KR20220123737A - 웨트 전기 커넥터용 단일 자체-절연 컨택트 - Google Patents
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Abstract
전기 커넥터는 전기 절연 본체 및 난-패시베이팅 컨택트로보다 높은 전압으로 유지되는 셀프-패시베이팅 컨택트를 포함한다. 셀프-패시베이팅 컨택트는 물 또는 다른 공격적인 환경에 노출될 때 전기 절연 패시베이션층을 형성하는 제 1 전기 전도성 재료를 포함한다. 난-패시베이팅 컨택트는 물 또는 다른 공격적인 환경에 노출될 때 반응하지 않는 제 2 전기 전도성 재료를 포함한다. 셀프-패시베이팅 컨택트 상의 패시베이션층은 물 또는 다른 공격적인 환경을 통해 셀프-패시베이팅 컨택트와 난-패시베이팅 컨택트 사이에서 전류가 흐르는 것을 방지한다.
Description
본 발명은 불리한 환경들에서의 전기 커넥터들에 관한 것이다.
가혹한 환경들에서 사용하기 위한 전기 커넥터들은 전형적으로 환경이 컨택트 재료를 열화시키거나 접속된 전자장치들을 단락시키는 것을 방지하기 위해 전기 컨택트들로부터 환경을 배제하도록 설계된다. 가혹한 환경은 전기 컨택트를 부식시키거나 그렇지 않으면 전기 컨택트와 반응하여 전기 컨택트를 열화시킬 수 있다. 일례에 있어서, 전기 커넥터는 전기 컨택트들로부터 환경을 배제하기 위해 가스켓들, 실들(seals), 및/또는 오일 충전 블래더들(oil filled bladders)의 세트를 사용할 수 있다. 의도된 전기 접속 외부에 전도 경로를 제공하는 습한 환경들에 대해 추가의 예방조치들이 취해질 수 있다. 외부 전도 경로는 전기 컨택트의 추가적인 부식 방법을 제공하여, 전기 접속을 더욱 열화시킬 수 있다.
종래의 커넥터들의 일례에서, 컨택트 재료는 예상 환경과 반응하지 않거나, 예측 가능하고 관리 가능한 방식으로 예상 환경과 반응하는 비교적 특이한 재료로 형성될 수 있다. 그러나, 특이한 재료들 및/또는 복잡한 밀봉 시스템들을 갖는 커넥터들은 제조 및/또는 서비스에 추가의 비용들을 초래할 수 있다. 또한, 일부 특이한 재료들은 전기 커넥터의 제조 및/또는 사용과 관련된 추가의 문제들을 일으킬 수 있는, 취성과 같은 원치 않는 특성들을 가질 수 있다.
본원에 제시된 기술들은 전기 절연 본체, 및 난-패시베이팅 컨택트보다 높은 전압으로 유지되는 셀프-패시베이팅 컨택트를 포함하는 전기 커넥터를 제공한다. 셀프-패시베이팅 컨택트는 물에 노출될 때 전기 절연 패시베이션층을 형성하는 제 1 전기 전도성 재료를 포함한다. 난-패시베이팅 컨택트는 물에 노출될 때 패시베이션층을 형성하거나 형성하지 않는 제 2 전기 전도성 재료를 포함한다.
도 1은 일례에 따른 전기 커넥터의 단순화된 도면.
도 2는 수환경에 노출되었을 때의 일례에 따른 전기 커넥터를 도시한 도면.
도 3은 수환경에 노출되었을 때 메이팅 전기 커넥터들의 일례의 단순화된 도면.
도 4는 해수 전기 리턴을 사용하는 전기 커넥터의 일례의 단순화된 도면.
도 5는 일례에 따른 전기 커넥터를 생산하기 위한 제조 프로세스의 예의 플로차트.
도 2는 수환경에 노출되었을 때의 일례에 따른 전기 커넥터를 도시한 도면.
도 3은 수환경에 노출되었을 때 메이팅 전기 커넥터들의 일례의 단순화된 도면.
