CN1040892C - 真空管用的触点材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种真空管用触点材料，它含有一种至少包括铜的导电组分，一种至少包括铬的耐电弧组分和至少一种选自钨、钼、钽和铌的辅助组分。该触点材料通过急冷凝固导电组分、耐电弧组分和辅助组分的复合体来制造。

Description

真空管用的触点材料及其制备方法
本发明涉及一种真空管用的触点材料及其制备方法。
抗熔焊性能、耐电压能力和电流中断性能的三项基本要求是要求真空管用触点材料具有的最重要性能。另外的重要要求是显示出低和稳定的温升以及低和稳定的抗接触性。然而，由于其中的某些性能是相互矛盾的，所以通过单一金属不能满足全部这些要求。因此，已为实际使用而开发的许多触点材料是由结合二种或二种以上元素所组成，以使互补其相互的性能缺陷，并适合特定的用途，如大电流使用或高耐压使用。已开发的触点材料以其固有的方式具有优良的性能。然而，性能的要求变得愈来愈严格，从而现状是，这些材料在某些方面已不合要求。
近年来已存在着一种将电路范围扩大到这些材料被用到阻抗器电路和电容器电路等的显著趋势，从而相应于这些用途的触点材料的开发和改进已成为迫切任务。特别是，关于电容器电路，由于应用两倍于普通电路的电压，产生了关于触点的耐压特性，特别是抑制再闪击的问题。为了解决这一问题，通常是使用Cu-Cr触点材料，该材料具有优良有电流中断性能和较好的耐压特性。
虽然这种Cu-Cr触点材料能在高耐压领域中解决到某种程度。但在更严格的高耐压区域中和在经受侵入电流的电路中，存在产生再闪击的问题。Cu-Cr触点材料在高耐压区不能必然地显示出足够性能的原因之一如下所述。断开或闭合触点导致在触点表面上形成细分散的Cu-Cr层，该层的机械强度大于触点材料。据认为，由侵入电流产生的局部微熔焊从触点材料部分造成剥离，同时形成严重的表面不均匀，造成电场集中和丛集。因此认为，产生再闪击的可能性被触点材料的强度提高所降低。
通过将Cu渗入由烧结Cr粉末制得的Cr骨架中而得到的渗入Cu-Cr触点显示出比由混合和烧结Cr粉末和Cu粉末制得的固相烧结Cu-Cr触点更低的再闪击发生率。此外，由电弧熔炼Cu-Cr制得的自耗电极得到的Cu-Cr触点甚至显示出更低的再闪击发生率。
然而，在由自耗电弧熔炼法制得的Cu-Cr触点中，由于在自耗电弧熔炼法的凝固和冷却步骤期间产生的富Cu液相和富Cr液相发生两相分离而在触点微结构中形成局部不均匀性。因为这一富Cr部分就材料而论是脆性的，因此在断开或闭合触点时发生断裂或破碎，造成产生再闪击。
在下文中将说明常规触点材料的另一问题。现状是，能够完全满足有关高耐压性能和大电流中断能力的日益严格要求的真空管用触点材料尚未得到开发。
从而近年来某些用途已由结合优良耐压性能的耐弧组分和具有优良电流中断性能的耐弧组分的触点材料制得。例如，日本专利公开No.昭59-81816和No.昭59-91617公开了在Cu-Cr触点材料中具有规定Ta和Nb含量的触点材料，该材料具有优良的电流中断性能并还有改进的耐压特性。
然而，关于上述真空管用触点材料，对于通过将导电组分和其他耐弧组分简单混合和烧结的固相烧结方法制得的触点材料，很难说已得到了完全满意的触点材料(即其中这些特性都是改进的和稳定的触点材料)。
改进耐压特性和电路中断性能的手段，特别是由此耐压特性得到改进的制备方法公开在例如日本专利公开No.昭63-158022中。然而，不能必然地说，这能满足所有的要求。
因此，本发明的一个目的是提供一种真空管用触点材料，其中可减少再闪击的发生频率。
本发明的另一目的是提供一种制备真空管用触点材料的方法，其中可减少再闪击的发生频率。
本发明的再一个目的是提供一种真空管用触点材料，该材料具有稳定的高耐压特性和优良的电流中断性能。
本发明的另一目的是提供一种制备真空管用触点材料的方法，该材料具有稳定的高耐压特性和优良的电流中断性能。
本发明的上述这些和其他目的可通过提供一种真空管用的触点材料，该材料包括，至少包括铜的一种导电组分、包括铬的一种耐弧组分和一至少包括选自钨、钼、钽、铌物组之一的一种次要组分而达到。该触点材料通过导电组分、耐弧组分和次要组分复合体的急冷凝固而制得。
按照本发明的一个方面，提供了一种制备真空管用触点材料的方法，该方法包括的步骤为：制备一种至少包括铜的一种导电组分、至少包括铬的一种耐弧组分和至少选自钨、钼、钽、铌物组之一的一种次要成分组成的复合体，然后将该复合体急冷凝固得到触点材料。
按照本发明的另一方面，提供了一种真空管用触点材料，该材料包括一种导电组分和至少二种耐弧组分。耐弧组分以分散状态包含在触点材料中。
按照本发明的又一方面，提供了一种制备真空管用触点材料的方法，该方法的步骤包括：混合至少两种耐弧组分得到一种复合体，将该复合体烧结以形成烧结体，将该烧结体中的耐弧组分扩散到导电组分熔体中，由此得到触点材料。
通过急冷凝固法，如自耗电弧熔炼法产生富Cr相的原因是，富Cu液相和富铬液相发生两相分离直至熔融液相固化，比重较小的富铬液相向上浮起。从而本发明人认为，有可能通过缩短使液相可达到凝固的时间以及通过减少两相之间的比重差抑制富Cr相的产生。通过增加凝固晶核量能使凝固时间缩短。还有，关于减少比重差，这一点能通过添加某些可溶于Cr中的比Cr比重大的组分达到。
