CN1003329B - 真空断路器用触头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及真空断路器用触头材料。所述触头材料含有铜、铬、钼，此外还含有钽和铌中的任何一种，文中分别按熔渗法、完全粉末烧结法和热压法给出六组本发明触头材料的组份范围和实验结果，并表明本发明材料不论采用上述那一种方法都具有优良的分断性能和耐压性能，同时也指出熔渗法比其它两种方法有若干优点。文中还对触头材料电气性能测试方法和上述三种工艺方法作具体描述。

Description

真空断路器触头

本发明是有关真空断路器用触头，其大电流分断性能优良，且耐电压性能优良。

真空断路器，由于其具有无需维护、无公害，分断性能优良等优点，其适用范围迅速扩大起来。从而对真空断路器能耐高电压和能分断大电流提出了更严格要求。另一方面，真空断路器的性能受真空容器内触头材料影响的因素极大。

真空断路器用触头材料的特性应当满足：（1）分断容量大，（2）耐高的电压，（3）接触电阻小，（4）熔敷力小，（5）触头熔耗量小，（6）瞬时分断电流值小，（7）加工工艺性良好，（8）具有足够的机械强度等。

实际的触头材料，很难全部满足这些特性要求，一般说来，实际上是根据不同用途要求，选用能满足其特别重要的特性，而在某种程度上牺牲其他特性的材料。例如日本专利发明公开号55-78429上记载的铜（Cu）-钨（W）触头材料，由于其耐电压性能优良，适用于动力开关、接触器等场合，但这种触头材料具有分断大电流性能略微差的一面。

另一方面，例如日本专利发明公开号54-71375上记叙的铜（Cu）-铬（Cr）触头材料，由于具有非常好的分断性能，较多用于断路器等场合，但其耐电压能次于上述铜（Cu）-钨（W）触头材料。

除上述真空断路器用触头材料之外，其它如一般在空气中或油中使用的触头材料的例子，在“粉末冶金学”（日刊工业新闻社出版）等文献中都有所叙述。例如，在粒末冶金学P。229～230中所记载的银（Ag）-钼（Mo）系触头材料、铜（Cu）-钼（Mo）触头材料，用于真空断路器触头时，其耐电压性能也比上述铜（Cu）-钨（W）触头材料差，其分断电流性能也比上述铜（Cu）-铬（Cr）触头材料差，因此，目前这些材料几乎不在使用。

传统的真空断路器用触头，如上所述在发挥各自的特性下被采用过来，但近年来，对真空断路器的大电流化、高电压化的要求，变得更加严厉，原来的触头材料要充分满足这些性能要求已有困难。此外即使从真空断路器小型化考虑，也要求触头材料具有更加优良的性能。

本发明就是为了改进上述原有的触头材料而进行的，目的在于提供分断性能优良的真空断路器用触头材料。

此外，本发明的目的还在于提供对适于制造本发明触头材料的各种工艺方法进行比较时的比较结果。

发明者们试制了许多在铜内添加各种金属、合金或金属间化合物的材料，装配到真空断路器内，进行各种实验。其结果判明，在铜（Cu）、铬（Cr）和钼（Mo）内，再添加钽（Ta）或者铌（Nb）的触头材料具有优良的分断性能。

采用本发明的真空断路器用的触头材料，其特征就是在铜（Cu）、铬（Cr）、钼（Mo）内再添加钽（Ta）或者铌（Nb）组成，由于这些材料的特性起作用的缘故，本发明的真空断路器用触头材料，其分断特性的耐电压特性都可提高。

以上，对本发明的实施例作说明。首先，对在铜、铬、钼内添加钽的实施例作说明。

触头材料的制作采用了粉末冶金法，是以熔渗法、完全粉末烧结法和热压法三种方法进行的。

按照第1种，即熔渗法制作触头材料的方法是将粉粒直径在45μm以下的铬（Cr）粉末和平均粉粒直径为3μm的钼（Mo）粉末，以及粉粒直径在40μm以下的钽（Ta）粉末及粉粒直径在40μm以下的铜（Cu）粉末，分别以34.32比43.28比17.73比4.67的比例称量后，进行两小时的混合，接着将此混合粉末充填在一定形状的金属模中，用1吨/平方厘米的压力进行加压成型。

接下来将此成型材料在真空中进行1000℃，两小时的烧结，从而获得临时烧结体。此后，将无氧铜块放在临时烧结体上，在1250℃的氢气氛中保持一小时，使无氧铜侵渗到临时烧结体内，制成触头材料。该触头材料的最终组份表示在表1的样品12中，此外，在表1中还一起列举了用上述表示的同一方法制取的其它组份的触头材料的样品，样品1至10为铜的目标含量为60（体积百分比），样品11至20为铜的目标含量为50（体积百分比），样品21至30为铜的目标含量为40（体积百分比）。