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도 5는 일례에 따른 전기 커넥터를 생산하기 위한 제조 프로세스의 예의 플로차트.
수중 환경과 같은 불리한 환경들에서 전기 커넥터들을 위한 컨택트들에서의 셀프-패시베이팅 재료의 사용은 전기 커넥터의 컨택트들 사이에서 인가된 전압에 의해 생기는 부식으로부터 보호하기 위한 중요한 툴을 제공한다. 본원에 기재된 것과 같이, 컨택트들은 예컨대, 다른 전기 커넥터에서 또 다른 컨택트들과 전기 접속들을 이루기 위해 형성되는 전기 전도 재료들이다. 더욱 구체적으로, 양극 컨택트, 또는 애노드는 동일한 환경에서, 음극 컨택트 또는 캐소드보다 높은 전위로 유지되는 컨택트를 기술하기 위해 사용된다. 높은 전위로 애노드를 유지하는 것은 환경에 의해 산화될 애노드의 재료, 및 환경에 의해 환원될 캐소드의 재료를 바이어스한다. 셀프-패시베이팅 재료들은 전형적으로 재료의 표면에 얇은 패시베이션층을 형성함으로써 불리한 환경과 반응한다. 일례에 있어서, 셀프-패시베이팅 재료는 패시베이션층을 형성하기 위해 불리한 환경에서 액체 또는 증기의 물과 반응할 수 있다. 패시베이션층은 전형적으로 환경과 반응하지 않고 환경과의 추가 반응들로부터 재료의 대부분을 보호한다. 다른 예에 있어서, 셀프-패시베이팅 재료는 전기 전도성일 수 있고, 반면 패시베이션층은 불리한 환경으로의 셀프-패시베이팅 재료를 통한 전기 전도를 방지하기 위해 전기 절연성일 수 있다.
물에서 셀프-패시베이팅하는 재료들의 일부 예들은 니오븀, 탄탈륨, 티타늄, 지르코늄, 몰리브덴, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 하프늄, 텅스텐, 레늄, 오스뮴 및 이리듐을 포함한다. 이들 재료들의 각각은 수환경에 노출될 때 전기 절연 패시베이션층을 형성하기 위해 물과 반응한다. 패시베이션층은 셀프-패시베이팅 재료가 불리한 환경과 반응함으로써 형성하는 산화물, 수산화물, 또는 다른 화합물들일 수 있다. 셀프-패시베이팅 재료들는 또한 전형적으로 전기 컨택트들에 대해 사용되는 구리와 같은 다른 재료들보다 더 고가일 수 있다.
전기 커넥터의 양극(즉, 양의) 컨택트는 인가된 전압에 의해 만들어지는 부식을 방지하기 위해 셀프-패시베이팅 재료로 형성될 수 있지만, 음극(즉, 음의) 컨택트는 동일한 셀프-패시베이팅 재료로 반드시 만들어 질 필요는 없다. 전기적으로 만들어지는 부식이 애노드에서 일어나므로, 캐소드는 예상 수명에 걸쳐 적절히 수행하도록 의도된 사용 환경에서 충분한 내식성을 갖는 임의의 적절한 재료로 만들어질 수 있다. 예를 들어, 캐소드는 구리, 은, 금, 백금, 알루미늄 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다. 대안으로, 캐소드는 그라파이트와 같은 비금속 전도체로 만들어 질 수 있다. 캐소드에 대한 더 많은 재료 선택 옵션들을 허용하는 것은 비용을 감소시키고 설계 유연성을 개선시킬 수 있다.
