银基电接触材料基础知识及应用

电接触材料研究报告电接触材料是电力传输、控制与通信等领域中的关键部件之一，其用途广泛并多种多样。

随着社会的发展和科技的进步，电接触材料的应用范围不断扩大，并对其相关性能提出了更高的要求。

本报告将对电接触材料的特性、分类及其应用领域等进行详细介绍。

一、电接触材料的定义及特性电接触材料（Electric Contact Material）是指通过电流作用时，在两个接触金属之间产生连续性接触界面，并且能够维持良好的电接触性能的材料。

其主要特性包括导电性、热稳定性、化学稳定性、抗磨损性和抗腐蚀性等。

根据其材料特性不同，可以将电接触材料分为以下几类：1、银基接触材料银基接触材料具有导电性好、电氧化膜稳定性高、接触电阻低等优点，因而广泛应用于高低压开关、接触器、保险丝等领域。

其主要特点是具有高的导电性，低的接触电阻，在高温条件下具有较好的稳定性。

钴基接触材料具有高硬度、耐磨性好、耐蚀性等特点，广泛应用于低压开关、熔断器等领域。

其主要特点包括高硬度、较好的耐磨性和耐腐蚀性等。

三、电接触材料的应用领域电接触材料的应用领域非常广泛，涵盖了电力传输、控制与通信、交通运输等领域。

其中，应用最广泛的有：1、高低压开关高低压开关是电力系统的重要组成部分，其性能稳定性直接影响到供电的质量。

银基接触材料因其优良的导电性和稳定性，成为了制造高低压开关的主要材料。

2、继电器继电器是交流和直流电动力控制系统中的重要部件，其质量直接关系着电气设备的运行稳定性、可靠性和使用寿命等。

钨、铜和银等材料混合制备的继电器开关具有使用寿命长和静电扭矩小等优点，因而广受青睐。

3、交通运输电接触材料在交通运输领域中有着广泛的应用，包括汽车、火车、飞机等。

特别是在高速列车领域，电接触材料不仅能够保障列车正常行驶，还能够减轻列车因接触材料引起的运行噪声和振动等。

综上所述，电接触材料是电力传输、控制与通信等领域中不可或缺的材料之一，其应用非常广泛。

掌握电接触材料的特性、分类和应用领域等，有助于了解各类电接触材料在实际应用中的具体优缺点，从而更好地应用于不同的场合中。

银触点材质报告概述银触点是电气元件中常用的触点材质之一，它具有良好的导电性能、耐腐蚀性和可靠的接触特性，被广泛应用于各种电器设备中。

本文将介绍银触点的特性、制备工艺、应用范围以及优缺点。

特性导电性能优异银是一种优良的导电材料，其电导率为6.3×10^7 S/m，远远高于铁、铜等常见金属材料。

银触点具有低电阻和低接触电压降的特点，能够实现稳定的电流传输和较低的能量损耗。

耐腐蚀性强由于银本身具有良好的耐腐蚀性，银触点在各种环境条件下都能保持较好的性能稳定性。

它对大气中的湿气、氧气、硫化氢等腐蚀介质具有较高的抗腐蚀能力，因此在高湿度、高温度和恶劣环境下仍能保持良好的导电性能。

接触特性可靠银触点具有良好的接触特性，能够实现可靠的接触和断开操作。

银的表面易于形成一层细薄的氧化膜，在接触时可以快速破裂，使得电流能够稳定地通过触点。

此外，银触点的表面光洁度高，表面能够更好地紧密接触，减少接触电阻和电弧现象的发生。

制备工艺银触点的制备工艺通常包括以下步骤：1.原料准备：选用高纯度的银材料，通常采用粉末冶金方法制备触点材料。

2.成型：通过压制、注塑等方式将银粉末制成所需形状的触点件。

3.烧结：将成型的触点件置于高温炉中进行烧结，使其形成一定的致密度和机械强度。

4.表面处理：通过机械抛光、化学抛光等方法对触点进行表面处理，使其表面更加光滑。

5.质量检测：对制备好的银触点进行质量检测，包括外观检查、电阻测量等。