第2种，用完全粉末烧结体制作触头材料的方法是将粉粒直径在75μm以下的铬（Cr）粉末和平均粉粒直径为3μm的钼（Mo）粉末以及粉粒直径在40μm以下的钽（Ta）粉末及粉粒直径在40μm以下的铜（Cu）粉末，分别以14.40比18.16比7.44比60.00的比例秤量后，进行两小时混合，接着将此混合粉末充填在一定形状的金属模型中，用3.3吨/平方厘米的压力进行加压成型。

接下来将此成型材料放在氢气氛中，在刚好低于铜熔点的温度下进行两小时烧结，从而获得触头材料。该例表示在表2的样品32中，用同样方法制得的其它组份的材料也一并表示在表2中。表2中的样品31至40的铜含量为60%（体积），样品41至50的铜含量为75%（体积）。

第3种，用热压法制作触头材料的方法是，到混合粉末为止采用的方法和上述完全粉末烧结法相同，即采用和上述例子相同的混合粉末。将此混合粉末充填在石墨制成的模子中，在真空中1000℃下加热两小时，与此同时加200公斤/平方厘米的压力，从而获得块状触头材料。该例表示在表3的样品52中，用同样方法制得的其它组份的材料也一并表示在表3中。表3中的样品51至60为铜的含量为75%（体积）。

此外，将传统的触头材料表示在表4中，用来和本发明的触头材料作比较。表4中的样品71为用熔渗法制得的用作比较的铜（Cu）-钼（Mo）合金，样品72为用完全粉末烧结法制得的铜（Cu）-钼（Mo）合金，样品73为用热压法制得的铜（Cu）-钼（Mo）合金，样品74为用完全烧结法制得的铜（Cu）-铬（Cr）合金，用来表示作为传统的例子。

用上述各种方法制成的触头材料，经机械加工制成直径为20mm的电极后，分别测量其电导率。测量电导率采用金属传导率测量仪（弗尔斯特公司的西格马测微仪2.067）获得的数据一并表示在表1，表2，表3，表4中，据此看出本发明的触头材料等相等于或高于作为原先例的铜（Cu）-铬（Cr）触头材料。

接下来，将这些电极装配到真空断路器中，进行电气性能测量。图1、图2和图3就是表示了在表1中表示的本发明触头材料的分断性能，把在表4中所示的样品71（比较例子）的分断性能作为1时的本发明触头材料的分断性能。由于本发明触头材料属四元体系，图的横坐标表示把除去铜以后的组份作为基准，（体积百分率100），其中钼（Mo）所占的比例，用体积百分率表示，而图的纵坐标表示把用作比较例的铜（Cu）一体积百分率50钼（Mo）触头材料（样品71）的分断性能作为1时的分断性能。图1，图2，图3为钽（Ta）在铜以外的组分中所占百分比的情形。因此，图1是钽（Ta）在除去铜以外的组份中，所占体积百分率为10的本发明触头材料的有关图，该图中1表示铜的体积百分率为60，把体积百分率为40的剩余部份作为100%时，其中钽（Ta）的体积百分率为10的，即表1中本发明触头材料样品1，2，3的分断性能，图中2表示铜的体积百分率约为50，把体积百分率为50的剩余部分作为100%时，其中钽（Ta）的体积百分率为10时，即表1中本发明触头材料样品11，12，13的分断性能，图中3表示铜的体积百分率约为40，把体积百分率为60的剩余部份作为100%时，钽（Ta）的体积百分率为10的，即表1中本发明触头材料样品21，22，23的分断性能。此外，图中4表示用作基准的铜-钼触头材料样品71的分断性能曲线，图中5表示作为原先例子的铜-铬触头材料样品74的分断性能曲线。图2也和图1一样，表示对于铜体积百分率约为60，50，40的本发明触头材料时，将其剩余部分作为100%时钽（Ta）的体积百分率为30时的分断性能，图3是表示有关钽（Ta）的体积百分率为50时的。

