CN107709583A - 电极材料的制造方法和电极材料 - Google Patents
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Abstract
本发明为含有Cu、Cr、耐热元素和低熔点金属的电极材料的制造方法。将Cr粉末和耐热元素粉末以Cr大于耐热元素的重量比混合在一起。将耐热元素粉末和Cr粉末的混合粉末焙烧。将通过焙烧得到并且含有耐热元素和Cr的固溶体的MoCr固溶体粉碎,然后分级。将分级的MoCr固溶体粉末、Cu粉末和低熔点金属粉末混合在一起,然后在1010℃或更高且低于1038℃的温度下烧结,由此得到电极材料。
Description
技术领域
本发明涉及用于真空断续器(vacuum interrupter)等的电极的电极材料的制造方法和电极材料。
背景技术
要求真空断续器的接点材料满足特性例如(1)分断容量大、(2)耐电压性能高、(3)接触电阻低、(4)耐熔接性(deposition resistance property)高、(5)接点消耗低、(6)电流斩波低、(7)加工性优异和(8)机械强度高。
由于这些特性中的一些彼此冲突,因此不存在满足所有上述特性的接点材料。Cu-Cr电极材料具有特性例如分断容量大、耐电压性能高和耐熔接性高。因此,它们广泛地用作真空断续器的接点材料。而且,报道了在Cu-Cr电极材料中具有较细粒径的Cr颗粒的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较小的尺寸和较大的容量方面取得进展。因此,对耐电压性能优于常规材料的耐电压性能的Cu-Cr基接点材料的需求不断增长,该Cu-Cr基接点材料对于使真空断续器具有较小尺寸是必需的。
例如,在专利文献1中,记载了电极材料的制造方法,其中,作为电特性例如电流分断性能和耐电压性能优异的Cu-Cr基电极材料,将用作基材的Cu、用于改善电特性的Cr和用于使Cr颗粒较细的耐热元素(Mo、W、Nb、Ta、V、Zr)的各个粉末混合在一起,然后将该混合粉末放入模具中,然后加压成型并制成烧结体。具体地,将耐热元素例如Mo、W、Nb、Ta、V或Zr添加到含有具有200-300μm的粒径的Cr作为原料的Cu-Cr基电极材料中,并且通过微细组织技术使Cr微细化,促进Cr元素和耐热元素的合金化过程,使微细的Cr-X(与耐热元素形成固溶体的Cr)颗粒在Cu基材组织内部的析出增加,并且使具有20-60μm的直径的Cr颗粒以其内部具有耐热元素的构成均匀地分散在Cu基材组织中。
此外,在专利文献2中,没有通过微细组织技术,将通过将作为耐热元素的反应产物的单一固溶体粉碎而得到的粉末与Cu粉末混合,随后加压成型,然后烧结以制造在电极组织中含有Cr和耐热元素的电极材料。
通过形成专利文献2中记载的耐弧金属的微细分散组织,从而改善耐电压性能和分断性能,但耐熔接性能变差以导致在电极的关闭状态下施加大电流时电极之间的熔接。这种耐熔接性能的降低导致真空断路器具有较大的尺寸,并且对于大量生产而言,这已成为课题。
因此,我们尝试通过将低熔点金属(例如,Te等)添加到具有MoCr微细分散组织的电极材料中从而制造具有优异的耐电压性能和耐熔接性能的电极材料。
但是,在含有添加到其中的低熔点金属的MoCr微细分散电极材料的烧结步骤中,存在电极内部产生空孔以导致电极材料的填充百分率降低的风险。此外,存在由于烧结炉的温度分布而在填充百分率上产生波动的风险。如果由于电极材料中空孔的产生而使电极材料的填充百分率降低,则存在钎焊步骤中钎焊料(例如,Ag)被吸入电极内部的空孔中以导致电极材料的钎焊困难的风险。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2002-180150号公报
