來源于：線束世界
各種新材料和設(shè)計(jì)幫助連接器制造商滿足對(duì)更堅(jiān)固、防水電子元件的需求。
水可能是電子設(shè)備的敵人，但適當(dāng)密封和保護(hù)的連接器在復(fù)雜應(yīng)用中發(fā)揮作用，如戶外氣象站、海軍設(shè)備、交通基礎(chǔ)設(shè)施、照明系統(tǒng)、戶外屏幕技術(shù)，甚至海底。最新一代密封和密封互連體能夠承受降水、沖刷，甚至完全浸沒，這得益于改進(jìn)的密封策略和使這些連接高度防水的材料。與防水同樣重要，密封和密封的連接器還能防止氣體、空氣和顆粒物破壞連接和劣化材料。
1、材料重要
傳統(tǒng)的連接器密封方法，如環(huán)氧樹脂、玻璃對(duì)金屬密封（GTMS）和陶瓷密封，能形成物理屏障，阻擋濕氣和空氣。環(huán)氧樹脂在中等環(huán)境下提供了經(jīng)濟(jì)且多功能的防水密封選擇，而玻璃與金屬密封則提供了極其堅(jiān)固的密封屏障，非常適合航空航天、國防和醫(yī)療應(yīng)用，這些領(lǐng)域?qū)^對(duì)可靠性至關(guān)重要。陶瓷密封件具有卓越的熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性和抗惡性化學(xué)品，使其成為高溫或高壓系統(tǒng)的首選。盡管這些傳統(tǒng)材料仍是許多防水和密封連接器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，但聚合物科學(xué)、精密制造和納米涂層的持續(xù)進(jìn)步正在擴(kuò)大其性能極限，或?yàn)閯?chuàng)新設(shè)計(jì)提供替代方案。在某些應(yīng)用中，通過將傳統(tǒng)材料與彈性體、PEEK 絕緣體和先進(jìn)的鍍層表面結(jié)合，實(shí)現(xiàn)完美的密封效果。
然而，這些密封策略會(huì)增加組件和終端應(yīng)用的重量和體積。一類新興的納米涂層、貼合膜和“智能”薄膜層正在為連接器增加防潮功能，但不增加重量。其中最常用的是莧，這是一種薄的、貼合聚合物涂層材料，可作為氣相沉積膜涂覆，提供超薄的防潮保護(hù)和防潮。該材料對(duì)復(fù)雜形狀（如連接器殼體）具有通用覆蓋，并有 FDA 批準(zhǔn)的變體，適用于包括植入設(shè)備在內(nèi)的醫(yī)療應(yīng)用。（Samtec 有一份關(guān)于貼合密封材料使用加工技巧的指南。）
Samtec 正在開發(fā)一種新型苯乙烯涂層 FireFly Extreme? Environment 主動(dòng)光學(xué)微型飛越?電纜組件，適用于暴露的軍事、航空航天和潛水器應(yīng)用。
另一種密封材料 Ceramax被設(shè)計(jì)用于在極端溫度、壓力和振動(dòng)條件下的惡劣環(huán)境中提供卓越的密封性能。其獨(dú)特的成分結(jié)合了高純度陶瓷的電絕緣性和耐化學(xué)性，以及實(shí)現(xiàn)高可靠性互連系統(tǒng)所需的機(jī)械強(qiáng)度。塞拉馬克斯密封件常用于陶瓷與金屬的配置，形成密封界面，防止污染，即使在多年熱循環(huán)和腐蝕環(huán)境中暴露后仍能保持性能。
溫徹斯特互聯(lián)在其密封連接器產(chǎn)品線中采用塞拉馬克斯技術(shù)，以確保卓越的密封性能和長(zhǎng)壽命。溫徹斯特的密封多針連接器結(jié)合塞拉馬克斯介電化合物與 BeCu 觸點(diǎn)，形成防裂紋擴(kuò)散的密封。該方法最常用于 D 型低音炮、38999、射頻饋送、紅外成像系統(tǒng)的杜瓦法蘭以及帶集成連接器的封裝。
“密封不僅僅是氣密無間;“其設(shè)計(jì)目的是防止任何有害顆粒感染外部環(huán)境或電子設(shè)備功能，”溫徹斯特一位產(chǎn)品經(jīng)理說。“溫徹斯特設(shè)計(jì)和制造標(biāo)準(zhǔn)和定制的密封產(chǎn)品。在大多數(shù)情況下，非密封連接器可以重新設(shè)計(jì)，加入塞拉麥克斯，成為密封連接器。”
