Progettare un materiale composito con una buona resistenza all'usura e conducibilità elettrica


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Per un dispositivo elettrico di commutazione che si apre e si chiude frequentemente e con forza. Una combinazione di una matrice polimerica morbida e una fibra metallica conduttiva sarebbe una buona scelta per questo? Mentre il polimero di per sé non è noto per avere una buona resistenza all'usura, dal momento che è aperto e chiuso con forza, l'uso di un elastomero potrebbe prendere l'energia dalla chiusura forzata e deformare appena molto brevemente. La matrice metallica all'interno è protetta e potrebbe essere il vettore di carica. Le mie supposizioni sono corrette? Quali altri modi ci sono per ottenere ciò che ho menzionato?

Risposte:


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Un problema è che potresti non avere un buon contatto tra le fibre metalliche adiacenti. In generale, i compositi di resina / fibra mirano a rivestire completamente le fibre, quindi è del tutto possibile che un composito metallo / plastica possa avere una conduttività molto bassa, a seconda di come le fibre sono orientate. Fibre metalliche ugualmente fini avranno uno strato di ossidazione sulla superficie che diminuirà ulteriormente la conduttività.

Non riesco davvero a vedere alcun motivo per cui un composito metallico sarebbe meglio del metallo solido per questo tipo di applicazione.

Se si desiderano le caratteristiche di molla / smorzamento di un elastomero, sarebbe probabilmente meglio e più semplice montare un contattore in ottone su una molla a lamelle polimerica.

I contatti elettrici meccanici (al contrario dei semiconduttori) sono più comunemente realizzati in ottone poiché ha un buon equilibrio di conduttività, proprietà meccaniche (ragionevole durezza, tenacità, duttilità e resistenza) e resistenza alla corrosione.


È possibile costruire un composito di qualsiasi matrice (non conduttiva) e disporre / progettare le fibre in modo tale da rendere conduttivo il composito risultante?
— zero

Potresti farlo allineando tutte le fibre nella direzione del flusso di corrente, ma ciò in gran parte vanifica lo scopo di un composito e sembra improbabile che qualsiasi composito polimero abbia una resistenza all'usura migliore di una parte in metallo solido. L'utilizzo di un interruttore basato su semiconduttori eliminerebbe completamente l'usura meccanica.
— Chris Johns
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