应用范围银触点广泛应用于各种电器设备中，包括开关、继电器、断路器、插座等。

由于银触点具有导电性能好、耐腐蚀性强和接触可靠等特点，适用于需要频繁接通和断开电路的场合。

同时，银触点还被广泛应用于汽车、船舶等行业的电器设备中。

优缺点优点：1.导电性能优异，能够实现高效的电流传输。

2.耐腐蚀性强，适应各种恶劣环境的使用。

3.接触特性可靠，能够实现可靠的接触和断开操作。

缺点：1.成本较高，银是一种珍贵金属，其价格相对较高。

银基系列电接触复合材料的研发与应用郑旭阳;巫小飞;龙小庆;聂宝鑫;谢明;陈永泰;王松【摘要】银基电接触复合材料具有优异的电接触性能,在低压电器、汽车电器和家用电器等行业有广泛的应用.从银基系列电接触复合材料的物理、力学、电学及加工性能等应用要求出发,介绍了银基系列电接触复合材料的制备方法、种类、性能、特点及应用领域,阐述了在已有的银基电接触材料中添加第三组元,改善银基系列电接触复合材料性能的情况.同时介绍了Ag-碳纳米管、Ag-导电陶瓷、Ag-石墨烯等新型银基电接触复合材料的性能、特点及应用领域.【期刊名称】《贵金属》【年(卷),期】2018(039)0z1【总页数】6页(P66-71)【关键词】银基电接触复合材料;制备方法;性能;特点;应用【作者】郑旭阳;巫小飞;龙小庆;聂宝鑫;谢明;陈永泰;王松【作者单位】贵研中希(上海)新材料科技有限公司,上海201603;贵研中希(上海)新材料科技有限公司,上海201603;贵研中希(上海)新材料科技有限公司,上海201603;贵研中希(上海)新材料科技有限公司,上海201603;贵研铂业股份有限公司稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室,昆明650106;贵研铂业股份有限公司稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室,昆明650106;贵研铂业股份有限公司稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室,昆明650106【正文语种】中文【中图分类】TB331;TG146.3+2银基系列电接触复合材料，不仅化学稳定性高，物理、力学及电学性能优良，而且还具有独特的抗熔焊性、耐电弧烧损性、抗氧化性，以及低成本等特点[1]，是各类高低压开关、电器、仪器仪表、电子元器件的核心部件，被广泛应用于现代工业领域中的各种交直流接触器、断路器、继电器、转换开关等，其性能的优劣直接决定整个电器产品的通断容量、使用寿命和运行可靠性等，是现代国民经济和社会发展的重要支撑材料之一。

随着科学技术和现代工业的发展，电力、电子、电器、通讯、运输、能源、机电、航空、航天、军工等有关行业对银基系列电接触复合材料的需求越来越大，特别是清洁能源电器、开关触子、电工触头、集成电路桥架、大型高速涡轮发电机转子、高铁断路器、精密仪器仪表、机器人、无人机控制器件等新兴工业的发展，使贵金属系列电接触复合材料成为21世纪有色金属新材料领域发展的主导产业之一，美国、欧盟、俄罗斯、日本、韩国等世界工业发达国家纷纷把它列为高新技术产业给予支持和发展[2]。

电工电气 (2009 No.10)作者简介：王文(1965- )，男，工程师，本科，从事低压电器产品研发工作。

为了满足低压电器产品的应用要求，触头工作性能应具有如下的特性：尽可能高的电导率与热导率；高的再结晶温度、熔化温度、沸点温度、熔化潜热、气化潜热、电子逸出功和游离电位；适当高的密度、硬度和弹性；尽量小的蒸气压力、摩擦系数、热电势、汤姆逊系数、液态金属浸润角、表面膜隧道电阻以及与周围介质某种成分的化学亲合力。

