影响摩擦及磨损的相同结构及薄膜决定了接触面的电气特性。简单而言，本讨论从金属接触面开始，薄膜的影响将在后面考虑。

两个金属面接触产生一电阻，术语称之为接触面压缩电阻，压缩电阻产生的根源，如Holm 所描述，是一个基本的结果并可通过图2.8 加于说明，接触面接触点微结构使电流被压缩为仅从接触点通过，因而会产生“压缩电阻”这一术语。根据Holm 所述，对单一接触点来说，压缩电阻由下式确定：

RC=ρ1/2α+ρ2/2α（2.6）

此处ρ1 与ρ2==接触材料的电阻系数

α==接触接触点的直径

如果两种材料相同，（2.6）式可简化为：

Rc=ρ/α（2.7）

应该注意的是压缩电阻是一种几何形状上的效果。这就是说，如果如2.8图所描述的几何形状是因为在实心原料上加工一细小凹槽而形成接触点，尽管没有接触面存在仍有压缩阻抗产生。流过变小了的通过面的电流的压缩是因为接触面结构的相互独立。这种接触面构造能够导致阻抗的增加超出根据公式（2.7）所得出的结果，例如薄膜，但是减少压缩电阻的**方法是增大接触面积。

为了本讨论的目的，多个接触点及它们接触电阻的分配对总接触电阻的影响可由图2.9 说明。插入的等式表明分布在同一接触面的单一接触点和多个接触点的压缩电阻依赖于其接触面的几何形状。而多点接触等式与通常接触表面更为相关：

Rc=ρ/nα+ρ/D （2.8）

此处ｎ==接触点的个数

D==接触所分布平面的直径

该等式表示一系列宏观压缩电阻的合成决定于各个接触点的微电阻以及这些接触点所分布的接触面积。图2.10 说明了这两种作用。**条件明确了并行排列的多个接触点的阻抗。对金属导体而言，这种情况的电流压缩与接触面非常接近。**个条件则表明了电流压缩通过分布接触面的结果。等式（2.8），可清楚表明，当接触点的接触数目非常大（数以十计）时，**个条件尤其依赖于接触点的分布。在这些条件下，图2.9 提出了一种近似的压缩电阻的第三等式。对显示的这种情况，其假定了接触点的圆形分布，分布面积（因而其直径）能够从接触材料硬度及其提供的压力中得到，结果如式（2.9）。

Rc=κρ√（H/Fn）（2.9）

此处κ==与表面粗糙程度，接触形状及弹性形变有关的系数

H==硬度

Fn==接触正压力

连接器技术之 2.3 接触面形态及电气特性（上）
2.3.1 金属接口的压缩阻抗

对以上这样简单的等式的论证在插图2.11 中会有所提示，从具体角度来讲，它所涉及的就是针对接触表面为铜、镍、黄铜及锡这四种金属其各自的接合力以及相对应的压缩阻抗之间的对比关系。从图中可得知该接合力非常大，虽能保证一个较大的接触面积，但是接触表面的镀层金属容易被破坏，该两者之间的相互关系可用等式(2.9)来表示。图2.11 中的表格所列的是关于三种金属的硬度及电阻系数。为了减小对压缩电阻的影响，必须控制接触面的粗糙度，对铜、黄铜、镍三种金属均应如此。对于锡，由于其极易遭磨损破坏而通常不用于直接受力部位，因此对其粗糙度不作讨论。首先来讨论关于铜的一些数据。图中虚线表示计算值，实线表示实验测试值。可以看出虚线与实线重合的非常好。对于锡和镍，图中仅仅显示了其测量值，因此对其只进行相关的讨论。注意到镍具有比铜更高的电阻系数及硬度。由于电阻系数及硬度与压缩电阻的关系分别为线性及平方根关系，因此镍的压缩电阻值会是铜的八倍。比较其测量值可看出接触压力为一千克力左右时，其重合度较好。对于锡，其电阻系数增加了十倍而硬度却降低了五倍，因此其压缩电总体上增加了，但这并不是说光考虑电阻系数的大小就能判断压缩电阻，因

为其接触面的面积会增大。这些数据表明根据点接触模式导出的2.9 式是正确的。

然而，在连接器涂层部分，上述简单的等式运用起来受到干扰而变得复杂。因为在涂层部分需考虑到各层之间的相互作用使系数K 很难决定，导致很难决定适当的硬度及电阻系数。在具有锡涂层的黄铜接触面，其利用锡的硬度和黄铜的电阻系数，如图2.12 所显而易见。

通常锡涂层的厚度会大于2.5 微米，锡是一种十分软的金属，接触面磨损通常发生在锡涂层里。另一方面，有两个原因导致电流的压缩主要产生在接触弹片即黄铜涂层上。首先，黄铜的传导率略等于锡的传导率的2.5 倍，因此在尚未接近有压缩变形的接触表面时，电流在黄铜中的分配会保持恒定。接触部分的面积与接触弹片横截面积的比越小则这种效果就越明显。

由图2.13 所示可显而易见这种选择的正确性。压缩电阻是通过等式(2.9)对锡的硬度及黄铜的电阻系数进行换算而得出，其可变的接合力是被指定在虚线所包括的范围。覆盖在黄铜表面厚度为2.5 微米的锡涂层的测量电阻，作为接合力的一个特性而绘制成一条实线。该实线与虚线具有良好的重合性，而锡涂层的厚度若为12.5 微米，则其测量电阻值实线与计算值虚线产生了较大的偏移，其原因可由图2.14 的例子说明。厚的锡涂层对压缩电阻导入了较大的电阻（主要是因为锡的电阻系数较大的缘故）。

显然，等式(2.9)的运用具有一定的限制条件，*起码要先了解设计及选材对压缩电阻的影响，尤其要知道一般接合力及接触面的分布是决定接触电阻的主要因素。接触面的分布主要依赖于接触面的宏观几何形状，亦即插座端子与插头端子各自接触表面的几何形状。

连接器技术之 2.3 接触面形态及电气特性（上）