注意对上述说明，发现富Cr部分的产生可通过另外添加至少W、Mo、Ta和Nb中的一种到Cu和Cr中进行急冷凝而得到排除。
本发明人已在金相和电学现象方面探查了含有优良耐压特性的耐弧组分和优良电流中断性能的耐弧组分的触点材料不能显示出的预计更好性能的原因。他们已发现，这一点的主要原因与触点材料的金属结构有关。更准确地说，关于电流中断性能，电流中断性能的特性不是仅由耐弧组分本身所决定的。其中耐弧组分的颗粒尺寸细小或其中耐弧组分在触点材料中均匀分布的材料显示出更好的电流中断性能。此外，还有关于耐压特性，最稳定的特性趋于当触点的微结构均匀时得到。
已查明多种耐弧组分均匀分散是重要的，考虑使用扩散作为达到这一点的方法。然而，在普通烧结温度下，例如1450K，难于将多种耐弧组分扩散。即使能达到扩散，也仅在非常严格的区域内。作为一种促进扩散的方法，可考虑在较高温度下烧结，但从生产方面出发这是不实用的。
在这方面，发明人发现了通过液相扩散耐弧组分。使耐弧组分成为液相较难，但使触点材料主要结构成分的导电组分成为液相较容易。耐弧组分可溶在这种导电组分中至较大或较小程度，由此使能够扩散耐弧组分。耐弧组分的细度可通过这一扩散作用而提高。
结果，对于本发明的触点材料，可达到优于上述常规触点材料的有关电流中断性能和耐压特性的特性改进。
在结合附图考虑的同时通过参考如下的详细说明使得更好的理解，从而将容易地得出对本发明的更全面的评价和许多附带的优点，其中：
图1是应用本发明真空管用触点材料的真空管的截面图；以及
图2是图1主元件较大比例的视图。
现在来参照附图，其中相同的参考数字表示贯穿各个视图的相等或相应的元件，本发明的具体实施方案将如下所述。
图1是已经应用本发明真空管用触点材料的真空管截面图，而图2是图1主要元件的较大比例视图。
在这些图中，断路室1借助一种绝缘材料，如通过密封装置3a、3b两端处装备的陶瓷和金属帽4和5，通过特别是形成圆柱形的绝缘外壳2以真空密闭方式被密封。
此外，固定电极8和可动电极9分别被安置在断路室1内一对相互对向的电极棒6和7的末端。
还有，波纹管10被固定在可动电极9的电极棒7上以使电极对8和9可通过电极9的往复运动而断开和闭合，同时保持断路室1内的真空密封度。
此外，这一波纹管10被罩11所复盖以使防止沉积电弧蒸汽。还有，有断路室1中，另外装置一圆柱形金属外壳12，以使防止电弧蒸汽沉积在绝缘外壳2上。
可动电极9通过焊铜13固定到图2所示的电极棒7上，或通过铆接加压固定(未示出)，可动触点14b通过焊铜15焊接在其上面。
固定电极8的安置实际上是相同的，所不同的是它朝相反方向。固定触点14a设置在其上面。
现在来描述按照本发明实施方案的一个制备触点材料方法的实施例。将描述一种通过自耗电弧熔炼法的生产方法为急冷凝固法的一个实施例。通过粉末冶金或板材夹层法等制得含有触点预定组分的自耗电极。该电极用作电弧熔炼的自耗电极(阳极端)，电弧表面界限的内部抽空至例如10-3(Pa)。然后，为抑制熔融金属的蒸发，通过引入如高纯度Ar，达到真空度约2×104(Pa)。用预定的电弧电压、预定的电弧电流和预定的消耗速率，在与自耗电极对面的水冷铜坩锅中得到预定组分的锭。自耗电弧熔炼法的细节公开在例如1992，11，17.出版的日本专利公告平4-71970。从而可省略详细说明。
随后，将参照下文中所述的具体实施例解释评价的方法和评价结果。对于上述考虑的内容，按照再闪击发生率，比较本发明的触点材料和常规制备的触点材料。将直径30mm，厚度5mm的盘形试样固定在可拆型真空管中。然后，通过该可拆型真空管在60KV×500A电路断开2000次时测量再闪击发生频率进行测量。在测量中使用两个电路断路器(即六个真空管)。结果以再闪击发生的百分比表示。为固定触点，仅进行焙烧加热(450℃×30分钟)。不用铜焊材料并从而不进行同时进行的加热。
下面，参考A1考虑评价的结果。
表A1
化学组分(体积％) 制备触点的方法 再闪击发生百分率(％)     注
  Cr   Nb     Cu
比较例A1   50   0 余量(50) 电弧熔炼     1.5
比较例A2   50   0.1   余量(50) 电弧熔炼     1.5
  实施例A1   50   1   余量(49) 电弧熔炼     0.7
  实施例A2   50   10   余量(40) 电弧熔炼     0.6
比较例A3   50   30   余量(20) 电弧熔炼     0.8 接触电阻大
比较例A4   10   10   余量(80) 电弧熔炼     0.7  不能电流中断
  实施例A3   20   10   余量(70) 电弧熔炼     0.6
  实施例A2   50   10   余量(40) 电弧熔炼     0.6
比较例A5   70   10   余量(20) 电弧熔炼     0.8 接触电阻大
  实施例A4     20Cr-5Ta-Cu 电弧熔炼     0.7
  实施例A5     30Cr-10Mo-Cu    电渣熔炼     0.6
