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Fretting Corrosion Behavior of Silver-Plated Electric Connectors with Constant Displacement Amplitude
Fretting Corrosion Behavior of Silver-Plated Electric Connectors with Constant Displacement Amplitude
Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers. 2014. Mar, 30(2): 99-107
Copyright © 2014, null
  • Received : February 02, 2014
  • Accepted : April 05, 2014
  • Published : March 30, 2014
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만진 오
민정 김
택영 김
세형 강
호경 김
kimhk@seoultech.ac.kr

Abstract
Fretting corrosion tests are conducted with a constant displacement amplitude using silver-plated brass coupons to investigate the effect of contact pressure on fretting corrosion. Three behaviors are identified based on the change in electric resistance and friction coefficient during the fretting test period, and the identified behaviors are dependent on the magnitude of the applied load. The failure cycle (N f ) with an electric resistance of 0.1 D cannot be achieved due to the adhesion behavior of the metal and metal contact under the higher applied load of 0.45 N. This suggests that an average contact pressure higher than 159 MPa for the silver-coated connector is desirable to gain an almost infinite lifetime. The relationship between the electric contact resistance ( R ) and the average contact pressure ( p ) can be written as p = 106.2 × Ω −1.5 .
Keywords
1. 서 론
최근 자동차의 첨단 전자제어시스템이 복잡해지면서 이들 부품을 연결해 주는 각종 커넥터의 수는 지속적으로 증가하는 추세에 있다. 이들 자동차의 전기 커넥터의 고장 문제를 발생시키는 인자들 중 주요 원인으로는 진동이나 열팽창 차이에 의한 커넥터 접촉부의 미동마멸 부식(fretting corrosion) 현상이다. 자동차의 경우 주행 및 시동에 따른 진동과 엔진의 고온효과에 따른 열팽창 현상으로 커넥터의 미세한 접촉점 이동을 유발시킨다. 미세한 접촉점의 이동시에는 커넥터 접촉부에 절연체인 산화막이 생성되어 이로 인하여 접촉 불량을 초래한다 [1 , 2] . 이와 같은 상황에서 각종 전자제어 센서들에서 출력되는 신호 데이터 값이 왜곡될 수 있다. 최종적으로 전자장치들의 오작동을 초래할 수 있으며 차량 운행에 심각한 영향을 미칠 수 있다.
커넥터의 미동마멸부식에 영향을 미치는 인자들에 대하여 국내외적으로 많은 연구가 진행되어 왔다 [3 - 5] . 미동마멸부식에 영향을 미치는 주요인자로는 전류크기, 접촉하중, 상대습도, 미동마멸 주기, 미동마멸 거리, 온도, 접촉변위, 분위기 가스 등으로 알려져 있다. 예로 Park과 Lee [3] 는 주석 도금한 황동 시험편에 대하여 미동마멸부식 실험을 통하여 기계적 가속 열화인자인 주파수와 화학적 가속인자인 온도의 영향을 포함하는 1차원 관계식을 제안하였다. Oh [4] 는 주석 도금한 커넥터에 접촉하중의 변화에 대한 수명과의 관계를 연구하였다. 전기저항이 0.1 Ω이 발생하는 반복수를 파손기준으로 가정하여 접촉하중과 수명과의 상관관계를 도출하였다. Hannel 등 [5] 은 동합금 판재에 다양한 도금한 판재와 도금을 하지 않은 판재에 대하여 미동마멸부식 실험을 통하여 미동마멸 미끄럼 조건과 전기 접촉성능의 상관관계를 도출하였다.
전장품의 고급화와 함께 고급차의 경우 국내외적으로 전기 커넥터의 신뢰성 확보를 위하여 금이나 은을 적용하고 있다. 그러나 지금까지의 커넥터 연구는 주로 주석을 도금한 시험편에 대하여 연구가 진행되어 왔으며 은 도금 커넥터에 대한 연구는 매우 제한적이다. 예로 Rudolphi와 Jaconson [6 , 7] 은 은도금한 직경 10 mm의 구리 봉에 대하여 직각으로 미동마멸 실험을 통하여 기존의 거의 탄성상태에서의 미동마멸 거동과 다른 거동에 대하여 발표하였다. 은도금의 경우 높은 접촉 하중과 마찰력으로 인하여 접촉면에 과도한 소성이 발생하면서 미동마멸이 진행되며 이를 전체 소성 미동마멸(gross plastic fretting) 현상이라고 제안하였다. 이들은 변위 진폭과 접촉하중에 따라 전체 용착미동마멸(gross weld fretting), 일시적 용착 미동마멸 (temporary weld fretting), 전체 미끄럼(gross slip) 구간이 존재한다고 발표하였다.
