CN109038006A - 纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用，涉及电气技术领域。该应用是将纳米高效导电脂均匀涂敷在电气连接器或电接点的电接触表面，通过纳米高效导电脂与接触表面之间特定的相互作用，可实现降低电气连接电接触阻抗的目的。试验表明，纳米高效导电脂能够使接触阻抗降低10‑35％，故纳米高效导电脂在降低共工频、高频交流电领域具有良好的应用，同时为高电压、大电流电气连接器或电接点的预防发热问题和降低功耗问题，提供了全新的解决办法。

Description

纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用

技术领域

本发明涉及电气技术领域，具体而言，涉及一种纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用。

背景技术

在电气连接导体接触面和触头接触面，不管加工如何光洁，从细微结构来看，都是凹凸不平的，实际有效接触面只占整个接触面的一小部分，各种金属接触面在空气中还会生成一层氧化层，使有效接触面积更小，这就导致电气连接处接触电阻较大。

目前，对于降低电气连接处的接触电阻的方法研究较多，主要分为以下几类方法：

(1)在电气接头上涂敷通用导电膏(电力复合脂)，以降低接触电阻；

(2)在铜触头上镀银或锡等抗氧化性较强的金属，以降低接触电阻；

(3)适度加大接触压力，使接触斑点数量及面积增加并产生塑性变形，从而使接触电阻降低；

(4)设计不同的接触形式(如点接触、线接触和面接触)，以取得不同接触形式下较低的接触电阻；

(5)设计适当的接触面的表面光洁度，以取得较低的接触电阻。

但是上述方法分别存在着不同的问题，比如方法(1)中的导电膏涂敷后成为电接触面上的附着物，容易因挤压或摩擦而流失致使其效果变差，并且导电膏涂敷的合理厚度也不易掌握和控制；方法(2)工艺复杂，造价昂贵；方法(3)较难掌握合适的接触压力，易使电接触面变形；方法(4)对设计要求高，制造精度要求高且工艺复杂；方法(5)对制造触点的材料及表面一致性要求高。而且，上述方法皆是在降低接触表面的接触电阻。而在交流领域电领域，电气连接处除了产生接触电阻，还产生接触容抗和接触感抗，接触电阻、接触容抗和接触感抗共同构成接触阻抗。而对于如何降低工频、高频交流领域的电气连接中产生的接触容抗和接触感抗并未见过相关报道。

有鉴于此，特提出本发明以解决上述技术问题中的至少一个。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用，即纳米高效导电脂能够有效降低电气连接电接触阻抗，在降低共工频、高频交流电领域具有良好的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

本发明提供一种纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，将所述纳米高效导电脂用于降低工频、高频交流电领域的电气连接电接触阻抗；

其中，所述阻抗包括接触电阻、接触容抗和接触感抗。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，所述纳米高效导电脂包括RG-53E纳米高效导电脂、GT-A型纳米导电精、GT-B型纳米导电精GT-C型纳米导电精、GT-D型纳米导电精或LAWAS 822GREASE高效导电膏中的任意一种。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，将纳米高效导电脂涂敷于电气连接器或电接点的电接触表面；

进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，纳米高效导电脂涂覆于接触表面的厚度为1.5-4.0μm，优选为1.8-3.5μm，进一步优选为2.0-3.0μm。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，在将纳米高效导电脂涂敷于电气连接器或电接点的接触表面之前，还包括将电气连接器或电接点进行清洗和干燥的步骤。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，采用清洗剂对电气连接器或电接点进行清洗；

优选地，所述清洗剂包括CRC2125高闪点精密电器清洁剂和/或CO43精密电子设备清洁剂。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，将清洗后的电气连接器或电接点进行烘干或自然晾干。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，将电气连接器或电接点进行清洗和干燥，将纳米高效导电脂涂敷于电气连接器或电接点的电接触表面；

其中，纳米高效导电脂涂覆于电接触表面的厚度为1.5-4.0μm，纳米高效导电脂包括RG-53E纳米高效导电脂、GT-A型纳米导电精、GT-B型纳米导电精GT-C型纳米导电精、GT-D型纳米导电精或LAWAS 822GREASE高效导电膏中的任意一种。