专利文献2:特开平4-334832号公报
专利文献3:特开2005-135778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,第12卷,1989,273-283
发明内容
本发明的目的是提供有助于含有低熔点金属的电极材料的填充百分率的改善并且有助于电极材料的填充百分率的波动的减小的技术。
用于实现上述目的的本发明的电极材料的制造方法包括:将Cr与耐热元素的固溶体粉末、Cu粉末和低熔点金属粉末混合,由此得到混合粉末,该固溶体粉末以Cr大于耐热元素的重量比含有Cr和耐热元素;和在1010℃或更高且低于1038℃的温度下烧结通过压制该混合粉末制备的成型体(compact,压实体)。
此外,根据用于实现上述目的的本发明的电极材料的制造方法,在电极材料的制造方法中,固溶体粉末通过将耐热元素粉末和Cr粉末的混合粉末焙烧以得到烧结体、然后将烧结体粉碎来制备,并且耐热元素粉末具有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电极材料的制造方法,在电极材料的制造方法中,固溶体粉末通过将耐热元素粉末和Cr粉末的混合粉末焙烧以得到烧结体、然后将烧结体粉碎来制备,并且Cr粉末的中值粒径大于耐热元素的中值粒径且为80μm或更小。
此外,根据用于实现上述目的的本发明的电极材料的制造方法,在电极材料的制造方法中,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电极材料的制造方法,在电极材料的制造方法中,将固溶体粉末分级以具有200μm或更小的粒径,然后将分级的固溶体粉末与Cu粉末和低熔点金属粉末混合。
此外,用于实现上述目的的本发明的电极材料是如下的电极材料,其包括39.88-89.96重量%的Cu、4.99-47.98重量%的Cr、1.99-29.99重量%的耐热元素和0.05-0.30重量%的低熔点金属,并且电极材料通过下述制备:将Cr与耐热元素的固溶体粉末、Cu粉末和低熔点金属粉末混合,由此得到混合粉末,该固溶体粉末以Cr大于耐热元素的重量比含有Cr和耐热元素;压制混合粉末;然后在1010℃或更高且低于1038℃的温度下烧结。
用于实现上述目的的本发明的真空断续器为使得可动电极或固定电极装备有所述电极材料作为电极接点。
附图说明
[图1]为根据本发明的实施方式的电极材料制造方法的流程图。
[图2]为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示意性截面图。
[图3]为示出烧结温度与填充百分率之间的关系的特性图。
[图4]为根据比较例1的电极材料的截面显微照片。
[图5]为根据实施例1的电极材料的截面显微照片。
具体实施方式
参照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本发明的电极材料的真空断续器进行详细说明。在实施方式的说明中,除非另有说明,粒径(中值粒径d50)、平均粒径等是指采用激光衍射型粒径分布测定装置(CILAS公司;CILAS1090L)确定的值。此外,在限定粉末的粒径的上限(或下限)的情况下,其是指用具有粒径的上限值(或下限值)的开口的筛分级的粉末。
在本发明之前,本发明人使用以Cr大于Mo的重量比含有Mo和Cr的MoCr固溶体粉末和Cu粉末采用烧结法制备电极材料(例如,日本专利申请2015-93765)。该电极材料为具有使MoCr合金在Cu基材中微细分散的组织并且与常规的CuCr电极材料相比具有优异的耐电压性能和耐熔接性能的电极材料。此外,当使用以Cr大于Mo的重量比含有Mo和Cr的MoCr固溶体粉末时,与使用以Cr小于Mo的重量比含有Mo和Cr的MoCr固溶体粉末的情形相比,产生具有较高耐熔接性能的电极材料。