전기 컨택트들에 사용되는 일부 셀프-패시베이팅 금속들은 전기 컨택트들에 일반적으로 사용되는 전통적인 금속들보다 훨씬 더 고가이다. 예를 들어, 니오븀은 전기 컨택트들에서 컨택트들에 일반적으로 사용되는 구리-베릴륨(예컨대, UNS(Unified Numbering 시스템) C17200)과 같은 구리 합금보다 대략 10배 고가이다. 캐소드에 대한 구리 합금의 사용은 전기 커넥터에서 원재료들의 비용을 상당히 감소시킬 수 있다. 또한, 니오븀은 기계가공하기에 부드럽고 점착성이 있고, 반면 구리 합금들은 기계가공하기에 더 용이한 더 단단한 재료들일 수 있어, 제조 비용들을 낮출 수 있다. 게다가, 일부 셀프-패시베이팅 재료들은 전통적인 전기 컨택트 재료들보다 더 낮은 전기 전도성을 가질 수 있다. 구리 합금과 같은 전통적인 전기 컨택트 재료로 캐소드를 형성하는 것은 컨택트가 니오븀과 같은 셀프-패시베이팅 재료로 만들어진 경우보다 더 작은 컨택트의 사용을 허용할 수 있어, 전체 전기 커넥터의 비용을 더 감소시킬 수 있다.
도 1을 참조하여, 전기 커넥터(110)의 예가 도시된다. 전기 커넥터(110)는 전기 컨택트들에 대한 구조 및 분리를 제공하기 위한 커넥터 본체(120)를 포함한다. 커넥터 본체(120)는 예컨대, 플라스틱 또는 고무와 같은 전기 절연 재료로 만들어질 수 있다. 전기 커넥터(110)는 또한 셀프-패시베이팅 재료(132)로 형성되는 애노드(130)를 포함한다. 애노드(130)는 상이한 재료(134)로 만들어지는 선택적 내측 컨택트 위에 도금되는 셀프-패시베이팅 재료(132)로 형성될 수 있다. 전기 커넥터(110)는 난-패시베이팅 재료(142)로 형성되는 캐소드(140)를 포함한다. 캐소드는 상이한 재료(144)로 형성되는 선택적 내측 컨택트 위에 도금된 난-패시베이팅 재료(142)로 형성될 수 있다. 애노드(130) 및/또는 캐소드(140)가 형성될 수 있는 방법의 예들은 2019년 6월 7일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 제16/434,283호에 도시되고 및/또는 기재되어 있고, 그것의 개시내용은 참조로 본원에 포함된다.
전원(150)은 전압을 전기 커넥터(110)의 컨택트들(130, 140)에 인가하고, 전기 커넥터(110)를 통해 접속되는 부하에 전력을 공급할 수 있다. 전원(150)은 애노드(130)에 접속된 양의 단자(160) 및 캐소드(140)에 접속된 음의 단자(170)를 포함한다. 일례에 있어서, 전원(150)은 양의 단자(160)와 음의 단자(170)간의 정적 전압차를 제공한다. 대안으로, 양의 단자(160)와 음의 단자(170)간의 전압차는 예를 들어 정보를 전기 커넥터(110)를 통해 이송하기 위해 시간에 따라 변할 수 있다. 본원에 기재된 컨택트들에 사용하기 적합한 다른 전원들의 예들은 2018년 11월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 번호 제16/200,147호에 도시 및/또는 기재되어 있고, 그것의 개시내용은 참조로 본원에 포함된다.
