CN107532237B - 用于制造电极材料的方法和电极材料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制造包含Cu、Cr和耐热元素的电极材料的方法。以按重量计使得耐热元素少于Cr的比例，将耐热元素粉末与Cr粉末混合到一起。焙烧耐热元素粉末与Cr粉末的混合粉末。粉碎通过焙烧而得到的并且包含耐热元素与Cr的固溶体的烧结体，并且分级通过粉碎而得到的固溶体粉末以具有200μm或更小的粒径。将10‑60重量份的分级了的固溶体粉末和90‑40重量份的Cu粉末混合到一起，随后烧结以得到电极材料。如果混合具有5‑40μm的中值粒径的低熔点金属粉末与固溶体粉末与Cu粉末的混合粉末，则耐熔接性能得到进一步提高。

Description

用于制造电极材料的方法和电极材料

技术领域

本发明涉及用于制造用于真空断续器的电极等的电极材料的方法以及电极材料。

背景技术

真空断续器的接点材料要求满足例如(1)分断容量大、(2)耐电压性能高、(3)接触电阻低、(4)耐熔接(deposition)性高、(5)接点消耗低、(6)电流斩波低、(7)加工性优异、以及(8)机械强度高的特性。

由于这些特性中的一些相互冲突，因此没有满足全部的上述特性的接点材料。Cu-Cr电极材料具有例如分断容量大、耐电压性能高、耐熔接性高的特性。因此，作为真空断续器的接点材料被广泛应用。此外，据报道，在Cu-Cr电极材料中，具有更小的Cr粒子粒径的Cu-Cr电极材料在分断电流和接触电阻方面优异(例如，非专利文献1)。

近年来，使进行真空断路器的灭弧的真空断续器具有更小的尺寸和更大的容量方面取得进展。因此，对于使真空断续器具有更小的尺寸来说所必须的、具有优于常规的Cu-Cr电极的耐电压性能的Cu-Cr基接点材料的需求正在增长。此外，真空断续器的使用者的使用条件变严格，并且正在发展向电容电路中应用真空断续器的扩展。在电容电路中，电极之间施加正常电压的两倍或三倍的电压。由此，接点表面容易在电流分断以及电流打开和关闭时被电弧明显地损伤，并且容易发生电弧的重燃。因此，对于具有优于常规的Cu-Cr电极材料的分断性能和耐电压性能的电极材料的需求正在增长。

例如，专利文献1中记载了一种用于制造电极材料的方法，其中作为例如电流分断性能和耐电压性能的电特性优异的Cu-Cr基电极材料，将用作基底材料的Cu粉末、用于提高电特性的Cr粉末和用于使Cr粒子更微细的耐热元素(Mo、W、Nb、Ta、V、Zr)粉末混合到一起，并且然后将混合粉末放入到模具中，随后压制成型，制成烧结体。具体地，向包含具有200-300μm粒径的Cr作为原材料的Cu-Cr基电极材料中加入耐热元素(例如Mo、W、Nb、Ta、V、Zr)，并且通过微细组织技术使Cr微细，加速Cr元素与耐热元素的合金化过程，增加Cu基底材料组织内部的微细Cr-X(Cr与耐热元素形成固溶体)粒子的析出，将具有20-60μm直径的Cr粒子以在其内部具有耐热元素的构造均匀地分散于Cu基底材料组织中。此外，专利文献1中记载了为了提高用于真空断续器的电极材料中的例如电流分断性能和耐电压性能的电特性，增加Cu基电极材料中的Cu基底材料中的Cr或耐热元素的含量并且在使Cr等的粒径微细化后实施均匀分布是重要的。

此外，在专利文献2中，不经过微细组织技术，混合通过粉碎作为耐热元素的反应产物的单固溶体而得到的粉末和Cu粉末，随后压制成型并且然后烧结以制造在电极组织中包含Cr和耐热元素的电极材料。

然而，如果如专利文献2所记载地那样将粉碎的耐电弧金属(耐热元素和Cr元素)粉末和Cu粉末混合到一起，根据耐热元素和Cr粉末的混合比例，耐电弧金属可能在电极组织中凝集以导致耐电压性和分断性能的降低。

此外，如专利文献3所记载，即使电极材料具有相同的组成，但是也根据要与Cu粉末混合的Cr粉末(和耐热元素粉末)的粒径分布，分断特性和导电率会变得不同。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利申请公开2002-180150号公报

专利文献2：日本专利申请公开平成4-334832号公报

专利文献3：日本专利申请公开2003-77375号公报

专利文献4：日本专利申请公开2011-108380号公报

非专利文献

非专利文献1：Rieder,F.u.a.,“The Influence of Composition and CrParticle Size of Cu/Cr Contacts on Chopping Current,Contact Resistance,andBreakdown Voltage in Vacuum Interrupters”,IEEE Transactions on Components,Hybrids,and Manufacturing Technology,卷12,1989,273-283页。

发明内容

本发明的目的在于提供有助于电极材料要求的特性中的耐电压性能的提高的技术。

根据用于实现上述目的的本发明的用于制造电极材料的方法的一个方面，提供一种用于通过烧结按重量计包含40-90％Cu，5-48％Cr和2-30％耐热元素的混合粉末来制造电极材料的方法，其中，以按重量计使得耐热元素少于Cr的比例，将耐热元素粉末与Cr粉末混合到一起；焙烧耐热元素粉末与Cr粉末的混合粉末；粉碎通过烧结而得到的并且包含耐热元素与Cr的固溶体的烧结体；分级通过粉碎而得到的固溶体粉末以具有200μm或更小的粒径；并且将通过分级而得到的固溶体粉末和Cu粉末混合到一起，随后烧结。

此外，根据用于实现上述目的的本发明的用于制造电极材料的方法的另一个方面，在用于制造电极材料的方法中，通过分级而得到的固溶体粉末为使得具有90μm或更小的粒径的粒子的体积相对粒子量为90％或更多。

此外，根据用于实现上述目的的本发明的用于制造电极材料的方法的另一个方面，在用于制造电极材料的方法中，混合按重量计0.05-0.3％的具有5-40μm的中值粒径的低熔点金属粉末和通过分级而得到的固溶体粉末与Cu粉末的混合粉末，并且然后烧结通过混合低熔点金属粉末而得到的混合粉末。

此外，根据用于实现上述目的的本发明的用于制造电极材料的方法的另一个方面，在用于制造电极材料的方法中，耐热元素粉末具有10μm或更小的中值粒径。

此外，根据用于实现上述目的的本发明的用于制造电极材料的方法的另一个方面，在用于制造电极材料的方法中，Cr粉末具有大于耐热元素粉末的中值粒径且为80μm或更小的中值粒径。