为了使真空断路器中用于进行电极的开闭动作的操作机构小型化,希望进一步改善耐熔接性以减小电极材料已熔接时的剥离力。为此,考虑将低熔点金属添加到Cu粉末和MoCr固溶体粉末的混合粉末中(例如,专利文献3)。但是,在添加低熔点金属的情况下,电极材料的填充百分率降低。因此,存在电极接点与电极棒之间的钎焊性变差的风险。
基于上述情况,本发明人进行了锐意研究并且完成了本发明。本发明是涉及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。与含有低熔点金属的常规电极材料相比,通过限定电极材料的烧结温度,其改善了电极材料的填充百分率并且抑制了填充百分率的波动。本发明的电极材料是耐电压性能和耐熔接性能优异并且填充百分率波动小的电极材料。因此,根据本发明的电极材料,真空断续器的产率改善,并且变得能够使真空断续器小型化。
作为耐热元素,可以单独地或组合地使用选自元素例如钼(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)中的元素。特别地,优选使用使Cr颗粒微细化的效果显著的Mo、W、Ta、Nb、V或Zr。在作为粉末使用耐热元素的情况下,将耐热元素粉末的中值粒径d50调节至例如10μm或更小。这样,可以使含Cr颗粒(含有耐热元素和Cr的固溶体)微细化并且使它们均匀地分散在电极材料中。相对于电极材料,通过含有1.99-29.99重量%、更优选1.99-10.00重量%的耐热元素,可以改善电极材料的耐电压性能和电流分断性能而不降低机械强度和加工性。
作为低熔点金属,可以单独地或组合地使用选自元素例如碲(Te)、铋(Bi)、硒(Se)和锑(Sb)中的元素。相对于电极材料,如果含有0.05-0.30重量%的低熔点金属,则可以改善电极材料的耐熔接性。在作为粉末使用低熔点金属的情况下,对低熔点金属的粒径并无特别限制。例如,使用具有48μm的中值粒径d50的低熔点金属粉末。
相对于电极材料,通过含有4.99-47.98重量%、更优选4.99-15.99重量%的铬(Cr),可以改善电极材料的耐电压性能和电流分断性能而不降低机械强度和加工性。使用Cr粉末的情况下,对Cr粉末的中值粒径d50并无特别限制,只要其大于耐热元素粉末的中值粒径。例如,使用具有80μm或更小的中值粒径的Cr粉末。
相对于电极材料,通过含有39.88-89.96重量%、更优选79.76-89.96重量%的铜(Cu),可以减小电极材料的接触电阻而不降低耐电压性能和电流分断性能。通过将Cu粉末的中值粒径d50调节至例如100μm或更小,可以将耐热元素和Cr的固溶体粉末与Cu粉末均匀地混合。在采用烧结法制造的电极材料中,可以通过调节与耐热元素和Cr的固溶体粉末混合的Cu粉末的量来自由地设定Cu重量比。因此,添加至电极材料的耐热元素、Cr和Cu的合计从不超过100重量%。
参照图1的流程对根据本发明的实施方式的电极材料制造方法进行详细说明。通过示出Mo作为耐热元素的实例并且示出Te作为低熔点金属的实例来进行实施方式的说明,但在使用其他耐热元素和低熔点金属粉末的情况下也是类似的。
在Mo-Cr混合步骤S1中,将耐热元素粉末(例如Mo粉末)与Cr粉末混合。将Mo粉末与Cr粉末混合在一起以致Cr粉末的重量变得大于Mo粉末的重量。例如,以重量计在Mo/Cr=1/4至1/1(不包括Mo:Cr=1:1)的范围内将Mo粉末与Cr粉末混合在一起。