전기 커넥터(110)는 2소켓 전기 커넥터(예컨대, 도 3을 참조하여 이하에 기재되는 것과 같이)와 메이팅하도록 구성된 2핀 전기 커넥터로서 도 1에 도시되지만, 전기 커넥터들의 다른 구성들이 또한 본원에 기재된 기술들과 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 전기 커넥터는 2개초과 핀들을 가질 수 있다. 또한, 전기 커넥터는 블레이드들, 플레이트들, 블록들, 포스트들, 횡대들(rungs), 스페이드들, 클립들, 슬롯들, 동축 접속들, 또는 상기한 것들의 조합과 같은 다양한 형상들의 컨택트들을 포함할 수 있다. 게다가, 전기 커넥터는 동일한 커넥터에 돌출 컨택트들(예컨대, 핀들, 블레이드들 등) 및 수용 컨택트들(예컨대, 슬롯들, 리셉터클들 등) 둘다를 포함할 수 있다. 일반적으로, 본원에 기재된 기술들은 핀들, 구멍들, 플레이트들, 슬롯들, 돌출부들, 또는 리셉터클들의 임의의 조합으로 컨택트들을 갖는 전기 커넥터에 적용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 전기 커넥터(110)가 불리한 환경(210)에 도시된다. 일례에 있어서, 불리한 환경(210)은 전기를 전도하는 물 또는 전해질 용액에 완전히 잠길 수 있다. 대안으로, 불리한 환경(210)은 물 수증기 및/또는 액체 물에 대한 주기적 노출을 포함할 수 있다. 예를 들어, 해양 환경에서, 전기 커넥터(110)는 완전히 잠기거나 또는 해수의 스플래싱(splashing) 및 분무를 통해 해수에 노출될 수 있다.
전기 커넥터(110)가 위에 기재한 것과 같이 전원(예컨대, 전원(150))에 접속되고 불리한 환경(210)에 노출될 때, 적어도 셀프-패시베이팅 재료(132)의 외부 클래딩을 포함하는 애노드(130)는 환경(210)과 반응하여 패시베이션층(220)을 형성한다. 난-패시베이팅 재료(142)로 형성되는 캐소드(140)는 환경(210)과 반응하지 않는다. 패시베이션층(220)은 전기적으로 절연성이고 전원(150)에 의해 인가된 전압이 환경(210)을 통해 전류를 흐르게 하는 것을 방지한다. 일례에 있어서, 패시베이션층(220)은 산화물 또는 셀프-패시베이팅 재료(132)로 형성된 다른 화합물일 수 있다. 예를 들어, 셀프-패시베이팅 금속(132)은 니오븀 금속일 수 있고 패시베이션층(220)은 Nb2O5와 같은 니오븀의 산화물일 수 있다.
도 3을 참조하면, 불리한 환경에서 2개의 메이팅 전기 커넥터들간에 전기 접속을 만드는 예가 도시된다. 전기 커넥터(110)에 접속하기 위하여, 도 1 및 도 2에 대하여 기재된 것과 같이, 상보형 전기 커넥터(310)가 제공된다. 전기 커넥터(310)는 전기 커넥터(110)의 커넥터 본체(120)에 끼워지도록 구성된 커넥터 본체(320)를 포함한다. 전기 커넥터(310)는 또한 불리한 환경(210)에서 패시베이션층(334)을 형성하는 셀프-패시베이팅 재료(332)로 형성되는 양의 전극(330)을 포함한다. 양의 전극(330)은 전기 커텍터(110)의 포지티브 애노드(130)와 매칭하도록 구성된다. 제 2 커넥터(310)는 제 1 커넥터(110)와 동일 재료들로 형성될 수 있다. 더욱 구체적으로, 일례에 있어서, 셀프-패시베이팅 재료(332)는 상이한 금속들간에서 갈바닉 부식을 감소시키기 위해 셀프-패시베이티이 재료(132)와 동일한 재료일 수 있다. 상이한 금속들은 또한 슬라이딩 접촉시 유사한 금속들 사이에서 일어날 수 있는 마손 부식을 감소시키기 위해 셀프-패시베이팅 재료들(332, 132)에 사용될 수 있다.
전기 커넥터는 또한 난-패시베이팅 재료(342)로 형성된 음의 전극(340)을 포함한다. 음의 전극(340)은 전기 커넥터(110)의 네거티브 캐소드(140)와 매칭하도록 구성된다. 일례에 있어서, 난-패시베이팅 재료(342)는 상이한 금속들간에서 갈바닉 부식을 감소시키기 위해 난-패시베이팅 재료(142)와 동일한 재료이다. 상이한 금속들은 또한 슬라이딩 접촉시 유사한 금속들 사이에서 일어날 수 있는 마손부식을 감소시키기 위해 재료들(342, 142)에 사용될 수 있다. 도 1에 대해 기재된 포지티브 애노드(130) 및 네거티브 캐소드(140)와 유사하게, 양의 전극(330) 및/또는 음의 전극(340)은 셀프-패시베이팅 재료(332) 및 난-패시베이팅 재료(342)로 각각 도금되는 기본 구조로 형성될 수 있다.
