CN104715940B - 单片接触系统和形成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有单片结构的断路器和一种制作方法。所述单片结构包括具有铜的臂部分和具有复合材料的触点部分。所述复合材料具有金属基体和设置在所述金属基体中的第二相。制作所述单片结构的方法包括将第一粉末引入至模具的第一区域中，将第二粉末引入至所述模具的第二区域中，以及将所述第一粉末和所述第二粉末固结在一起。所述模具的第一区域对应于触点部分，并且所述第二区域对应于所述断路器的单片结构的臂部分。

Description

单片接触系统和形成方法

技术领域

本发明大体涉及在断路器中具有电触点的触点臂组件。更具体地说，本发明涉及包括单片触点臂结构的断路器，以及形成所述断路器的方法。

背景技术

触点和触点臂组件在断路器领域中众所周知。具有用于接通和中断电流的电触点的触点臂组件不仅在断路器中采用，而且还在其他电气装置(如旋转双断断路器、接触器、继电器、开关，和断开开关)中采用。

触点臂组件的主功能为提供电流载体，所述电流载体能够被致动以将所述触点与第二触点分离，从而使得能够在电路中接通和中断电流。

所述触点通常粘合至触点臂，所述触点臂典型地但不一定为铜合金。所述触点通常通过使用铜焊合金进行的铜焊过程来接合至所述臂。在接合界面处使用铜焊合金可导致界面处的空隙和缺陷。这些过程缺陷在燃弧事件期间可作为热袋，并且成为触点故障的主要原因。因此存在对触点和臂的改良的接合的需要，所述改良的接合在主机装置的操作期间可容忍热应力、电应力和机械应力，提供在触点与臂之间的改良的热传递，并提高组件的可靠性。本说明书中展示的系统和方法旨在解决这个需要。

发明内容

在一个实施例中，公开具有单片结构的断路器。所述单片结构包括具有铜的臂部分和具有复合材料的触点部分。所述复合材料具有金属基体和设置在所述金属基体中的第二相。

在一个实施例中，公开具有单片结构的断路器。所述单片结构包括具有铜的臂部分和具有复合材料的触点部分。所述复合材料具有银基体和设置在所述银基体中的第二相。所述触点部分进一步具有化学成分梯度。

在一个实施例中，公开制造断路器的方法。制造断路器的方法包括形成单片结构的方法。形成单片结构的方法包括将具有复合材料的第一粉末引入至模具的第一区域中，将具有铜的第二粉末引入至模具的第二区域中，以及将第一粉末与第二粉末固结在一起。模具的第一区域对应于触点部分，并且模具的第二区域对应于断路器的单片结构的臂部分。

在一个实施例中，公开制造断路器的方法。制造断路器的方法包括形成单片结构的方法。形成单片结构的方法包括将具有大约20％重量百分比的银和80％重量百分比的钨的第一粉末引入至模具的第一区域中，将铜粉末引入至模具的第二区域中，以及将第一粉末与第二粉末固结在一起。模具的第一区域对应于触点部分，并且第二区域对应于断路器的单片结构的臂部分。所述固结包括在模具中单轴向共同压制第一区域和第二区域中的粉末以便形成具有臂部分和触点部分的生单片结构，冷等静压压制所述生单片结构以便形成致密生单片结构，以及在包括氢气和氮气的气氛中、以在大约1000℃至大约1020℃范围内的温度共同烧结所述致密生单片结构大约一小时。

附图说明

图1为根据本发明一个实施例的包括臂部分和触点部分的断路器系统的示意图；

图2为根据本发明一个实施例的单片结构的示意图；

图3为根据本发明一个实施例用于制造单片结构的模具的示意图；

图4A为断路器系统的常规接合的臂部分与触点部分的微观结构；

图4B为根据本发明一个实施例的所述单片结构的微观结构；以及

图5为断路器的常规接合结构的硬度强度与根据本发明一个实施例制造的单片结构的硬度强度的图形比较。

具体实施方式

本说明书中所描述的系统和方法包括涉及触点臂组件的实施例，所述触点臂具有在触点与臂之间的改良粘合，从而使触点臂组件能够抵抗热应力、电应力和机械应力。

在以下说明和随后的权利要求中，单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数形式，除非上下文以其他方式明确指出。