进一步的，在本发明上述技术方案的基础之上，纳米高效导电脂能够使接触阻抗降低10-35％。

与现有技术相比，本发明提供的纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用具有以下有益效果：

本发明提供了一种纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用，现有技术中常见的导电膏仅能降低电气连接电接触电阻，而该纳米高效导电脂与普通导电膏不同，纳米高效导电脂不仅能降低电气连接电接触电阻，还能降低接触容抗和接触感抗，即纳米高效导电脂能够有效降低电气连接电接触阻抗。经试验表明，纳米高效导电脂能够使接触阻抗降低10-35％，故纳米高效导电脂在降低共工频、高频交流电领域具有良好的应用，同时对高电压、大电流电气连接器或电接点的预防发热问题和降低功耗问题，提供了全新的解决办法。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

现有技术中，常用的导电膏又叫电力复合脂，是一种电工材料，可用于电力接头的接触面，可有效降低接触电阻以及电气接头发热、抗氧化、防腐蚀，从而使得电器使用寿命延长。而在交流电领域，电气连接处除了产生接触电阻，还产生接触容抗和接触感抗，接触电阻、接触容抗和接触感抗共同构成接触阻抗。换而言之，接触阻抗包括接触电阻，但不等同于接触电阻。一般而言，现有技术中常规的导电膏主要用于降低接触电阻，但对于如何降低工频、高频交流领域的电气连接中产生的接触容抗和接触感抗并未见相关报道。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用。

纳米高效导电脂是具有特殊分子结构的纳米有机导电新材料，为半固体脂状，比重为0.90-0.96左右，对人体和环境不产生危害，不分解不挥发，有很强的憎水性，可耐-50℃～300℃温度范围，不流失不变干，物理化学性能十分稳定。且其具有极低的接触电阻(仅数微欧)，可承受高电压和大电流。纳米高效导电脂与导电膏相同之处在于均可以降低电气连接电接触电阻，而不同之处在于纳米高效导电脂对于电气连接中产生的接触容抗和接触感抗还有明显降低作用。

纳米高效导电脂是经专门设计合成具有丰富电子云的特殊分子结构的有机导电材料，将其均匀地涂敷于电气连接的接触表面时，纳米高效导电脂的分子端基由于较强的“离域”作用便可立即与金属元素形成化学键的最高结合力，此结合场也一定程度上弥补了电接触介面的凸峰间隙缺陷，加之此时介面的隧道导电效应便形成了近似于导电晶格间电子的顺利移动效果，从而大幅度地降低“接触阻抗”，提高导电性并保持长期稳定。

由于纳米高效导电脂与接触表面形成化学键，两者之间的结合力较高，形成固化于电接触表面极薄(数微米)的隧道导电层，同时它有着极强的附着力，改善了传统导电膏易流失和涂敷厚度不易掌握与控制的缺陷。另外，纳米高效导电脂还能抵御湿热、盐雾、工业大气、手汗、霉菌等对金属接触表面的侵蚀，有较好的抗氧化作用。

作为本发明的一种优选方式，将所述纳米高效导电脂用于降低工频、高频交流电领域的电气连接电接触阻抗；

其中，所述阻抗包括接触电阻、接触容抗和接触感抗。

纳米高效导电脂不仅可用于直流电领域，还可以用于工频、高频交流电领域，且随着电流频率的增高，纳米高效导电脂降低电气连接电接触阻抗的效果更为显著。

纳米高效导电脂的种类不作特殊限定。作为本发明的一种优选方式，所述纳米高效导电脂包括RG-53E纳米高效导电脂、GT-A型纳米导电精、GT-B型纳米导电精、GT-C型纳米导电精、GT-D型纳米导电精或LAWAS822GREASE高效导电膏中的任意一种。

作为本发明的一种优选方式，将纳米高效导电脂涂敷于电气连接器或电接点的电接触表面。

传统的导电膏一般要需要数十微米左右的厚度，涂覆时厚度不易掌握与控制。且导电膏低温下容易结固，高温熔化。另外，传统的导电膏与接触表面形成范德华力，结合力较弱，故在接触表面滑动接触过程中，导电膏很容易被摩擦掉，从而影响其功效的发挥，甚至失效。

而纳米高效导电脂可与接触金属表面形成化学键结合，故与接触表面有着极强的附着力，在接触表面滑动接触过程中也不容易摩擦去。且纳米高效导电脂涂敷于电气连接器或电接点的接触表面仅需薄薄一层(数微米)，且涂覆厚度容易掌握与控制。同时，由于纳米高效导电脂本身的特性，使得其在低温下不容易结固，高温不容易熔化，能够持久的作用于接触表面。

纳米高效导电脂涂敷于电气连接器或电接点的接触表面仅需薄薄一层即可。作为本发明的一种优选方式，纳米高效导电脂涂覆于接触表面的厚度为1.5-4.0μm，优选为1.8-3.5μm，进一步优选为2.0-3.0μm。