본 연구에서는 은을 도금한 황동 커넥터에 대하여 일정한 변위상태(± 50 μm)에서 다양한 수직하중에 대하여 미동마멸 부식 과정을 분석하고자 한다. 접촉압력의 영향과 접촉저항의 변화를 분석하며 저항 측면에서 무한 수명을 예측하는 방안을 도출하고자 한다. 이를 통하여 전기 커넥터의 내구 수명측면에서의 제품의 설계시 기초정보를 제공하고자 한다.
2. 실험 방법
- 2-1. 시험기의 설계 및 제작
미동마멸 시험기를 제작하기 위하여 정밀한 변위제어를 위하여 압전구동기 [8] 나 스텝핑 모터를 적용한다. 본 연구에서는 미동마멸 시험을 위하여 Fig. 1 과 같이정교한 이동변위 및 접촉하중을 제어하고 측정하는 시스템을 설계 및 제작하였다. 실험장치는 시험편의 하중을 발생시키는 하중 발생 시스템(loading device), 작용 하중 및 변형량을 측정하는 하중 및 변위 측정시스템, 시험편에 하중을 전달하는 하중전달 시스템(load train system), 시험편을 고정하고 지지하는 그립 및 지그, 시스템 기반(base)으로 구성하였다. 또한 시험편이 초소형인 관계로 시편의 위치를 조정하는 X-Y-Z 스테이지를 설치하였다. 수평 및 수직방향 로드셀로부터 검출된 신호는 다이내믹 앰프(Vishay Micro-Measurements, 2300 Signal Conditioning Amplifier)를 통하여 증폭하였다. 두 접점의 상대 이동변위를 측정하기 위하여 비 접촉식인 해상도 0.5 μm의 고해상도 CCD 카메라를 적용하였다. 시간에 대한 변위 및 하중 신호는 데이터 획득 장치(National Instrument, DAQCard-6024)를 이용하여 기록 및 저장하였다. 데이터 획득 및 제어에 사용한 소프트웨어는 ver. 8.0 LabVIEW를 사용하였다.
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Fretting test assembly: dead weight (1), top specimen grip (2), bottom specimen grip (3), normal force load-cell (4), x10 lens (5), CCD camera (6), XYZstage (7), X-stage (8), ball-screw (9), stepping motor (10), displacement gauge (11), tractive force load-cell (12), and counter balance (13).
- 2-2. 시험편의 제작 및 실험조건
실험에 사용된 시험편은 두께 0.3 mm의 황동 판재 (JIS C2600)에 은을 15 μm 두께로 도금한 판재이다. 단일 접촉점을 구현하기 위하여 상부 시편은 곡률반경 1.04 mm의 볼록 시편으로 제작되었으며 하부 시편은 평판으로 제작되었다.
시편에 가해진 미동거리는 ±50 μm로 고정하였다. 미동거리는 일정한 상태에서 접촉 하중을 변화시키면서 상온에서 실험을 수행하였다. 시험은 최대 4300 사이클까지 수행하였으며 미동마멸에 의한 표면의 손상정도를 분석하기 위해 시편을 채취하여 SEM 분석을 수행하였다. 상온에서 마찰시 일어나는 열에 의한 영향을 최소화하기 위하여 평균적으로 0.003 Hz의 주파수로 실험을 수행하였다. 미동 마멸 시 변화하는 전기접촉 저항을 측정하기 위해 정전류-저항측정법을 사용하였다. Fig. 2 와 같이 컨넥터 양단에 0.1A의 정전류를 흐르게 하고 대각선 방향에서는 1 nV까지 측정이 가능한 고해상도 멀티미터기(Agilent 34410A)를 이용하여 전압을 측정하였다.
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Schematic of measurement for contact resistance.
3. 실험결과 및 고찰
- 3-1. 하중별 접촉전기 저항 및 마찰계수 변화 거동
전기접촉저항과 관련된 실험적 인자로는 윤활정도, 미동변위, 온도 등이 있다. 본 연구에서는 변위를 ±50 μm로 고정하고 하중을 0.1 N~0.8 N까지 구간에서 접촉저항 및 마찰계수를 관찰하였다. 마찰계수 μ는 미동마멸 시험중에 각 사이클당 안정된 마찰력 (F s )과 수직하중(F)의 비로 결정하였다. 시험결과 접촉저항 및 마찰계수 변화에 대하여 하중 구간별로 0.1~0.4 N, 0.45 ~0.65 N, 0.7~0.8 N 구간에서 각기 다른 세 가지의 거동을 확인하였다.
