Các nghiên cứu về xói mòn hồ quang của các điểm tiếp xúc điện Ag–Ni tiết lộ "Đỉnh tăng tốc mài mòn trung hạn": Cung cấp một cửa sổ quan trọng để bảo trì phòng ngừa.

Nghiên cứu cho thấy quá trình xói mòn hồ quang của Tiếp xúc Oxit Thiếc Ag–NiSilver không phải là sự suy thoái tuyến tính mà thể hiện ba giai đoạn riêng biệt:

Giai đoạn 1 (0–3000 chu kỳ): Giai đoạn xói mòn cục bộ ban đầu. Hồ quang tập trung ở vùng lõi điện áp cao-của tiếp điểm, tạo thành hố mài mòn hình đồng hồ cát-. Độ nhám bề mặt tăng nhẹ từ 23,35 μm ban đầu lên 25,45 μm. Ở giai đoạn này, các chất gây ô nhiễm cacbon bắt đầu lắng đọng nhưng cấu trúc dưới bề mặt vẫn còn nguyên vẹn với độ xốp thấp. Điện trở tiếp xúc tăng chậm và hiệu suất tổng thể vẫn ổn định.

Giai đoạn 2 (3000–6000 chu kỳ): Giai đoạn tái thiết và tăng tốc sát thương. Giai đoạn này đánh dấu một bước ngoặt quan trọng-năng lượng hồ quang gây ra sự tan chảy cục bộ. Bể nóng chảy trải qua sự phân phối lại mạnh mẽ dưới tác động của sức căng bề mặt và lực điện từ. Vùng trung tâm có xu hướng dẹt, trong khi các cạnh tích tụ và củng cố vật liệu. Trong khi đó, chu kỳ 6000 đánh dấu điểm tới hạn của tình trạng mài mòn nghiêm trọng nhất: độ nhám bề mặt đạt đến đỉnh điểm (26,06 μm), độ dày lớp dư tăng lên 25–35 μm, độ xốp tăng đáng kể và diện tích tiếp xúc hiệu quả không bị nhiễm bẩn giảm hơn 36% so với giai đoạn ban đầu. Quang phổ Raman cho thấy sự tăng cường đáng kể của tín hiệu niken oxit (Ni{11}}O) và carbon (dải D) bị rối loạn. Mặc dù điện trở tiếp xúc tạm thời ở cuối thời kỳ ổn định nhưng cấu trúc bên trong đã xuống cấp nghiêm trọng và nguy cơ hàn tăng mạnh.

Giai đoạn 3 (6000–9000 chu kỳ): Lắng đọng màng và suy thoái chức năng
Mặc dù bề mặt có vẻ "mịn" do phủ carbon và oxit (độ nhám thậm chí giảm xuống còn 21,02 μm), nhưng đây không phải là sự phục hồi hiệu suất mà là do sự tích tụ của màng cách điện. Điện trở tiếp xúc tăng nhanh trong giai đoạn này, từ khoảng 0,8 Ω đến 1,35 Ω, liên kết cơ học giữa các bề mặt giảm và mặc dù các tiếp điểm dựa trên AgSnO2 có vẻ còn nguyên vẹn nhưng thực tế chúng đang có nguy cơ bị hỏng chức năng.

Nghiên cứu này đặc biệt cảnh báo rằng hình thái đồng nhất của các điểm tiếp xúc hàn trong các giai đoạn sau là hiện tượng "giả{0}}sửa chữa", thực chất là do vùng dẫn điện hiệu quả bị co lại do lớp màng cách nhiệt phủ lên. Yếu tố thực sự quyết định thời gian bảo trì không phải là hư hỏng cuối cùng mà là-mức hao mòn trung hạn đạt đỉnh điểm khoảng 6000 chu kỳ-tại thời điểm hư hỏng cấu trúc là nghiêm trọng nhất, thể hiện thời điểm tối ưu để theo dõi tình trạng và thay thế phòng ngừa.

Phát hiện này có ý nghĩa trực tiếp đối với các ứng dụng công nghiệp. Trong các hệ thống phân phối điện, mô-đun sạc xe điện hoặc thiết bị gia đình thông minh sử dụng rộng rãi các Danh bạ điện áp thấp, việc chỉ dựa vào lỗi chức năng cuối cùng để xác định chu kỳ thay thế có thể bỏ lỡ khoảng thời gian can thiệp tối ưu. Thường xuyên theo dõi xu hướng điện trở tiếp xúc (đặc biệt đối với mức tăng nhanh khoảng 6000 chu kỳ) hoặc kết hợp điều này với phép đo nhiệt độ hồng ngoại để quan sát sự bất thường về nhiệt độ cục bộ có thể cải thiện đáng kể độ tin cậy của hệ thống.

Tuy nhỏ nhưng các điểm tiếp xúc trên đĩa lại là “đầu dây thần kinh” của nguồn điện. Nghiên cứu này không chỉ giúp chúng ta hiểu sâu hơn về cơ chế xói mòn hồ quang của vật liệu Ag{1}}Ni mà còn áp dụng nguyên tắc "phòng bệnh hơn sửa chữa" vào thực tế tại các điểm bảo trì cụ thể. Trong tương lai, với việc áp dụng rộng rãi các cấu trúc mới như Danh bạ hàn, kết hợp với loại nghiên cứu cơ học này, dự kiến ​​sẽ đạt được bước nhảy vọt từ "thay thế-dựa trên kinh nghiệm" sang "dự đoán chính xác", xây dựng một rào cản vững chắc cho hoạt động-có độ tin cậy cao của các thiết bị điện-điện áp thấp.