从图1，图2，图3可以判明，本发明的触头材料和比较例铜-钼触头材料相比具有优良的分断性能，即使同原来经常使用的铜-铬触头材料相比，也可判明本发明的触头材料几乎在所有领域都具有优良的分断性能。此外，把铜以外的组份作为100（体积百分比）时，关于其中钽（Ta）的体积百分率为70的表1中的样品10，20，30，由于仅对铬和钼的体积百分率分别为15的材料作了实验，图中未予以表示，但和用作比较的铜-钼触头材料（样品71）相比，具有以下的分断性能：即铜体积百分率为60时的材料（样品10）为5.2倍，铜体积百分率为50时的材料（样品20）为4.2倍，铜体积百分率为40时的材料（样品30为4.0倍）。因此，具有实用分断性能的本发明触头材料的组份范围为钽的体积百分率从4到42，钼的体积百分率从2到51，铬的体积百分率从2到51，就是说，除去铜以外的组份作为1时的钽含量为10～70%范围，钼含量为5～85%范围，铬含量为5～85%范围。由于铜的量对（铬、钼、钽）量比为40对60，50对50，60对40三种，所以对于包括铜在内的全体量中的钽含量最小值10%来说，成为10×40/60+40＝4，而对于其量大值70%来说，成为70×60/60+40＝42%，同样，包含铜在内全体量中的铬和钼的比例均为2～51%。

下面，用完全粉末烧结法制得的本发明触头材料的分断性能如图4，图5和图6所示，由于本发明触头材料属四元体系，图的横坐标表示把除去铜以后的组份作为基准（体积百分率100）其中钼所占的体积百分率，而图的纵坐标表示把用作比较的用完全粉末烧结法制得的铜-体积百分率25钼触头材料（样品72）的分断性能作为1时的分断性能。图4，图5，图6成为用除去铜以外组成中钽所占百分率来表示的情形。因此，图4是有关除去铜以外的组份中，钽的体积百分率为10的本发明触头材料的，图中12是表示铜的体积百分率为75，把体积百分率为25的剩余部分作为100%时，其中钽的体积百分率为10的，本发明触头材料样品41，42，43的分断性能，图中13是表示铜的体积百分率为60，把体积百分率为40的剩余部分作为100%时，其中钽的体积百分率为10的本发明触头材料样品31，32，33的分断性能。此外，图中14是表示作为基准的铜-钼触头材料样品72的分断性能曲线，图中15是表示作为传统例子的铜-铬触头材料样品74的分断性能曲线，图5也和图4一样，是表示有关铜体积百分率约为75，60%，把剩余部分作为100%时，钽的体积百分率为30的本发明触头材料的，图6也一样是表示有关钽的体积百分率为50的本发明触头材料的。

从图4，图5，图6可以判断本发明触头材料和用作比较的铜-钼触头材料相比具有优良的分断性能，即使和原先广泛使用的铜-铬触头材料比较，也可判明本发明触头材料具有优良的分断性能。此外，对把铜以外的组分作为100%，其中钽的体积百分率为70的样品40，50来说，由于仅对铬和钼的体积百分率分别为15的触头材料作了实验，图中未予以表示，但和用作比较的铜-钼触头材料（样品72）相比，具有铜的体积百分率为60时的材料（样品40）为4.1倍，铜的体积百分率为75时的材料（样品50）为3.9倍的分断性能。因此，具有实用分断性能的本发明触头材料的组份范围为，钽的体积百分率从2.5到28，钼的体积百分率从1.25到34，铬的体积百分率从1.25到34。

下面，用热压法制得的本发明触头材料的分断性能表示在图7，图8和图9中。由于本发明的触头材料属四元体系，图的横坐标表示把除去铜以外的组分作为基准（体积百分率100），其中钼所占体积百分率，此外，图的纵坐标是表示把用作比较例的采用热压法制得的铜一体积百分率25钼触头材料（样品73）的分断性能作为1时的分断性能，图7，图8，图9是用钽在除去铜以外的组份中所占比例来表示的情形。因此，图7是有关除去铜以外的组份中钽的体积百分率为10的本发明触头材料的，图中20是表示铜的体积百分率约为75，把体积百分率为25的剩余部分作为100%时，其中钽的体积百分率为10时的本发明触头材料样品61，62，63的分断性能，图中21是表示铜体积百分率约为60，把体积百分率为40%的剩余部分作为100%时，其中钽体积百分率为10时的本发明触头材料样品51，52，53的分断性能。此外，图中22是表示作为基准用的铜-钼触头材料样品73的分断性能曲线。图中23是表示作为原来例子铜-铬触头材料样品74的分断性能曲线。图8也和图7一样是表示有关铜体积百分率约为75，60，把剩余部分作为100%时，钽体积百分率为30时的本发明触头材料的，图9也同样是表示有关钽体积百分率为50时的本发明触头材料的分断性能图。