如本说明书所使用的，术语“相邻”或“接近”当在讨论区域或表面的不同组成或结构的上下文中使用时指“紧邻”，并且它还指以下情况：所讨论的部件之间存在的其他部件相对于所述部件中的至少任何一个的相应组成或结构不会变化很大。

现参照图1，示出示例性断路器系统10。断路器系统10包括固定臂20，所述固定臂20具有在界面24处接合至臂20的固定触点22。固定触点22具有固定灭弧表面(arcingsurface)26。断路器系统进一步包括移动臂30，所述移动臂30具有在界面34处接合至臂30的可移动触点32。可移动触点32具有灭弧表面36。

在操作期间，只要发生故障电流或短路，就在触点22与触点32之间的灭弧表面26、36上产生电弧。电弧产生的高热量可融化两个灭弧表面26和36，并且分别在界面24、34处触点22、32与臂20、30之间的不良界面强度可分别导致在臂20、30与触点22、32之间的触点故障。

为简洁起见，本发明的不同方面将进一步用具有触点部分42的臂部分40的实例来描述，具有界面44，如图2所示。臂部分40与触点42可为固定臂20、可移动臂30，或取决于断路器的设计和应用在断路器中使用的任何其他臂。

本说明书中使用的臂“部分”40为在界面44处接合至触点部分42的主体部分。如以上描述的，在界面44处的臂部分40与触点部分42之间的高粘合可靠性是延长电气开关装置的寿命所希望的。在大部分的常规电开关装置中，界面44通常通过将触点部分42与臂部分40铜焊或焊接来形成。本发明的一些实施例提供制造触点臂界面44而不使用铜焊或焊接的新方法，并且从而消除在界面44中的空隙。

在一个实施例中，断路器系统10包括如图2所示的单片结构38，所述单片结构38包括臂部分40和触点部分42。臂部分40包括作为材料组合物一部分的铜。臂部分40可包括铜、铜合金，或铜的复合材料。臂部分40具有充分的导电性(铜导电性的至少90％)，并且在开关装置操作的气氛和温度下大体稳定(铜的机械稳定性、热稳定性和氧化稳定性的至少90％)。在一个特定实施例中，臂部分40由基本100％的铜制成。本说明书中使用的“基本100％”用于限定预期的100％组成，但可包括将不过度降低臂部分40性能的任何杂质，并且进一步将包括在加工期间将偶尔掺入主体或表面处的任何杂质。在此，提及的百分比为重量百分比。

在一个实施例中，触点部分42包括复合材料。触点部分42的复合材料可具有金属基体，以及设置在所述金属基体中的第二相。金属基体可具有铜、银，或铜与银的组合。银因为它的高热传导性和电传导性以及对氧气和氮气的相当大的惰性而被认为是卓越的触点材料。然而，银具有低熔点，使它易于融化和粘附。而且，以大量使用的银为昂贵的材料。为克服这些挑战，在一个实施例中，将银合金或金属混合物与银一起使用以便增加硬度。

设置在金属基体中的第二相可具有金属、合金、碳化物、氧化物、氮化物、碳，或这些的任何结合。这里使用的“碳”可为自由形式，而不为任何其他化合物的一部分。在一个实施例中，第二相的碳为石墨形式。从而，在一个实施例中，触点部分42的复合材料可具有混合物形式的银石墨(或者银碳)，其中银为基体并且碳为第二相材料。银和碳通常不会彼此反应形成化合物。

在一个实施例中，第二相包括钨、钼、镍，或它们的任何组合。在一个实施例中，基体和第二相可为金属混合物形式。这里使用的“金属混合物”为基体金属与金属、非金属、合金，或金属和非金属的化合物的混合物。