  实施例A6     20Cr-40W-Cu    电渣熔炼     0.7
实施例A1-A2，比较例A1-A3。
将自耗电极制成层压板，这些电极分别含有0，0.1，1，10和30体积百分数的辅助组分Nb，耐弧材料Cr的含量固定在50％(体积)，余量为Cu。它们分别为比较例A1，A2，实施例A1，A2和比较例A3。分别使用上述自耗电极，用电弧电压为约35V，电弧电流为1.5KA的条件，并在2×104(Pa)Ar的真空气氛下通过自耗电弧熔炼进行铸锭。将这些锭加工成上述触点形状，然后装入可拆型真空管，并分别测定再闪击发生率。如表A1所示，在不添加Nb的比较例A1的场合，以及在仅加入痕量Nb的比较例A2的场合，两种场合再闪击发生率都是1.5％。在分别添加1％和10％Nb的实施例A1和实施例A2的场合，得到0.6-0.7％的再闪击发生率，即得到良好的性能。然而，在添加30％Nb的比较例A3的场合，尽管再闪击发生率良好为0.8％，但接触电阻大，从而使触点不可用。实施例A2-A3，比较例A4-A5
使用自耗电弧熔炼法制备触点，其中辅助组分Nb的含量固定在10％(体积)，同时主要耐弧组分Cr的含量分别为10、20、50和70％(体积)。电弧电流和电压与上述实施例A1相同。Cr的添加为10％的比较例A4，显示出0.7％的良好再闪出发生率，但电流中断性能不满意。Cr的添加分别为20和50％的实施例A3和A2，显示出再闪出发生率为0.6和0.6％。Cr的添加为70％的比较例A5显示出改进的再闪出发生率，但具有接触电阻大的缺点。实施例A4-A6
上述实施例，A1-A3涉及Cr-Nb-Cu体系的触点材料，但由其他体系组成的触点材料也将被考虑。如实施例A4-A6所示，通过添加Mo、Ta或W代替Nb可得到关于降低再闪出发生率的良好性能。
本发明中所使用的急冷凝固法不限于自耗电弧熔炼法。当使用实施例所示的电渣法代替自耗电弧熔炼法进行触点材料的制备时，得到如同自耗电弧熔炼法场合的良好性能。例如，1971，10，26，出版的日本专利公告昭46-36427公开了电渣法的细节，所以从而可省略对其的详细说明。从而显而易见的是，甚至通过用其他满足急冷凝固的制备方法制备触点材料，也能得到相同的优点。
如上所述，对于本发明的实施方案，通过急冷凝固由主要成分是Cu的导电组分、主要成分是Cr的耐弧组分，如含有至少为W、Mo、Ta和Nb之一的辅助成分组成的组分可降低再闪击的发生频率。
下文将叙述本发明的另一实施方案。本发明的另一实施方案的触点材料适于构成图1所示触点14a，14b中两种或任一种。
首先，将描述鉴定触点的方法。(1)耐压特性
对每种触点合金，使用通过抛加工成镜面的一个针状电极和一个平板电极，两电极之间的间距固定在0.5mm，在10-4Pa数量级的真空气氛中逐渐升高电压下当所述两电极之间产生火花时，通过测量电压找出固定的耐电压。耐电压的测量数据示于表B1，而表B2是通过重复试验50次得到的值。它们表示为相对值，包括偏差，分别取下面所述比较例的耐压平均值为1.0。(2)电流中断
对每种触点合金，通过将一对直径45mm的触点装入上述的真空管中，然后逐步提高断路电流进行电流中断试验。测量数据示于表B1，而表B2分别表示为取下面所述比较例的断路电流的相对值为1.0。
表B1
触点组分(体积％)   耐压特性(相对于比较例的值) 电流中断性能(相对于比较例的值) 注(制备方法)
比较例B1   30Cr-20W-Cu       0.8-1.2     1.0 固相烧结法
实施例B1   30Cr-20W-Cu       1.1-1.3     1.2 在熔融Cu中扩散
比较例B2   30Cr-20Fe-Cu       0.8-1.2     1.0 固相烧结法
实施例B2   30Cr-20Fe-Cu       1.1-1.3     1.2 在熔融Cu中扩散
表B1
 比较例B3   20Mo-20Nb-Cu       0.8-1.2     1.0 固相烧结法
 实施例B3   20Mo-20Nb-Cu       1.1-1.3     1.2 在熔融Cu中扩散
 比较例B4   20Mo-20Nb-10Hf-Cu       0.8-1.2     1.0 固相烧结法
 实施例B4   20Mo-20Nb10Hf-Cu       1.1-1.2     1.1 在熔融Cu中扩散
 比较例B5   30Ta-20V-Cu       0.8-1.2     1.0 固相烧结法
 实施例B5  30Ta-20V-Cu       1.1-1.2     1.3 在熔融Cu中扩散
 比较例B6  30Nb-20Zr-Ag       0.8-1.2     1.0 固相烧结法
表B1
  实施例B6   30Nb-20Zr-Ag   1.0-1.2     1.1 在Ag液相中扩散
  比较例B7   30Mo-20Ti-Ag   0.8-1.2     1.0 固相烧结法
  实施例B7   30Mo-20Ti-Ag   1.0-1.2     1.1 在Ag液相中扩散
  比较例B8   20Mo-20W-10Y-Ag   0.8-1.3     1.0 固相烧结法