纳米高效导电脂涂覆于接触表面典型但非限制性的厚度为1.5μm、1.8μm、2.0μm、2.2μm、2.5μm、2.6μm、2.8μm、3.0μm、3.2μm、3.5μm、3.8μm或4.0μm。

作为本发明的一种优选实施方式，在将纳米高效导电脂涂敷于电气连接器或电接点的接触表面之前，还包括将电气连接器或电接点进行清洗和干燥的步骤。

由于电气连接器或电接点的接触表面可能会存在灰尘、油污等影响纳米高效导电脂与接触表面的充分接触，故在涂覆之前，应对接触表面进行清洗和干燥，确保电气连接器或电接点表面的洁净度，为下一步纳米高效导电脂的涂敷打下良好基础，从而保证纳米高效导电脂与接触表面的充分接触。

作为本发明的一种优选实施方式，采用清洗剂对电气连接器或电接点进行清洗。

清洗剂可采用常规电子清洗剂，只要清洗剂能使得接触表面处于洁净状态即可。清洗剂可选自CRC2125高闪点精密电器清洁剂、CO43精密电子设备清洁剂。

作为本发明的一种优选实施方式，将清洗后的电气连接器或电接点进行烘干或自然晾干。保持清洁后接触表面的干燥，有助于后续纳米高效导电脂与接触表面的充分接触。

作为本发明的一种优选实施方式，纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用，将电气连接器或电接点进行清洗和干燥，将纳米高效导电脂涂敷于电气连接器或电接点的电接触表面；

其中，纳米高效导电脂涂覆于电接触表面的厚度为1.5-4.0μm，纳米高效导电脂包括RG-53E纳米高效导电脂、GT-A型纳米导电精、GT-B型纳米导电精、GT-C型纳米导电精、GT-D型纳米导电精或LAWAS 822GREASE高效导电膏中的任意一种。

作为本发明的一种优选实施方式，纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用。

采用该方法能够使接触阻抗降低10％、12％、15％、18％、20％、22％、25％、30％或35％。

作为本发明的一种优选实施方式，该纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用，包括以下步骤：

(a)对指定电气连接器或电接点采用清洗剂进行清洗，使其处于洁净状态；

将清洗后的部位或工件进行烘干或自然晾干。

(b)将纳米高效导电脂按使用要求直接均匀涂敷在电气连接器或电接点的接触表面，擦去多余的纳米高效导电脂；

其中，纳米高效导电脂的厚度为2.0-3.0μm。

为了检测电气连接电接触阻抗的降低程度，在步骤(a)之前可对加载指定交流电源和连接非线性负载的电气连接器或电接点回路，采用交流阻抗测试仪测得该回路中所有电接点的回路阻抗值，也即接触阻抗(实际上其中包含的电接点的接触电阻占比极小)；且在步骤(b)之后，将电气连接器或电接点装配复原，对上述电气连接器或电接点回路进行与步骤(a)之前同样条件下的接触阻抗的测定。将二者的测定结果进行比对便可测出电接触阻抗的下降程度。