此外，根据用于实现上述目的的本发明的用于制造电极材料的方法的另一个方面，在用于制造电极材料的方法中，Cu粉末具有100μm或更小的中值粒径。

此外，根据用于实现上述目的的本发明的用于制造电极材料的方法的另一个方面，在用于制造电极材料的方法中，耐热元素是Mo。

此外，根据用于实现上述目的的本发明的电极材料的一个方面，提供一种电极材料，按重量计包含40-90％Cu，5-48％Cr和2-30％耐热元素，其中，以按重量计使得耐热元素少于Cr的比例，将耐热元素粉末与Cr粉末混合到一起；焙烧耐热元素粉末与Cr粉末的混合粉末；粉碎通过烧结而得到的并且包含耐热元素与Cr的固溶体的烧结体；分级通过粉碎而得到的固溶体粉末以具有200μm或更小的粒径；并且将通过分级而得到的固溶体粉末和Cu粉末混合到一起，随后烧结。

根据用于实现上述目的的本发明的电极材料的另一个方面，在电极材料中，混合按重量计0.05-0.3％的并且具有5-40μm的中值粒径的低熔点金属粉末和通过分级而得到的固溶体粉末与Cu粉末的混合粉末，并且然后烧结通过混合低熔点金属粉末而得到的混合粉末。

此外，根据用于实现上述目的的本发明的电极材料的另一个方面，在电极材料中，电极材料具有90％或更高的填充率以及50或更大的布氏硬度。

此外，在用于实现上述目的的本发明的真空断续器中，可动电极或固定电极安装有包括上述电极材料中的任一种的电极接点。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施方式的电极材料制造方法的流程图。

图2是示出具有根据本发明的实施方式的电极材料的真空断续器的概略剖面图。

图3是根据比较例1的电极材料制造方法的流程图。

图4(a)是根据比较例1的电极材料的剖面显微照片，图4(b)是根据实施例1的电极材料的剖面显微照片，图4(c)是根据比较例3的电极材料的剖面显微照片。

图5是示出MoCr粉末分级前后的粒径分布的曲线图。

图6是具有约500μm粒径的MoCr粉末的显微照片。

图7是根据本发明的第二实施方式的电极材料制造方法的流程图。

图8是示出原材料Te粉末的粒径分布和用于实施例5的电极材料制造的Te粉末的粒径分布的曲线图。

图9是根据实施例5的电极材料的剖面显微照片。

图10是根据比较例4的电极材料制造方法的流程图。

图11是根据参考例2的电极材料的剖面显微照片。

具体实施方式

参考附图对根据本发明的实施方式的电极材料制造方法和电极材料以及具有根据本发明的实施方式的电极材料的真空断续器进行详细说明。在实施方式的解释中，除非另有声明，粒径(中值粒径d50)，平均粒径，粒径分布，体积相对粒子量等是指通过激光衍射型粒径分布测试装置(CILAS公司，CILAS 1090L)测定的值。此外，在规定了粉末的粒径的上限(或下限)的情况下，是指通过具有粒径的上限值(或下限值)的开孔的筛子进行分级的粉末。

第一实施方式

根据第一实施方式的发明是涉及Cu-Cr-耐热元素(Mo、W、V等)电极材料的组成控制技术的发明。其是与常规的电极(Cu-Cr电极)相比，通过优化MoCr反应产物的粉碎条件(高熔点金属的粒径分布)而不降低填充率和导电率地提高耐电压性能的发明。根据依据第一实施方式的发明的电极材料，能够制造有高击穿强度和大容量的真空断续器。

作为耐热元素，可单独或组合使用选自例如钼(Mo)，钨(W)，钽(Ta)，铌(Nb)，钒(V)，锆(Zr)，铍(Be)，铪(Hf)，铱(Ir)，铂(Pt)，钛(Ti)，硅(Si)，铑(Rf)和钌(Ru)的元素。特别是，优选使用使Cr粒子微细的效果明显的Mo，W，Ta，Nb，V或Zr。在使用耐热元素作为粉末的情况下，调整耐热元素粉末的中值粒径d50例如至10μm或以下。由此，可以使含Cr粒子(包含耐热元素和Cr的固溶体)微细并且将它们均匀地分散在电极材料中。通过相对于电极材料，包含2-30重量％、更优选2-10重量％的耐热元素，可以不降低机械强度和加工性地提高电极材料的耐电压性能和电流分断性能。由于在本发明的实施方式中在电极材料制造步骤中进行了分级，因此不能精确地规定电极材料中的耐热元素(和Cr)的重量。然而，在分级步骤中被除去的包含耐热元素和Cr的粉末是粉末整体的4％或更少。因此，关于Cu，Cr和Mo的混合比例，分级导致的耐热元素(和Cr)的混合比例的变化少于±1％。尽管通过分级耐热元素和Cr的混合比例发生变化，但在不影响电极性能的程度。因此，可以将原材料的耐热元素(和Cr)的重量看作电极材料的组成。

通过相对于电极材料包含5-48重量％。更优选5-16重量％的铬(Cr)，可以不降低机械强度和加工性地提高电极材料的耐电压性能和电流分断性能。在使用Cr粉末的情况下，只要大于耐热元素粉末的中值粒径，则对Cr粉末的中值粒径d50没有特别限定。例如，使用具有80μm或更小的中值粒径的Cr粉末。

通过相对于电极材料包含40-90重量％、更优选80-90重量％的铜(Cu)，可以不降低耐电压性能和电流分断性能地减小电极材料的接触电阻。通过调整Cu粉末的中值粒径d50例如至100μm或更小。可以均匀地混合耐热元素与Cr的固溶体粉末和Cu粉末。在通过烧结方法制造的电极材料中，可以通过调整和耐热元素与Cr的固溶体粉末混合的Cu粉末的量来自由地设置Cu重量比。因此，添加到电极材料中的耐热元素、Cr和Cu的总量不会超过100重量％。

参照图1的流程对根据本发明的第一实施方式的电极材料制造方法详细地进行说明。通过示出Mo作为实例进行实施方式的解释，但使用其他耐热元素粉末的情况下也是相似的。

在Mo－Cr混合步骤S1中，耐热元素粉末(例如，Mo粉末)与Cr粉末混合。将Mo粉末与Cr粉末混合到一起使得Cr粉末的重量大于Mo粉末的重量。例如，在按重量计Mo/Cr＝1/4至1/1(不包括Mo：Cr＝1:1)的范围内，将Mo粉末与Cr粉末混合到一起。

在焙烧步骤S2中，将Mo粉末与Cr粉末的混合粉末焙烧。在焙烧步骤S2，将混合粉末的成型体在真空气氛中在900至1200℃的温度下保持1至10小时以得到MoCr烧结体。在混合粉末中Cr粉末的重量大于Mo粉末的重量的情况下，焙烧后残留没有与Mo形成固溶体的Cr。因此，得到了包含MoCr合金(由于Cr向Mo的固相扩散而得到)和残留Cr粒子的多孔体(MoCr烧结体)。

在粉碎和分级步骤S3中，通过球磨等将通过烧结步骤S2而得到的MoCr烧结体粉碎。例如通过具有90μm开孔的筛子将通过粉碎MoCr烧结体而得到的MoCr粉末分级，以除去具有大粒径的粒子。粉碎和分级步骤S3中的粉碎，例如每1kg的MoCr烧结体进行2小时。粉碎后的MoCr粉末的平均粒径根据Mo粉末与Cr粉末的混合比例而不同。