  实施例B8   20Mo-20W-10Y-Ag   1.0-1.2     1.1 在Ag液相中扩散
 比较例B9  20Co-20Ni-10Ti-Ag   0.8-1.2     1.0 固相烧结法
表B1
   实施例B9   20Co-20Ni-10Ti-Ag   1.0-1.2     1.1  在Ag液相中扩散
比较例B10   30Cr-20V-10Ag-Cu   0.8-1.2     1.0  固相烧结法
实施例B10   30Cr-20V-10Ag-Cu   1.0-1.2     1.1  在Ag-Cu液相中扩散
比较例B11   30Cr-20W-0.5Bi-Cu   0.8-1.2     1.0  固相烧结法
实施例B11   30Cr-20W-0.5Bi-Cu   1.0-1.2     1.2  在熔融Cu-Bi中扩散
比较例B12   30Cr-20W-0.5Bi-0.3Te-0.2Sb-Cu   0.8-1.2     1.0  固相烧结法
实施例B12   30Cr-20W-0.5Bi-0.3Te-0.2Sb-Cu   1.0-1.2     1.2  在熔融Cu-Bi-Te-Sb中扩散
表B2
触点组分(体积％) 相对于比较例值的耐压特性 相对于比较例值的电流中断性能 注(制备方法)
比较例B13    10Cr-5W-Cu      0.9-1.1      1.0 在Cu液相中扩散
实施例B13    15Cr-10W-Cu      1.0-1.2      1.3 在Cu液相中扩散
实施例B14    30Cr-10W-Cu      1.0-1.2      1.2 在Cu液相中扩散
表B2
实施例B15  40Cr-20W-Cu     1.0-1.2     1.2 在Cu液相中扩散
实施例B16  55Cr-30W-Cu     1.0-1.2     1.2 在Cu液相中扩散
比较例B14  65Cr-25W-Cu     1.0-1.3     - 在Cu液相中扩散
下面，参照表B1和B2详细研究按上述测定方法获得的测量结果。比较例B1，实施例B1
将由平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末、平均颗粒尺寸7μm的W粉末和平均颗粒尺寸45μm的Cu粉末的混合物构成的粉末在8吨/cm2模压下模压。然后在10-3Pa数量级的真空环境下，在1273K×1Hr条件下烧结。然后，在8吨/cm2模压下模压，而后在上述相同条件下烧结。由此获得如表B1所示的具有30Cr-20W-Cu成分的触点。当用装有EPMA(电子探针显微分析)的电子显微镜观察该触点的内部时，不能明确地探测出Cr和W的弥散相。当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，相应的值为0.8-1.2，即测量值显示出很大的变化(比较例B1)。
将由平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末和平均颗粒尺寸7μm的W粉末混合而成的粉末在2吨/cm2的模压下模压。然后在10-3Pa数量级的真空环境下，在1273×1Hr的条件下烧结。接着在1400K×0.5Hr条件下，在10-3Pa数量级的真空环境下渗入Cu，并使Cr和W在铜中进行扩散。由此获得具有成分，30Cr-20W-Cu的触点。当用装有EPMA的电子显微镜观察该触点的内部时，发现发生Cr和W的互扩散，并观察到由Cr和W组成的微小的耐电弧颗粒。当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，发现相对于比较例B1的相应值为1.1-1.3，只有小范围的变化，并整体地改进了耐压特性。此外，电流中断特性值为比较例B1的1.2倍(实施例B1)。比较例B2，实施例B2
在8吨/cm2的模压压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末、平均颗粒尺寸50μm的Fe粉末和平均颗粒尺寸45μm的Cu粉末获得的粉末，接着在约为10-3Pa的真空环境下，在1273K×1Hr的条件下烧结，然后在8吨/cm2模压下模压后在相同条件下进一步烧结得到成分：30Cr-20Fe-Cu的触点。当按照上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到的相应值为0.8-1.2，即有大范围的变化(比较例B2)。
在2吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末和平均颗粒尺寸50μm的Fe粉末获得的粉末，接着在约为10-3Pa的真空环境下，在1273×1Hr的条件下烧结，然后在约为10-3Pa真空环境下，在1400K×0.5Hr条件下渗入Cu，并使Cr和Fe在Cu中扩散获得具有成分：30Cr-20Fe-Cu的触点。当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B2的相应值为1.1-1.3。有小范围的变化，在耐压特性上整体上改进。电流中断特性值为比较例B2的1.2倍(实施例B2)。比较例B3，实施例B3