전기 커넥터(310)가 부하(350)에 접속되고, 양의 전극(330)이 제 1 단자(352)에 접속되고 음의 전극(340)이 제 2 단자(354)에 접속되어 있는 것이 도시된다. 부하(350)는 전기 커넥터(310)를 통해 파워 및/또는 통신 신호들을 수신하도록 구성된 하나 이상의 전기 회로들을 포함할 수 있다.
일례에 있어서, 전기 커넥터(110)를 전기 커넥터(310)에 메이팅하는 동작은 전극들(130, 330)로부터 패시베이션층들(220, 334)을 각각 물리적으로 긁어, 전극들이 서로 양호한 전기 접촉이 되게 한다. 2개의 전기 커넥터들을 접속하는 공정 동안, 불리한 환경(210)은 각각의 전극들 사이 및 각각의 커넥터 본체들 사이의 수축 공간으로부터 배출 구멍들(도시하지 않음)을 통해 축출될 수 있다. 그러나, 커넥터 본체들 및/또는 전극들의 형성이 각각의 전극들 사이에서 충분한 전기 접촉을 허용하는 한 불리한 환경(210)을 배제할 필요는 없다.
도 4를 참조하면, 해수와 같은 전기 전도성 환경(210)에서 전기 커넥터를 사용하는 시스템의 특정 예가 도시된다. 이 예에서, UUV(Unmanned Underwater Vehicle)(410)는 수중 전원(425)으로부터 온보드 배터리(420)를 재충전하는 것이 묘사된다. 배터리(420)의 양의 단자는 UUV(410)로부터 연장하는 애노드(430)에 접속된다. 애노드(430)는 니오븀과 같은 셀프-패시베이팅 재료로 형성된다. 애노드(430)는 전도성 환경(210)으로 UUV(410)를 이동시킴으로써 양의 단자(435)를 캡쳐하도록 구성되는 형상으로 형성된다. 예를 들어, 애노드(430)는 양의 단자(435)를 걸치도록 구성된 2개의 연결된 갈래들(prongs)로서 형성될 수 있다.
배터리(420)의 음의 단자는 UUV(410)로부터 전기 전도성 환경(210)으로 연장하는 해수 접지 전극(440)에 접속된다. 전기 전도성 환경(210)은 전도성 환경(210)을 통해 해수 접지 전극(440)으로부터 전원(425)의 음의 단자에 접속된 상보형 해수 접지 전극(445)으로 전류가 전기 리턴(electrical return)으로서 흐르게 허용한다. 해수 접지 전극(440) 및 상보형 해수 접지 전극(445)은 그라파이트, 혼합 금속 산화물들, 또는 귀금속들과 같은 내부식성 재료로 만들어 질 수 있다.
도 4에 도시된 예에서, 셀프-패시베이팅 재료는 전원(425)에 대한 UUV(410)의 애노드 접속을 위해 사용되고, 해수 전기 리턴은 UUV(410)의 해수 접지 전극(440)을 통해 전도성 환경(210)을 통해 상보형 해수 접지 전극(445)까지 형성되고, 이후 전원(425)으로 되돌아가서 전기 회로를 완성한다. 이러한 구성은 UUV와 같은 해저 시스템을 충전하는 메커니즘으로서 작용하도록 해수에서, 니오븀과 같은 셀프-패시베이팅 재료의 단순 노출된 로드 또는 와이어를 허용한다. 접속은 또한 UUV와 전원 사이에서 데이터를 전달하기 위해 사용될 수 있다.