在Cu混合步骤S4中，通过粉碎和分级步骤S3而得到的MoCr粉末与Cu粉末混合。

在压制成型步骤S5中，进行通过Cu混合步骤S4而得到的混合粉末的成型。如果通过模压(press molding)制造成型体，则不需要在烧结后对成型体进行加工。由此，可以直接作为电极(电极接点材料)使用。

在主烧结步骤S6中，烧结通过压制成型步骤S5而得到的成型体以制造电极材料。在主烧结步骤S6，例如在非氧化性气氛(氢气氛、真空气氛等)中在低于Cu熔点(1083℃)的温度下进行成型体的烧结。

通过使用根据本发明的第一实施方式的电极材料可以构成真空断续器。如图2所示，具有根据本发明的实施方式的电极材料的真空断续器1具有真空容器2、固定电极3、可动电极4和主屏蔽10。

真空容器2通过分别用固定侧端板6和可动侧端板7密封绝缘筒5的两个开口端部而形成。

固定电极3以贯穿固定侧端板6的条件固定。固定固定侧电极3的一端以使其在真空容器2中与可动电极4的一端相对。与可动电极相对的固定电极3的端部用为根据本发明的实施方式的电极材料的电极接点材料8形成。

在可动侧端板7设置有可动电极4。可动电极4设置成与固定电极3同轴。可动电极4通过图中未示出的打开/关闭装置沿轴向移动，从而在固定电极3和可动电极4之间进行打开或关闭。与固定电极3相对的可动电极4的端部用电极接点材料8形成。在可动电极4和可动侧端板7之间设置有波纹管(bel lows)9。由此，当保持真空容器2的内部的真空时，可动电极4沿垂直方向移动以在固定电极3和可动电极4之间进行打开/关闭。

设置主屏蔽10以覆盖固定电极3的电极接点材料8与可动电极4的电极接点材料8之间的接触部分，由此从固定电极3和可动电极4之间发生的电弧保护绝缘筒5。

比较例1

制造了Cu-Cr电极材料作为根据比较例1的电极材料。按照图3所示的流程制造了Cu-Cr电极材料。在根据比较例1的电极材料中，使用了具有80μm或更小的中值粒径的termite Cr粉末和具有100μm或更小的中值粒径的Cu粉末。

首先，以Cu:Cr＝4:1的重量比将Cu粉末和Cr粉末混合到一起，使用V型混合机进行充分混合直至均匀(步骤T1)。

混合后，通过模压制造成型体(步骤T2)，然后通过在非氧化性气氛中在1070℃下主烧结2小时以得到电极材料(步骤T3)。

如图4(a)所示，根据比较例1的电极材料是具有Cr粒子均匀地分散于Cu相的组织的电极材料。表1中示出根据比较例1的电极材料的特性(耐电弧成分粒径分布、填充率、布氏硬度、导电率、耐电压性能和耐电弧成分分散性)。耐电弧成分粒径分布用激光衍射型粒径分布测定装置(CILAS公司，CILAS 1090L)测定。测定烧结体的密度，根据(测定密度/理论密度)·100％计算填充率。通过测定使用各个电极材料作为真空断续器的电极(电极接点材料)时的50％闪络电压(flashover vol tage)进行耐电压性能的评价。通过基于比较例1的电极材料(基准值：1.0)的相对值示出实施例(和参考例和其他比较例)的耐电压性能。耐电弧成分分散性通过观察电子显微图像和其中的凝集粒子的存在来评价。

表1

实施例1

按照图1所示的流程制造根据实施例1的电极材料。在根据实施例1的电极材料中，使用了具有10μm或更小的中值粒径的Mo粉末、具有80μm或更小的中值粒径的termite Cr粉末和具有100μm或更小的中值粒径的Cu粉末。根据第一实施方式中的其他实施例、参考例以及比较例的电极材料也通过使用相同的原材料而制造。

首先，以Mo:Cr＝1:4的重量比将Mo粉末与Cr粉末混合到一起，通过使用V型混合机均匀混合(步骤T1)。

混合后，将该Mo粉末与Cr粉末的混合粉末转移至氧化铝容器中，在非氧化性气氛中在1150℃下热处理6小时。将作为所得到的反应产物的多孔体粉碎，然后通过具有90μm开孔的筛子进行分级，从而得到MoCr粉末。如图5所示，作为将粉碎了的MoCr粉末进行分级的结果，MoCr粉末的具有90μm或更小的粒径的粒子以体积相对粒子量(累积量)计为94％。

接下来，以Cu:MoCr＝4:1的重量比将Cu粉末与分级了的MoCr粉末均匀地混合到一起，然后通过模压制成成型体，然后在非氧化性气氛中在1070℃下主烧结2小时以得到电极材料。

如图4(b)所示，在根据实施例1的电极材料中，在Mo-Cr混合粉末的烧结步骤中残留的Cr和作为合金的微细MoCr粒子没有凝集地均匀地分散于Cu相。

另外，表1中示出根据实施例1的电极材料的特性。如表1所示，与比较例1的电极材料相比，实施例1的电极材料的电极硬度高19％，安装于真空断续器时的耐电压性能高30％。

实施例2

除了Mo-Cr混合步骤S1中的Mo粉末与Cr粉末的混合比不同以外，通过与制造实施例1的电极材料相同的方法制备了根据实施例2的电极材料。

以Mo:Cr＝2:3的重量比将Mo粉末与Cr粉末混合到一起，并且按照图1所示的流程制备了电极材料。

通过电子显微镜观察根据实施例2的电极材料时，其为具有如下组织的电极材料：在电极组织中没有看到MoCr和Cr的凝集，同时MoCr粒子和Cr粒子均匀分散。

另外，表1中示出根据实施例2的电极材料的特性。如表1所示，与比较例1的电极材料相比，根据实施例2的电极材料的电极硬度高9％。因此，认为其具有与比较例1的电极材料同等的或优于比较例1的电极材料的耐电压性能。

参考例1

除了Mo-Cr混合步骤S1中的Mo粉末与Cr粉末的混合比不同以外，通过与制造实施例1的电极材料相同的方法制备了根据参考例1的电极材料。

以Mo:Cr＝1:1的重量比将Mo粉末与Cr粉末混合到一起，并且按照图1所示的流程制备了电极材料。

通过电子显微镜观察根据参考例1的电极材料时，其为具有如下组织的电极材料：在电极组织中没有看到MoCr和Cr的凝集，同时MoCr粒子和Cr粒子均匀分散。

另外，表1中示出根据参考例1的电极材料的特性。如表1所示，与比较例1的电极材料相比，根据参考例1的电极材料具有同等的电极硬度。因此，认为其具有与比较例1的电极材料同等的耐电压性能。