在8吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸10μm的Mo粉末，平均颗粒尺寸50μm的Nb粉末和平均颗粒尺寸25μm的Cu粉末得到的粉末，接着在约为10-3Pa的真空环境下和1273×1Hr条件烧结，然后在8吨/cm2的模压下再模压，接着在相同的条件下烧结得到具有成分：20Mo-30Nb-Cu的触点，当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相应的值为0.8-1.2。即有大范围的变化(比较例B3)。
在2吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸10μm的Mo粉末和平均颗粒尺寸50μm的Nb粉末得到的粉末，接着在约为10-3Pa的真空环境下，在1273×1Hr有条件下烧结，接着在1400K×0.5Hr条件下，在约为10-3Pa的真空环境下渗入Cu，并使Mo和Nb在铜中进行扩散，获得具有成分：20Mo-30Nb-Cu的触点。当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B3的相应值为1.1-1.3，变化的范围也小，而且耐压特性整体上得到改进。此外，电流中断特性值为比较例B3的1.2倍(实施例B3)。比较例B4，实施例B4
用8吨/cm2的模压压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Mo粉末，平均颗粒尺寸50μm的Nb粉末、平均颗粒尺寸100μm的Hf粉末和平均颗粒尺寸45μm的Cu粉末获得的粉末，接着在大约10-3Pa的真空环境下，在1273K×1Hr的条件下烧结，接着在8吨/cm2的模压下进一步模压，然后在同样的条件下烧结，得到成分：20Mo-20Nb-10Hf-Cu的触点。按上述试验方法测量这些触点的静态耐压，获得的相应值为0.8-1.2，有很大范围的变化(比较例B4)。
在2吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸10μm的Mo粉末、平均颗粒尺寸50μm的Nb粉末和平均颗粒尺寸100μm的Hf粉末得到的粉末，按着在大约10-3Pa的真空环境下，在1273K×1Hr的条件下烧结，然后在大约10-3Pa的真空环境下，在1400K×0.5Hr的条件下掺入Cu，并使Mo、Nb和Hf在Cu中扩散，得到成分：20Mo-20Nb-10Hf-Cu的触点。当按上述试验方法测量这些电触头的静态耐压时，得到相对于比较例B4的相应值为1.1-1.2，有小范围的变化，并在整体上改进了耐压特性。而且显示的电流中断特性值为比较例B4的1.1倍(实施例B4)。比较例B5，实施例B5
用8吨/cm2的模压压制电混合平均颗粒尺寸50μm的Ta粉末、平均颗粒尺寸100μm的V粉末平均颗粒尺寸45μm的Cu粉末得到的粉末，接着在约10-3Pa的真空环境下，在1273K×1Hr的条件下烧结，接着在8吨/cm2的模压下进一步压制，然后在相同的条件下烧结，得到成分：30Ta-20V-Cu的触点。按照上述试验方法测量这些触的静态耐压，得到相应值为0.8-1.2，有很大范围的变化(比较例B5)。
在2吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸50μm的Ta粉末和平均颗粒尺寸100μm的V粉末得到的粉末，接着在约10-3Pa的真空环境下，在1400K×0.5Hr的条件下烧结，然后在约10-3Pa的真空环境下、在1400K×0.5Hr的条件下渗入Cu，并在Cu中扩散Ta和V，得到成分：30Ta-20V-Cu的触点。按照上述试验方法测量这些触点的静态耐压，得到相对于比较例B5的相应值为1.1-1.2，有小范围的变化，并整体上改进了耐压特性。显示出的电流中断特性值为比较例B5的1.3倍(实施例B5)。比较例B6，实施例B6
用8吨/cm2的模压压制由混合平均颗粒尺寸50μm的Nb粉末，平均颗粒尺寸50μm的Zr粉末和平均颗粒尺寸30μm的Ag粉末得到的粉末，接着在约10-3Pa的真空环境下，在1173K×1Hr的条件下烧结，接着在8吨/cm2下进一步压制，然后在同样的条件下烧结，得到成分30Nb-20Zr-Ag的触点。按照上述试验方法测量这些触点的静态耐压，得到相应值为0.8-1.2，有很大范围的范围(比较例B6)。
在2吨/cm2的模压下模压由混合平均颗粒尺寸50μm的Nb粉末和平均颗粒尺寸50μm的Zr粉末得到的粉末，接着在约10-3Pa的真空环境中。在1173K×1Hr的条件下烧结，然后在约10-3Pa的真空环境下，在1300K×0.5Hr的条件下渗入Ag，并在Ag中扩散Nb和Zr，得到成分：30Nb-20Zr-Ag的触点。当按照上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B6的相应值为1.0-1.2，有小范围的变化，并整体上改进耐压特性。并显示出电流中断特性值为比较例B6的1.1倍(实施例B6)。比较例B7，实施例B7