但到目前为止，在低压电器产品中实际应用的银合金触头都不能完全满足以上所有的要求。

在实际应用的场合中通常选用的银合金触头材料有AgNi、AgCdO、AgSnO 2、AgW、AgC、AgWC。

1 银合金触头材料的特性目前低压电器产品中用的银合金触头材料主要考虑以下四个方面：高的电导率；良好的电弧开断性能；较高的抗熔焊性能；较低的表面接触电阻。

1.1 AgNi合金触头材料的特性银合金触头材料在低压电器产品中的应用王文(苏州光威电器有限公司，江苏 苏州 215144)Abstract: Induction was made to several often used alloy contacts in contactors, switches and circuit-breakers etc low-voltage electrical ap-paratus products, and their performance, characteristics. Analysis was made to the differences of theses electrical apparatus products adopting different contact materials such as silver-nickel alloy, silver-graphite alloy, silver-tungsten alloy, silver-cadmium oxide alloy, silver-tin oxide al-loy etc. According to years of practical working experience, summary was made to the application and selection for different contact materials. Key words: low-voltage electrical apparatus; silver alloy contact; characteristic; applicationWANG Wen（Suzhou Guangwei Electrical Appliance Co.,Ltd, Suzhou 215144, China ）Application of Silver Alloy Contact Material in Low-VoltageElectrical Apparatus ProductAgNi合金触头有一特性是在温度极高时，两共存熔体的互相溶解度增加，使AgNi合金材料的镍颗粒形成均匀弥散分布，并大量熔解和弧根处产生的银熔成一体。

3天津市自然科学基金资助项目(43614030006)　张尧卿:1981年生,硕士研究生,主要研究方向为电子功能材料　Tel :022*********　E 2mail :y.q.zhang @AgSnO 2电接触材料研究概述3张尧卿,郑　冀(天津大学材料科学与工程学院,天津300072) 摘要 分析了AgSnO 2电接触材料替代有毒的AgCdO 材料进程中存在的主要问题。

综述了国内外AgSnO 2电接触材料的最新制造工艺及其优缺点。

通过对目前国内外电接触材料行业发展状况的对比分析,探讨了AgSnO 2电接触材料的研究和发展趋势。

关键词 电接触材料　AgSnO 2　研究进展　制造工艺　电触头行业A R evie w on the Development of AgSnO 2Contact MaterialZHAN G Yaoqing ,ZH EN G Ji(School of Material Science and Engineering ,Tianjin University ,Tianjin 300072)Abstract Main problems in the process of substitution of poisons AgCdO by AgSnO 2contact materials areanalyzed.We generally illustrate the advanced manufacturing technologies at home and abroad.Their merits and demerits intro 2duced as well.After a comparison between the development situation of contact material industry in China and foreign coun 2tries ,we give an exploring discussion on the research and development tendency of electrical contact material.K ey w ords electrical contact material ,AgSnO 2,research progress ,manufacturing technology ,electricalcontact industry0　前言任何一个电系统都是将承载着信号或者能量的电流从一个导体通过导体与导体的接触处传向另一个导体。

触头材料用的主要相图图1-13 Ag-Au：为无限固溶体，含64.6%Au的AgAu中拥有有序晶格图1-14Ag-Cd：α相的最大固溶度是440℃43.3%Cd拥有各种中间相图1-15 Ag-In：α相的最大固溶度是693℃20%In，拥有各种中间相图1-16 Ag-Ni：在AgNi中，Ni的固溶度极小（<0.1）用粉末冶金法制造图1-17 Ag-Pb：是共晶系，304℃97.5%Pd时拥有共晶点图1-18 Ag-Pd：是无限固溶体，整个结构拥有面心立方晶格PtAg3，PtAgPt3Ag的有序晶格是析出硬化型图1-20 Ag-Ce 银-铈Silver-Cerium图1-21 Ag-Sn：α相的最大固溶度是724℃12.5% Sn图1-22 Ag-Zn：α相最大固溶度是258℃29% Zn一、银基电触头材料银基电触头材料是广泛应用的电触头材料。

