Jedne z najczęstszych pytań inżynierów dotyczy obaw czy smar do połączeń elektrycznych, który zawiera siarkę, nie będzie oddziaływał z metalowymi materiałami galwanicznymi styków, co może stanowić zagrożenie dla ciągłości połączenia. Krótka odpowiedź brzmi: tak, nasze smary do złączy zawierają nieaktywną siarkę. Istnieje jednak różnica między nieaktywnymi i aktywnymi cząsteczkami siarki oraz ich wpływem na złącza elektryczne.

Siarka nieaktywna nie jest szkodliwa dla złączy elektrycznych. Ale najpierw przyjrzyjmy się, dlaczego w ogóle używana jest siarka.

Dlaczego siarka jest stosowana w smarach?

Siarka znajduje się w wielu dodatkach przeciwzużyciowych, EP czy przeciwutleniaczach, które umożliwiają działanie smaru w ekstremalnych warunkach. Wiadomo, że dodatek siarki zmniejsza zużycie powierzchni metalowych i zapobiega spawaniu/spiekaniu powierzchni metalowych.

Jak siarka wpływa na złącza elektryczne/elektroniczne?

Większość złączy jest pokryta cienką warstwą przewodzącego metalu, takiego jak srebro, cyna lub miedziano-cyna. To są wszystkie metale reaktywne. Siarka aktywna po nałożeniu na złącze reaguje z cienką powłoką metalu i tworzy siarczki metali lub naloty. Kiedy te siarczki się nagromadzą, złuszczą się z powierzchni łącznika i zaburzą morfologię powierzchni.

Jaka jest różnica między siarką nieaktywną a aktywną?

Nie każda siarka jest szkodliwa dla złączy elektrycznych. Siarka aktywna jest szkodliwa dla złączy i może powodować utratę ciągłości połączenia/przewodnictwa, podczas gdy siarka nieaktywna nie jest szkodliwa.

Cząsteczki zawierające aktywną siarkę zawierają łańcuchy o długości dwóch lub więcej atomów siarki. Kiedy cząsteczki siarki są połączone z innymi cząsteczkami siarki, tworzy się krótki łańcuch chemiczny, który może się łatwo zerwać. To przerwanie łańcucha może spowodować, że uwolnione cząsteczki będą oddziaływać z innymi cząsteczkami. Innymi słowy, budowa chemiczna aktywnej siarki sprawia, że jest to materiał reaktywny, który atakuje przewodzące powłoki metalowe.

W nieaktywnych związkach siarki cząsteczki zawierają mniej niż dwa atomy siarki. W powyższym przykładzie siarka jest połączona z węglem lub tlenem, co tworzy szczelną strukturę chemiczną. Ponieważ struktura jest tak szczelna, cząsteczki siarki nie przerywają łańcucha. Dlatego też nie mogą reagować z przewodzącą powłoką metalową na powierzchni złącza, tworząc nalot.

Przykład

Przeprowadzono szereg testów, aby zilustrować wpływ nieaktywnej i aktywnej siarki.

Zdjęcie A przedstawia niepoddaną obróbce posrebrzaną próbkę. Próbka widoczna na zdjęciu B była pokryty smarem zawierającym nieaktywną siarkę i ogrzewana w temperaturze 100°C przez 4 tygodnie. Na tym zdjęciu widać, że smar zabezpiecza powierzchnię próbki bez tworzenia nalotu.

Na zdjęciu C próbka została pokryta modyfikowanym smarem, który nie zawiera żadnej siarki i został poddany obróbce opisanej powyżej. Próbka pokryta smarem bez siarki nie matowieje, ale również nie jest chroniona przez dodatki zawierające nieaktywną siarkę, które zapobiegają utlenianiu metalu.

Wreszcie na zdjęciu D próbka został potraktowana innym zmodyfikowanym smarem, tym razem zawierającym aktywną siarkę. Próbka pokryta smarem z aktywną siarką całkowicie matowieje w ciągu zaledwie jednego tygodnia i tworzy siarczki, które ostatecznie odpadają od powierzchni metalu.

Wyniki te dowodzą, że nieaktywna siarka jest nie tylko bezpieczniejsza w użyciu niż aktywna, ale również, że smary z dodatkami z nieaktywną siarką poprawiają ogólną wydajność złącza w porównaniu ze smarem bez siarki.

Nasz werdykt

Nie każda siarka jest szkodliwa dla złączy elektrycznych! Dodatki zawierające nieaktywną siarkę chronią komponenty przed zużyciem i utlenianiem bez matowienia przewodzących powłok metalowych.

Newgate Simms online shop