- 3-1-1. 0.1N~0.4N 구간
Fig. 3(a), (b) 는 접촉하중 0.2 N에서의 미동마멸 사이클 수에 대한 전기저항과 마찰계수의 변화를 각각 나타내는 그래프이다. Fig. 3(a) 에서 보듯이 하중이 작용한 몇 사이클 후에 접촉저항이 0.04 Ω 정도까지 증가한다. 그 이후에 급감하다 다시 급격히 증가하여 약 110 사이클에서 거의 0.37 Ω까지 증가한 후에는 0.23 Ω 정도의 매우 안정적인 접촉저항을 유지한다. Fig. 3(b) 의 마찰계수 변화거동에서는 초기에는 마찰계수가 0.35까지 급격히 증가하다 급격히 감소하여 0.05 정도에서 매우 안정적으로 서서히 증가하여 약 0.1에 접근하는 경향이 있다. 초기의 0.35까지 증가하는 이유는 금속(=은) 대 금속(=은)으로 건마찰 조건에서 접촉하면서 나타나는 현상으로 파악된다. 이는 금속의 건마찰 조건에서의 동마찰계수인 0.3~0.5 구간에 해당한다 [9] . 이와 같은 가정은 Fig. 3(a) 에서와 같이 전기저항이 낮은 것으로 입증된다. 그러나 그 이후 마찰계수가 감소 하는 것은 산화은으로 인하여 마찰계수는 0.1 정도로 감소하며 동시에 전기저항은 0.1Ω 이상으로 증가하게된다.
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Change in (a) contact resistance and (b) friction coefficient of the silver plated brass connector across the contact zone as a function of fretting cycles under an applied load of 0.2 N.
Fig. 4(a) 의 경우 접촉저항이 0.1 Ω이 될 때의 표면상태로 마모가 거의 이루어지지 않은 상태임을 확인할 수 있다. Fig. 4(a) 에서 원으로 표시한 부분은 도금층 표면이 도금불량으로 기포가 발생하여 약간 부풀어 오른 것으로 판단된다. Fig. 4(b) 는 전기저항이 최대가 되는 지점에서의 표면상태로 Fig. 4(a) 에 비해 마모가 약간 진행된 것으로 판단된다. Fig. 4(c) 는 1400 사이클 이후의 표면 상태이다. 표면의 경우 마모가 진행된 흔적은 보이지만 산화물 분쇄물 덩어리(debris)들이 관찰되지는 않았다.
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Fretted surfaces (a) at R=0.1 Ω, (b) at the peak resistance point, and (c) after 1400 cycles under an applied load 0.2 N.
Oh의 연구 [4] 에 따르면 주석도금 시편의 경우 접촉저항이 최대 1 Ω 이상까지 증가하면서 산화막층이 벗겨지고 분쇄되어 5-10 μm 정도 크기의 산화물들이 접촉부위에 존재하는 것으로 관찰되었다. 그러나 은도금 시편의 경우는 최대 전기접촉저항이 0.4 Ω 정도까지 증가하며 매우 안정된 상태를 유지하여 주석도금보다는 은도금이 접촉저항 성능 측면에서 우수한 것으로 판단된다. 은도금 커넥터의 경우 표면에 산화막 덩어리들이 접촉면에 유입이 되어 접촉저항이 증가하기보다는 매우 얇은 부도체 산화막(Ag x O)이 존재하기 때문에 접촉저항이 증가하는 것으로 사료된다. 마찰계수가 0.05~0.1 정도로 작고 안정적이며 접촉전기저항이 매우 안정적인 이유로는 은도금 막에 얇은 산화막이 존재하며 이들 산화막이 저하중 구간에서는 파쇄내지는 분쇄가 이루어지지 않고 견고히 부착되어 있는 것에 기인한 것으로 판단된다.
