新型银基电接触材料的研究进展

综述了3种新型银基电接触材料的性能特点。以NiO、Bi2O3或CuO改性的Ag/SnO2MeO可以改善传统Ag/SnO2电接触材料的接触电阻稳定性、温升控制及室温加工性;以Ag/Ti3SiC2和Ag/Ti3AlC2为代表的三元层状化合物陶瓷相增强银基材料(Ag/MAX)可以改善AgNi材料大电流条件下的抗熔焊性能,降低直流负载条件下材料转移量;用石墨烯替代传统石墨研制的Ag/GNPs可以解决表面膜增厚、接触电阻增大、耐磨性不足等缺点。提出新型银基电接触材料的主要研发方向。     

银基电接触材料的最新研究进展和展望

贵金属基电接触材料广泛应用于电子、电工行业,而Ag基电接触材料的用途和用量最大。总结了主要银基电接触材料中传统的Ag/Ni、Ag/CdO、Ag/SnO2、Ag/ZnO、Ag/C、Ag/W、Ag/WC材料,以及新型的Ag/CNT、Ag/Graphene、Ag/MAX材料的制备方法、性能、用途和研究现况。综述了近年来在电接触材料的实时原位测试技术,并对熔桥、电弧等现象的观测结果和技术进展,以及模拟仿真技术在电接触材料研究中对熔桥、电弧等研究成果和技术进展。分析了银基电接触材料研究中存在的问题,并展望了发展趋势。     

Ag/SnO2电接触材料的制备及其燃弧特性研究

以Ag粉和自制SnO_2为原料,采用机械合金化和热挤压拉拔工艺制备Ag/SnO_2电接触材料。采用冷压焊工艺设备制备了Ag/SnO_2铆钉元件。采用X射线衍射仪(XRD)对Ag粉、自制SnO_2及Ag/SnO_2复合粉体进行物相分析;采用扫描电子显微镜(SEM)对电寿命测试前后Ag/SnO_2铆钉元件的表面形貌进行了表征。并考察了不同电气参数对Ag/SnO_2铆钉元件的燃弧特性、电弧侵蚀形貌、质量损失及其失效退化模式等特性研究。结果表明:Ag/SnO_2电接触材料在电弧作用下相比于纯Ag表现出更高的燃弧时间和燃弧能量,平均闭合与断开燃弧时间分别为51.78和25.86 ms,比纯Ag多出4.87和2.78 ms;同理,平均闭合、断开燃弧能量分别为988.14和493.85 mJ,比纯Ag高出104.93和58.76mJ;随着循环操作次数的增加,Ag/SnO_2电接触材料的总质量损失为负值,其失效退化模式主要表现为液滴飞溅与SnO_2颗粒上浮。     

Ag/SnO_2电接触材料的制备新方法(英文)

描述了一种制备Ag/Sn O2电接触材料(Sn O2的质量分数为12%)的新方法。首先采用共沉淀法制备Ag-Sn O2纳米复合粉体(Sn O2的质量分数为42%)并对该Ag-Sn O2纳米复合粉体进行了表征。XRD结果表明制备的复合粉体由纯立方相的Ag和四方金红石相的Sn O2组成;SEM及TEM结果表明,纳米Sn O2与纳米Ag颗粒均匀弥散分布在复合粉体中;并借助于TG-DTA热分析对纳米复合粉体前驱体的制备过程进行了分析。然后,将Ag-Sn O2纳米复合粉体与Ag粉混合,采用粉末冶金法制备成Ag/Sn O2电接触材料,并对制备的Ag/Sn O2电接触材料进行了表征。结果表明,由于纳米Sn O2在Ag基体中弥散分布,制备的材料的物理性能如密度、硬度及电导率比普通工艺制备的材料好。     

A Novel Method for the Preparation of Ag/SnO2 Electrical Contact Materials

描述了一种制备Ag/Sn O2电接触材料(Sn O2的质量分数为12%)的新方法。首先采用共沉淀法制备Ag-Sn O2纳米复合粉体(Sn O2的质量分数为42%)并对该Ag-Sn O2纳米复合粉体进行了表征。XRD结果表明制备的复合粉体由纯立方相的Ag和四方金红石相的Sn O2组成;SEM及TEM结果表明,纳米Sn O2与纳米Ag颗粒均匀弥散分布在复合粉体中;并借助于TG-DTA热分析对纳米复合粉体前驱体的制备过程进行了分析。然后,将Ag-Sn O2纳米复合粉体与Ag粉混合,采用粉末冶金法制备成Ag/Sn O2电接触材料,并对制备的Ag/Sn O2电接触材料进行了表征。结果表明,由于纳米Sn O2在Ag基体中弥散分布,制备的材料的物理性能如密度、硬度及电导率比普通工艺制备的材料好。     