在一个实施例中，镍、碳、钨、钼、氧化镉或碳化钨作为设置在包括银、铜或银和铜的基体中的单个第二相被包括，。在一个实施例中，所述复合材料包括银石墨、银钨、银镍、银碳化钨、银钼，或这些的任何组合。在一个实施例中，所述银以具有氧化镉的混合物形式使用，用于高温稳定性、更快的电弧猝熄和减少的腐蚀。

作为第二相的一部分存在的碳化物可为难熔碳化物。在一个实施例中，复合材料具有银，所述银为与碳化钨的混合物形式。在银碳化物金属混合物中钨的数量可大于大约50％。在一个实施例中，触点部分42的复合材料具有从大约50％重量百分比至大约80％重量百分比的数量的钨。这个组成给予复合材料高导电性和导热性，以及减少的触点磨损。

在一个实施例中，触点部分42具有梯度。此处使用的术语“梯度”表示随着在从灭弧表面至界面的方向上的位置变化，结构变化的特征参数的值。例如，特征参数可为组成、密度、厚度、反应性或微观结构。在一个实施例中，梯度为触点部分42的组成。在一个实施例中，触点部分42具有金属混合物的化学成分梯度。

在一个实施例中，梯度是从灭弧表面46至界面44。在另一个实施例中，梯度是从灭弧表面至触点部分42的中心48。在这个实施例中，在触点部分42的中间区域48(如，例如中心)中的第二相的加权平均浓度大体高于在灭弧表面46或界面44处的第二相的浓度，当与那些相应区域中的银或铜浓度比较时。

如以上提到的，在一个实施例中断路器系统10包括单片结构38(图2)。如本说明书中使用的“单片结构”为在界面区域44处基本没有空隙的连续结构。当在界面区域44处的空隙百分比小于界面区域44的总界面面积的5％时，界面44被认为基本没有空隙。在结构38中，界面区域44的界面面积为臂部分40与触点部分42的接触面积。

断路器的臂部分和触点部分的典型铜焊界面区域可在它的界面区域中具有大于大约10％体积百分比的空隙，并且因此不被认为是一起提供臂和触点的单片结构。

此外，在单片结构界面区域44处臂部分40与触点部分42之间的粘合百分比大于98％。本说明书中使用的“粘合百分比”为在界面区域44处粘合至触点部分42的微粒的臂部分40的微粒的百分比，如与在界面区域44中存在的臂部分40微粒的总数目相比。应理解这里使用的“臂部分微粒”表示具有至少一个触点部分42微粒作为最近邻居的那些微粒。在常规接头(如铜焊接头)的臂部分与触点部分之间的粘合百分比一般小于大约85％。

在臂部分40与触点部分42之间增加的粘合百分比减少了接头阻力，并且改良在界面区域44处臂部分40与触点部分42之间的热传递，并进一步防止界面区域44处的触点故障。在一个实施例中，在界面处单片结构的粘合百分比大于大约99％。

在一个实施例中，界面区域44的密度百分比与臂部分40的密度百分比或触点部分42的密度百分比相当。取决于臂部分40和触点部分42的材料和组成，臂部分40和触点部分42的绝对密度并且因此界面区域44的绝对密度可为不同的。然而，本说明书使用的“密度百分比”为作为那种材料的理论密度百分比的部分/或区域的密度。如果密度百分比值的差异小于5个百分点，界面区域44的密度百分比被认为与臂部分40和触点部分42的密度百分比相当。在一个实施例中，作为整体的单块结构的密度百分比为大约96％。在一个实施例中，界面区域44的密度百分比为界面区域的材料组合物的理论密度的大约96％。

在一个实施例中，单片结构38的界面区域硬度在臂部分40的硬度、触点部分42的硬度或臂部分40和触点部分42两者的硬度的大约5％以内。在一个实施例中，界面区域44处的单块硬度与臂区域40的硬度或触点区域42的硬度相当(即变化小于5％)，无论两者之间哪个更低。

