Корейский институт материаловедения разработал износостойкое серебряное покрытие с повышенной на 23% твёрдостью

Репортаж от Wedoany，Исследовательская группа Корейского института материаловедения (KIMS) разработала технологию композитного покрытия Ag–PTFE. Стабильно диспергируя наночастицы PTFE в бесцианистой кислой серебряной ванне, они получили высокоизносостойкое серебряное покрытие, твёрдость которого примерно на 23% выше, чем у традиционного чистого серебряного покрытия, а коэффициент трения составляет менее 0,2. Данная технология подходит для компонентов, подвергающихся повторяющимся контактам и трению, таких как разъёмы электромобилей, реле и электрические контакты в электронных устройствах.

Серебряное покрытие благодаря отличной электропроводности широко применяется в электрических контактах разъёмов электромобилей, автомобильных реле и электронных переключателей. Однако серебро является относительно мягким материалом, и при многократном подключении и отключении разъёмов или непрерывной работе реле поверхность покрытия легко царапается и изнашивается, что ухудшает надёжность электрического контакта. Исследователи ранее пытались добавлять частицы политетрафторэтилена для снижения трения, но наночастицы PTFE склонны к агломерации в растворе; слишком высокая концентрация ослабляет покрытие, а слишком низкая — не обеспечивает достаточного снижения трения. Кроме того, традиционные цианидные ванны создают риски для безопасности на рабочем месте и проблемы с очисткой сточных вод.

Исследовательская группа KIMS разработала технологию точного контроля дисперсии наночастиц PTFE. Используя бесцианистую кислую серебряную ванну с фторсодержащим поверхностно-активным веществом FC-4 и оптимизируя кислотность раствора, концентрацию ПАВ и содержание PTFE, удалось предотвратить агломерацию наночастиц и обеспечить их равномерное включение в серебряное покрытие. Экспериментальный анализ и моделирование молекулярной динамики подтвердили механизм, с помощью которого данное ПАВ поддерживает стабильную дисперсию PTFE.

Равномерно диспергированные частицы PTFE действуют как твёрдая смазка в серебряном покрытии, значительно снижая трение, а также делая зёрна серебра более мелкими и плотными, что приводит к образованию более твёрдого покрытия. По сравнению с традиционным чистым серебряным покрытием, разработанное композитное покрытие Ag–PTFE имеет твёрдость примерно на 23% выше, коэффициент трения менее 0,2 и отличную износостойкость, что позволяет преодолеть давний компромисс между твёрдостью и снижением трения.

Данная технология может применяться для компонентов, подвергающихся повторяющимся контактам и скольжению металлических поверхностей, таких как разъёмы электромобилей, контакты реле, переключатели, выводные рамки и электронные клеммы. С распространением в электромобилях высоковольтных сильноточных электрических компонентов технология поддержания надёжного электрического контакта становится всё более важной. Ожидается, что данное покрытие продлит срок службы компонентов, снизит затраты на техническое обслуживание и замену. По прогнозам, к 2032 году мировой рынок гальванических покрытий достигнет примерно 27,2 миллиарда долларов США, и промышленная ценность высоконадёжной технологии серебряного покрытия будет продолжать расти.

Технология использует бесцианистую кислую серебряную ванну, что улучшает безопасность на рабочем месте и снижает нагрузку на очистку сточных вод. Применение на крупногабаритных деталях и в серийном производстве может ускорить коммерциализацию экологичных высокопроизводительных серебряных покрытий, а также усилить технологическую независимость и конкурентоспособность Кореи на рынке серебряных покрытий и высокоценных электрических контактных компонентов.

Старший научный сотрудник KIMS Сейл Ким отметил, что эта технология позволит получить высокопроизводительное серебряное покрытие, повышающее долговечность в условиях повторяющихся контактов и устраняющее необходимость в высокотоксичных цианидах. На следующем этапе исследовательская группа планирует проверить характеристики на реальных компонентах и расширить технологию до промышленного крупносерийного производства. Исследование получило финансирование от Министерства торговли, промышленности и энергетики, а также Министерства науки и информационно-коммуникационных технологий. Результаты были опубликованы онлайн 8 июня 2026 года в журнале «Surface and Coatings Technology».