金属氧化物对Ag/MeO触点材料性能的影响

研究了20A20V dc负载条件下, Ag/CdO(90/10,质量分数,下同), Ag/SnO2(90/10)和Ag/REO(88/12)三种触点材料的电气使用性能.结果表明,Ag/REO接触电阻最低、材料转移最少.对其15万次分断后的接触表面进行的SEM分析表明,Ag/REO触点表面平坦,结合紧密,没有裂纹和孔洞产生.论文分析了氧化物粒度、体积分数、密度等对Ag/MeO触点材料性能的影响.     

添加Ti元素的纳米Ag/SnO_2电接触材料的制备和研究（英文）

采用液相原位化学法制备了一种超细的纳米级SnO2-TiO2复合粉末。对Ti元素在复合粉体中分布形态及对复合纳米粉体显微组织的影响进行了研究。SEM分析结果表明,SnO2-TiO2复合粉末颗粒细小、均匀,没有明显的团聚。采用粉末冶金法制备了一种新型的Ag/SnO2-TiO2电接触材料,并对该材料的电气性能进行了试验。结果表明,所研制的新材料通过了接通与分断能力试验,具有较好的抗电弧侵蚀性能,并且温升较低。因此,所制备的Ag/SnO2-TiO2电接触材料有可能成为替代Ag/SnO2的新型材料。     

Cu含量对Ag/LSCO电接触材料物理性能的影响

采用溶胶凝胶法辅以高能球磨工艺合成Cu粉体改性La_0.5Sr_0.5CoO_3-δ(LSCO)粉体,用粉末冶金工艺结合热挤压技术制备了系列Cu改性Ag/LSCO电接触材料与成品丝,研究了Cu粉体对改性Ag/LSCO材料界面润湿性、物理力学性能等影响规律。结果表明,随着Cu含量的增加,改性Ag/LSCO-x Cu (x=0、1、2、4、6、8)电接触材料的电阻率呈先增加后减小的趋势,与Ag和LSCO基底的润湿角变化趋势相一致,但其密度和硬度性能变化趋势相反;当Cu含量为4%时,Ag和LSCO-4Cu基底的润湿角达最小值55.0°,相应的成品丝(φ2.35 mm)性能最佳：电阻率2.29μ?·cm,硬度(HV_0.3)946.7 MPa,密度9.73 g/cm³,断后延伸率3.9%,为纯Ag/LSCO的3.9倍。     

锡酸锌纳米粉体的制备及其在电接触材料中的应用

以不同的锌源,锡源与沉淀剂为原料,采用化学共沉淀法成功合成了具有尖晶石结构的高纯度立方锡酸锌纳米粉体。采用机械合金化和粉末冶金技术制备Ag/Zn_2SnO_4电接触材料。探究了煅烧温度、锌源种类和沉淀剂类型等工艺参数对Zn_2SnO_4粉体的微观结构和Ag/Zn_2SnO_4电接触材料性能的影响规律。采用场发射扫描电子显微镜和X射线电子衍射仪表征锡酸锌粉体的形貌和物相,并测试Ag/Zn_2SnO_4电接触材料的电阻率,硬度与密度等物理性能。结果表明:以五水四氯化锡,氯化锌与碳酸钠为原料,于1000℃条件下煅烧3h合成的Zn_2SnO_4增强Ag基电接触材料可达到最佳电阻率2.31μΩ·cm,此时材料相应的密度和维氏硬度分别为9.51 g/cm3和656.3 MPa。相比于传统的Ag/SnO_2与Ag/ZnO电接触材料,Ag/Zn_2SnO_4电接触材料在电学性能和致密度上具有明显优势;由Ag/Zn_2SnO_4材料的断口组织分析可知,Ag相与Zn_2SnO_4增强相颗粒间结合良好。     

Bi-2212/Ag带材的制备与性能

研究了名义化学成分为Bi2.10Sr1.96Ca1.0Cu2.00Ox的Bi-2212/Ag超导带材的制备和性能,采用X射线衍射技术和扫描电镜技术分析了Bi-2212相的合成过程和Bi-2212/Ag超导带材中超导体的微观组织形貌,在4.2～30K温度范围内测量了Bi-2212/Ag超导带材样品的临界电流密度(Jc),应用背景场的磁场(B)最高达到7T。结果表明,Bi2.10Sr1.96Ca1.0Cu2.00Ox的粉末在空气中多次烧结后,2212相生成量可以达到91.6%;Bi-2212/Ag超导带材中晶粒间有良好的连接性,但微观组织中仍存在大量的缩孔。在磁场高于5T和温度低于20K时,Jc随应用磁场和操作温度升高而缓慢下降,而当磁场小于5T和温度超过20K时,Jc快速下降。通过熔化-慢冷工艺得到的Bi-2212/Ag带材其临界电流密度Jc可达到320A/mm2(4.2K,7T)。     