在一个实施例中，单片结构38具有与臂部分40或触点部分42的机械强度相当的在界面区域44处的机械强度。如果强度值在臂部分的机械强度值的90％以内，所述机械强度被认为与所述臂部分相当。

对于常规接头(如铜焊接头)，在接近或高于界面处采用的铜焊材料的熔点温度的操作温度下，可具有在界面区域处的分层问题。本发明的各种实施例的单片结构38由于不存在铜焊材料而不具有在界面区域44处的所述分层问题。

在一个实施例中，断路器10的单片结构38包括粘合剂、烧结助剂，或粘合剂和烧结助剂。本说明书使用的“粘合剂”增加了它与其混合的组合物的可湿性和流动性。“烧结助剂”为如与没有所述烧结助剂的组合物的烧结温度相比，帮助在更低温度下烧结所述组合物的材料。如锌、锡、铝、镁、银、钴、镍、铁或它们的任何组合的材料可用作粘合剂、烧结助剂或两者。在一个实施例中，钴、锌、锡、镁或铝用作粘合剂。银可用作铜的烧结助剂。类似地，镍和铁可用作烧结助剂。在一个实例中，钴用作具有碳化钨作为第二相的复合材料的粘合剂。

在界面区域44处，臂部分40的材料和触点部分42的材料彼此会合。界面区域可为任何形状，取决于形成方法和应用的设计要求。例如在一个实施例中，如图2所示，界面区域44为在臂部分40与触点部分42之间的接合区域的圆形截面。界面区域可为提供更多的用于接合臂部分40和触点部分42的界面区域的任何其他的形状或轮廓。

在界面区域44处，臂部分40的材料可与触点部分42的材料反应。反应可以实现两个部分之间的强粘合。在界面区域40处的臂部分40的组合物和触点部分42的组合物可影响界面区域44的强度。在一个实施例中，在界面44处的臂部分40和触点部分42的组合物被设计成使得通过两种组合物之间的反应来获得强粘合。

在一个实施例中，臂部分40由铜材料构成，并且触点部分42为具有铜基体的复合材料。所述复合材料的第二相可为碳化物或氧化物。在一个实施例中，接合铜臂部分40的触点部分42为铜和碳化钨的复合材料。

在一个实施例中，臂部分40由铜材料构成，并且触点部分42为具有银基体的复合材料。在一个实施例中，界面区域44包括臂部分40与触点部分42的组分的共晶组合物。

本说明书中公开的本发明的进一步实施例包括用于制造具有单片结构38的断路器的方法。本方法的实施例包括从臂部分40和触点部分42的粉末形式开始，以及随后将它们固结在一起以形成最终的单片结构38。以下公开从粉末开始形成单片结构的一些示例性方法。然而，本领域的技术人员将想到对本说明书描述的方法的许多变化和修改。

用于制造断路器的方法的一个实施例包括使用如图3所示的模具50来形成单片结构38。模具50包括至少两个区域——第一区域52和第二区域54。模具50的第一区域52对应于断路器的触点区域42，并且第二区域54对应于断路器的臂区域40。两种粉末——第一粉末和第二粉末——分别准备。第一粉末对应于最终单片结构38的触点部分42，并且包括对应于单片结构38处的触点部分42材料的材料。这里使用的“对应于触点部分42材料的材料”表示所述材料在加工后最终变成触点部分42的材料。在一个实施例中，如更早公开的，第一粉末由触点部分42的复合材料的生粉末(green powders)构成，其中复合材料包括金属基体和设置在基体中的第二相。

第二粉末对应于臂部分40的材料并且包括铜。第二粉末可为铜粉末、铜合金粉末，或铜复合材料粉末。

所述方法进一步包括将第一粉末引入至模具50的第一区域52中，以及将第二粉末引入至模具50的第二区域54中。取决于设计限制和包装方法方便，第一区域52或第二区域54可用相应的粉末填充。在一个实施例中为了包装方便，在第二区域54用第二粉末填充前，第一区域52用第一粉末填充。