比较例2

除了Mo-Cr混合步骤S1中的Mo粉末与Cr粉末的混合比不同以外，通过与制造实施例1的电极材料相同的方法制备了根据比较例2的电极材料。

以Mo:Cr＝3:2的重量比将Mo粉末与Cr粉末混合到一起，并且按照图1所示的流程制备了电极材料。

通过电子显微镜观察根据比较例2的电极材料时，在电极组织中确认了约500μm的MoCr凝集体。

另外，表1中示出根据比较例2的电极材料的特性。如表1所示，与比较例1的电极材料相比，根据比较例2的电极材料的填充率低12％。随着电极材料的填充率降低，在使用电极材料作为电极接点材料的情况下钎焊材料会被电极材料吸收。因此，它引起电极材料的钎焊性降低。另外，与比较例1的电极材料相比，比较例2的电极材料的电极硬度低。因此，认为其与比较例1的电极材料相比耐电压性能低。

比较例3

除了Mo-Cr混合步骤S1中的Mo粉末与Cr粉末的混合比不同以外，通过与制造实施例1的电极材料相同的方法制备了根据比较例3的电极材料。

以Mo:Cr＝9:1的重量比将Mo粉末与Cr粉末混合到一起，并且按照图1所示的流程制备了电极材料。

如图4(c)所示，通过电子显微镜观察根据比较例3的电极材料时，在电极组织中确认了约500μm的MoCr凝集体。

另外，表1中示出根据比较例3的电极材料的特性。如表1所示，与比较例1的电极材料相比，根据比较例3的电极材料的填充率低10％。因此，与比较例2的电极材料相似，也认为根据比较例3的电极材料的钎焊性低。另外，与比较例1的电极材料相比，比较例3的电极材料电极硬度低。因此，认为其与比较例1的电极材料相比耐电压性能低。

实施例3

除了Cu混合步骤S4中的Cu粉末与MoCr粉末的混合比不同以外，通过与实施例1相同的方法制备了根据实施例3的电极材料。

对于根据实施例3的电极材料，在图1所示的流程的Cu混合步骤S4中，以Cu:MoCr＝17:3的重量比将由粉碎与分级步骤S3中的粉碎(与分级)得到的粉末与Cu粉末均匀地混合。然后，通过模压制备了成型体，随后在非氧化性气氛中在1070℃下主烧结2小时。

通过电子显微镜观察根据实施例3的电极材料时，没有确认到MoCr粒子和Cr粒子的凝集体，并且其为具有其中MoCr粒子和Cr粒子均匀分散的组织的电极材料。

表1中示出根据实施例3的电极材料的特性。如表1所示，与比较例1的电极材料相比，实施例3的电极材料的电极硬度和导电率提高约15％。因此，认为根据实施例3的电极材料为耐电压性能高并且能够降低真空断续器的接触电阻的电极材料。

实施例4

除了Cu混合步骤S4中的Cu粉末与MoCr粉末的混合比不同以外，通过与实施例1相同的方法制备了根据实施例4的电极材料。

对于根据实施例4的电极材料，在图1所示的流程的Cu混合步骤S4中，以Cu:MoCr＝9:1的重量比将由粉碎与分级步骤S3中的粉碎(与分级)得到的粉末与Cu粉末均匀地混合。然后，通过模压制备了成型体，随后在非氧化性气氛中在1070℃下主烧结2小时。

通过电子显微镜观察根据实施例4的电极材料时，没有确认到MoCr粒子和Cr粒子的凝集体，并且其为具有其中MoCr粒子和Cr粒子均匀分散的组织的电极材料。

表1中示出根据实施例4的电极材料的特性。如表1所示，与比较例1的电极材料相比，实施例4的电极材料的导电率提高26％。另外，与比较例1的电极材料相比，根据实施例4的电极材料的电极硬度略有提高。因此，认为其具有与比较例1的电极材料同等的或优于比较例1的电极材料的耐电压性能。

如上所述，根据第一实施方式的电极材料制造方法，通过以按重量计使得Mo少于Cr的比例将Mo粉末与Cr粉末混合到一起，能够得到导电率和耐电压性能优异的电极材料。

即，如专利文献3所示，即使电极材料具有相同的组成，由于分散于电极材料中的耐电弧金属(MoCr固溶体或Cr)的粒径分布中的不同，电极材料的特性变得不同。因此，在根据本发明的实施方式的电极材料制造方法中，对以使得Mo少于Cr(以重量计)的比例进行混合而得到的Mo粉末与Cr粉末的混合粉末进行烧结。由此，制备了带有残留Cr的MoCr固溶体，并且将得到的固溶体粉碎。由此，能够容易地制备具有不同粒径的耐电弧金属，即包含MoCr作为主要成分的耐电弧金属(粒径x1附近的粒子)和包含残留Cr作为主要成分的耐电弧金属(粒径x2附近的粒子)。其结果，能够制造具有其中耐电弧金属没有产生凝集地均匀地分散于电极组织的组织并且与常规的电极材料相比具有优异的导电性或耐电压性能的电极材料。

例如，如图5所示，在实施例1的电极材料中，通过粉碎与分级步骤S3而得到的MoCr粉末具有在x1＝13μm和x2＝66μm处具有极大值(最大频度值)的粒径分布。通过X射线衍射对该粉末进行分析，确认了Cr的存在。由此，可知在粒径x1附近的粒子是包含MoCr固溶体作为主要成分的粒子，以及在粒径x2附近的粒子是包含残留Cr作为主要成分的粒子。

另外，如图6所示，分级前的MoCr粉末的粒径分布在x3＝500μm的粒径附近具有极大值。认为在该x3粒径附近的粒子是包含鳞片状MoCr(Cr)作为主要成分的粒子。认为它们引起压制成型性、耐电压性能、分断容量和耐熔接性恶化。

因此，在根据本发明的实施方式的电极材料制造方法中，通过粉碎后的分级除去鳞片状MoCr(Cr)粒子。以这种方式，将与Cu粉末混合的MoCr粉末调整至粒径为200μm或更小，更优选将具有90μm或更小的粒径的粒子调整至按照体积相对粒子量为90％或更大，由此提高电极材料的特性(例如导电性和耐电压性能)。

尽管在比较例2和3的电极材料中使用预先分级为90μm或更小的粒子作为与Cu粉末混合的MoCr粉末，但在电极组织中确认了约500μm的凝集体。这些以没有分散地凝集的状态存在于电极组织中的高熔点金属(Cr、Mo和MoCr固溶体)引起耐电压性的降低和耐熔接性的降低。

与此相对，在根据本发明的电极材料制造方法中，在Mo-Cr混合步骤S1中进行混合的Mo粉末与Cr粉末为以按重量计使得Mo少于Cr的比例，由此抑制主烧结步骤S6中的MoCr固溶体以及残留Cr的凝集体的发生并且提高电极材料的导电性和/或耐电压特性。已知根据电极材料中含有的Mo粉末与Cr粉末的混合比，电极材料的耐电压性变化不大，但耐熔接性变得不同。由此，通过将Mo粉末与Cr粉末的混合比调整至按重量计使得Mo少于Cr的比例，能够制造与Mo多于Cr的情况相比耐熔接性优异的电极材料。

