盖世汽车讯 据外媒报道，韩国材料科学研究院（KIMS）能源与环境材料研究部Seil Kim领衔的研究团队开发出一种Ag–PTFE（银–聚四氟乙烯）复合镀层技术。该技术通过在无氰酸性镀银液中稳定分散PTFE（聚四氟乙烯）纳米颗粒，制备出硬度和耐磨性均优于传统镀银层的银镀层。

该技术同时实现了高硬度、低摩擦和优异耐磨性，而这些性能长期以来一直难以兼顾。研究成果有望提升电动汽车连接器、继电器以及电子设备电触点等反复接触、摩擦部件的耐久性和可靠性。

相关研究发表于期刊《Surface and Coatings Technology》。

图片来源：韩国材料科学研究院

银镀层耐久性不足的问题

由于银具有优异的导电性能，因此银镀层被广泛应用于电动汽车连接器、汽车继电器以及电子开关等电接触部件。

然而，银的硬度相对较低，在连接器反复插拔或继电器、开关持续工作过程中，镀银表面容易产生划痕和磨损。一旦银镀层受损，电接触可靠性便会下降，因此业界亟需更加耐用的镀层技术。

为解决这一问题，研究人员一直尝试在银镀层中加入PTFE颗粒，以降低摩擦。PTFE俗称特氟龙（Teflon），具有优异的润滑性能，可使机械运动更加顺畅。然而，PTFE纳米颗粒在电镀液中容易发生团聚。

提高PTFE浓度虽然能够增强润滑效果，却会削弱镀层强度；降低其浓度则无法有效降低摩擦。因此，如何同时实现高硬度和低摩擦始终是一项重要技术挑战。

此外，传统银电镀通常采用含氰镀液，也带来了作业安全及废水处理方面的担忧。

实现PTFE均匀稳定分散

为克服上述限制，KIMS研究团队开发出一种能够精准控制PTFE纳米颗粒分散状态的新技术，使银镀层的硬度、低摩擦性能和耐磨性得以同步提升。

研究人员采用含有含氟表面活性剂FC-4的无氰酸性镀银液，通过优化镀液酸度、表面活性剂浓度以及PTFE含量，有效防止PTFE纳米颗粒团聚，并确保其均匀嵌入银镀层中。

研究团队还结合实验分析与分子动力学模拟，阐明了PTFE纳米颗粒的稳定分散机制，证明了FC-4表面活性剂能够维持PTFE颗粒在镀液中的稳定分散状态。

均匀分散的PTFE颗粒在银镀层内部充当固体润滑剂，显著降低摩擦；与此同时，银晶粒更加细小、致密，从而提高了镀层硬度。

与传统纯银镀层相比，新开发的Ag–PTFE复合镀层硬度提高约23%，摩擦系数低于0.2，并表现出优异的耐磨性能。

上述成果突破了长期以来硬度提升与摩擦降低难以兼顾的技术瓶颈，实现了兼具更高硬度、更低摩擦和更强耐磨性的银镀层。

有望应用于哪些领域？

该技术可应用于各种金属表面反复接触、滑动摩擦的部件，包括电动汽车连接器、继电器触点、开关、引线框架（lead frame）以及电子端子等。

随着电动汽车高电压、大电流电气部件日益普及，能够在振动及反复工作条件下持续保持可靠电接触的技术变得愈发重要。

研究人员预计，该镀层技术有望延长相关部件的使用寿命，降低维护和更换成本，并提高电动汽车及电子产品的长期可靠性。

预计到2032年，全球电镀市场规模将达到约272亿美元，高可靠性镀银技术的产业价值也有望持续增长。

安全性和规模化前景

从环保角度来看，该技术同样具有重要意义。

由于采用了无氰酸性镀银液，不仅提高了作业安全性，还降低了废水处理负担，更有利于满足日益严格的环保法规要求。

未来，若进一步应用于大面积工件及规模化生产工艺，将有望加快环保型高性能镀银技术的产业化进程，同时增强韩国在镀银材料及工艺领域的技术自主能力，并提升其在高附加值电接触部件市场的竞争力。

韩国材料科学研究院高级研究员Seil Kim表示：“这项技术有望在消除高毒性氰化物使用需求的同时，制备出在反复接触工况下耐久性显著提升的高性能银镀层。”

Seil Kim补充道：“下一步，我们将验证该技术在电动汽车连接器、电接触件等实际部件中的性能，并将其拓展至大面积镀覆及规模化生产工艺，以推动产业应用。”