Ag／SnO2-La2O3-Bi2O3触头材料的研究

采用粉末冶金方法制备了新型银-稀土氧化物触头材料Ag／SnO2-La2O3-Bi2O3。利用扫描电镜（SEM）及能谱分析（EDS），对Ag／SnO2-La2O3-Bi2O3触头材料的显微组织进行了分析，并对其进行了通断能力、温升及侵蚀量的实验。新型材料Ag／SnO2-La2O3-Bi2O3通过了通断能力实验，与Ag／CdO相比平均温升相近，但侵蚀量仅约为Ag／CdO的2／3。由实验结果可知，此材料具有较好的物理、机械、电气性能及较低的成本，具有很好的应用前景和经济效益，有望成为一种可替代Ag／CdO的无毒新型触头材料。     

银氧化锡电触头材料研究现状及发展趋势

作为最有希望代替银氧化镉材料的材料,银氧化锡成了国内外研究的重点,目前取得了许多成果。文章总结了银氧化锡的性能、制造工艺及其添加元素的种类和作用并简单介绍了国内外的研究现状及发展趋势。     

Ag/La2NiO4复合触点材料的制备与性能

利用传统的陶瓷制备工艺制成La2NiO4类金属导电陶瓷,将其与银粉混合制成Ag/La2NiO4复合触点材料,该材料具有电阻率较小,加工性好等特点.X射线衍射分析发现La2NiO4陶瓷在电弧烧蚀作用下相结构不发生变化,具有高的化学稳定性.模拟电寿命实验测得触点材料转移和烧蚀量小,表面抗烧蚀性好.与通用的Ag/CdO和Ag/SnO2触点材料比较,Ag/La2NiO4性能较佳,是一种可以取代Ag/CdO的新型触点材料.     

新型Ag/SnO_2/CeO_2电器触头材料的制备及其电气性能的研究

为了改善现有Ag/Sn O2电器触头材料的机械性能和电气使用性能,制备了以Ag为基体、Sn O2为增强相、Ce O2为添加剂的一种新型Ag/Sn O2/Ce O2电器触头材料。首先,采用液相原位化学法制备了弥散分布的纳米Sn O2-Ce O2复合粉末,结合微观分析手段测试,研究了稀土氧化物Ce O2对Sn O2相成分和微观结构的影响。接着,采用粉末冶金工艺制备了新型Ag/Sn O2/Ce O2电器触头材料,并对材料的物理和机械性能以及温升、额定接通与分断能力等电气使用性能进行了测试和分析。测试结果表明,本研究制备的新型Ag/Sn O2/Ce O2电器触头材料的电气使用性能优于国内现有的Ag/Sn O2触头材料。     

Preparation and Study of Nano-Ag/SnO2 Electrical Conta- ct Material Doped with Titanium Element

采用液相原位化学法制备了一种超细的纳米级SnO2-TiO2复合粉末。对Ti元素在复合粉体中分布形态及对复合纳米粉体显微组织的影响进行了研究。SEM分析结果表明,SnO2-TiO2复合粉末颗粒细小、均匀,没有明显的团聚。采用粉末冶金法制备了一种新型的Ag/SnO2-TiO2电接触材料,并对该材料的电气性能进行了试验。结果表明,所研制的新材料通过了接通与分断能力试验,具有较好的抗电弧侵蚀性能,并且温升较低。因此,所制备的Ag/SnO2-TiO2电接触材料有可能成为替代Ag/SnO2的新型材料。     

Ag-SnO2电接触材料的研究进展及发展趋势

Ag-SnO2电接触材料因具有优良的物理性能、抗熔焊性和耐电弧烧蚀性等特性,已经成为最有可能代替传统有毒电接触材料Ag-CdO的一种新型环保电接触材料。基于40多篇文献的分析,归纳了包括合金内氧化法、粉末冶金法、喷涂法、模板法、磁控溅射法等制备工艺,增强相改性,增强相调控等方面对Ag-SnO2电接触材料组织性能的影响。提出设计研发新型Ag-SnO2电接触材料的新思路,为Ag-SnO2电接触材料的进一步优化奠定了理论和实验基础。