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電接點材料簡述

文章出處:未知 瀏覽次數:發表時間:2020-09-24
電接點材料簡述
一、電接點材料,通常按照使用目的可以分為下列幾類:
(1)銀及銀合金電接點用于高導電性、弱電流(低能回路)的場合。
(2)鉑及鈀系合金電接點用于耐蝕性、抗氧化、弱電流的場合。
(3)Ag-W、Ag-CdO 、Ag-Ni 、Ag-SnO 等銀基合金材料電接點用于耐電弧、高導電、低負荷的場合。
(4)Ag-Cu及鈀、金系多元貴金屬合金電接點用于耐磨性、低接觸電阻的滑動接觸的場合。
作為接點材料首先要求電阻率必須小,其次重要的是電接點表面抗變色能力。因此只限于極特殊的情況下才使用易生成氧化膜的鋁、銅、鎢等賤金屬材料電接點及易消耗的碳或石墨材料制成的電接點,通常廣泛使用的是抗變色性良好的貴金屬作為電接點材料。
用金屬復合材料作電接點,可以節約貴金屬40%-70%,具有十分明顯的經濟效益,因而現已被廣泛代替使用。
銀在用作電接點標準材料中可列為第一位,它在金屬材料中具有最高的導電率,其值為106%IACS。銀的缺點是易于硫化而生成黑色的硫化膜(Ag2S),解決的辦法是添加不硫化的貴金屬。在這種情況下,由于必須添加50%(原子)以上的其它貴金屬元素形成合金,因而它已不屬于銀基合金。但是由于銀的物理性能性質優良而被廣泛地用作低能回路電氣接點。
金是在極特殊用途的情況下才作電接點材料使用。但是因為它化學穩定性極好,在電子領域中已經越來越廣泛地用它電鍍制成電接點接觸面的膜。
鉑在電接點的標準材料中居第二位,屬于耐變色材料的一類,但是必需注意在有機氣氛中會產生褐粉的特異現象。鈀在鉑族元素,可以代替鉑使用,但是特異現象這一點與鉑相同。
銠在常溫下具有不受一切已知化學藥劑的腐蝕,也具有不變色以及接觸電阻變化小的優點。銠的電鍍面由于硬度非常高而用于印刷線路端子的電鍍。
二、電接點材料的選用
(一)周圍氣氛及條件對電接點表面的影響
周圍氣氛及條件對電接點的正常工作及使用壽命有很大影響。除與大氣隔離的封閉式電接點外,一般電接點附近都被多種氣體或塵埃所包圍。這些周圍氣氛有來自室內或機器本身構成材料放出的氣體,也有很多是由于大氣污染造成的。受周圍氣氛的影響,電接點容易產生故障。
濕度的變化對某些電接點(如鉑接點)接觸電阻有影響。對于鉑,極低的濕度存在就可抑制接點接觸電阻的增大,濕度為10%時,電接點接觸面上就未見有黑色粉狀的磨擦粉生成,銠也一樣,當濕度超過40%以上時,可見到這種效果,但對鈀幾乎看不出濕度的影響。
大氣污染對電接點表面也有影響。大氣污染物質有塵埃、二氧化硫、氮化物、氯和氯化物、硫化氫及有機氣體等,這些污染物對電接點表面產生腐蝕、磨損等,直接影響到電接點的工作及使用壽命。此外,隨著電流的增大,由電弧造成的影響加劇。
(二)選用接點材料的條件
1、理想的電接點材料必須具備以下條件
(1)接觸電阻低而穩定;(2)不易磨損,接觸面不易變形;(3)不發生熔焊且開閉動作可靠;(4)價格適中。
2、各種電接點材料均各有所長和不足之處,因而靠單一的材料滿足所有條件是不可能的。因此實際上是按照各種電路的要求充分利用各種材料的長處來進行選擇。特別是在重弱電場合下使用時,首先最要的條件是接觸穩定和開閉可靠,所以廣泛使用化學上穩定,即耐變色性良好的金、鉑族合金。
3、一般電氣條件而以電流為主時電接點材料分類如下:
(1)30-50毫安以下時用金及金合金系電接點;(2)50毫安-20安用銀合金系電接點、鉑族合金系電接點、銀氧化物系電接點;(3)20安心上用銀氧化物系電接點。隨著電流增大,由電弧造成的影響加劇,因此要求抗熔焊性、耐損耗性能優良的電接點材料。
4、另外,電接點材料中有類似鉑族金屬出現的那種特異現象(參見下表)。所以必須對此有所認識和采取相應的措施。
接點的特異現象;大氣污染物質與材料特性見表2-01、2-02。 表2-01 電接點的特異現象
現象 原因 因素 對策
氧化、硫化反應 在大氣中使用時,由于周圍氣氛中存在無機氣體,電接點表面因化學反應生成膜,接觸電阻隨著皮膜的增加而增大,造成電路故障 O2、H2S、SO2 等
1、凈化周圍氣氛,密封電接點;2、增加接觸壓力;3、實行帶滑動的接觸;褐粉(由磨擦而生成的聚合物) 在有機體存在的氣氛中,有的金屬,主要是鉑族電接點滑動時,被電接點表面吸附的有機氣體分子發生反應,由于摩擦與金屬催化作用,生成褐色或者黑褐色的粉末狀有機化合物 1、產生聚合物的金屬:Pt、Pd、Ru、Ta、Rh、Mo、Cr2、產生褐粉痕跡的金屬:Au、A-Pd合金3、不產生褐粉的金屬:Ni、Ag、Fe、Cu、W、V、Zn

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