银具有最高的导电率和热导率，其氧化物在很低的温度下分解，故基本上不存在氧化问题。

但银太软，抗熔焊和耐电腐蚀性能差，还会发生极性转移。

故在银中添加元素形成银合金，或银与金属，非金属氧化物形成假合金，可提高电触头材料的抗熔焊性和耐电腐蚀性。

1．细晶银（熔炼法）在纯银中添加微量镍，使其晶粒细化。

金属的晶粒越细，晶界面积越大，界面能也就越大，金属的强度和硬度就越高，同时塑性和韧性也越好。

细晶银的金相组织为晶粒细微而均匀。

（见《图谱》图2、图3）2．银-金属氧化物（合金内氧化法）银中含一种或几种金属氧化物，可以显著提高抗熔焊性和抗电弧烧损性。

合金内氧化法是制造银-金属氧化物电触头材料的主要方法之一。

首先将银与金属熔炼成银-金属合金，合金可经热加工或冷加工，然后将其置于氧化气氛中加热，在一定的温度、氧化分压条件下进行内氧化处理。

内氧化的现象是由于溶媒金属的溶质金属对氧的亲和力不同而发生的，在某温度下，氧溶解度较大的溶媒金属应该与比氧填充速度小的溶质原子组合进行内氧化。

低压电器常用的触头材料、各自性能、应用低压电器常用的触头材料、各自性能、应用电触头是仪器仪表、电器开关中非常重要的接触元件。

高压输变电间大容量超高压发展, 低压配电系统与控制系统对自动化水平、灵敏程度要求的提高以及电子工业产品的更新换代, 都对触头材料提出了新的要求。

电触头在开闭过程中产生的现象极其复杂, 影响因素较多, 理想的电触头材料必须具备良好的物理性能、力学性能、电接触性能、化学性能、加工制造性能等。

国外对电接触元件和材料的研究已有六七十年的历史。

早期的触头材料多采用纯钨、纯钼、纯铜及贵金属银, 以后开始研制复合触头, 目前研究比较多的是低压电器银基触头材料、双层或多层复层触头材料、真空开关及其它封闭开关用触头材料等。

我国从1956 年开始研究和生产触头材料, 经过40 多年的发展, 目前可生产银基触头材料、钨基触头材料、铜基触头材料、贵金属基弱电接点材料等。

1 铜基触头材料1.1 铜钨系触头材料铜钨系触头材料具有良好的耐电弧侵蚀性、抗熔焊性、强度高等优点。

但由于其开断能力不大, 只适用于小容量的真空断路器和真空接触器。

近几年随着触头结构和灭弧介质的改进, 铜钨触头的开断容量有了很大提高, 如在少油断路器中达到了1200MVA。

在铜钨合金中添加镍可使其抗电弧腐蚀性能得到进一步提高。

1.2 铜铋合金触头材料铜铋合金具有良好的抗熔焊性、较低的截流值、一定的开断能力。

但因强度低、电弧侵蚀大, 故触头寿命较短, 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要求, 美国研究了CuBiAl( 12% Al, 1% Bi, 质量分数) 合金, 这种合金耐电压能力是铜铋( 0.5%Bi) 合金的3 倍, 抗熔焊能力也很强。