通过对该方法各步骤的进一步限定，使得降低电气连接电接触阻抗的效果更为显著。

下面结合具体实施例和对比例，对本发明作进一步说明。

实施例1

本实施例提供的一种降低电气连接电接触阻抗的方法，包括如下步骤：

(a)将电气连接器或电接点的接触表面采用清洗剂进行清洗，使接触表面处于洁净状态；

将清洗后的接触表面进行烘干或自然晾干。

(b)将纳米高效导电脂按使用要求直接均匀涂敷在电气连接器或电接点的接触表面，擦去多余的纳米高效导电脂；

其中，纳米高效导电脂的厚度为1.5μm，纳米高效导电脂为牌号为RG-53E的纳米高效导电脂。

实施例2

本实施例提供的一种降低电气连接电接触阻抗的方法，除了纳米高效导电脂的厚度为2.0μm外，其余步骤与实施例1相同。

实施例3

本实施例提供的一种降低电气连接电接触阻抗的方法，除了纳米高效导电脂的厚度为3.0μm外，其余步骤与实施例1相同。

实施例4

本实施例提供的一种降低电气连接电接触阻抗的方法，除了纳米高效导电脂的厚度为0.5μm外，其余步骤与实施例1相同。

实施例5

本实施例提供的一种降低电气连接电接触阻抗的方法，除了纳米高效导电脂的厚度为4.0μm外，其余步骤与实施例1相同。

实施例6

本实施例提供的一种降低电气连接电接触阻抗的方法，除了纳米高效导电脂的牌号为GT-A型纳米导电精，其余步骤与实施例1相同。

实施例7

本实施例提供的一种降低电气连接电接触阻抗的方法，除了纳米高效导电脂为LAWAS 822GREASE高效导电膏，其余步骤与实施例1相同。

对比例1

本对比例提供的一种降低电气连接电接触阻抗的方法，除了将纳米高效导电脂替换为导电膏，其余步骤与实施例1相同。

对比例2

本对比例提供的一种降低电气连接电接触阻抗的方法，除了将纳米高效导电脂替换为导电膏，且导电膏涂覆厚度为20μm外，其余步骤与实施例1相同。

为进一步验证上述实施例和对比例的效果，特设以下实验例。

实验例1

分别采用实施例1-7和对比例1和2的提供的方法对新空调室外机KFR-50W/(505891)NhF01-3的压缩机接头、电源线接头进行处理，并用交流阻抗测试仪按相关电气测量规范测定测量在处理前以及处理后的接触阻抗，具体结果如下表1所示。其中，平均降幅(％)＝(处理前接触阻抗-处理后接触阻抗)/处理前接触阻抗×100％。

表1各实施例和对比例对于接触阻抗的降低情况

组别	处理前接触阻抗Ω	处理后接触阻抗Ω	平均降幅(％)
				实施例1	197	134	32.00
实施例2	186	125	32.80
				实施例3	182	123	32.42
实施例4	185	152	17.84
				实施例5	187	127	31.35
实施例6	193	146	24.35
				实施例7	196	166	15.31
对比例1	182	179	1.65
				对比例2	191	188	1.57

从表1中可以看出，本发明实施例1-7提供的降低电气连接电接触阻抗的方法要明显优于对比例1-2提供的方法。

实施例2-5均为实施例1的对照实验，五者不同之处在于纳米高效导电脂涂敷于接触表面的厚度不同。由表1中数据可以看出，当纳米高效导电脂涂敷于接触表面的厚度为2.0-4.0μm时，能够有效降低电气连接电接触阻抗。

实施例6和实施例7为实施例1的对照实验，三者不同之处在于纳米高效导电脂的种类不同。可见，不同种类的纳米高效导电脂，对于降低电气连接电接触阻抗均有一定的功效。

对比例1和2均为实施例1的对比实验，对比例1和2提供的方法中是采用传统导电膏，而实施例1是采用纳米高效导电脂。由表1中数据可以看出，传统导电膏对于接触阻抗的降低无明显作用，而纳米高效导电脂对于降低电接触阻抗则有明显的功效。

综上所述，本发明提供的纳米高效导电脂能够使接触阻抗降低10-35％，故纳米高效导电脂在降低共工频、高频交流电领域具有良好的应用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.纳米高效导电脂在降低电气连接电接触阻抗中的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将所述纳米高效导电脂用于降低工频、高频交流电领域的电气连接电接触阻抗；

其中，所述阻抗包括接触电阻、接触容抗和接触感抗。

3.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述纳米高效导电脂包括RG-53E纳米高效导电脂、GT-A型纳米导电精、GT-B型纳米导电精GT-C型纳米导电精、GT-D型纳米导电精或LAWAS 822GREASE高效导电膏中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将纳米高效导电脂涂敷于电气连接器或电接点的电接触表面。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，纳米高效导电脂涂覆于电接触表面的厚度为1.5-4.0μm，优选为1.8-3.5μm，进一步优选为2.0-3.0μm。

6.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，在将纳米高效导电脂涂敷于电气连接器或电接点的电接触表面之前，还包括将电气连接器或电接点进行清洗和干燥的步骤。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，采用清洗剂对电气连接器或电接点进行清洗；

优选地，所述清洗剂包括CRC2125高闪点精密电器清洁剂和/或CO43精密电子设备清洁剂。

8.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，将清洗后的电气连接器或电接点进行烘干或自然晾干。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的应用，其特征在于，将电气连接器或电接点进行清洗和干燥，将纳米高效导电脂涂敷于电气连接器或电接点的电接触表面；

其中，纳米高效导电脂涂覆于电接触表面的厚度为1.5-4.0μm，纳米高效导电脂包括RG-53E纳米高效导电脂、GT-A型纳米导电精、GT-B型纳米导电精GT-C型纳米导电精、GT-D型纳米导电精或LAWAS 822GREASE高效导电膏中的任意一种。

10.根据权利要求1-8任意一项所述的应用，其特征在于，纳米高效导电脂能够使接触阻抗降低10-35％。