从图7，图8，图9可以判明本发明触头材料和用作比较的铜-钼触头材料相比，具有优良的分断性能，即使和原来被广泛应用的铜-铬触头材料比较，也可判明本发明触头材料具有优良的分断性能。此外，对把铜以外的组份作为100%时，其中钽体积百分率为70的样品60，70来说，由于仅对铬和钼的体积百分率分别为15的触头材料作了实验，图中未予表示，但和用作比较的铜-铬触头材料（样品73）相比，具有铜体积百分率为60时的材料（样品60）为4.2倍，铜体积百分率为75时的材料（样品70）为4.8倍的分断性能。因此具有实用意义的分断性能的本发明触头材料的组份范围为，钽体积百分率从2.5到28，钼体积百分率从1.25到34，铬体积百分率从1.25到34。

此外，从图1中曲线1，图4中的曲线13，图7中的曲线21，可以对于铜体积百分率为60，把体积百分率为40的剩余部分作为100%时钽的体积百分率为10的本发明触头材料的不同制造方法进行比较，并判明与制造方法的关系不大。另外，从图2、5、8和图3、6、9也同样地，对铜体积百分率为60的制造方法进行比较、可以判明熔渗法比其它两种方法有若干优点。但是用完全粉末烧结法及热压法制得的本发明触头材料的分断性能也比传统例子的铜-铬触头材料优良，不论制造方法的不同都能适用。因此，本发明触头材料，与熔渗法、完全粉末烧结法和热压法等制造方法无关，在钽体积百分率从2.5到42，钼体积百分率从1.25到51，铬体积百分率从1.25到51的范围内均有效。

此外，如果就钼和铬而言，存在钼含量较多者，则性能也较好的倾向，其原因尚不很清楚，可考虑原因之一是铬和铜固溶使电导率下降。这个倾向，在采用熔渗法时显著表现出来，故在实际使用时多希望钼的含量多。

另外，对作为其他的电气特性的耐电压性能进行了测量，测量是应用调试法，也就是使触头间保持一定的距离状态，慢慢施加交流电压来进行测量，判明在一定时间内，不放电时电压的伏特数是多少，用来和作为传统例的铜-铬触头材料进行对比。其比较结果是本发明的触头材料的耐电压性能约为传统例钼-铬触头材料的约1.2-1.5倍的范围内。此外，在通断电流实验中，在触头分开期间施加高电压，检查是否有放电现象，在反复进行这样的试验中，对放电的概率进行了计算，计算表明，本发明触头材料和传统的铜-铬触头材料相比较，其放电概率为1/3～1/5，从这个实验也可判明本发明触头材料的耐电压性能优良。

下面，对铜、铬、钼中添加铌的实施例加以说明。

触头材料的制备采用粉末冶金法、即由熔渗法、完全粉末烧结法及热压法三种方法进行。

按照第1种熔渗法制作触头材料的方法是将粉粒直径在45μm以下的铬粉末和平均粉粒直径为3μm的铜粉末，以及粉粒直径在40μm以下的铌粉末及粉粒直径在40μm以下的铜粉末，分别以42.3比43.4比9.9比4.4的比例，称量后，进行两小时的混合，接着，将此混合粉末充填在一定形状的金属模中，用1吨/平方厘米的压力进行加压成型。

下一步将此成型材料在真空中进行1000℃两小时的烧结，从而获得临时烧结体。此后，将无氧铜块放在临时烧结体上，在1250℃的氢气氛中保持一小时，使无氧铜侵渗到临时烧结体内，作成触头材料。该触头材料的最终组分表示在表5的样品112中。此外，在表5中也一并列举了用上述表示的同一方法制取的其它组份的触头材料的样品，样品101～110是以铜的体积百分率60为目标，样品111～120，是以铜的体积百分率50为目标，样品121～130是以铜体积百分率40为目标的。

第2种用完全粉末烧结法制作触头材料的方法为将粉粒直径在75μm以下的铬粉末和平均粒径为3μm的钼粉末以及粉粒直径在40μm以下的铌粉末及粉粒直径在40μm以下的铜粉末，分别以14.9比18.9比3.9比62.3的比例称量后，进行两小时的混合，接着将此混合粉末充填在一定形状的金属模型中，用3.3吨/平方厘米的压力进行加压成型。

接下来将此成型材料放在氢气氛中，在刚好低于铜的熔点温度下进行两小时烧结，从而获得触头材料。该例表示在表6的样品132中，用同样方法制得的其它组份的材料也一并表示在表6中，表6中的样品131-140的铜体积百分率为40，样品141-150的铜体积百分率为75%。