为提高分断容量, 日本又研究了CuTeSe 触头材料, 这种触头开断能力大, 损蚀率小。

1.3 铜铬材料铜铬材料的特点是耐电压水平高、分断容量大、有很强的吸气能力、耐损蚀特性好、截流值不太高。

所有这此触头特性都与材料有关。

根据分析的结论，可以提出对触头材料的综合要求，现将常用的触头材料分三类简要介绍。

一、纯金属材料（1）银（Ag）——纯金属中银的导电和导热都是最好的。

银在空气中不易氧化，在潮湿的介硫气体中易硫化。

银的氧化膜和硫化膜易分解，故接触电阻小且稳定，允许温度高。

银的熔点低，在强电弧作用下易喷溅，只适用于小功率电器触头，或在固定触中作镀银材料。

（2）铜（Cu）----铜的导电和导热性能仅次于银，与银相比有较大的硬度和强度，熔点较高，价格低，易加工。

缺点是易氧化，使接触电阻随温度和时间迅速增长。

现在，用纯铜作触头材料已较少见。

（3）金（Au）----金的导电和导热性次于银和铜，突出的优点是不氧化，接触电阻稳定。

金的缺点是价格贵，易于产生冷焊、变形和磨损，一般用于弱电触头或用作镀层。

（4）钨（W)------钨的许多性质和铂相近,但它有很高的硬度、耐热性和耐腐蚀性，因而它的抗电弧烧损、抗熔焊性能都很好。

缺点是在高温下形成不导电的氧化膜，需要很大的接触力才能破坏，故适用于大功率电器的触头。

二、金属合金材料（1）银合金----银常与金或钯组合成合金。

银-金合金能耐大气腐蚀，当金含量低于50%时能生成硫化膜，这种合金的可塑性好，易加工。

银-钯合金的性质类似于银-金合金，但它具有电阻率大而电阻率大而电阻温度系数小的特点，钯对银有保护作用，当钯的含量超过5 0%时不会硫化，加工性能也很好。

（2）金合金----金-镍合金的硬度比较大，但在电弧作用下易氧化，使接触电阻增大。

金-铂合金在常温下光泽不变暗色，加温时不氧化。

金-锆合金能显著提高硬度，也不氧化，但抗熔焊较差。

金-银-钯合金硬度高，不氧化，但易于形成桥转移。

（3）铂合金----铂-铱合金随铱含量的增加，其硬度和电阻率都增大，它的生弧参数较铂高，触头使用寿命长。

铂-钌合金具有更高的硬度。

（4）钨合金--钨-钼合金含钼为45%时，硬度和电阻率最大，而电阻温度系数最小。

机车电器中银基触头的电弧侵蚀反应及维护摘要：以银钨（AgW）系触头为主，介绍了电触头材料的组成，触头的电弧侵蚀机理和侵蚀形貌特征。

结合其在机车电器上的典型应用，分析了电触头在维修维护方面应注意的一些问题。

关键词：AgW系触头电弧侵蚀侵蚀形貌骨架电空接触器组合接触器前言合金触头在机车电器上应用十分广泛，本文以触头中的银基银钨系触头为切入点，探讨了触头的材料和电弧侵蚀机理等。

基于检修的目的，从触头侵蚀形貌到检修操作行为上作了一些探讨，以期加深了解、增进认识，保证有效的发挥触头性能，提高产品质量。

1.电触头材料组成目前，有触点电器广泛应用的触头材料主要有四种,AgMeO系（银金属氧化物）、AgNi 系、AgC系、AgW系(包括AgWC)。

主要包含两个组成部分。

一是可以高导电率的银，它具有良好的抗氧化、抗氮化性能；另一种是决定电弧分断性能的第二组分。

AgW系触头中将银的高导电传热性与钨的高抗侵蚀性结合为一体，难熔材料重量比例在20％－60％之间，随着钨的含量增加，硬度增大。

2.银钨（AgW）系触头材料电弧侵蚀机理。

由于机车电器触头采用材料的基本型式是银碳化钨粉末冶金触头，所以，就以银钨（AgW）系触头为对象介绍触头的电弧侵蚀机理。

当电弧高温作用于触头下时，Ag首先熔化蒸发，Ag的蒸发有助于降低弧根处的温升，从而降低材料的飞溅。

而Ag的蒸发造成大量Ag的侵蚀。

同时，接触斑点区域钨的微粒被烧结在一起，形成可限制液态银流动的骨架，使得材料的耐磨性得到提高。

钨骨架作用还可增加AgW材料的抗熔焊性，这是因为Ag被烧损之后接触表面得以高熔点材料钨为主，且银的烧损，使材料表面层组织疏松,使触头熔焊处变脆熔焊力减弱。

由此可见，AgW材料真正的骨架作用并不是在粉末冶金法制造中产生，而是在电流负荷下出现的，是AgW材料对电弧作用的主要响应。

在下一节触头表面侵蚀形貌中AgWC12C3触头的试验数据也证明了这一点。

Ag-W合金的导电率比银低，又容易生成氧化钨和钨酸银表面膜，在使用中容易发生接触电阻增大和温升过高的问题，并且还是电路短路时触头焊住的原因之一。

银基钎料基本知识(总3页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除银基钎料基本知识银基钎料基本知识银基钎料通常是以银或银基固溶体为主的合金。

这类钎料具有优异的工艺性能，熔点不高，润湿性能及填缝性能良好，强度、塑性、导电、耐蚀等性能优异，可用来钎焊除铝、镁及其它低熔点金属外的几乎所有黑色金属和有色金属，因而得到广泛的应用。