第一粉末和第二粉末随后可固结以便形成具有臂部分40和触点部分42的单片结构38。在一个实施例中，所述固结包括压实所述粉末以及烧结。

这里使用的模具50可为由金属、合金、陶瓷、聚合物或复合材料制成的刚性模具。可将粉末直接填充至刚性模具中并随后使用一个或多个冲头压实。区域52中的第一粉末和区域54中的第二粉末在模具中被一起压实(或者，“共同压实”或“共同压制”)。模具50和使用的冲头可设计成允许释放经压实的粉末。例如在一个实施例中，模具50连同两个冲头——顶冲头(未示出)和底冲头(未示出)一起，用于压实所述粉末。在移除顶冲头和底冲头后，可将压实的粉末以生坯的形式从模具50移除。

可使用不同的方法和步骤组合来执行固结。例如在一个实施例中，使用施加单轴向压力的刚性模具来共同压实第一粉末和第二粉末，从模具50释放压实的生坯，并随后烧结用于致密化。在另一个实施例中，在模具50中通过热单轴向压制或火花等离子体烧结方法来共同压实粉末，以便得到最终的烧结单片结构38。和单轴向压实一起来共同加热粉末的温度可在大约400℃至大约750℃的范围内，这取决于模具、触点部分和臂部分的材料。

在一个实施例中，模具50由聚合物材料构成，并且在压实步骤后使用轻微的加热可容易移除。在一个实施例中，第一粉末和第二粉末包括一些烧结助剂或粘合剂以便帮助更早或更低温度的固结。在一个实施例中，在将所述粉末引入至模具50中之前，将环氧树脂和硬化剂与第一粉末和第二粉末混合，以便帮助生坯和烧结体中粉末的更强粘合。

在一个实施例中，通过连同以前描述的刚性模具一起使用柔性模具来固结所述粉末。柔性模具可为具有计算出的改变尺寸的单片结构38的中空复制品。例如，可计算由烧结造成的材料收缩，并且柔性模具可设计具有对应的尺寸增加，以便适应由烧结造成的收缩。在使用或不使用柔性模具下的刚性模具50的尺寸也可被调整以适应由烧结造成的收缩。

柔性模具的一个实例为弹性袋(elastomeric bag)，具有对应于模具50的第一部分52的弹性袋第一部分，以及对应于模具50的第二部分54的弹性袋第二部分。可首先将对应于触点部分42的材料填充在弹性袋的第一部分中，并且再将对应于臂部分40的材料填充在弹性袋的第二部分中。经填充的弹性袋可密封并配合在模具50内，并且可经受压实。

在柔性模具(如弹性袋)内的粉末可经受等静压压制(isostatic pressing)。取决于柔性模具的材料，可使用冷等静压压制(CIP)方法或热等静压制(HIP)方法来将对应于触点部分42和臂部分40的粉末等静压地共同压制在一起。取决于使用的压制方法和达到的密度，压实的生坯可进一步进行烧结。在一个实施例中，使用CIP方法共同压实第一粉末和第二粉末，并且所获得的生坯经受烧结用于进一步的固结和强度。在一个实施例中，起初将粉末单轴向共同压制以形成生坯，并且随后冷等静压或热等静压压制以便在如需要执行任何烧结前进一步使生坯致密化。

取决于第一粉末和第二粉末的化学组成和尺寸，以及待获得的单片结构38的最终特征，烧结温度可按需要变化。在一个实施例中，共同压制的粉末在大约650℃至大约1200℃的温度范围内进行烧结。在一个实施例中，烧结温度在大约1000℃至大约1020℃的范围内。在一些实施例中，可控制烧结大气，以便控制形成的最终单片结构38的特征。例如，在本发明的一些实施例中，所要求的最终产物需要为无氧的或仅具有最少量的氧。在所述情况中，压实的生坯可在控制温度下烧结，其中控制烧结体周围的氧气量。例如在一个实施例中，将通过单轴向或等静压压制获得的生坯在氢气、氮气或合成气气氛中烧结。在热压制或热等静压压制的一个实施例中，压制步骤期间粉末周围的气氛被控制为无氧的。