通过优化MoCr粉末的粒径分布以及将Cu粉末相对于电极材料的重量比调整至80-90％、更优选85-90％，能够提高电极材料的硬度和导电率。其结果，能够制造具有高耐压性和大容量的真空断续器。

例如，如果将耐热元素(例如Mo)的中值粒径调整至10μm或更小以及如果将Cr粉末的中值粒径调整至80μm或更小，在能够得到在通过焙烧步骤S2以及粉碎与分级步骤S3而得到的粉末的粒径分布中至少在粒径x1(x1＝8-15μm)和粒径x2(x2＝56-70μm)处具有两个极大值的MoCr粉末。另外，如果以按重量计使得Mo少于Cr的比例将Mo粉末与Cr粉末混合到一起，则粒径x1的频度y1以及粒径x2的频度y2为使得至少满足y1/y2<1.6。如果将与Cu粉末混合的MoCr粉末粒径分布(以及粉碎条件、粉碎方法等)调整为使得满足y1/y2<1.6，则烧结Cu粉末与MoCr粉末的混合粉末以得到电极材料时，MoCr(Cr)凝集体的产生被抑制，

第二实施方式

通过如专利文献2所记载地形成耐电弧金属的微细分散组织，提高耐电压性能和分断性能，但是耐熔接性能变差，导致在电极的闭合条件下施加大电流时电极间产生熔接。该耐熔接性能的降低导致真空断路器具有更大的尺寸，并且这成为量产的课题。

因此，本发明人尝试通过向具有MoCr微细分散组织的电极材料添加低熔点金属(例如Te等)来制造具有优异的耐电压性能以及耐熔接性能的电极材料。

然而，在包含添加于其中的低熔点金属的MoCr微细分散电极材料的烧结步骤中，存在在电极内部生成空孔导致电极材料的填充率降低的风险。如果由于电极材料中生成空孔导致电极材料的填充率降低，则存在在钎焊步骤中钎焊材料(例如Ag)被吸收到电极内部的空孔中，导致电极材料的钎焊困难。

如第一实施方式记载，使用MoCr固溶体粉末(其以按重量计使得Cr多于Mo的比例包含Mo和Cr)和Cu粉末通过烧结方法而制备的电极材料带来具有其中MoCr合金微细地分散于Cu基底材料的组织并且具有与常规的CuCr电极材料相比优异的耐电压性能和耐熔接性能的电极材料。另外，与使用以按重量计使得Cr少于Mo的比例包含Mo和Cr的MoCr固溶体粉末的情况相比，使用以按重量计使得Cr多于Mo的比例包含Mo和Cr的MoCr固溶体粉末时，导致具有更高的耐熔接性能的电极材料。

为了减小真空断路器中用于进行电极的打开和关闭的动作的运行机构的尺寸，希望进一步提高耐熔接性能以减小电极材料已熔接时的剥离力。为此，考虑向Cu粉末和MoCr固溶体粉末的混合粉末中添加低熔点金属(例如专利文献4)。然而，在添加低熔点金属的情况下，电极材料的填充率降低。由此，存在电极接点和电极棒之间的钎焊性变差的风险。

基于上述状况，本发明人进行深入研究，并且完成了根据第二实施方式的发明。根据第二实施方式的发明为涉及Cu-Cr-耐热元素(Mo，W，V等)-低熔点金属(Te，Bi等)电极材料的组成控制技术的发明。与包含低熔点金属的常规电极材料相比，其通过限制低熔点金属粉末的中值粒径提高了电极材料的填充率并且提高了电极材料的钎焊性。根据第二实施方式的电极材料是耐电压性能和耐熔接性能优异并且钎焊性优异的电极材料。因此，通过使用本发明的电极材料作为真空断续器的电极接点，能够减小真空断续器和真空断路器的尺寸。

作为耐热元素，能够单独使用或组合使用第一实施方式中所记载的元素。在使用耐热元素作为粉末的情况下，耐热元素粉末的中值粒径d50以及相对于电极材料所包含的耐热元素粉末的量与第一实施方式中所记载的相似。由于电极材料中所包含的低熔点金属的量是微量，因此可以将包含于与低熔点金属粉末混合的粉末中的耐热元素的含量认为是包含于电极材料中的耐热元素的含量(Cr和Cu也是相似的)。

作为低熔点金属，能够单独使用或组合使用选自例如碲(Te)、铋(Bi)、硒(Se)和锑(Sb)的元素。如果相对于电极材料(耐热元素、Cr和Cu的总重量)以0.05-0.30重量％包含低熔点金属，则能够提高电极材料的耐熔接性能。在使用低熔点金属作为粉末的情况下，通过将低熔点金属粉末的中值粒径d50调整至5-40μm、更优选5-11μm，电极材料的填充率得到提高。

铬(Cr)和铜(Cu)与第一实施方式中相似。即，电极材料中包含的Cr和Cu的含量以及Cr粉末和Cu粉末的中值粒径d50与第一实施方式中的相似。在通过烧结方法制备的电极材料中，能够通过调整与耐热元素和Cr的固溶体粉末混合的Cu粉末的量来自由地设置Cu重量比。因此，添加到电极材料中的耐热元素、低熔点金属、Cr和Cu的总量不会超过100重量％。

参照图7的流程对根据本发明的第二实施方式的电极材料制造方法详细地进行说明。在实施方式的解释中，耐热元素以Mo为例，并且低熔点金属以Te为例，但使用其他耐热元素和低熔点金属粉末的情况中也是相似的。另外，与第一实施方式的电极材料相同(或相似)的步骤具有相同的符号，并且为了避免重复省略了它们的具体解释。

首先，进行Mo－Cr混合步骤S1、焙烧步骤S2以及粉碎与分级S3以得到MoCr粉末。

在粉碎与分级步骤S3中，将通过粉碎MoCr烧结体而得到的MoCr粉末通过例如具有200μm开孔的筛子、更优选具有90μm开孔的筛子进行分级以除去粒径大的粒子。如第一实施方式所示，将与Cu粉末混合的MoCr粉末调整至200μm或更小，更优选调整以使得具有90μm或更小的粒径的粒子的体积相对粒子量为90％或更大。这使得能够除去鳞片状MoCr(Cr)粒子并且制造耐电压性能和耐熔接性能优异的电极材料。

在Cu混合步骤S7中，将通过粉碎和分级步骤S3而得到的MoCr粉末、低熔点金属粉末(例如Te粉末)和Cu粉末混合到一起。

在压制成型步骤S5中，进行通过Cu混合步骤S7而得到的混合粉末的成型。如果通过模压制造成型体，则不需要在烧结后对成型体进行加工。因此，可以直接作为电极(电极接点)使用。

在主烧结步骤S6中，烧结通过压制成型步骤S5而得到的成型体以制造电极材料。在主烧结步骤S6中，例如在非氧化性气氛(氢气氛、真空气氛等)中在低于Cu熔点(1083℃)的温度下进行成型体的烧结。主烧结步骤S6的烧结时间根据烧结温度适宜地进行设置。例如，烧结时间设置为2小时或更长。