- 3-1-2. 0.45N~0.65N 구간
Fig. 5(a), (b) 는 각각 접촉하중 0.45 N이 작용할때 미동마멸 사이클에 대한 전기저항과 마찰계수의 변화를 나타내는 그래프이다. Fig. 5(a) 에서 보듯이 저하중에 비하여 급격한 전기접촉저항 거동은 나타나지 않았다. 이는 저하중 영역에서와 달리 초기 약 10 사이클 근처에서 산화막이 벗겨지고 이후에는 금속과 금속이 접촉을 하면서 마모가 발생하여 전기 저항이 급격히 변화하지 않는 것으로 판단된다. 마모로 인하여 분리된 금속 덩어리들과 산화물의 작은 입자들이 이들 접촉부 사이에 삽입되어 접촉 전기저항도 약간 불안정하며 Fig. 5(b) 와 같이 마찰계수도 불안정한 것으로 판단된다. 이러한 거동이 약 2300 사이클까지는 진행된다. 그 이후에는 외부 산화막이 별로 없이 은과 은도금층이 직접 접촉하는 응착(adhesion) 마모가 주로 발생하여 마치 표면에 냉간압접(cold welding)을 가한 것처럼 한 덩어리가 되어 이동한다. 이와 같은 현상은 두 접점 시험편을 최종적으로 분리시 ‘틱’ 소리가 발생함으로 알 수 있다. 이와 유사한 거동은 은도금 접점에 대하여 연구 결과 [7] 와 일치한다.
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Change in (a) contact resistance and (b) friction coefficient of the silver plated brass connector across the contact zone as a function of fretting cycles under an applied load of 0.45 N.
Rudolphi와 Jaconson [7] 은 구리에 은을 도금을 한실린더 형태로 이루어진 두 접점의 접합강도를 측정하였다. 접촉하중이 작고 이동변위가 작을 경우 전반적으로 미끄럼이 발생하는 조건(all gross slip)이 되어 접합강도가 0에 해당하였다. 그러나 접합하중이 크고 이동변위가 짧을 경우 전반적으로 융착 조건(all gross weld)으로 되어 접합강도가 접촉하중의 1-4배 정도에 해당한다고 보고하였다. 또한 도금 두께가 두껍고 접촉변위가 클 경우 접촉하중이 증가하면 이로 인하여 접촉면적이 증가하여 두 접점을 분리하는데 힘이 증가하는 것으로 보고하였다 [7] . 따라서 본 연구에서 0.45~0.65N구간에서는 두 접점 사이가 냉간 압접 상태로 인하여 접촉저항의 경우 비교적 일정하며 매우 낮은 전기 접촉저항을 가지며 마찰계수는 불안정한 상태인 것으로 판단된다. Fig. 6 은 4300 사이클 이후의 접점부의 표면상태로 접점 이동방향인 좌우 방향으로 은산화물 혹은 은과 은산화물의 혼합물이 심하게 소성변형이 발생하여 뭉개지면서 표면에 덮여 있음을 알 수 있다
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Fretted surface after 4300 cycles under an applied load 0.45 N.
- 3-1-3. 0.7N~0.8N 구간
Fig. 7(a), (b) 는 각각 접촉하중 0.7 N의 하중이 작용할 때의 미동마멸 사이클에 대한 전기저항과 마찰계수의 변화를 나타내는 그래프이다. Fig. 7(a) 에서 보듯이 하중이 작용한 몇 사이클 후에 접촉저항이 0.04 Ω 정도까지 증가한다. 그 이후에 급감하며 0.0007 Ω 정도의 매우 낮으며 안정적인 접촉저항 값을 보인다.
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Change in (a) contact resistance and (b) friction coefficient of the silver plated brass connector across the contact zone as a function of fretting cycles under an applied load of 0.7 N.
저하중 F=0.2 N에서는 약 100 사이클 이후에 안정적이었으나 F=0.7 N의 경우는 이에 비하여 매우 짧은 사이클 수에서 안정적인 접촉저항을 유지한다. 이와 같은 이유로는 높은 접촉압력으로 은과 은, 즉 금속 대 금속의 접촉을 형성하여 접촉저항이 매우 낮은 것으로 판단된다. 또한 Fig. 7(b) 의 마찰계수는 초기에는 마찰계수가 0.55까지 증가하다가 중간에 불안정하게 출렁거리는 구간 이후에 약 800 사이클 이후에는 약 0.45 정도로 유지하는 경향이 있다. 저하중 F=0.2 N의 경우와 비교하여 저하중에서는 마찰계수가 안정된 구간에서 0.05~0.1 구간임을 감안하면 비교적 높은 마찰계수가 작용한다. 이와 같은 이유는 접촉저항 측면에서 설명한 것처럼 800 사이클 이후에 금속 대 금속으로 건마찰 조건에서 접촉하면서 나타나는 현상으로 파악된다. 이는 금속의 건마찰 조건에서의 동마찰계수인 0.3~0.5 구간에 해당한다 [9] .