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中,例如,在真空气氛中在900-1200℃的温度下将混合粉末的成型体保持1-10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,在焙烧后残留没有与Mo形成固溶体的Cr。因此,得到含有由Cr向Mo中的固相扩散产生的MoCr合金和残留的Cr颗粒的多孔体(MoCr烧结体)。
在粉碎和分级步骤S3中,采用球磨机等将由烧结步骤S2得到的MoCr烧结体粉碎。采用具有例如200μm的开口、更优选90μm的开口的筛将通过粉碎MoCr烧结体得到的MoCr粉末分级,以将具有大粒径的颗粒除去。将粉碎和分级步骤S3中的粉碎进行例如2小时每1kg的MoCr烧结体。取决于Mo粉末和Cr粉末的混合比,粉碎后的MoCr粉末的平均粒径变得不同。
在Cu混合步骤S4中,将通过粉碎和分级步骤S3得到的MoCr粉末与低熔点金属粉末(例如,Te粉末)和Cu粉末混合。
在加压成型步骤S5中,进行由Cu混合步骤S4得到的混合粉末的成型。如果通过加压模塑(press molding)制造成型体,则在烧结后不需要对成型体进行机械加工。因此,其能够直接用作电极(电极接点材料)。
在主烧结步骤S6中,将由加压成型步骤S5得到的成型体烧结以制造电极材料。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1010℃或更高且低于1038℃的温度下、更优选在1010℃或更高且1030℃或更低的温度下进行成型体的烧结。根据烧结温度适当地设定主烧结步骤S6的烧结时间。例如,将烧结时间设定为2小时或更久。
通过使用根据本发明的实施方式的电极材料,可以构成真空断续器。如图2中所示,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(main shield)10。
通过用固定侧端板6和可动侧端板7分别将绝缘套筒5的两开口端部密封来形成真空容器2。
将固定电极3在其穿过固定侧端板6的状态下固定。将固定侧电极3的一端在真空容器2中固定以与可动电极4的一端相对。用作为根据本发明的实施方式的电极材料的电极接点材料8形成与可动电极相对的固定电极3的端部。通过钎焊料(例如,Ag-Cu基钎焊料)将电极接点材料8接合于固定电极3的端部。
在可动侧端板7处设置可动电极4。设置可动电极4以与固定电极3同轴。通过图中没有示出的开/闭手段使可动电极4在轴向上移动,由此进行固定电极3与可动电极4之间的开或闭。用电极接点材料8形成与固定电极3相对的可动电极4的端部。通过钎焊料将电极接点材料8接合于可动电极4的端部。在可动电极4与可动侧端板7之间设置波纹管9。因此,在保持真空容器2内部的真空的同时,使可动电极4在竖直方向上移动以进行固定电极3与可动电极4之间的开/闭。
设置主屏蔽10以将固定电极3的电极接点材料8与可动电极4的电极接点材料8之间的接触部覆盖,由此保护绝缘套筒5免受在固定电极3与可动电极4之间产生的电弧的影响。
[比较例1]
根据图1中所示的流程制造根据比较例1的电极材料。比较例1的电极材料是通过在主烧结步骤S6中将成型体在1058℃下烧结两小时制备的电极材料。作为比较例1的电极材料的原料,使用了具有10μm或更小的中值粒径的Mo粉末、具有48μm的中值粒径的Te粉末、具有80μm或更小的中值粒径的铝热(thermite)Cr粉末和具有100μm或更小的中值粒径的Cu粉末。通过使用相同的原料也制造了根据实施例1-3和比较例2-4的电极材料。
首先,以Mo:Cr=1:4的重量比将Mo粉末和Cr粉末混合在一起并且通过使用V型混合器将其充分地混合直至变得均匀。