与根据第一实施方式的电极材料相似，通过使用根据本发明的第二实施方式的电极材料可以构成图2中所示的真空断续器1。电极接点8通过钎焊材料(例如Ag-Cu基钎焊材料)结合至固定电极3或可动电极4的端部。

实施例5

按照图7的流程制备了实施例5的电极材料。如图8所示，实施例5的电极材料是通过使用具有9μm的中值粒径的Te粉末(来源于具有48μm的中值粒径的Te粉末的分级)作为原材料粉末而制备的电极材料。在实施例5的电极材料的制备时，使用了具有10μm或更小的中值粒径的Mo粉末、具有80μm或更小的中值粒径的termite Cr粉末和具有100μm或更小的中值粒径的Cu粉末(在第二实施方式的其他实施例、比较例以及参考例中使用了相同的粉末)。

首先，以Mo:Cr＝1:4的重量比将Mo粉末和Cr粉末混合到一起。混合后，将得到的混合粉末转移至氧化铝容器中，随后在真空炉中在1150℃下烧结6小时。将通过烧结而得到的作为反应产物的多孔体粉碎并分级，由此得到90μm或更小的粉末。

以Cu:MoCr:Te＝80:20:0.1的重量比将该MoCr粉碎粉末、Te粉末和Cu粉末混合到一起，并且使用V型混合机将其充分地进行混合直至变均匀。混合后，通过混合粉末的压制成型制造成型体，并且在低于Cu熔点的温度烧结该成型体以制造电极材料。

图9示出了实施例5的电极材料的剖面显微照片。另外，表2示出了实施例5的电极材料的特性。在烧结体的密度的测定之后，根据(测定密度/理论密度)·100(％)计算了表2中的填充率。通过测定使用各个电极材料作为真空断续器的电极(电极接点)时的50％闪络电压进行耐电压性能的评价。通过基于比较例4的电极材料(基准值：1.0)的相对值示出参考例2的耐电压性能。通过进行短时耐电流(STC)测试来观察在电极之间是否发生熔接(以后称为耐熔接测试)来评价耐熔接性能。通过使用Ag-Cu基钎焊材料在电极材料和Cu制成的引线之间进行钎焊来观察是否形成焊脚(fillet)、以及通过用锤子敲击钎焊的电极材料来观察电极材料是否从引线上脱落这两点来评价钎焊性。

表2

如表2所示，在实施例5的电极材料中，确认了钎焊材料的焊脚，并且钎焊性良好。钎焊材料的体积为120cm³，并且电极材料中的钎焊部分的面积为2.9cm²(实施例6和7，参考例2以及比较例4也相同)。

实施例6

实施例6的电极材料是除了使用通过分级原材料Te粉末而得到的具有11μm的中值粒径的Te粉末以外，通过与制造实施例5的电极材料相同的方法制备的电极材料。即，按照图7的流程制备了实施例6的电极材料。如表2所示，作为实施例6的电极材料的钎焊性的测试结果，确认了钎焊材料的焊脚，并且因此钎焊性良好。

实施例7

实施例7的电极材料是除了使用通过分级原材料Te粉末而得到的具有37μm的中值粒径的Te粉末以外，通过与制造实施例5的电极材料相同的方法制备的电极材料。即，按照图7的流程制备了实施例7的电极材料。如表2所示，作为实施例7的电极材料的钎焊性的测试结果，尽管没有确认钎焊材料的焊脚，但在没有电极从引线分离的情况下进行了钎焊。

比较例4

比较例4的电极材料是不包含耐热元素的电极材料。为了制备比较例4的电极，使用了如图8所示的具有48μm的中值粒径的Te粉末。

按照图10所示的流程制备了比较例4的电极材料。

首先，使用V型混合机以Cu:Cr:Te＝80:20:0.05的重量比将Cu粉末、Cr粉末以及Te粉末充分地混合到一起直至均匀。混合后，通过模压将混合粉末制成成型体。将该成型体在低于Cu的熔点的温度下烧结，由此制备比较例4的电极材料。如表2所示，确认了钎焊材料的焊脚，并且因此钎焊性良好。

参考例2

参考例2的电极材料是除了Cu混合步骤S7中混合的Te粉末的中值粒径不同以外，通过与实施例5相同的方法制备的电极材料。即，参考例2的电极材料是按照图7所示的流程通过使用具有48μm的中值粒径的Te粉末而制备的电极材料。

图11示出参考例2的电极材料的剖面照片。如表2所示，作为参考例2的电极材料的钎焊性的测试结果，没有形成钎焊材料的焊脚，并且因此钎焊性不好，导致电极从引线分离。

参考例2的电极材料在耐电压性能和耐熔接性能方面比比较例4的电极材料(即，目前的CuCrTe电极材料)优异，但在填充率和布氏硬度方面低。认为这是由参考例2的电极材料由于烧结步骤期间的Mo和Cr的扩散反应以及Te的蒸发而具有比CuCrTe电极更多的内部空孔导致的。认为随着电极材料的内部空孔以这种方式增加，作为Ag-Cu基钎焊材料成分的Ag被吸收到电极的内部空孔中，由此使钎焊不可行。

与此相对，由图9的显微照片可以明确，在实施例5-7的电极材料中，Te蒸发后发生的空孔小。由于内部空孔变小，填充率和布氏硬度提高至与比较例4的电极材料相同的水平。其结果，通过Ag-Cu基钎焊材料的钎焊变得可能。实施例5-7的电极材料没有进行耐电压测试和耐熔接测试，但填充率和布氏硬度比参考例2的电极材料高。因此，认为其具有比参考例2的电极材料优异的耐电压性能和耐熔接性能。

低熔点金属的添加量的思考

接下来，通过改变所添加的低熔点金属的量来制备了电极材料，并且进行电极材料的特性的评价。在参考例3至参考例17的电极的制备以及比较例5至比较例8的电极的制备中，使用了具有48μm的中值粒径的Te粉末。因此，认为各个电极材料的钎焊性不良好。因此，在真空断续器中安装各个电极材料时，通过混合具有高钎焊温度的Cu-Mn-Ni钎焊材料和Cu-Ag钎焊材料进行钎焊。以这种方式，即使是具有低填充率的电极材料也能够通过仔细制定钎焊材料而进行钎焊。然而，如果使用多种钎焊材料，则存在配置钎焊材料的顺序出错，使用了错误的钎焊材料等风险。这可能引起量产困难。

参考例3至参考例6

参考例3至参考例6的电极材料是除了使用具有48μm的中值粒径的Te粉末、以及电极材料中所包含的Te的重量不同以外，通过与制备实施例5的电极材料相同的方法制备的电极材料。因此，省略了对与制造实施例5的电极材料的方法相同的制造步骤的解释。参考例3至参考例6的电极材料具有相同的组成并且是通过相同的方法制备的电极材料。它们是在耐熔接性能测试中压接力不同的试样。压接力通过条件是以试样的最小的压接力(即，后述的参考例7)为基准值αN的相对值来表示。

