文档介绍：电接触材料是影响开关电器触头系统工作可靠性的关键因素。而电触头是电器设备的关键元件之一,其功能是接通和切断电流。它既是载流体,又是机械零部件,必须具有良好的导电导热性及耐电孤烧损、抗熔焊、小的电磨损、低而稳定的接触电阻、不与使用介质起化学变化、有一定的强度和易于机械加工等通性。电接触材料已有近100年的发展历史,最初使用纯金、纯银、纯铂作结点材料,20世纪40年代开始采用Ag-Cu、Au-Ag、Pt-Ir、Pt-Ag等合金,20世纪60年代以来发展了多元贵金属和各种贵金属复合材料。由于Ag及其合金优良的导电性能和良好的加工性以及抗氧化性,使得银基电接触材料适用于在各种功率条件下工作,而且大量用于大、中负荷电器中。如各种开关、继电器、接触器等。
 
一、我国触头材料概况及现状
我国从1956年前后开始研究和生产触头材料。经过近40年的发展,目前每年生产用于低压电器、家用电器的银基触头材料;用于高压油断路器,SF6断路器、负荷开关和真空接触器的钨基触头材料;用于真空断路器的铜基触头材料;用于仪表、通讯系统的贵金属基弱电接点材料等30余个系列、上百个品种,年产量数百吨,基本上满足国内电器、仪表和通讯行业发展的需要,取得了很大的成绩。
上世纪80年代以来,随着触头品种的增加,制造工艺的改进,触头材料使用性能的提高。我国在接触器、断路器和凸轮控制器等低压电器产品中全面推广使用高性能的银基触头,不仅提高了配套电器产品的使用性能,同时相应缩小了触头体积,减少了用银量。
低压电器产品的更新换代和引进国外先进的电器产品制造技术,推动了我国触头行业的发展。如上海电器科学研究所合金分所与电器行业密切配合,为电器产品的更新换代服务,为引进电器产品配套、开发、生产了数十个品种的低压电器用触头材料。
 
二、银基电材料的分类
目前,已研究出的低压电器用电工触头材料有数百种,但形成产业化和实际应用的触头材料只不过几十种。它们基本上可以归纳为四个系列:Ag-C系列电接触材料、Ag-WC系列电接触材料、Ag-Ni系列电接触材料、Ag-MeO系列电接触材料。
(一)Ag-C系列电接触材料
在电器使用过程中,在要求触头接触电阻较低的同时,触头的另外一个重要的特性是抗熔焊性,它可以保证在应急情况下使电流分断。自动开关、铁路信号继电器、温度调节器等低压电器对电接触材料就有这种要求。为了这个目的,常采用Ag-C的烧结材料,在电流较大的情况下,石墨含量可达10%~20%。在银基中掺入3%~5% C可使材料软化,并使金属接触面积减少,从而使触头在实际中不发生熔焊。这种材料的硬度低,但电弧烧蚀量极大。有人认为,这是由于石墨强度低,在基体和石墨相之间不存在冶金联接。不久前公布了石墨颗粒尺寸和工艺特点对Ag-5C触头特性的影响研究结果,石墨尺寸的减小导致因电弧作用而造成的损失增加,抗熔焊性也增大了。
(二)Ag-WC系电接点材料
Ag-WC系接点材料具有良好的抗电弧及抗熔焊,应用也较广。但在接触压力、断开力、接点间隙小的工作条件下,损耗、飞溅增多,出现熔焊、绝缘性下降、温升增加的问题。为此有人在Ag-WC系中添加石墨(Gr),在电弧作用下Gr成还原气氛,防止WC氧化,抑制温升,Gr还起润滑作用,提高抗熔焊性。但接点损耗增大,绝缘性下降,同时添加1%~11% Gr和5%~60% F