实例

以下实例根据具体实施例说明材料、方法和结果，并且不应该理解为对权利要求施加限制。所有部件可从普通供应商商购得到。

在一个实例中，将具有银作为基体材料以及钨、碳化钨、镍或碳作为第二相的复合材料粉末用作第一粉末，以形成单片结构38的触点部分42。将铜粉末用作第二粉末以形成臂部分40。铜粉末，以及金属基体和第二相的粉末一般具有在大约50nm至大约200μm范围内的粒度。本领域的技术人员将理解，可使用不同的粒度来形成臂部分40和触点部分42。

一些触点部分42材料的示例性组成在表1中给出。此外，灭弧表面46的组成和结构以及界面44可由于常规实验而变化，以便形成进一步改良的单片结构38。

表1

臂部分	触点部分的示例性组成(wt％)
		100％Cu	Ag(40-90)-Ni(60-10)
100％Cu	Ag(20-50)-WC(75-48)-Ni(2-5)
		100％Cu	Ag(93-99)-C(7-1)
100％Cu	Ag(20-50)-W(80-50)

主要研究了用于形成上述单片结构38的四种方法。在一种方法中，在大约5至17cm²的截面面积上使用大约6至12吨的单轴向负载来利用压制-烧结-再压制(PSR)方法，以便将触点部分42和臂部分40初始压实在一起。压实的结构在大约650℃至大约1200℃的温度范围下、在含大约2％至4％氢气的氮气或氩气的惰性气氛中进行烧结，持续大约10分钟至大约60分钟的时间。

在第二种方法中，将粉末引入至弹性袋中，并且随后在模具50中以大约250至415MPa的压力进行冷等静压共同压制。随后将所获得的生结构在从大约650℃至大约1200℃的温度范围下、在含大约2％至4％氢气的氮气或氩气的惰性气氛中烧结，持续大约10分钟至大约60分钟的时间。

在热压制方法中，使起始粉末和混合物在大约5至17cm²的截面面积上经受大约20至45吨的单轴向负载，在大约650℃至大约750℃的温度范围下压制持续大约10至60分钟的时间。

在另一种方法中，使用火花等离子体烧结(SPS)方法来接合臂部分40和触点部分42。使用大约30至50MPa的压力和大约650℃至大约775℃的有效烧结温度持续大约2至10分钟的保持时间以压实所述结构。

将图4A中示出的常规铜焊的铜臂部分60和基于银基体的触点部分62的微观结构与图4B的单片结构38比较，所述单片结构38具有铜臂部分40，以及通过使用本发明描述的方法形成的70％Ag 30％Ni复合材料的触点部分42。常规铜焊样本的微观结构显示了在接合界面64处的空隙68。发现空隙数量在大约10％至15％体积百分比的范围内。

如图4B中所示，通过共同压制和共同烧结形成的单片结构38提供了无缺陷界面44。单片结构38所获得的密度为理论密度的大约96％。机械剪切测试显示，通过以上描述的方法形成的单片结构38直到2060牛顿才失败。

图5描述与商业样本比较的单片结构38的硬度值。单块的硬度(～80kg/mm²to～130kg/mm²)高于商业样本(～75kg/mm²)。

尽管本文仅仅示出并且表述本发明的某些特征，但是本领域的技术人员将会想到许多修改以及改变。因此，将要理解，所附权利要求书是意图覆盖本发明的真实精神范围内的所有修改以及改变。

Claims (20)