第3种用热压法制作触头材料的方法是，到混合粉末为止采用的方法和上述完全粉末烧结法的方法相同，即采用和上述例相同的混合粉末，将此混合粉末充填在石墨制的模子中，在真空中加热两小时，与此同时加200公斤/平方厘米的压力，从而获得块状触头材料，该例表示在表7的样品152中，用同样方法制得的其它组份的材料也一并表示在表7中。表7中的样品151-160的铜体积百分率为40，样品161-170的铜体积百分率为75。

此外，为了和本发明触头材料比较的原来的触头材料表示在前述的表4中

用前述各种方法制成的触头材料，经机械加工制成直径为20mm的电极后，分别测定其电导率，测量电导率系采用金属传导率测量仪（弗尔斯特公司的西格马测微仪2.067），获得的数据一并表示在表5，表6，表7中，此外，原来例子的数据表示在表4中。据此看出本发明触头材料等同于或高于作为原先例子的铜-铬触头材料样品74。

接下来，将这些电极装配到真空断路器中，进行电气性能测量。图10，图11及图12就是表示了在表5中表示的，用熔渗法制得的本发明触头材料的分断性能，是把在表4中所示的铜-钼触头样品71（比较例）的分断性能作为1时的本发明触头材料的分断性能。由于本发明的触头材料属四元体系，图的横坐标表示把除去铜以后的组份作为基准（体积百分率100），其中钼所占的体积百分率，而图的纵坐标表示把用作比较例的铜-体积百分率50钼触头材料（样品71）的分断性能作为1时的分断性能。图10，图11，图12为用铌在除去铜以外的成分中所占百分比来表示的情形。因此，图10是有关除去铜以外的组份中铌所占体积百分率为10的本发明触头材料的，该图中1表示铜的体积百分率约为60，把体积百分率为40的剩余部份作为100%时，其中铌的体积百分率为10的，即表5中的本发明触头材料样品101，102，103的分断性能，图中2表示铜的体积百分率约为50，把体积百分率为50的剩余部份作为100%时，其中铌所占体积百分率为10的、使表1中的本发明触头材料的钼添加量变化时的，样品111，112，113的分断性能，图中3表示铜体积百分率约为40，把体积百分率为60的剩余部份作为100%时，铌所占体积百分率为10的，使本发明触头材料的钼添加量变化的表5中的样品121，122，123的分断性能。此外，图中4表示用作基准的铜-钼触头材料，样品71的分断性能曲线，图中5表示作为原先例子的铜-铬触头材料，样品74的分断性能曲线。图11也和图10一样，表示铜体积百分率约为60，50，40时，将其剩余部份作为100%时，铌所占体积百分率为30的本发明触头材料的分断性能，图12是表示有关铌体积百分率为50的。

从图10，11，12可以判明本发明的触头材料和比较例铜-钼触头材料相比具有优良的分断性能，即使同原来经常使用的铜-铬触头材料相比，也可判明本发明的触头材料几乎在全域具有优良的分断性能。此外，关于把铜以外的组份体积作为100时，其中铌的体积百分率为70的样品110，120，130，由于仅对铬和钼的体积百分率分别为15的材料作了实验，图中未予表示，和用作比较的铜-钼触头材料（样品71）作对比，具有铜体积百分率为60的材料（样品110）为4.7倍，铜体积百分率为50的材料（样品120）为4.2倍，铜体积百分率为40时的材料（样品130）为3.5倍的分断性能。因此，具有实用分断性能的本发明触头材料的组份范围为铌的体积百分率从4（样品101，102，103，图1中曲线）到42（样品130），钼体积百分率从2（样品101）到51（样品123），铬体积百分率从2（样品106）到51（样品121）。

此外，用完全粉末烧结法制得的本发明触头材料的分断性能如图13，图14及图15所示。由于本发明触头材料属四元体系，图的横座标表示把除去铜以后的组份作为基准（体积百分率100），其中钼所占的体积百分率。又图的纵坐标表示把用作比较的用完全粉末烧结法制得的铜一体积百分率25钼触头材料（样品72）的分断性能作为1时的分断性能，图13，图14，图15为用铌在除去铜以外的组份中所占体积百分率来表示的情形。因此图13是有关除去铜以外的组份中，铌的体积百分率为10的本发明触头材料的，图中12是表示铜的体积百分率约为75，把体积百分率为25的剩余部分作为100%时，其中铌的百分率为10%的，表6中的本发明触头材料样品141，142，143的分断性能，图中13是表示铜体积百分率约为60，把体积百分率为40的剩余部分作为100%时，其中铌的体积百分率为10时，表6中的本发明触头材料样品131，132，133的分断性能。此外，图中14是表示作为基准用的铜-钼触头材料样品72的分断性能曲线，图中15是表示作为原先例子的铜-铬触头材料样品74的分断性能曲线。图14也和图13一样，是表示有关钼体积百分率约为75，60，把剩余部分作为100%时，铌的体积百分率为30的本发明触头材料的，图15也一样是表示有关铌的体积百分率为50的本发明触头材料的。

