银触头材料的研究进展与应用

　　银触头材料的研究进展与应用
　　1引 言
　　银触头是仪器仪表,电器开关中非常重要的触摸元件,低压配电体系与控制体系对自动化水平,活络程度请求的进步以及电子工业商品的更新换代,都对触头资料提出了新的请求|_1].银触头在开闭过程中发生的景象极端杂乱,影响要素较多,抱负的银触头资料有必要具有杰出的物理功能,力学功能,电触摸功能,化学功能,加工制作功能等l2]. 国外对电触摸元件和资料的研讨已有六七十年的前史.早期的触头资料多选用纯钨,纯钼,纯铜及贵金属银,往后开端研发复合触头,现在研讨比较多的是低压电器银基触头资料,双层或多层复层触头资料,真空开关及其它封闭开关用触头资料等.中国从1956年开端研讨和生产触头资料,经过4O多a的开展,现在可生产银基触头资料,钨基触头资料,铜基触头资料,贵金属基弱电接点资料等。银接点

　　2常用触头资料
　　2.1铜基触头资料
　　2.1.1铜钨系触头资料
　　铜钨系触头资料具有杰出的耐电弧腐蚀性,抗熔焊性,强度高级长处.但由于其开断才能不大,只适用于小容量的真空断路器和真空触摸器.近几年跟着触头构造和灭弧介质的改进,铜钨憷头的开断容量有了很大进步,如在少油断路器中达到了1 200MVA.在铜钨合金中增加镍可使其抗电弧腐蚀功能得到进一步进步

　　2.1.2铜铋合金触头资料
　　铜铋合金具有杰出的抗熔焊性,较低的截流值,一定的开断才能.但因强度低,电弧腐蚀大,故触头寿数较短,可用于20kV以下的真空断路器中.为满足更高电压等级及分断更大电流的请求,美国研讨了CuBiAI(12 9/6 A1,1 9/6 Bi,质量分数)合金|_6],这种合金耐电压才能是铜铋(0.5 Bi)合金的3倍,抗熔焊才能也很强.为进步分断容量,日本又研讨了CuTeSe触头资料,这种触头开断才能大,损蚀率小.
　　2.1.3铜铬资料
　　但就某单一方面的功能,铜铬触头还存在显着缺少, 如耐压不如铜钨合金,抗熔焊性略逊于铜铋合金.截流值则高于银钨合金,并且,由于铜与铬的互溶性差,经过烧结收缩细密化有一定艰难.现在各国公认它是最佳的中高压真空断路器触头资料之一,多用于12kV以上的真空断路器,很多运用铜铋的场合已由铜铬替代. 作者的研讨标明,对Cu-Cr-Fe合金进行外表熔凝处理,铬晶粒尺度由本来的5～250pm细化到2.5~25pm,显着进步了资料的耐磨功能[ ,使耐压强度增加,电截流值下降.复合银触点

　　2.2.1银钨系触头资料
　　银钨系触头资料具有杰出的热,电传导性,耐损蚀性,抗熔焊性,首要缺点是触摸电阻不安稳.为处理这一疑问,可在银钨触头资猜中增加镉,锌,镁及铁等金属元素.增加镍对减轻磨损有利,在镍含量低于13 9/6时,可使硬度增加,耐电弧腐蚀性也增加.
　　2.2.2银金属氧化物银触头资料
　　在银金属氧化物中,有代表性的是银氧化镉和银氧化锡[8].银氧化镉银触头资料具有耐电磨损, 抗熔焊,触摸电阻低并且安稳的特色,广泛运用于多种低压电器.Rieder等及作者的研讨标明,决议银金属氧化物触头资料功能的首要要素不是所选用氧化物的品种[9 ..,而是资料在电弧效果下构成的表层构造和资料的制作技能以及增加物.作者首要研讨了增加合金元素对银氧化镉合金形状构造和功能的影响,找到了改进合金导电率,硬度,电弧腐蚀速率的一些增加元素.在中低电流范围内,可用银氧化锡替代银氧化镉触头资料,现在,已运用于各种触摸器,电动机起动器和维护开关,低功率断路器,仪器仪表等方面.
　　2.2.3银镍,银石墨银触头资料银镍触头资料具有杰出的导电,导热性,触摸电阻低且安稳,电弧腐蚀小而均匀,在直流下开闭时的资料搬运比纯银小.可是,这种触头在大电流下抗熔焊功能差,通常和银石墨触头配对运用. 为了进一步进步银镍触头功能,可向银中参加少数铜,锡或锌制成合金粉并进行内氧化,然后与R20 的镍粉及1 以下的石墨粉混合,烧结,揉捏, 所得商品的耐电弧腐蚀性,抗熔焊性与银氧化镉一样;向高镍含量的银镍合金中增加一种或多种难熔金属(钨,钼,铬)或难熔金属的碳化物,可进步抗熔焊功能;向银镍合金中参加其它金属氧化物(CuO, ZnO,SnOz)还可下降银含量,而触头功能适当或优于银氧化镉资料,抗熔焊性亦得到进步;向银镍中增加高熔点,耐腐蚀的金属钛,能进步银镍触头的硬度和耐电弧腐蚀功能. 银石墨触头资料的特色是导电功能好,触摸电
　　阻低,抗熔焊性好,即便在短路电流下也不会熔焊. 可是电弧腐蚀较高,电磨损大,灭弧才能差[ ].银 石墨类资料的触摸特性与生产过程中石墨颗粒在银基体中的散布状态有很大联系.
　　2.3节银代银触头资料
　　世界上银的储藏量很少,中国更是一个银资本缺少的国家.选用参加报价相对廉价的元素或化合物[1 ,研讨新式银氧化物触头资料,研讨非传统组分的银基资料等办法,可大大节省银的用量.但节银只能延伸银资本运用的时刻,不能从根本上处理银资本被耗费的疑问.这就对无银资料的研讨提出迫切请求.普遍认为替代银的最合适的元素是铜, 由于它在导热,导电性上与银最附近[1引,并且铜的报价廉价,储量较多.
　　作者根据中低电压触头功能请求,以铜为基体, 增加了多种微量元素和改性媒质,研讨了一种新式铜基银触头复合资料,由表1可见,该资料具有较高的导电率,较低的触摸电阻以及优秀的概括功能,有待于在低压电器中得到运用.