溫徹斯特的密封 D-Sub 連接器采用 Ceramax 密封，能承受極端環(huán)境條件，在一個(gè)大氣壓差下實(shí)現(xiàn)低于 1 X 10-9 cc/秒 He 的密封性。
2、結(jié)合密封策略
雖然玻璃對(duì)金屬密封（GTMS）曾經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，但新的混合設(shè)計(jì)將陶瓷或金屬的機(jī)械強(qiáng)度與聚合物涂層或薄膜結(jié)合起來，以平衡重量和耐用性。許多連接器公司結(jié)合機(jī)械和化學(xué)密封技術(shù)，以在惡劣環(huán)境中保持可靠性。
一種減輕密封連接器重量同時(shí)提高其密封性能的方法是將傳統(tǒng)玻璃密封與創(chuàng)新的環(huán)氧材料相結(jié)合。Amphenol Aerospace 在其軍用和航空航天市場(chǎng)的氣密連接器上采用這一策略，提供了一種輕量級(jí)的替代方案，這種玻璃密封氣密連接器能夠承受嚴(yán)苛的飛行條件。
Amphenol Aerospace 的氣密連接器提供卓越的電氣性能，同時(shí)具備玻璃密封或環(huán)氧密封連接器的堅(jiān)固設(shè)計(jì)，并具有更優(yōu)越的泄漏率性能。
密封公司，作為提供氣密式航空航天和國防連接器的供應(yīng)商，數(shù)十年來一直為 NASA 和其他航天機(jī)構(gòu)提供服務(wù)，現(xiàn)已開發(fā)出混合密封件，該密封件使用專有合金和涂層來最大程度地減少應(yīng)力開裂和氧化。Kovar-to-Glass 和 Titanium-to-Glass 密封件專為極端壓力環(huán)境而設(shè)計(jì)，而其他變體則集成了聚合物界面，在不影響氣密性的情況下減少質(zhì)量。這些材料進(jìn)步使得能夠在更輕、更小的包裝中部署高可靠性的連接器，例如無人機(jī)、衛(wèi)星和緊湊型儀器。
3、海底密封
數(shù)百萬數(shù)據(jù)電纜穿越海底，通過最堅(jiān)固耐壓的氣密式連接器相連。氣密式海底連接器專為在嚴(yán)苛的水下環(huán)境中保持完整的電氣和環(huán)境完整性而設(shè)計(jì)，包括壓力、濕度、鹽分和氣體等。與標(biāo)準(zhǔn)防水連接器不同，氣密式海底設(shè)計(jì)通過玻璃金屬、陶瓷金屬或環(huán)氧密封技術(shù)實(shí)現(xiàn)真正的氣密性。TE Connectivity 的 SUBSEA 系列專為深水作業(yè)設(shè)計(jì)，提供模塊化、高可靠性的連接器，可承受極端壓力，同時(shí)確保安全的電氣和光連接。通過保持無瑕疵的絕緣并防止流體侵入，這些連接器使深海洋儀器、控制系統(tǒng)和通信中的可靠電力和數(shù)據(jù)傳輸成為可能——這對(duì)當(dāng)今海底作業(yè)的性能和安全至關(guān)重要。
TE Connectivity 的 SEACON 系列結(jié)合了陶瓷金屬密封和高性能金屬外殼，以在深水作業(yè)中實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期的氣密可靠性。
4、邁向更智能的保護(hù)
展望未來，研究人員和制造商正在探索具有多種新功能的新型密封材料。未來的“智能”密封材料能夠動(dòng)態(tài)響應(yīng)環(huán)境變化。形狀記憶聚合物和相變材料可以根據(jù)溫度或壓力波動(dòng)而膨脹或收縮，在條件變得更加極端時(shí)收緊密封。其他研究則集中在將傳感器嵌入密封材料中，以收集濕度或其他條件的數(shù)據(jù)。受生物膜啟發(fā)的自修復(fù)氟聚合物層正在被測(cè)試用于連接器，以自動(dòng)修復(fù)可能導(dǎo)致濕氣侵入的微裂紋。同時(shí)，人們也在尋找 PFAS 的安全替代品。
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