混合后,将该Mo粉末和Cr粉末的混合粉末转移到氧化铝容器中并且在真空炉(非氧化性气氛)中在1150℃下进行热处理6小时。将作为得到的反应产物的多孔体粉碎,然后通过具有90μm的开口的筛进行分级,由此得到小于90μm的MoCr粉末。
接下来,以Cu:MoCr=4:1的重量比和CuCrMo:Te=100:0.1的重量比将Te粉末、Cu粉末和分级的MoCr粉末混合在一起,然后使用V型混合器充分地混合直至变得均匀。通过加压模塑将该混合粉末形成为成型体。在非氧化性气氛中在1058℃下对该成型体进行主烧结2小时以得到电极材料。采用相同的方法,制备3份比较例1的电极材料(样品数N=3)。
[表1]
表1示出比较例1的电极材料的特性。此外,图3示出通过相对于烧结温度绘制电极材料的填充百分率制备的图。实际测定烧结体的密度,并且由(测定密度/理论密度)×100(%)来计算填充百分率。此外,在通过用Ag-Cu基钎焊料在电极材料与引线之间进行钎焊以考察是否形成焊脚(fillet)以及通过用锤子击打钎焊的电极材料以考察电极材料是否从引线脱落的这两点上来评价钎焊性。即,如果以钎焊时钎焊料没有被大量地吸收到电极材料中的方式将钎焊料(Ag)钎焊,则进行形成了焊脚的良好的钎焊。
比较例1的电极材料的填充百分率的平均值(N=3)为84%。此外,填充百分率的标准偏差σ为5.7。检查比较例1的电极材料的钎焊性,结果未能进行钎焊。即,进行钎焊时没有形成焊脚,并且通过用锤子击打来使电极材料从引线脱落(比较例2-4也类似)。
图4示出比较例1的电极材料的截面显微照片。如图4中所示,在比较例1的电极材料的电极组织中形成了许多空孔。以这种方式,电极组织中的许多空孔降低了电极材料的填充百分率。此外,其导致作为钎焊料的成分的Ag被吸入电极的内部。认为这降低电极材料的钎焊性。
[比较例2]
比较例2的电极材料是除了主烧结步骤S6中的烧结温度不同以外采用与比较例1相同的方法制备的电极材料。
根据图1中所示的流程制备了比较例2的电极材料(样品数N=3)。在主烧结步骤S6中,在1045℃下将成型体烧结2小时。
如表1和图3中所示,比较例2的电极材料的填充百分率的平均值(N=3)为86%。此外,填充百分率的标准偏差σ为4.7。检查比较例2的电极材料的钎焊性,结果未能进行钎焊。
[比较例3]
比较例3的电极材料是除了主烧结步骤S6中的烧结温度不同以外采用与比较例1相同的方法制备的电极材料。
根据图1中所示的流程制备了比较例3的电极材料(样品数N=3)。在主烧结步骤S6中,在1038℃下将成型体烧结2小时。
如表1和图3中所示,比较例3的电极材料的填充百分率的平均值(N=3)为89%。此外,填充百分率的标准偏差σ为2.4。检查比较例3的电极材料的钎焊性,结果未能进行钎焊。
[实施例1]
实施例1的电极材料是除了主烧结步骤S6中的烧结温度不同以外采用与比较例1相同的方法制备的电极材料。
根据图1中所示的流程制备了实施例1的电极材料(样品数N=3)。在主烧结步骤S6中,在1030℃下将成型体烧结2小时。
如表1和图3中所示,实施例1的电极材料的填充百分率的平均值(N=3)为91%。此外,填充百分率的标准偏差σ为0.4。检查实施例1的电极材料的钎焊性,结果钎焊性良好。即,进行钎焊时,形成了焊脚,并且即使用锤子击打电极材料时,电极材料也没有从引线脱落(实施例2和3也类似)。
图5示出根据实施例1的电极材料的截面显微照片。可理解与比较例1的电极材料相比,电极材料组织中空孔的产生在实施例1的电极材料中得到抑制。
[实施例2]
实施例2的电极材料是除了主烧结步骤S6中的烧结温度不同以外采用与比较例1相同的方法制备的电极材料。
