電觸頭材料地地地研究進(jìn)展與地的應(yīng)用

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案電觸頭材料的研究進(jìn)展與應(yīng)用錢(qián)寶光,耿浩然,郭忠全,楊勤達(dá),陶珍東(1.山東大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院.山東濟(jì)南250061;2.濟(jì)南大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,山東濟(jì)南250022;3.鐵道部第十四工程局2-#,1公司,山東濟(jì)南250031)摘要:綜述了一些常用觸頭材料的組成,特點(diǎn),應(yīng)用及研究進(jìn)展,介紹了電觸頭材料的先進(jìn)制備工藝,并展望了今后電觸頭材料的發(fā)展趨勢(shì).關(guān)鍵詞:電觸頭;觸頭材料;制造工藝中圖分類(lèi)號(hào):TG146.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1000—3738(2004)03—00070

2、3DevelopmentandApplicationofElectricalContactMaterialsQIANBao-guang～,GENGHao-ran2,GUOZhong-quan2,YANGQin-da3,TAOZhen-dongz(1.ShandongUniversity,Jinan250061,China;2.JinanUniversity,Jinan250022,China;3.The14thBureauofEngineering,RailwayMinistry,Jinan25

3、0031,China)Abstract:Thecomposition,characteristics,processingtechnology,applicationanddevelopmentofsomeelectricalcontactmaterialsareintroduced.Keywords:electricalcontact;material;processingtechnology1引言2常用觸頭材料電觸頭是儀器儀表,電器開(kāi)關(guān)中非常重要的接觸元件.高壓輸變電間大容量超高壓發(fā)展,低壓

4、配電系統(tǒng)與控制系統(tǒng)對(duì)自動(dòng)化水平,靈敏程度要求的提高以及電子工業(yè)產(chǎn)品的更新?lián)Q代,都對(duì)觸頭材料提出了新的要求

5、_1].電觸頭在開(kāi)閉過(guò)程中產(chǎn)生的現(xiàn)象極其復(fù)雜,影響因素較多,理想的電觸頭材料必須具備良好的物理性能,力學(xué)性能,電接觸性能,化學(xué)性能,加工制造性能等l2].國(guó)外對(duì)電接觸元件和材料的研究已有六七十年的歷史.早期的觸頭材料多采用純鎢,純鉬,純銅及貴金屬銀,以后開(kāi)始研制復(fù)合觸頭,目前研究比較多的是低壓電器銀基觸頭材料,雙層或多層復(fù)層觸頭材料,真空開(kāi)關(guān)及其它封閉開(kāi)關(guān)用觸頭材料等.我國(guó)從1956年開(kāi)始研

6、究和生產(chǎn)觸頭材料,經(jīng)過(guò)4O多a的發(fā)展,目前可生產(chǎn)銀基觸頭材料,鎢基觸頭材料,銅基觸頭材料,貴金屬基弱電接點(diǎn)材料等

7、_3j.收稿日期:2003—03-03;修訂日期:2003—04—30基金項(xiàng)目:山東省自然科學(xué)魑金資助項(xiàng)日(YZO01G02)作者簡(jiǎn)介:錢(qián)寶光(1967一),女.I【J東充州人,博士研究生導(dǎo)師:耿浩然教授2.1銅基觸頭材料2.1.1銅鎢系觸頭材料銅鎢系觸頭材料具有良好的耐電弧侵蝕性,抗熔焊性,強(qiáng)度高等優(yōu)點(diǎn).但由于其開(kāi)斷能力不大,只適用于小容量的真空斷路器和真空接觸器.近幾年隨著觸頭結(jié)

8、構(gòu)和滅弧介質(zhì)的改進(jìn),銅鎢憷頭的開(kāi)斷容量有了很大提高,如在少油斷路器中達(dá)到了1200MVA.在銅鎢合金中添加鎳可使其抗電弧腐蝕性能得到進(jìn)一步提高

9、_5].2.1.2銅鉍合金觸頭材料銅鉍合金具有良好的抗熔焊性,較低的截流值,一定的開(kāi)斷能力.但因強(qiáng)度低,電弧侵蝕大,故觸頭壽命較短,可用于20kV以下的真空斷路器中.為滿(mǎn)足更高電壓等級(jí)及分?jǐn)喔箅娏鞯囊?美國(guó)研究了CuBiAI(129/6A1,19/6Bi,質(zhì)量分?jǐn)?shù))合金

10、_6],這種合金耐電壓能力是銅鉍(0.5Bi)合金的3倍,抗熔焊能力也很強(qiáng).為提

11、高分?jǐn)嗳萘?日本又研究了CuTeSe觸頭材料,這種觸頭開(kāi)斷能力大,損蝕率小.2.1.3銅鉻材料銅鉻材料的特點(diǎn)是耐電壓水平高,分?jǐn)嗳萘看?維普資訊http://www.cqvip.com錢(qián)寶光.等:電觸頭材料的研究進(jìn)展與應(yīng)用有很強(qiáng)的吸氣能力,耐損蝕特性好,截流值不太高.但就某單一方面的性能,銅鉻觸頭還存在明顯不足,如耐壓不如銅鎢合金,抗熔焊性略遜于銅鉍合金.截流值則高于銀鎢合金,而且,由于銅與鉻的互溶性差,通過(guò)燒結(jié)收縮致密化有一定困難.目前各國(guó)公認(rèn)它是最佳的中高壓真空斷路器觸頭材料之一,多用于12

12、kV以上的真空斷路器,許多使用銅鉍的場(chǎng)合已由銅鉻代替.作者的研究表明,對(duì)Cu-Cr-Fe合金進(jìn)行表面熔凝處理,鉻晶粒尺寸由原來(lái)的5～250pm細(xì)化到2.5~25pm,明顯提高了材料的耐磨性能[,使耐壓強(qiáng)度升高,電截流值降低.2.2銀基觸頭材料2.2.1銀鎢系觸頭材料銀鎢系觸頭材料具有良好的熱,電傳導(dǎo)性,耐損蝕性,抗熔焊性,主要缺點(diǎn)是接觸電阻不穩(wěn)定.為解決這一問(wèn)題,可在銀鎢觸頭材料中添加鎘,鋅,鎂及鐵等金屬元素.添加鎳對(duì)減輕磨損有利,在鎳含量低于139/6時(shí),可使硬度增加,耐電弧腐蝕性也增加.2.