根据图7的流程，制备了参考例3至参考例6的电极材料。在Cu混合步骤S7，以Cu：MoCr：Te＝80:20:0.05的比例将Cu粉末、MoCr粉碎粉末和Te粉末混合到一起，并且使用V型混合机将其充分混合至均匀。混合后，制备了成型体，随后通过在低于Cu的熔点的温度进行烧结，从而得到参考例3至参考例6的电极材料。

将具有安装为固定电极和可动电极的参考例3的电极材料的真空断续器连接到真空断路器。然后，通过将真空断续器的电极之间作用的压接力调整至α+20N来进行耐熔接性能测试。相似地，分别将参考例4至参考例6的电极材料安装于固定电极和可动电极。然后，通过将真空断续器的电极之间作用的压接力改变至α+64N(参考例4)、α+87N(参考例5)以及α+131N(参考例6)来对真空断路器进行耐熔接性能测试。表3示出参考例3-6的耐电压性能和耐熔接性能的测试结果。参考例3-17，比较例5-8以及实施例8的耐电压性能通过基于比较例4的电极材料(基准值：1.0)的相对值示出。

表3

如表3所示，在参考例3至参考例6的电极材料的任一个中都没有发生熔接。因此，可知参考例3至参考例6的电极材料的耐熔接性能优异。

参考例7至参考例12

参考例7至参考例12的电极材料是除了在Cu混合步骤S7中的Cu粉末、MoCr粉碎粉末和Te粉末的混合比不同以外，通过与制备参考例3的电极材料相同的方法制备的电极材料。因此，详细解释不同的部分。参考例7至参考例12的电极材料是具有相同的组成并且通过相同的方法制备的电极材料，并且是在耐熔接性能测试中压接力不同的试样。

按照图7的流程制备了参考例7至参考例12的电极材料。在Cu混合步骤S7中，以Cu：MoCr：Te＝80:20:0.1的重量比将Cu粉末、MoCr粉碎粉末和Te粉末混合到一起。

与参考例3的电极材料相似，将参考例7至参考例12的电极材料分别安装于真空断续器的固定电极和可动电极。然后，将真空断续器连接到真空断路器。通过将真空断续器的电极之间作用的压接力改变至αN(参考例7)、α+20N(参考例8)、α+44N(参考例9)、α+64N(参考例10)、α+87N(参考例11)以及α+131N(参考例12)来进行耐熔接性能测试。如表3所示，在任一个压接力下都没有发生电极的熔接。

参考例13至参考例17

参考例13至参考例17的电极材料是除了在Cu混合步骤S7中的Cu粉末、MoCr粉碎粉末和Te粉末的混合比不同以外，通过与制备参考例3的电极材料相同的方法制备的电极材料。因此，详细解释不同的部分。参考例13至参考例17的电极材料是具有相同的组成并且通过相同的方法制备的电极材料，并且是在耐熔接性能测试中压接力不同的试样。

按照图7的流程制备了参考例13至参考例17的电极材料。在Cu混合步骤S7，以Cu：MoCr：Te＝80:20:0.3的重量比将Cu粉末、MoCr粉碎粉末和Te粉末混合到一起。

与参考例3的电极材料相似，将参考例13至参考例17的电极材料分别安装于真空断续器的固定电极和可动电极。然后，将真空断续器连接到真空断路器。通过将真空断续器的电极之间作用的压接力改变至α+20N(参考例13)、α+44N(参考例14)、α+64N(参考例15)、α+87N(参考例16)以及α+131N(参考例17)来进行耐熔接性能测试。

如表3所示，当压接力为α+20N、α+44N以及α+87N时，在电极之间发生了熔接。与此相对，当压接力为α+64N、α+131N时，电极之间没有发生熔接。当压接力为α+44N时，需要2450N的力来分开熔接的电极。

比较例5至比较例8

根据比较例5至比较例8的电极材料是不包含耐热元素(Mo)的电极材料。比较例5至比较例8的电极材料是具有与比较例4的电极材料相同的组成并且通过与比较例4的电极材料相同的方法制备的电极材料，并且是在耐熔接性能测试中压接力不同的试样。

根据图10的流程制备了比较例5至比较例8的电极材料。

以Cu：Cr：Te＝80:20:0.05的重量比将Cr粉末、Te粉末和Cu粉末混合到一起，并且使用V型混合机将其充分混合至均匀。混合后，制备了成型体，随后通过在低于Cu的熔点的温度进行烧结，从而得到比较例5至比较例8的电极材料。

与参考例3的电极材料相似，将比较例5至比较例8的电极材料分别安装于真空断续器的固定电极和可动电极。然后，将真空断续器连接到真空断路器。通过将真空断续器的电极之间作用的压接力改变至α+44N(比较例5)、α+64N(比较例6)、α+87N(比较例7)以及α+131N(比较例8)来进行耐熔接性能测试。

如表3所示，在比较例5至比较例7的电极材料中在电极之间发生了熔接，但是在比较例8的电极材料中没有在电极之间发生熔接。当压接力为最小值α+44N时，需要2016N的力来分开熔接的电极。

实施例8

根据实施例8的电极材料是除了不包含低熔点金属(例如Te)以外，通过与参考例3相同的方法制备的电极材料。实施例8的电极材料对应于根据第一实施方式的电极材料。因此，按照图1的流程制备了实施例8的电极材料。

在Cu混合步骤S4中，以Cu：MoCr＝4:1的重量比将通过粉碎与分级步骤S3而得到的MoCr固溶体粉末与Cu粉末混合，并且使用V型混合机将其充分混合至均匀。混合后，制备了成型体，随后通过在低于Cu的熔点的温度进行烧结，从而得到实施例8的电极材料。

与参考例3的电极材料相似，分别将实施例8的电极材料安装于真空断续器的固定电极和可动电极。然后，将真空断续器连接到真空断路器。将真空断续器的电极之间作用的压接力设置为α+194N以进行耐熔接性能测试。如表3所示，电极之间发生了熔接，并且用于分开熔接的电极的力为4080N。

由表3可知，与作为现有电极材料的比较例5至比较例8的电极材料相比，参考例3至参考例17以及实施例8的电极材料通过在Cu相中形成MoCr合金的微细分散组织而提高了耐电压性能。

尽管实施例8的电极材料在耐电压性能方面优异，但其耐熔接性能低，并且即使高压接力电极之间也发生熔接。即，在实施例8的电极材料中，用于分开熔接的电极的力大。因此，存在以下风险：需要增大装有真空断续器的真空断路器的尺寸，由此制造成本增大。