Fig. 8 은 0.7 N의 하중이 작용할 때 마모가 진행된 각 구간의 표면상태를 나타내고 있다. Fig. 8(a) 는 초기에 마찰계수가 급격히 약 0.55 정도에 해당하는 구간의 표면 상태이다. 미동마멸이 발생한 부분에서는 약간의 마모가 발생한 것으로 마찰계수가 증가한 이유로는 초기의 매우 얇은 산화은 피막이 마모되면서 금속간의 접촉으로 인하여 마찰계수가 증가한 것으로 판단된다. Fig. 8(b) 는 초기구간에 비해 마찰계수가 Fig. 8(b) 에서 약 0.25 정도까지 저하된 약 700 사이클 구간에서의 표면 상태이다. 이 사진을 통하여 심한 마모로 인한 은도금층 덩어리가 표면에 축적되며 축적된 은도금층 덩어리들이 일종의 돌기로 이 돌기들로 인하여 마찰계수가 불안정하게 증감된 것으로 파악된다. 이 경우에도 금속(은)과 금속(은)이 접촉을 함으로써 전기접촉저항은 매우 낮고 안정적인 것으로 판단된다. Fig. 8(c) 는 3200 사이클 정도에서 종료된 후의 시편의 표면을 보여준다. 700 사이클 이후에는 이전에 발생한 표면에 비해 마모되어 축적된 은도금층 덩어리가 별로없는 것으로 보아 마찰계수가 약 0.35 정도로 낮으며 매우 안정적이고 또한 안정적인 전기접촉 저항값은 금속과 금속의 접촉을 의미하는 것으로 판단된다. Table 1 은 접촉저항 및 마찰계수 변화에 대하여 0.1~0.4N, 0.45~0.65N, 0.7~0.8N구간에서 각기 다른 거동을 요약하였다.
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Fretted surfaces (a) at the peak resistance point, (b) after 700 cycles, and (c) after 3200 cycles under an applied load 0.7N.
Characterization of fretting corrosion types of the silver coated connector
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Characterization of fretting corrosion types of the silver coated connector
- 3-2. 접촉압력과 접촉전기 저항과의 관계
접촉 하중을 도금층의 두께와 비선형 거동을 고려한 구조해석을 통하여 평균접촉압력과 접촉저항과의 상관관계를 분석하였다. 이때 평균접촉면적을 결정하기 위하여 15 μm의 은도금한 시험편의 접촉부위에 대하여 탄소성을 고려하여 구조해석을 실시하였다.
본 연구에서는 0.3 mm 두께의 황동과 0.2 mm 두께의 어닐링한 은 판재에 대하여 소형 인장 시험편을 제작하여 인장시험을 실시하였다. 시험편은 평행부는 폭 4 mm이며 길이 8 mm로 어깨부의 곡률반경은 30 mm로 총 시편 길이는 55 mm 이다. 인장실험 결과는 Fig. 9 와 같다. 구조해석은 Abaqus와 HyperMesh를 연동하여 수행하였다. 접촉부 모델의 최소 요소크기는 8 μm로 구성하였다. 전처리 과정은 HyperMesh를 이용하여 Fig. 10 과 같은 모델을 완성하였다. 전체 모델에 shell 축 대칭 요소인 CAX4 요소를 적용하고 경계조건을 생성하였다. 시험편 모델의 절점 수와 요소수는 각각 7740개와 7418개로 구성하였다. 상판과 하판은 하중은 상판에 작용하도록 하고 하판은 고정하여 Fig. 10 과 같이 하중 및 구속조건을 부여하였다. 상판과 하판사이에 접합 조건을 부여하기 위해 하중을 부여하는 상판을 master, 구속으로 고정되어 있는 하판을 slave로 설정하였고, 마찰계수는 0으로 설정하였다.
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Tensile stress-strain curves of (a) brass and (b) silver.
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2-D mesh of the cross section of the fretting specimen.
Fig. 11 은 하중 0.5N 조건에서 도금층을 고려하여 탄소성 상태로 가정하여 구조해석 한 접촉압력 분포도이다. 해석 결과 접촉면의 반경은 31 μm로 나타났으며 최대 압력은 233 MPa로 나타났다. 은도금층을 고려한 탄소성 상태에서의 실험 접촉하중에 대한 해석 결과는 Table 2 와 같다.
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3-D contact pressure distribution of silver coated brass plate under 0.5 N.