도 5를 참조하면, 플로차트는 본원에 기재된 기술들에 따라 전기 커넥터(예컨대, 전기 커넥터(110))를 제조하기 위한 예시적인 프로세스(500)를 예시한다. 510에서, 커넥터 본체는 전기 절연 재료로 형성된다. 일례에 있어서, 커넥터 본체는 적합한 몰드로의 플라스틱 사출에 의해 형성될 수 있다. 전기 절연 재료는 커넥터 본체가 불리한 환경에서 열화하지 않는 것을 보장하기 위해 예상 사용 환경에 따라 선택될 수 있다. 다른 예에 있어서, 커넥터 본체에는 전극들을 수용하기 위한 개구들이 형성될 수 있다.
520에서, 셀프-패시베이팅 양극 컨택트는 예상 사용 환경에 노출될 때 패시베이션층을 형성하는 전기 전도 재료로 형성된다. 일례에 있어서, 셀프-패시베이팅 재료는 물에 노출될 때 전기 절연 산화물 또는 다른 화합물을 형성하는 니오븀 또는 티타늄과 같은 전이 금속일 수 있다. 다른 예에 있어서, 셀프-패시베이팅 전기 전도성 재료는 더 저렴하거나 제조하기 용이할 수 있는 다른 전기 전도성 재료 위에 도금된다. 또 다른 예에서, 셀프-패시베이팅 양극 컨택트는 핀, 플레이트, 구멍, 슬롯, 돌출부 또는 리셉터클로서 형성될 수 있다.
530에서, 난-패시베이팅 음극 컨택트는 전기 커넥터가 사용될 것으로 예상되는 환경에서 반응하지 않는 전기 전도성 재료로 형성된다. 일례에 있어서, 난-패시베이팅 음극 컨택트의 전기 전도성 재료는 셀프-패시베이팅 양극 컨택트의 전기 전도성 재료보다 기계가공하기 단순하고 저렴한 구리 또는 구리 합금일 수 있다. 다른 예에 있어서, 난-패시베이팅 음극 컨택트는 핀, 플레이트, 구멍, 슬롯, 돌출부, 또는 리셉터클로서 형성될 수 있다.
일례에 있어서, 셀프-패시베이팅 애노드를 형성하기 위한 제조 기술은 예를 들어 상이한 재료들로 인해, 난-패시베이팅 캐소드를 형성하는 제조 기술과는 다를 수 있다. 예를 들어, 니오븀은 상대적으로 부드러워 기계가공에 어려움이 있지만 전기 방전 기계로 용이하게 절단될 수 있다. 또한, 니오븀은 화학적 에칭에 중요한 장애물들을 제공하지만, 구리는 용이하게 에칭되어 컨택트를 형성할 수 있다.
540에서, 셀프-패시베이팅 애노드 컨택트 및 난-패시베이팅 캐소드 컨택트가 커넥터 본체에 설치되어 전기 커넥터를 형성한다. 애노드/캐소드 컨택트들은 커넥터 본체와 분리되어 형성될 수 있고, 예컨대 본체에 프레스 피트(press fit)하여 커넥터 본체에 연결될 수 있다. 대안으로, 애노드/캐소드 컨택트들은 커넥터 본체 내에 형성될 수 있다.
요약하면, 본원에 기재된 기술들은 불리한, 예컨대 수중 환경에서 사용하기 위한 전기 커넥터가 애노드(양의) 컨택트만을 위한 셀프-패시베이팅 재료의 사용을 제공한다. 전기 커넥터의 2개의 컨택트들 중 하나가 셀프-패시베이팅 금속으로 만들고 다른 컨택트가 임의의 내부식성 전기 전도체로 만들어지면 코스트가 낮아지고 수중 전기 커넥터들을 위한 설계 공간이 생긴다.