因此，如参考例3至参考例12的电极材料那样，如果向电极材料中添加作为低熔点金属的Te，则与实施例8的电极材料相比能够不降低耐电压性能地提高耐熔接性能。对此，认为如果向电极材料中添加低熔点金属，则在Cu－Cr晶界和Cu－MoCr晶界生成空孔以降低晶界的结合强度，由此提高电极材料的耐熔接性能。然而，如参考例13至参考例17的电极材料那样，如果增大添加于电极材料中的Te的量，则存在降低电极材料的耐电压性能的风险。认为这是由于随着所添加的低熔点金属的量增大，电极材料中的空孔的生成增多，由此引起电极材料密度的明显降低。通过降低电极材料的密度，电极材料的耐电压性能降低，由此接触电阻增大。因此，认为通过将向电极材料中添加的低熔点金属调整至相对于电极材料为0.3重量％或更低能够不降低耐电压性能和/或电流分断性能地得到耐熔接性优异的电极材料。

因此，通过向CuCrMo电极材料添加少量的低熔点金属(例如，相对于Cu、Cr和Mo的总重量的0.05－0.3重量％的Te)能够提高电极材料的耐熔接性能。

尽管通过在晶界处生成空孔降低了晶界处的结合强度，但存在引起电极材料填充率降低的风险。例如，在表2的参考例2的电极材料中，填充率为89.2％。因此，随着电极材料填充率降低，存在电极材料钎焊性降低的风险。

与此相对，如实施例5至实施例7的电极材料那样，如果使用中值粒径调整为5μm至40μm的Te粉末，则能够使在其中形成了CrMo合金的微细分散组织的CuCrMoTe电极的烧结步骤中生成的孔小，由此提高电极材料的硬度和填充率。

即，根据本发明的第二实施方式涉及的电极材料以及电极材料制造方法，通过使用中值粒径调整为5μm至40μm的低熔点金属粉末能够不降低电极材料的耐电压性能和电流分断性能地得到耐熔接性能和钎焊性优异的电极材料。其结果，能够进行使用常规低熔点金属粉末的电极材料没有实现的利用Ag－Cu基钎焊材料的钎焊。由于钎焊性优异，量产中的制造成本降低并且产出率提高。

另外，根据本发明的第二实施方式涉及的电极材料制造方法，能够得到具有90％或更大的填充率以及50或更大的布氏硬度的电极材料。这样的密度和硬度高的电极材料成为耐电压性能优异并且电极损耗小的电极材料。

另外，根据本发明的第二实施方式涉及的电极材料制造方法，能够制造填充率高的电极材料。由于这种电极材料具有优异的耐电压性能(由于具有MoCr微细分散组织)以及比现有的Cu－Cr电极高的耐熔接性能，因此其能够制造小型真空断续器。即，通过例如在真空断续器(VI)的固定电极和可动电极中的至少一个上安装根据本发明的第二实施方式的电极材料，真空断续器的电极接点的耐电压性能得到了提高。随着电极接点的耐电压性能提高，与常规的真空断续器相比能够缩短打开/关闭时的可动侧电极和固定侧电极之间的间隔，并且也能够缩短电极和绝缘筒之间的间隔。因此，能够减小真空断续器的结构。另外，随着电极材料的耐熔接性能提高，能够减小用于进行真空断续器的打开/关闭动作的运行机构，由此有助于使真空断路器小型化。

如上，通过示出本发明的优选模式进行了对实施方式的解释，但本发明的电极材料制造方法和电极材料不限于上述实施方式。能够在不损害发明特性的范围内适当地改变设计，并且改变了设计的实施方式也属于本发明的技术范围。

例如，MoCr固溶体粉末不限于通过Mo粉末和Cr粉末的预烧结以及随后的粉碎和分级而制造的粉末，但也能够使用以按重量计使得Cr多于Mo的比例包含Mo和Cr的MoCr固溶体粉末。另外，能够例如通过将累积50％下80μm或更小的粉末用于MoCr固溶体粉末，来制造耐电压性能优异的电极材料。

另外，通过在例如真空断续器(VI)的固定电极和可动电极中的至少一个上安装本发明的电极材料而提高真空断续器的电极接点的耐电压性能。随着电极接点的耐电压性能提高，与常规的真空断续器相比能够缩短打开/关闭时的可动侧电极和固定侧电极之间的间隔，并且也能够缩短电极和绝缘筒之间的间隔。因此，能够减小真空断续器的结构。

Claims (11)

1.一种通过烧结按重量计包含40-90％Cu、5-48％Cr和2-30％耐热元素的混合粉末来用于制造电极材料的方法，其包括：

以按重量计使得耐热元素少于Cr的比例，混合耐热元素粉末与Cr粉末；

焙烧所述耐热元素粉末与所述Cr粉末的混合粉末；

粉碎通过所述焙烧而得到的并且包含所述耐热元素与所述Cr的固溶体的烧结体；

分级通过所述粉碎而得到的固溶体粉末以具有200μm或更小的粒径；和

混合通过所述分级而得到的固溶体粉末和Cu粉末，随后烧结。

2.根据权利要求1所述的用于制造电极材料的方法，其中，通过所述分级而得到的所述固溶体粉末为使得具有90μm或更小的粒径的粒子的体积相对粒子量为90％或更多。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的用于制造电极材料的方法，其中，混合按重量计0.05-0.3％的具有5-40μm的中值粒径的低熔点金属粉末、和通过所述分级而得到的所述固溶体粉末与所述Cu粉末的混合粉末，并且然后烧结通过混合所述低熔点金属粉末而得到的混合粉末。

4.根据权利要求1或权利要求2所述的用于制造电极材料的方法，其中，所述耐热元素粉末具有10μm或更小的中值粒径。

5.根据权利要求1或权利要求2所述的用于制造电极材料的方法，其中，所述Cr粉末具有大于所述耐热元素粉末的中值粒径并且为80μm或更小的中值粒径。

6.根据权利要求1或权利要求2所述的用于制造电极材料的方法，其中，所述Cu粉末具有100μm或更小的中值粒径。

7.根据权利要求1或权利要求2所述的用于制造电极材料的方法，其中，所述耐热元素是Mo。

8.一种电极材料，按重量计包含40-90％Cu、5-48％Cr和2-30％耐热元素，所述电极材料通过以下方法而得到：

以按重量计使得耐热元素少于Cr的比例，混合耐热元素粉末与Cr粉末；

焙烧所述耐热元素粉末与所述Cr粉末的混合粉末；

粉碎通过所述焙烧而得到的并且包含所述耐热元素与所述Cr的固溶体的烧结体；

分级通过所述粉碎而得到的固溶体粉末以具有200μm或更小的粒径；和

混合通过所述分级而得到的固溶体粉末和Cu粉末，随后烧结。

9.根据权利要求8所述的电极材料，其通过以下方法得到：混合按重量计0.05-0.3％的并且具有5-40μm的中值粒径的低熔点金属粉末、和通过所述分级而得到的所述固溶体粉末与所述Cu粉末的混合粉末，并且然后烧结通过混合所述低熔点金属粉末而得到的混合粉末。

10.根据权利要求9所述的电极材料，其具有90％或更高的填充率以及50或更大的布氏硬度。

11.一种真空断续器，其中，可动电极或固定电极安装有包括权利要求8至权利要求10中的任一项所述的电极材料的电极接点。