从图13，图14，图15可以判明本发明触头材料和用作比较的铜-钼触头材料相比，具有优良的分断性能，即使和原先广泛使用的铜-铬触头材料比较，也可判明本发明触头材料具有优良的分断性能。此外，对把铜以外的组分作为100%，其中铌的体积百分率为70的样品140，150来说，由于仅对铬和钼的体积百分率分别为15的触头材料作了实验，图中未予以表示，但和用作比较的铜-钼触头材料（样品72）相比，具有铜的体积百分率为60的材料（样品140）为4.1倍，铜的体积百分率为75的材料（样品150）为3.9倍的分断性能。因此，具有实用的分断性能的本发明触头材料的组份范围为，铌的体积百分率从2.5（样品141，142 143）到28（样品140），钼的体积百分率从1.25（样品141，144，147）到34（样品133）铬的体积百分率从1.25%到3.4%。

下面，用热压法制得的本发明触头材料的分断性能如图16，图17和图18所示。由于本发明触头材料属四元体系，图的横坐标表示把除去铜以外的组份作为基准（体积百分率100），其中钼体积百分率，此外，图的纵坐标是表示把用作比较例的、用热压法制得的铜-体积百分率25钼触头材料（样品73）的分断性能作为1时的分断性能，图16，图17，图18为用铌在除去铜以外的成份中铌的体积百分率来表示的情形。因此，图16是有关除去铜以外的组分中铌的体积百分率为10的本发明触头材料的，图中20是表示铜的体积百分率约为7.5，把体积百分率为2.5的剩余部分作为100%时，其中铌的体积百分率为10时的表7中的本发明触头材料样品161，162，163的分断性能，图中21是表示铜体积百分率约为60。把体积百分率为40的剩余部分作为100%时，其中铌的体积百分率为10时的表7中的本发明触头材料样品151，152，153的分断性能。此外，图中22是表示作为基准的铜-钼触头材料样品73的分断性能曲线，图中23是表示作为原来例子铜-铬触头材料样品74的分断性能曲线。图17也与图16一样，是表示有关铜体积百分率约为75%，60%，把剩余部分作为100%时，铌体积百分率为30时的本发明触头材料的，图18也同样是表示有关铌体积百分率为50时的本发明触头材料的。

从图16，图17，图18可以判明本发明触头材料和用作比较的铜-钼触头材料相比，具有优良的分断性能，即使和原来广泛使用的铜-铬触头材料比较，也判明本发明触头材料具有优良的分断性能。此外，对把铜以外的组分作为100%时，其中铌的体积百分率为70的样品160，170来说，由于仅对铬和钼的体积百分率分别为15时的触头材料作了实验，图中未予以表示，和用作比较的铜-钼触头材料（样品73）相比，具有铜体积百分率为60的材料（样品160）为4.1倍，铜体积百分率为7.5的材料（样品170）为4.7倍的分断性能。因此，具有实用的分断性能的本发明触头材料的组分范围为，铌体积百分率从2.5（样品161，162，163）到28（样品160），钼体积百分率从1.25（样品161，164，167）到34（样品153），铬体积百分率从1.25（样品163，166，169）到34（样品151）。

此外，从图10中曲线1，图13中曲线13，图16中的曲线21能够对铜体积百分率为60，把体积百分率为40的剩余部分作为100%时，铌体积百分率为10时的本发明触头材料制造方法的不同进行比较，可以判明熔渗法和其它两种方法相比，具有若干优点。另外，从图11，14，17以及从图12，15，18也同样可以对铜体积百分率为60时的触头材料制造方法进行比较，可以判明熔渗法仍然比其它两种方法具有若干优点。但是用完全粉末烧结法和热压法制得的本发明触头材料的分断性能也比作为原来例的铜-铬触头材料优良，不论制造方法的不同都可以使用。因此，与熔渗法、完全粉末烧结法或热压法等制造方法无关，本发明触头材料在铌体积百分率从2.5到42，钼体积百分率从1.25到51，铬体积百分率从1.25到51范围内都有效。