기능들, 특징들, 및 그것의 관계들을 예시하는 기능적 빌딩 블록들의 도움으로 방법들 및 시스템들이 본원에 개시된다. 이들 기능적 빌딩 블록들의 경계들의 적어도 일부는 설명의 편의를 위해 본원에 임의로 정의되었다. 구체적 기능들 및 그것의 관계들이 적절히 수행되는 한 대안의 경계들이 정의될 수 있다. 여러 실시예들이 본원에 개시되지만, 이들은 예들로서 제공된 것임이 이해되어야 한다. 청구항들의 범위는 본원에 개시된 예시적인 실시예들 중 어느 하나에 의해 제한되지 않아야 한다.
위에 기재된 것은 예들이다. 물론 구성요소들 또는 방법론의 모든 생각할 수 있는 조합들을 기재하는 것은 가능하지 않지만, 통상의 기술자는 많은 추가의 조합들 및 치환들이 가능하다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 상기 개시내용은 첨부 청구항들을 포함하는, 이 출원의 범위내에 속하는, 모든 그와 같은 대안들, 수정들, 및 변경들을 포함하도록 의도된다. 본원에 사용된 것과 같이, 용어 "포함하다"는 포함하는 것을 의미하지만 그것에 한정되지 않고, 용어 "포함하는"은 포함하는 것을 의미하지만 그것에 한정되지 않는다. 용어 "기초한"은 적어도 부분적으로 기초하는 것을 의미한다. 또한, 상기 개시내용 또는 청구항들이 "단수("a" 및 "an"), "제 1", 또는 "다른" 요소, 또는 그것의 등가물을 기재하는 경우, 2초과의 그와 같은 요소들을 필요로 하거나 배제하지 않고, 그것은 하나의 그와 같은 요소를 하나 초과하여 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
Claims (20)
- 전원에 접속된 전기 커넥터에 있어서, 상기 전기 커넥터는:
전기 절연 본체;
물에 노출될 때 전기 절연 패시베이션층을 형성하는 제 1 전기 전도성 재료를 포함하는 셀프-패시베이팅 컨택트(self-passivating contact); 및
물에 노출될 때 반응하지 않는 제 2 전기 전도성 재료를 포함하는 난-패시베이팅 컨택트(non-passivating contact)를 포함하고,
상기 셀프-패시베이팅 컨택트는 상기 전원에 의해 상기 난-패시베이팅 컨택트보다 높은 전압으로 유지되는, 전기 커넥터. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 전기 전도성 재료는 전이 금속을 포함하고, 상기 전기 절연 패시베이션층은 상기 전이 금속으로 형성되는 산화물인, 전기 커넥터. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 전기 전도성 재료는 상기 셀프-패시베이팅 컨택트의 외부층인, 전기 커넥터. - 제 2 항에 있어서,
상기 전이 금속은 니오븀, 탄탈륨, 티타늄, 지르코늄, 몰리브덴, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 하프늄, 텅스텐, 레늄, 오스뮴, 및 이리듐을 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 전기 커넥터. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 전기 전도성 재료는 수성 환경에서 부식에 저항성이 있는, 전기 커넥터. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 전기 전도성 재료는 구리, 은, 금, 백금, 그라파이트, 또는 알루미늄을 포함하는, 전기 커넥터. - 제 1 항에 있어서,
상기 전기 절연 패시베이션층은 물에 노출될 때 전류가 상기 셀프-패시베이팅 컨택트로부터 상기 난-패시베이팅 컨택트로 흐르는 것을 방지하는, 전기 커넥터. - 시스템에 있어서,
제 1 전기 커넥터로서,
물에 노출될 때 전기 절연 패시베이션층을 형성하는 셀프-패시베이팅 전기 전도성 재료로 형성되는 제 1 셀프-패시베이팅 컨택트; 및
물에 노출될 때 반응하지 않는 난-패시베이팅, 전기 전도성 재료로 형성되는 제 1 난-패시베이팅 컨택트를 포함하는, 상기 제 1 전기 커넥터;
제 2 전기 커넥터로서,
상기 제 1 셀프-패시베이팅 컨택트와 메이팅하도록 구성되고 상기 셀프-패시베이팅 전기 전도성 재료로 형성되는 제 2 셀프-패시베이팅 컨택트; 및