Summarized the FEM results on average contact pressure under various loading conditions
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Summarized the FEM results on average contact pressure under various loading conditions
Fig. 12 는 평균접촉압력 p (=F/ π a 2 )을 결정하여 저하중 영역에서 평균접촉압력과 안정화된 접촉저항과 관계를 나타내는 그래프이다. 이 그래프를 통하여 접촉 저항(Ω)과 평균접촉압력( p )이 다음과 같은 관계식으로 나타났다; p = 106.2 R −0.15 . 일반적으로 컨넥터가 접촉시 압력이 증가할 경우 접촉 면적이 증가한다. 접촉 면적이 증가시에는 단순히 전류 흐름의 면적이 증가함으로 접촉저항이 감소하여 결과적으로 접촉압력이 전기접촉저항에 지대한 영향을 끼치고 있음을 알 수 있다.
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Stabilized average contact resistance against average contact pressure of silver coated connectors in low load region.
신호용 커넥터의 수명은 접촉저항이 일정한 수준 예로 0.01 Ω에 도달하는 주기를 수명으로 간주한다. 그러나 본 연구에서는 은도금 커넥터의 경우 접촉하중과 접촉저항이 0.45~0.8N 구간에서는 0.01 Ω에 도달하지 않았다. 이와 같은 결과는 은도금 커넥터를 설계시에 는 0.4N의 하중영역을 벗어난 0.45~0.8N 영역에서 커넥터 접점을 설계한다면 거의 무한 수명을 유지할 것으로 판단된다. F = 0.45 N에 해당하는 평균 접촉압력은 구조해석 결과 159 MPa로 나타났다. 반대로, 은도 금된 커넥터의 경우 접촉 하중이 낮을 경우 주석의 경우 [7] 보다 성능이 저하하는 경향이 있음을 의미한다. 결론적으로 은도금된 커넥터를 설계시에는 접촉압력을 고려하여 접촉변위진폭 δ = ±50 μm조건에서는 평균 접촉압력 159 MPa 이상을 유지하도록 스프링을 설계하는 것이 매우 중요함을 암시한다.
Fig. 13 은 전체 하중 구간에서의 평균접촉압력( p )과 안정화되는 사이클 수(N s )와의 관계를 나타내는 그래프이다. 이 그래프를 통하여 0.45~0.8N 하중 조건에서 안정화되는 사이클 수(N s )는 평균접촉압력( p )에 다음과 같이 비례적임을 알 수 있다 N s = 4.17 10 –16 p 7.925 [in MPa]. 이와 같은 경향은 주석에서의 일정저항에 도달하는 사이클 수와 하중이 비례하는 경향과 유사하다.
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Average contact pressure against the number of cycles to stabilized resistance.
4. 결 론
은도금한 전기커넥터의 미동마멸부식 현상을 연구하기 위하여 은을 15 μm로 도금한 시험편에 대하여 일정한 변위진폭( δ = ±50 μm)으로 미동마멸부식 실험을 수행하였다. 실험결과는 다음과 같다.
1. 은 도금된 접촉부의 경우 하중의 크기에 접촉저항 및 마찰계수의 변화 측면에서 세 가지의 거동을 확인하였다. 안정적인 접촉 저항은 낮은 하중에서는 0.4Ω이며, 하중이 증가하면서 금속 대 금속의 직접적인 접촉으로 0.45~0.8N 구간에서는 0.01~0.008 Ω 정도로 매우 낮은 저항을 나타냈다.
2. 0.1~0.4N 하중구간에서는 접촉저항이 초기에 급격히 증가한 후에 매우 안정적이며 마찰계수는 짧은 증가 직후에 0.005~0.1 수준의 매우 안정적인 것으로 나타났다.
3. 0.7N 이상의 하중 구간 경우에도 접촉저항이 초기에 급격히 증가한 후에 매우 안정적이며 마찰계수는 불안정한 출렁거림이 계속되면서 0.45 정도로 높았다. 이는 일정 사이클 후에는 금속 대 금속 접촉을 하면서 응착마모로 인한 것으로 판단된다.
4. 은 도금 커넥터를 설계시에는 0.45 N 이상의 영역에서 커넥터 접점을 설계한다면 통상적인 접촉저항 기준인 0.01 Ω에 도달하지 않는 거의 무한 수명에 도달하며 하중 F = 0.45 N에 해당하는 평균 접촉압력은 159 MPa로 나타났다.
Acknowledgements
이 연구는 서울과학기술대학교 교내연구비(2014-0430)의 지원으로 수행되었습니다.
References
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