1.一种断路器，所述断路器包括：

单片结构，所述单片结构包括

包括铜的臂部分，以及

包括复合材料的触点部分，所述复合材料包括金属基体和设置在所述基体中的第二相，所述触点部分具有化学成分梯度；以及

还包括在所述臂部分与所述触点部分之间的界面区域，其中所述界面区域包括共晶组合物。

2.根据权利要求1所述的断路器，其中所述金属基体包括铜、银或它们的组合。

3.根据权利要求1所述的断路器，其中所述第二相包括碳化物、氧化物、碳或它们的组合。

4.根据权利要求1所述的断路器，其中所述金属基体包括铜，并且所述第二相包括碳化钨。

5.根据权利要求1所述的断路器，其中所述金属基体包括银，并且所述第二相包括氧化镉。

6.根据权利要求1所述的断路器，其中所述第二相包括金属。

7.根据权利要求6所述的断路器，其中所述基体包括银，并且所述第二相包括镍、钨、钼或它们的组合。

8.根据权利要求7所述的断路器，其中所述复合材料包括50％重量百分比至80％重量百分比的钨。

9.根据权利要求1所述的断路器，其中所述单片结构进一步包括粘合剂或烧结助剂。

10.根据权利要求9所述的断路器，其中所述粘合剂或烧结助剂包括锌、锡、铝、镁、银、钴、镍、铁或它们的组合。

11.一种断路器，所述断路器包括：

单片结构，所述单片结构包括

包括铜的臂部分，以及

包括复合材料的触点部分，所述复合材料包括银基体和在所述基体中设置的第二相，其中所述触点部分进一步包括化学成分梯度；

其中所述梯度表示从所述触点表面的灭弧区域至所述臂部分与所述触点部分之间的界面区域的方向上的变化。

12.一种用于制造断路器的方法，所述方法包括：

将第一粉末引入至模具的第一区域中，其中所述第一区域对应于所述断路器的触点部分；

将第二粉末引入至所述模具的第二区域中，其中所述第二区域对应于所述断路器的臂部分；以及

固结所述第一粉末和所述第二粉末以形成包括所述臂部分和所述触点部分的单片结构，

其中所述第一粉末包括复合材料，并且所述第二粉末包括铜；以及

其中所述触点部分进一步包括化学成分梯度；

其中所述梯度表示从所述触点表面的灭弧区域至所述臂部分与所述触点部分之间的界面区域的方向上的变化。

13.根据权利要求12所述的方法，其中固结所述第一粉末和所述第二粉末包括在所述模具中单轴向共同压制所述第一粉末和所述第二粉末。

14.根据权利要求12所述的方法，其中固结所述第一粉末和所述第二粉末包括在热模具中单轴向共同压制所述第一粉末和所述第二粉末。

15.根据权利要求12所述的方法，其中将所述粉末引入至所述模具中包括将所述第一粉末引入至具有在形状上对应于所述模具的所述第一区域的弹性袋中，以及将所述第二粉末引入至具有在形状上对应于所述模具的所述第二区域的所述弹性袋中。

16.根据权利要求12所述的方法，其中固结所述第一粉末和所述第二粉末包括在所述模具中冷等静压共同压制所述第一粉末和所述第二粉末。

17.根据权利要求12所述的方法，其中固结进一步包括在控制气氛中共同烧结所述第一粉末和所述第二粉末。

18.根据权利要求12所述的方法，所述方法进一步包括在引入至所述模具中之前将所述铜粉末和所述复合材料粉末与环氧树脂和硬化剂混合。

19.根据权利要求18所述的方法，其中所述模具包括聚合物材料。

20.一种用于制造断路器的方法，所述方法包括：

将包括20％重量百分比的银和80％重量百分比的钨的复合粉末引入至模具的第一区域中，其中所述第一区域对应于所述断路器的触点部分；

将铜粉末引入至所述模具的第二区域中，其中所述第二区域对应于所述断路器的臂部分；

在所述模具中单轴向共同压制所述第一区域和所述第二区域中的所述粉末，以形成包括所述臂部分和所述触点部分的生单片结构；

冷等静压压制所述生单片结构，以形成致密化的生单片结构；以及

在1000℃至1020℃的温度范围下，在包括氢气和氮气的大气中共同烧结所述致密化的生单片结构一小时；以及

其中所述触点部分进一步包括化学成分梯度；

其中所述梯度表示从所述触点表面的灭弧区域至所述臂部分与所述触点部分之间的界面区域的方向上的变化。