상기 제 1 난-패시베이팅 컨택트와 메이팅하도록 구성되고 상기 난-패시베이팅, 전기 전도성 재료로 형성되는 제 2 난-패시베이팅 컨택트를 포함하는, 상기 제 2 전기 커넥터; 및
상기 제 1 난-패시베이팅 전극보다 높은 전압으로 상기 제 1 셀프-패시베이팅 컨택트를 유지하도록 구성된 전원을 포함하는, 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 셀프-패시베이팅, 전기 전도성 재료는 전이 금속을 포함하고, 상기 전기 절연 패시베이션층은 상기 전이 금속으로 형성되는 산화물인, 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 전이 금속은 니오븀, 탄탈륨, 티타늄, 지르코늄, 몰리브덴, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 하프늄, 텅스텐, 레늄, 오스뮴, 및 이리듐을 포함하는 그룹으로부터 선택되는, 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 난-패시베이팅, 전기 전도성 재료는 수성 환경에서 부식에 저항성이 있는, 시스템. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 2 전기 전도성 재료는 구리, 은, 금, 백금, 그라파이트, 또는 알루미늄을 포함하는, 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 전기 절연 패시베이션층은 물에 노출될 때 전류가 상기 셀프-패시베이팅 컨택트로부터 상기 난-패시베이팅 컨택트로 흐르는 것을 방지하는, 시스템. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 2 셀프-패시베이팅 컨택트는 상기 제 1 셀프-패시베이팅 컨택트와 메이팅할 때 상기 전기 절연 패시베이션층의 적어도 일부를 긁어, 전류가 상기 제 1 셀프-패시베이팅 컨택트와 상기 제 2 셀프-패시베이팅 컨택트 사이에서 흐를 수 있게 구성되는, 시스템. - 방법에 있어서,
전기 절연 재료로 커넥터 본체를 형성하는 단계;
물에 노출될 때 전기 절연 패시베이션층을 형성하는 제 1 전기 전도성 재료를 포함하는 셀프-패시베이팅 애노드를 형성하는 단계;
물에 노출될 때 반응하지 않는 제 2 전기 전도성 재료를 포함하는 난-패시베이팅 캐소드를 형성하는 단계; 및
상기 커넥터 본체에 상기 셀프-패시베이팅 애노드 및 상기 난-패시베이팅 캐소드를 설치하는 단계를 포함하고,
상기 전기 절연 패시베이션층은 물에 노출될 때 전류가 상기 셀프-패시베이팅 애노드로부터 상기 난-패시베이팅 캐소드로 흐르는 것을 방지하는, 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 셀프-패시베이팅 애노드를 형성하는 단계는 상기 제 1 전기 전도성 재료로서 전이 금속을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 전기 절연 패시베이션층은 상기 전이 금속으로 형성되는 산화물인, 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 셀프-패시베이팅 애노드를 형성하는 단계는 니오븀, 탄탈륨, 티타늄, 지르코늄, 몰리브덴, 루테늄, 로듐, 팔라듐, 하프늄, 텅스텐, 레늄, 오스뮴, 및 이리듐을 포함하는 그룹으로부터 상기 전이 금속을 선택하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 셀프-패시베이팅 애노드를 형성하는 단계는 상기 제 1 전기 전도성 재료의 층으로 상기 제 2 전기 전도성 재료로 형성되는 애노드를 코팅하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 난-패시베이팅 캐소드를 형성하는 단계는 상기 제 2 전기 전도성 재료로서 수성 환경에서 부식에 저항성이 있는 금속을 형성하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 19 항에 있어서,
상기 난-패시베이팅 캐소드를 형성하는 단계는 구리, 은, 금, 백금, 그라파이트, 또는 알루미늄을 포함하도록 상기 제 2 전기 전도성 재료를 선택하는 단계를 포함하는, 방법.
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