此外，如果就钼和铬而言，则存在钼含量较多的，性能较好的倾向，其原因尚不十分清楚，可考虑的原因之一是铬和铜固溶使电导率下降的缘故。这个倾向，在熔渗法中显著表现出来，故在实际使用时多希望钼含量多。此外，用样品112能成功分断7.2KV和1.25KV。

另外，对作为其它的电气特性的耐电压性能进行了测量。测量是应用调试法，也就是使触头间保持一定的距离状态，慢慢施加交流电压来进行测量，判明在一定时间内，不放电时电压的伏特数是多少，用来和作为比较例的铜-铬触头材料进行对比。其比较结果是本发明触头材料的耐电压性能约为原先例铜-铬触头材料的1.2～1.5倍的范围内，此外，在通断电流实验中，在触头分开期间施加高电压，检查有无放电现象，反复进行这样的实验，对放电的概率进行计算，计算表明，本发明触头材料和原先的铜-铬触头材料相比，其放电概率为1/3-1/5，从这个实验也可判明本发明触头材料的耐电压性能优良。

综上所述，若按照本发明，可以得到分断性能优良且耐电压性能优良的真空断路器。

此外，在上述对实施例的说明中，用熔渗法，完全粉末烧结法、热压法、制成了四种金属（铜-钼、铬以及钽和铌中的任何一种）而四种金属可以各别以单体金属的形式分布，或者以四种、三种、两种合金或者以四种、三种、两种的金属间化合物或者这些金属的复合体形式分布。

以下对附图作简单说明

图1，图2和图3是表示作为本发明的一实施例即用熔渗法制作的铜-铬-钼-钽触头材料的分断性能图，图4，图5和图6是表示作为本发明的一实施例即用完全粉末烧结法制作的铜-铬-钼-钽触头材料的分断性能图，图7，图8和图9是表示作为本发明的一实施例即用热压制作的铜-铬-钼-钽触头材料的分断性能图。

图10，图11和图12是表示作为本发明的一实施例即熔渗法制作的铜-铬-钼-铌触头材料的分断性能图，图13，图14和图15是表示作为本发明的一实施例即用完全粉末烧结法制作的铜-铬-钼-铌触头材料的分断性能图，图16，图17和图18是表示作为本发明的一实施例，用热压法制作的铜-铬-钼-铌触头材料的分断性能图。

此外，图1中的横坐标是表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标是表示和铜-体积百分率50%钼，样品71相比时的分断特性，图中钽的体积百分率为10（把除去铜以外的组分作为100%时）。1：X代表铜体积百分率约为60，2：0代表铜体积百分率约为50，3：代表铜体积百分率约为40，4代表铜-体积百分率50钼，5代表铜-重量百分率25铬。

图2中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率50钼，样品71相比时的分断性能，图中钽的体积百分率为30（把除去铜以外的组分作为100%时），6：X代表铜体积百分率约为60%，7：0代表铜体积百分率约为50，8：0代表铜体积百分率约为40。

图3中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率50钼，样品71相比时的分断性能，图中钽的体积百分率为50（把除去铜以外的组分作为100%时），9：X代表铜体积百分率约为60，10：0代表铜体积百分率约为50，11：·代表铜体积百分率约为40。

图4中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时钼添加量的体积百分率。纵坐标表示和铜-体积百分率25钼，样品72相比时的分断性能，图中钽的体积百分率为10（把除去铜以外的组分作为100%时），12：0代表铜体积百分率约为75，13：·代表铜体积百分率约为60，14代表铜-体积百分率25钼，15代表铜-重量百分率25铬。

图5中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率25钼，样品72相比的分断性能，图中钽体积百分率为30（把除去铜以外的组分作为100%时），16：0代表铜体积百分率约为75，17：·代表铜体积百分率约为60。

图6中横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率25钼，样品72相比的分断性能，图中钽体积百分率为50（把除去铜以外的组分作为100%时），18：0代表铜体积百分率约为75，19：·代表铜体积百分率约为60。

图7中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率25钼，样品73相比时的分断性能，图中钽体积百分率为10（把除去铜以外的组分作为100%时），20：0代表铜体积百分率约为75，21：0代表铜体积百分率约为60，22代表铜-体积百分率25钼，23代表铜-重量百分率25铬。

图8中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率25钼，样品73相比时的分断性能，图中钽体积百分率约为30（把除去铜以外的组分作为100%时），24：0代表铜体积百分率约为75，25：·代表铜体积百分率约为60。

图9中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率25钼，样品73相比时的分断性能，图中钽体积百分率为50（把除去铜以外的组分作为100%时），26：0代表铜体积百分率约为75，27：·代表铜体积百分率约为60。