银基钎料的种类繁多，但常用的银基钎料几乎都含有铜。

为降低熔点和减少银含量，通常加入锌、镍、镉等合金元素，构成三元或多元合金。

B-Ag72Cu是在电真空器件中应用最广泛的共晶型钎料，其熔点低，结晶时没有温度间隔，钎焊工艺性能好，在铜及镍上具有良好的润湿性和流动性，导电性也很好。

但此钎料的脆性大，强度低，对不锈钢、合金钢、高温合金等润湿性极差。

因此，钎焊这类工件时应预先在被钎表面上镀铜或镀镍，以改善钎料的润湿铺展性能。

此钎料还可用于钛及钛合金的前级钎焊。

B-Ag50Cu性能与B-Ag72Cu接近，但银含量较低，使塑性改善。

但熔化温度范围增大，适宜于钎焊宽间隙接头，可用于多级钎焊时的前级钎焊。

B-Ag92Cu流动性好，强度及耐腐蚀性能比前两种有提高。

多用于钎焊钛及钛合金，钛及不锈钢等。

由于熔点较高，可用于分级钎焊的第一级钎焊。

B-AgMn熔点高，高温强度好，可用于钎焊400℃以下工作的不锈钢及钛合金。

B-Ag80Au是一种性能优异的耐热钎料，但由于成本太高而很少使用。

B-Ag90Pd的中温强度高，耐腐蚀性、抗氧化性、润湿性等优异，接头塑性好。

B-Ag80Pd在强度方面及对低合金钢、不锈钢及高温合金的润湿性能上得到进一步改善。

但由于Pd的价格比Ag还要昂贵，因而在可以满足使用要求的前提下，应尽可能降低Pd的含量，B-Ag95Pd就是为这一目的研制的。

由于Pd的蒸气压极低，所以银钯钎料特别适合于电真空重要部件或非金属的钎焊。

银基合金电接触材料银基合金电接触材料是现代工业中重要的元器件材料之一。

它采用银及其它合金材料配制而成，具有良好的导电性、耐磨损性、接触可靠性及高温性能等特点，广泛应用于电气传动、电气连接、汽车制造、航空航天等领域。

下面我们就来详细了解一下银基合金电接触材料的相关内容。

一、银基合金电接触材料的分类银基合金电接触材料主要分为银基合金单层涂层、银基合金多层涂层及双金属电接触材料。

其中，银基合金单层涂层主要包括纯银、银镍、银钴、银铁等；银基合金多层涂层一般采用银为基本成分，配合其他合金元素如钴、铜、钨等；双金属电接触材料则是将两种不同材料复合而成。

二、银基合金电接触材料的特点银基合金电接触材料具有以下几个特点：1. 导电性好。

银是最好的导电金属之一，而采用银和其它合金元素制成的银基合金电接触材料导电性更佳。

2. 耐磨损性好。

银基合金电接触材料具有很高的硬度和耐磨损性，能够在高温、高压、高速的工作条件下保持良好的稳定性。

3. 接触可靠性好。

由于银基合金电接触材料具有很好的导电性、耐磨损性和高温性能，因此其接触可靠性好，可以保证传输信号的准确性。

4. 具有很高的耐高温性能。

银基合金电接触材料具有很高的耐高温性能，能够在高温环境下正常运行。

三、银基合金电接触材料的应用银基合金电接触材料具有广泛的应用范围，其中主要包括以下几个方面：1. 电气传动。

银基合金电接触材料广泛用于电气传动领域，如电机、发电机、变压器等。

2. 电气连接。

银基合金电接触材料用于电气连接领域，如插座、电子元器件等。

3. 汽车制造。

银基合金电接触材料用于汽车制造领域，如转向器、喇叭、点火器等。

4. 航空航天。

银基合金电接触材料用于航空航天领域，如飞机发动机、导航系统等。

综上所述，银基合金电接触材料在现代工业中有着重要的应用价值。

未来，随着科技的不断发展，银基合金电接触材料的相关技术也将不断发展和完善，为工业发展做出更大的贡献。