用8吨/cm2的模压压制由混合平均颗粒尺寸10μm的Mo粉末，平均颗粒尺寸50μm的Ti粉末和平均颗粒尺寸30μm的Ag粉末得到的粉末，接着在约10-3Pa的真空环境下，在1173K×1Hr的条件下烧结，接着在8吨/cm2的模压下进一步压制，然后在相同的条件下烧结，得到成分：30Mo-20Ti-Ag的触点。按上述试验方法测量这些触点的静态耐压，得到的相应值为0.8-1.2，有很大范围的变化(比较例B7)。
在2吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸10μm的Mo粉末和平均颗粒尺寸50μm的Ti粉末得到的粉末，接着在约10-3Pa的真空环境下，在1173K×1Hr的条件下烧结，然后在约10-3Pa的真空环境下，在1300K×0.5Hr的条件下渗入Ag，并使Mo和Ti在Ag中扩散，得到成分：30Mo-20Ti-Ag的触点。当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B7的相应值为1.0-1.2，有小范围的变化，并整体上改进了耐压特性。显示的电流中断特性值为比较例B7的1.1倍(实施例B7)。比较例B8，实施例B8
用8吨/cm2的模压压制由混合平均颗粒尺寸10μm的Mo粉末，平均颗粒尺寸7μm的W粉末、平均颗粒尺寸100μm的Y粉末和平均颗粒尺寸30μm的Ag粉末得到的粉末，接着在约为10-3Pa的真空环境下，在1173K×1Hr的条件下烧结，接着在8吨/c2的模压下进一步压制，然后在同样的条件下烧结，得到成分：20Mo-20W-10Y-Ag的触点。按上述试验方法测量这些触点的静态耐压，得到相应值为0.8-1.2，有很大的变化(比较例B8)。
在2吨/cm2的模压下模压由混合平均颗粒尺寸10μm的Mo粉末、平均颗粒尺寸7μm匠W粉末和平均颗粒尺寸100μm的Y粉末得到的粉末，接着在大约10-3Pa的真空环境下，在1173K×1Hr的条件下烧结，然后在大约10-3Pa的真空环境下，在1300K×0.5Hr的条件下渗入Ag，并使Mo、W和Y在Ag中扩散，得到成分：20Mo-20W-10Y-Ag的触点。当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B8的相应值为1.0-1.2，有小范围的变化，并整体上改进耐压特性。也显示出电流中断特值为比较例B8的1.1倍(实施例B8)。比较例B9，实施例B9
用8吨/cm2的模压压制由混合平均颗粒尺寸10μm的Co粉末、平均颗粒尺寸10μm的Ni粉末、平均颗粒尺寸50μm的Ti粉末和平均颗粒尺寸30μm的Ag粉末得到的粉末，接着在约为10-3Pa的真空环境下，在1173K×1Hr的条件下烧结，接着在8吨/cm2的模压下进一步压制，然后在相同的条件下烧结，得到成分：20Co-20Ni-10Ti-Ag的触点，得到相应值为0.8-1.2，有很大范围的变化(比较例B9)。
在2吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸10μm的Co粉末、平均颗粒尺寸10μm的Ni粉末和平均颗粒尺寸50μm的Ti粉末得到粉末，接着在约10-3Pa的真空环境下，在1173K×1Hr的条件下烧结，然后在约10-3Pa的真空环境下，在1300K×0.5Hr的条件下掺入Ag，并在Ag中扩散Co、Ni和Ti，得到成分：20Co-20Ni-10Ti-Ag的触点。当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B9的相应值为1.0-1.2，有小范围的变化，并整体上改进了击穿电压特性。也显示出电流中断特性值为比较例B9的1.1倍(实施例B9)。比较例B10，实施例B10
用8吨/cm2的模压压制由混合平均颗粒尺寸10μm的Cr粉末、平均颗粒尺寸100μm的V粉末、平均颗粒尺寸30μm的Ag粉末和平均颗粒尺寸45μm的Cu粉末得到的粉末，接着在约为10-3Pa的真空环境下，在1000K×1Hr的条件下烧结，接着在8吨/cm2的模压下再压制，然后在同样的条件下烧结，得到成分：30Cr-20V-10Ag-Cr的触点。按上述试验方法测量这些触点的静态耐压，得到的相应值为0.8-1.2，有很大范围的变化(比较例B10)。
在2吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末、平均颗粒尺寸100μm的V粉末得到的粉末，接着在约10-3Pa的真空环境下，在1173K×1Hr的条件下烧结，然后在约10-3Pa的真空环境下，在1300K×0.5Hr的条件下掺入20Ag-Cu，并在Cu-Ag中扩散Cr和V，得到成分：30Cr-20V-10Ag-Cu的触点。当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B10的相应值为1.0-1.2，有小范围的变化，并整体上改进耐压特性。也是示出电流中断特性值为比较例B10的1.1倍(实施例B10)。比较例B11，实施例B11
