[发明专利]基于低熔点金属及其氧化物降低接触电阻的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种降低接触电阻的方法，特别是涉及一种用低熔点金属及其氧化物降低接触电阻的方法。

背景技术

接触电阻的产生主要有两个原因：第一，由于接触面的凹凸不平，金属实际接触面减小，当电流流过导体的时候，其接触面有效导电界面减小。第二，接触面在空气中会形成一层导电性很差的氧化膜附着于表面，使电阻增大。接触电阻的大小影响着接触电压压降的大小，随着接触电阻增大压降随之增大，电压的变化直接影响着设备的正常运行。接触电阻消耗的电能将转变为热能，使其在接触面散发热量，是接触面老化的重要原因。目前主流的降低接触电阻的方法有：1)改善接触面的材料，改善导电性能，如由铜改为表面镀金等；2）及时清理接触面形成的氧化膜。3）在接触界面填充导电膏。改变接触面材料成本较高，性能提升较小；清理接触面氧化膜增加维护成本，可行性不高；接触界面填充导电膏效果有限，其主要原因在于目前导电膏的基础材料均为非金属，电导率十分有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用低熔点金属及其氧化物降低接触电阻的方法。

为达上述目的，本发明一种基于低熔点金属及其氧化物降低接触电阻的方法，将低熔点金属及其氧化物涂覆于机械连接的电接头之间，有效降低了机械电连接接头间的接触电阻。涂覆于机械连接电接头间的低熔点金属具有较高的电导率和填充触点缝隙的能力。低熔点金属氧化物的作用在于提升所涂覆的低熔点金属及其氧化物的混合物的粘度，以使混合物呈膏状，便于涂抹。

本发明降低接触电阻的方法，其中优选所述低熔点金属选自熔点在200℃以下的钠、钾、锂、铷、铯、镓、铟、汞、铅铋合金、镓基二元合金、镓基多元合金、铟基合金、铋基合金、汞基合金和钠钾合金中的一种或任意两种以上的组合。

本发明降低接触电阻的方法，其中优选所述镓基二元合金为镓铟合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铅合金或镓汞合金。优选所述镓基多元合金为镓铟锡合金或镓铟锡锌合金。

本发明降低接触电阻的方法，其中优选所述低熔点金属氧化物选自氧化镓、氧化铟、氧化铋、氧化锡和氧化锌中的一种或任意两种以上的组合。

本发明降低接触电阻的方法，其中优选所述电接头的材质为铜、铝或不锈钢。

本发明降低接触电阻的方法，其中优选所述低熔点金属及其氧化物的涂覆厚度为0.001mm-5mm。

本发明降低接触电阻的方法，其中优选所述氧化物占低熔点金属及其氧化物总重量的0.05-50%。

本发明还涉及一种导电膏，由低熔点金属及其氧化物组成，所述氧化物占低熔点金属及其氧化物总重量（即导电膏重量）的0.05-50%，所述低熔点金属选自熔点在200℃以下的钠、钾、锂、铷、铯、镓、铟、汞、铅铋合金、镓基二元合金、镓基多元合金、铟基合金、铋基合金、汞基合金和钠钾合金中的一种或任意两种以上的组合。

进一步优选地，本发明的导电膏，所述镓基二元合金为镓铟合金、镓锡合金、镓锌合金、镓铅合金或镓汞合金；所述镓基多元合金为镓铟锡合金或镓铟锡锌合金；优选所述低熔点金属氧化物选自氧化镓、氧化铟、氧化铋、氧化锡和氧化锌中的一种或任意两种以上的组合。

本发明与现有技术不同之处在于，本发明提出一种基于低熔点金属及其氧化物降低接触电阻的方法。其利用低熔点金属在较低温度（即非高温）情况下状态为液态，可通过其氧化物提升其粘度（即易涂抹特性），且具有较强的导电特性的优点，来有效的降低连接电接头的接触电阻。其典型优点如下：1）低熔点金属及其氧化物的混合物具有很好的粘度，可呈现为膏状，易涂抹性强；2）低熔点金属具有较强的导电性能，其填充在金属接头表面的接触缝隙，可有效降低其接触电阻，提升导电效率；3）低熔点金属及其氧化物的混合物易压缩特性强，在接触面受挤压时两金属接头表面相互摩擦更充分，氧化层被破坏明显，导电性增强。4)低熔点金属可与电接头金属形成金属间化合物，电接触更充分，更进一步的降低了接触电阻。5）低熔点金属及其氧化物无毒、不易蒸发泄露、性质稳定、在强电下不易分解。

不难理解，本发明中涉及的低熔点金属及其氧化物的混合物在使用中实际上也就是一种导电膏。但不同的是，基于低熔点金属及其氧化物的导电膏相对于传统导电膏而言具有极高的电导率，导电性要优异的多。同时，通过低熔点金属氧化物掺杂处理后，其粘度得到极大改善，用户使用非常方便。