatura. La conduttività del cappuccio terminale del tubo in ottone è solo 1/5 di quella del rame (circa 11 MS/m), il che può causare problemi di riscaldamento in scenari di corrente elevata. Inoltre, quando il contenuto di zinco dell'ottone supera il 39%, è soggetto a "cracking stagionale", che deve essere migliorato mediante trattamento termico o aggiunta di oligoelementi in lega (come stagno e alluminio).

 

 

 

Le normative sulla tutela dell’ambiente promuovono l’innovazione dei materiali:
Con l'implementazione della Direttiva RoHS dell'UE e delle "Misure di gestione per la restrizione dell'uso di sostanze pericolose nei prodotti elettrici ed elettronici" della Cina, l'industria dei fusibili ha accelerato l'eliminazione dei materiali contenenti piombo-. Ad esempio, i cappucci terminali in ottone senza piombo- (come i materiali alternativi CuZn39Pb3) e la placcatura in nichel-stagno stanno diventando sempre più popolari, mentre l'applicazione di gusci in plastica a base biologica- (contenenti il ​​30% di fibre vegetali) può raggiungere il 90% di riciclo dei componenti. Inoltre, l’elevato tasso di riciclo del Copper End Cap (circa il 95%) lo rende più vantaggioso nell’economia circolare.

 

Domanda intelligente e miniaturizzata:
Il rapido sviluppo di nuovi veicoli energetici, di stoccaggio dell’energia fotovoltaica e di altri campi ha presentato requisiti più elevati per i fusibili. Ad esempio, i fusibili intelligenti integrano sensori di temperatura e moduli di comunicazione, che possono trasmettere dati attuali-in tempo reale tramite Bluetooth per ottenere una manutenzione predittiva. In termini di selezione dei materiali, il cappuccio del tubo in rame è la prima scelta per la trasmissione del segnale ad alta-frequenza grazie alla sua elevata conduttività, mentre l'ottone migliora l'affidabilità del contatto attraverso processi di doratura superficiale (come nichelatura chimica + oro per immersione).

 

Esplorazione di materiali emergenti:
Il settore sta sviluppando materiali compositi ad alte-prestazioni per sostituire i tradizionali materiali in rame. Inoltre, il composito di rame-grafene fuso può aumentare l'efficienza di rottura del 50%, mentre il tempo di risposta dei fusibili in metallo liquido (come la lega a base di gallio-) è ridotto a microsecondi.