用8吨/cm2的模压压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末、平均颗粒尺寸7μm的W粉末、平均颗粒尺寸100μm的Bi粉末和平均颗粒尺寸45μm的Cu粉末得到的粉末，接着在约为10-3Pa的真空环境下，在1273K×1Hr的条件下烧结，接着在8吨/cm2的模压下再压制，然后在同样的条件下烧结，得到成分：30Cr-20W-0.5Bi-Cu的触点。按上述试验方法测量这些触点的静态耐压，得到的相应值为0.8-1.2，有很大范围的变化(比较例B11)。
在2吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末、和平均颗粒尺寸7μm的W粉末得到的粉末，接着在约10-3Pa的真空环境下，在1300K×1Hr的条件下烧结，然后在约10-3Pa的真空环境下，在1300K×0.5Hr的条件下掺入1Bi-Cu，并使Cr和W在Cu中扩散，得到成分：30Cr-20W-0.5Bi-Cu的触点。当按照上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B11的相应值为1.0-1.2，有小范围的变化，并整体上改进了耐压特性。也是示出电流中断特性值为比较例B11的1.2倍(实施例B11)。比较例B12，实施例B12
用8吨/cm2的模压压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末、平均颗粒尺寸7μm的W粉末、平均颗粒尺寸100μm的Bi粉末和平均颗粒尺寸100μm的Te粉末、平均颗粒尺寸100μm的Sb粉末和平均颗粒尺寸45μm的Cu粉末得到的粉末，接着在约为10-3Pa的真空环境下，在1273K×1Hr的条件下烧结，接着在8吨/cm2的模压下进一步压制，然后在同样的条件下烧结，得到成分：30Cr-20W-0.5B-0.3Te-0.2Sb-Cu的触点。按上述试验方法测量这些触点的静态耐压，得到的相应值为0.8-1.2，有很大范围的变化(比较例B12)。
在2吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末和平均颗粒尺寸7μm的W粉末得到的粉末，接着在约10-3Pa的真空环境下，在1300K×1Hr的条件下烧结，然后在约10-3Pa的真空环境下，在1300K×0.5Hr的条件下掺入1.0Bi0.6Te-0.4Sb-20W-0.5Bi-0.3Te-0.2Sb-Cu的触点。当按照上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B12的相应值为1.0-1.2，有小范围的变化，并整体上改进了耐压特性。也显示了电流中断特性值为比较例B12的1.2倍。在这个实施例中，Bi、Te和Sb起防止熔焊组分的作用(实施例B12)。比较例13，实施例B13-B16，比较例B14
用8吨/cm2的模压压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末、平均颗粒尺寸7μm的W粉末和平均颗粒尺寸45μm的Cu粉末得到的粉末，接着在约为10-3Pa的真空环境下，在14003K×0.5Hr的条件下烧结，进行Cr和W在液相Cu中的扩散，得到表B2中所示的具有成分：10Cr-5W-Cu的触点。当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到的相应值为0.9-1.1(比较例B13)。
用8吨/cm2的模压压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末、平均颗粒尺寸7μm的W粉末和平均颗粒尺寸45μm的Cu粉末得到的粉末，接着在约为10-3Pa的真空环境下，在1400K×0.5Hr的条件下烧结，进行Cr和W在液相Cu中的扩散，得到具有成分：15Cr-10W-Cu的触点。当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到的相对于比较例13的相应值为1.0-1.2。还显示出电流中断特性值为比较例B13的1.3倍，即呈显出好的性能(比较例B13)。
将混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末和平均颗粒尺寸7μm的W粉末得到的粉末填满一个碳坩埚，并在约10-3Pa的真空环境下，在1400K×0.5Hr的条件下烧结得到一个烧结体。然后在1400K×1Hr的条件下，在约10-3Pa的真空环境下将Cu渗入该烧结体中，并使Cr和W在液相Cu中进行扩散，得到具有成分30Cr-10W-Cu的触点。当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B13的相应值为1.0-1.2。还显示出电流中断特性值为比较例B13的1.2倍，即显示出好的性能(实施例B14)。
