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宇航用电连接器主要零件材料选用

助工
2017-10-10 08:59:41    评分

 宇航用电连接器主要零件材料选用介绍如下:

   G类:宇航级 墙式和螺母安装固定电连接器和自由端电连 接器,外壳为铝合金导电镀层。 
   H类:宇航级 气密封固定电连接器,钝化不锈钢外壳。 
   M类:耐环境耐蚀的复合材料化学镀镍导电外壳。 上述三类电连接器工作温度均为-65℃~200℃。 
   J类: 耐环境耐蚀的复合材料镀镉成军绿色导电外 壳。电连接器工作温度为-65℃~175℃。
   1)接触件
    G类、J类和M类宇航用电连接器一般均选用铍青铜制作接触件,因铍青铜具有比一般青铜和 黄铜更高的强度水平。铍青铜接触件承受高应力 时能无屈服变形或断裂,维持长期的高应力状态而 不松弛,在有限的空间内能提供****大的力。并且具 有高的导电率和导热率、优良的抗腐蚀性、良好 的工艺性能。退火或冷轧状态带材任何方向都能 冲压成形。铍青铜材料随冷作硬化程度的不同,规 格直径越细,强度越高,而塑性下降。冷作硬化状态 比退火状态强度高,经时效硬化热处理后可进一步 提高强度。
   对于宇航用毫微米连接器,也有用金合金制作 接触件。例如Clenain毫微米连接器接触件间距仅 0.635mm,使用ASTM-B-417 和ASTM-B-541 贵 重的金合金制作绞线式弹性插针和插孔。解决了 在毫微米插针和插孔上使用金属镀层所产生的电 阻和侵蚀等问题。特别适用于宇航员生命保障系 统等严格的空间环境。 H类宇航级电连接器接触件选用52镍铁合金或 等效材料,以保证和玻璃烧结绝缘体有良好的熔 接浸润界面,保证热应力作用下良好的尺寸稳定 性和气密性。
   2)绝缘体
    G类、J类和M类宇航用电连接器常选用纤维 增强热塑性聚酯树脂制作绝缘体。该材料热挠曲 温度高、刚度大、吸水率低、尺寸稳定、自熄性 和优良的电性能。具有玻璃纤维增强尼龙相同高 的热挠曲温度,但没有玻璃纤维增强尼龙的高吸水 性和尺寸稳定性差等缺点。热塑性聚酯树脂的电 性能不受长期湿气暴露的影响。玻璃纤维增强热 塑性聚酯树脂的优点在于能保持介电强度、尺寸 稳定性和抗蠕变性。聚苯醚树脂密度低,具有较大 范围的耐温能力、高度的尺寸稳定性,突出的水解 稳定性和优良的机械性能,非常适合作为宇航用电 连接器的绝缘体材料。
   H类宇航级电连接器常选用针座用烧结 玻璃材料,孔座用烧结玻璃密封或硬质绝 缘材料;烧结玻璃绝缘体材料与低膨胀合 金壳体材料具有较低的膨胀系数,在热应 力作用下能保证尺寸稳定和良好的气密性。
   3)壳体 
   G类宇航级电连接器壳体按成型方法不 同,可选用硬铝板(棒)机械加工或用锻铝冷挤 压成型。冷挤压成型方法生产效率较高、 成本较低。壳体常用材料为硬铝(LY12)和 锻铝(LD2) (LD10)等牌号。
H类宇航级气密封固定电连接器壳体可 选用1Cr18Ni9Ti不锈钢棒或4J29低膨胀合 金棒车制。以保证与玻璃绝缘体烧结后, 具有较低的膨胀系数,在热应力作用下能 保证尺寸稳定和良好的气密性。 采用复合材料有质量轻、强度高、耐腐 蚀等优点。 J类和 M类宇航用电连接器选用 复合材料 (有或无增强纤维的耐腐蚀高性能 树脂) 制作壳体,有足够强度和环境适应性。 用高强度工程塑料代替金属制作连接器外 壳,表面再金属化,有效介决了宇航用连 接器防腐蚀问题。
   4)弹性零件
    起锁紧定位功能弹簧爪、卡环、卡钉等关键 弹性零件,如。常选用经热处理的铍青铜或不锈钢 制作。零件材料性能是否符合标准非常重要。不 少连接器失效是由弹性零件失效引起的。而弹性 零件失效原因往往是由于材料质量问题。
   5)橡胶零件 
   密封圈、封线体及界面密封垫采用硅橡胶、 氟硅橡胶或耐油橡胶等制作,硅橡胶RTV一般具 有优良的热和化学稳定性,且在极宽的温度范围 内有高而较恒定的柔软性。
   6)灌封材料 
   如果尾端的封线体的结构不能与外壳体内 壁之间完全紧密接触,则绝缘体与外壳体之间 形成的间隙要采用符合规定的硅橡胶RTV或等 效材料给以填充。
   7)镀层材料                 连接器
   壳体、接触件等零件,为保证常闭合状态 下低电平电路接触件能可靠工作,对表面均需进 行电镀。宇航用电连接器禁止采用底层镀银的 电镀工艺,禁止采用表面镀锌工艺。
G类宇航级电连接器壳体和尾部附件 按相应涂覆标准规定化学镀镍,导电的, 应能耐受48h盐雾试验。允许使用适当的 底镀层。
    H类宇航级电连接器不锈钢壳体和尾 部附件钝化处理,且表面层导电。 J类适当底镀层上镀镉,可经受2000h 盐雾试验,表面导电。 
   M类适当底镀层上化学镀镍,也可经受 2000h盐雾试验,表面导电。 
   由于镀金接触件具有优良的耐蚀、耐磨 性能和低的接触电阻,镀金层对氧几乎不吸 附。电连接器接触件表面镀金是防止腐蚀 导致接触电阻升高的重要保证。高质量的 镀金层不仅取决于厚度,还取决于镀层是 否具有牢固的与基体材料的结合力、耐磨 损和低的孔隙率。故镀金接触件广泛应用 于可靠性要求高的宇航级电连接器。宇航 级电连接器技术标准中通常都规定;镀金 层厚度应大于1.27µm 。





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