图10中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率50钼，样品71相比时的分断性能，1：X代表铜体积百分率约为60，3：0代表铜体积百分率约为50，3：·代表铜体积百分率约为40，4代表铜-体积百分率50钼，5代表铜-重量百分率25铬。图中铌体积百分率为10（把除去铜以外的组分作为100%时）。

图11中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率50钼，样品71相比时的分断性能，图中铌体积百分率为30（把除去铜以外的组分作为100%时）6：X代表铜体积百分率约为60，7：0代表铜体积百分率约为50，8：·代表铜体积百分率约为40。

图12中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率50钼，样品71相比时的分断性能，图中铌体积百分率为50（把除去铜以外的组分作为100%时），9：X代表铜体积百分率约为60，10：0代表铜体积百分率约为50，11：·代表铜体积百分率约为40。

图13中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率25钼，样品72相比时的分断性能，图中铌体积百分率为10（把除去铜以外的组分作为100%时），12：0代表铜体积百分率约为75，13：·代表铜体积百分率约为60，14代表铜-体积百分率25钼，15代表铜-重量百分率25铬。

图14中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率25，样品72相比时的分断性能，图中铌体积百分率为30（把除去铜以外的组分作为100%时），16：0代表铜体积百分率约为75，17：·代表铜体积百分率约为60。

图15中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率25钼，样品72相比时的分断性能，图中铌体积百分率为50（把除去铜以外的组分作为100%时），18：0代表铜体积百分率约为15，19：·代表铜体积百分率约为60。

图16中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率25钼，样品73相比时的分断性能，图中铌体积百分率为10（把除去铜以外的组分作为100%时），20：0代表铜体积百分率约为75，21：·代表铜体积百分率约为60，22代表铜-体积百分率25钼，23代表铜-重量百分率25铬。

图17中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率25，样品63相比时的分断性能，图中铌体积百分率为30（把除去铜以外的组分作为100%时），24：0代表铜体积百分率约为75，25：·代表铜体积百分率约为60。

图18中的横坐标表示把除去铜以外的组分作为100%时的钼添加量的体积百分率，纵坐标表示和铜-体积百分率25钼，样品73相比时的分断性能，图中铌体积百分率为50（把除去铜以外的组分作为100%时），26：0代表铜体积百分率约为75时，27：·代表铜体积百分率约为60。

Claims (8)

1、一种真空断路器用触头材料，其特征在于当采用熔渗法、完全粉末烧结法和热压法中的任一工艺方法制造时，上述触头材料中各组分的体积百分数分别是：铬（Cr）从1.25到51，钼（Mo）从1.25到51，钽（Ta）从2.5到42，其余部分为铜（Cu）。

2、根据权利要求1所述的触头材料，其特征在于当采用上述熔渗工艺方法制造时，上述触头材料中的体积百分数分别是：铬（Cr）从2到51，钼（Mo）从2到51，钽（Ta）从4到42，其余部分为铜（Cu）。

3、根据权利要求1所述的触头材料，其特征在于当采用完全粉末烧结工艺方法制造时，上述触头材料的体积百分数分别是：铬（Cr）从1.25到34，钼（Mo）从1.25到34，钽（Ta）从2.5到28，其余部分为铜（Cu）。

4、根据权利要求1所述的触头材料，其特征在于当采用热压工艺方法制造时，上述触头材料的体积百分数分别是：铬（Cr）从1.25到34，钼（Mo）从1.25到34，钽（Ta）从2.5到28，其余部分为铜（Cu）。

5、一种真空断路器用触头材料，其特征在于当采用熔渗法，完全粉末烧结法和热压法中的任一工艺方法制造时，上述触头材料中的各组分的体积百分数分别是：铬（Cr）从1.25到51，钼（Mo）从1.25到51，铌（Nb）从2.5到42，其余部分为铜（Cu）。

6、根据权利要求5所述的触头材料，其特征在于当采用熔渗工艺方法制造时，上述触头材料的体积百分数分别是：铬（Cr）从2到51，钼（Mo）从2到51，铌（Nb）从4到42，其余部分为铜（Cu）。

7、根据权利要求5所述的触头材料，其特征在于当采用完全粉末烧结工艺方法制造时，上述触头材料的体积百分数分别是：铬（Cr）从1.25到34，钼（Mo）从1.25到34，铌（Nb）从2.5到28，其余部分为铜（Cu）。

8、根据权利要求5所述的触头材料，其特征在于当采用热压工艺方法制造时，上述触头材料的体积百分数分别是：铬（Cr）从1.25到34，钼（Mo）从1.25到34，铌（Nb）从2.5到28，其余部分为铜（Cu）。

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