在3.5吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末和平均颗粒尺寸7μm的W粉末得到的粉末，并在约10-3Pa的真空环境下，在1400K×1Hr的条件下烧结得到一个烧结体。然后在1300K×1Hr的条件下烧结得到一个烧结体。然后在1400K×0.5Hr的条件下，在约10-3Pa的真空环境下将Cu渗入到烧结体中，并使Cr和W在液相Cu中进行扩散，得到具有成分：40Cr-20W-Cu的触点。当按照上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B13的相应值为1.0-1.2。还显示出电流中断特性值为比较例B13的1.2倍，即显示出好的性能(实施例B15)。
在3.5吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末和平均颗粒尺寸7μm的W粉末得到的粉末，并在约10-3Pa的真空环境下，在1400K×1Hr的条件下烧结得到一个烧结体。然后在1300K×1Hr的条件下烧结得到一个烧结体。然后在1400K×0.5Hr的条件下，在约10-3Pa的真空环境下将Cu渗入到烧结体中，并使Cr和W在液相Cu中进行扩散，得到具有成分：55Cr-30W-Cu的触点。当按上述试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B13的相应值为1.0-1.2。还显示出电流中断特性值为比较例B13的1.2倍，即显示出好的性能(实施例B16)。
在8吨/cm2的模压下压制由混合平均颗粒尺寸100μm的Cr粉末和平均颗粒尺寸7μm的W粉末得到的粉末，并在约10-3Pa的真空环境下，在1400K×1Hr的条件下烧结得到一个烧结体。然后在1400×0.5Hr条件下，在约10-3Pa的真空环境下将Cu渗入到该烧结体中，并使Cr和W在液相Cu中进行扩散，得到具有成分：65Cr-25W-Cu的触点。当按上这试验方法测量这些触点的静态耐压时，得到相对于比较例B13的相应值为1.0-1.2。但是，当进行电流中断试验时，产生严重的熔焊(比较例B14)。
如上所述，由多种耐电弧组分通过导电组分熔体的互扩散，可得到的耐压特性比没有扩散的触点材料更稳定，还可得到更好的电流中断性能。显然，耐电弧组分的结合不限于实施例中所述的那些。
如上所述，按本发明的另一实施方案，可提供真空管用的触点材料和其制造方法，其中将至少两种或多种耐电弧组分的混合物烧结，从而，在导电组分的熔体中扩散混合组分，由此，可使获得的触点材料具有极好的耐压特性和电流中断性能。
如上所述，按照本发明可提供真空管用触点材料和其制造方法，其中，可降低再闪击出现的频率。
另外，提供了一种真空管用触点材料和其制造方法，该触点材料具有稳定的高耐压特性和极好的电流中断性能。
显然，按照上述描述本发明可能有许多调整和变化。所以应理解到，除本文专门描述的以外，凡本发明可以实施的均属于所附待批权利要求的范围之内。

Claims (10)

1.一种真空管用触点材料，它由一种至少包括铜的导电组分、一种至少包括铬的耐电弧组分和一种至少包括一种选自钨、钼、钽和铌的辅助组分所组成，其中所述耐电弧组分的量为20-50％(体积)；所述辅助组分的量为1-10％(体积)，而所述导电组分的量为余量，该触点材料通过将上述导电组分、耐电弧组分和辅助组分的复合体急冷凝固制造。
2.一种真空管用触点材料的制造方法，包括步骤：制备复合体，该复合体含有：一种至少包括铜的导电组分，一种至少包括铬的耐电弧组分和一中至少包括一种选自钨、钼、钽和铌的辅助组分；和将上述复合体急冷得到上述电触点材料。
3.按照权利要求2的方法，其中在所述制备步骤中，制备自耗电极作为所述复合体；和在所述急冷凝固步骤中，使用该自耗电极通过自耗电弧熔炼法方法得到所述触点材料。
4.按照权利要求2的方法，其中在所述急冷步骤中，使用所述复歙本通过电渣法得到所述触点材料。
5.一种真空管用触点材料，它由一种导电组分和至少两种耐电弧组分所组成，其中所述导电组分包含铜和银的至少一种，而该导电组分的量为15-80％(体积)，所述耐电弧组分包含选自钇、钛、锆、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、铁、钴和镍的至少两种，而该耐电弧组分的量为余量，所述耐电弧组分以弥散态含在上述触点材料中。
6.按照权利要求5的触点材料，其中所述耐电弧组分通过将所述导电组分渗入所述被混合的耐电弧组分的烧结体中而被分散。
7.按照权利要求5的触点材料，另外还含有：至少一种选自铋、碲和锑的防熔焊组分，该防熔焊组分的量为所述导电组分的1％(体积)以下。
8.一种制造真空管用触点的材料的方法，它包括步骤：混合至少两种耐电弧材料得到一个复合体；烧结复合体形成烧结体；在导电组分的熔体中扩散所述烧结体的耐电弧组分，由此得到所述触点材料；其中所述扩散步骤在所述导电组分的熔点以上温度进行。
9.按照权利要求8的方法，其中所述扩散步骤通过将所述导电组分渗入所述烧结体中来进行。
10.按照权利要求8的方法，其中在所述混合步骤中，混合至少两种所述耐电组分和所述导电组分以得到复合体。
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