根据图1中所示的流程制备了实施例2的电极材料(样品数N=3)。在主烧结步骤S6中,在1020℃下将成型体烧结2小时。
如表1和图3中所示,实施例2的电极材料的填充百分率的平均值(N=3)为90%。此外,填充百分率的标准偏差σ为0.5。检查实施例2的电极材料的钎焊性,结果钎焊性良好。
[实施例3]
实施例3的电极材料是除了主烧结步骤S6中的烧结温度不同以外采用与比较例1相同的方法制备的电极材料。
根据图1中所示的流程制备了实施例3的电极材料(样品数N=3)。在主烧结步骤S6中,在1010℃下将成型体烧结2小时。
如表1和图3中所示,实施例3的电极材料的填充百分率的平均值(N=3)为90%。此外,填充百分率的标准偏差σ为0.4。检查实施例3的电极材料的钎焊性,结果钎焊性良好。
[比较例4]
比较例4的电极材料是除了主烧结步骤S6中的烧结温度不同以外采用与比较例1相同的方法制备的电极材料。
根据图1中所示的流程制备了比较例4的电极材料(样品数N=3)。在主烧结步骤S6中,在990℃下将成型体烧结2小时。
如表1和图3中所示,比较例4的电极材料的填充百分率的平均值(N=3)为88%。此外,填充百分率的标准偏差σ为0.5。
在比较例4的电极材料中,烧结温度低于1000℃。认为在这样低的烧结温度下,烧结时Cr与Mo的扩散反应被抑制,由此不使电极材料自身的烧结进行,尽管填充百分率的标准偏差小。结果与实施例1的电极材料相比,填充百分率的平均值变得较低。这使得钎焊困难。
根据上述的与本发明的实施方式相关的电极材料制造方法,通过将主烧结步骤的烧结温度限制于1010℃或更高且低于1038℃的温度,可以改善电极材料的填充百分率。
即,通过将烧结温度设定在低于1038℃,可以抑制烧结时的Cr与Mo的扩散反应。通过以这种方式抑制烧结时的扩散反应,在电极材料中形成的空孔减少。这样,可以使电极材料具有90%或更大的填充百分率,由此制造钎焊性优异的电极材料。
通过抑制烧结时的扩散反应,可以大幅地减小由炉内温度分布引起的填充百分率的波动(标准偏差)。这使得可以得到具有稳定的钎焊性能的电极材料。认为电极材料的填充百分率的波动由于烧结炉的温度分布(±15℃,例如,在实施例中使用的真空炉中)而产生。但是,通过限制烧结温度范围,可以使电极材料具有1%或更低的填充百分率波动(标准偏差)。通过使填充百分率的标准偏差小,可以改善大量生产中的产率。
即,根据与本发明的实施方式相关的电极材料制造方法,可以制造填充百分率高且填充百分率波动小的电极材料。由于该电极材料具有通过具有MoCr微细分散组织而产生的优异耐电压性能和高于目前的Cu-Cr电极的耐熔接性能,可以制造小型的真空断续器。即,通过将本发明的电极材料安装在例如真空断续器(VI)的固定电极和可动电极中的至少一个上,从而改善真空断续器的电极接点的耐电压性能。由于电极接点的耐电压性能改善,与常规的真空断续器相比可以使开/闭时可动侧电极和固定侧电极之间的间隙变短并且也使电极与绝缘套筒之间的间隙变短。因此,可以使真空断续器的结构小。此外,由于电极材料的耐熔接性能改善,可以使用于进行真空断续器的开/闭动作的操作机构小,由此有助于使真空断路器具有小尺寸。
认为存在至少下述的两个在Cu-Cr-耐热元素-低熔点金属系电极材料中产生空孔的因素。第一个因素是残留的Cr与Mo在烧结电极时通过固相扩散而反应以产生空孔。由于固相扩散倾向于在较高的烧结温度下发生,因此认为扩散在较高的烧结温度下进行。此外,第二个因素是低熔点金属的添加使得低熔点金属在烧结时穿入Cu/Cr或Cu/Mo的晶粒间界中以干扰烧结并且具有在晶粒间界产生空孔的倾向。例如,Te具有445℃的低熔融温度并且在电极材料的烧结时熔融。因此,倾向于产生空孔。即,添加低熔点金属时,首先烧结没有顺利地进行,并且倾向于在晶粒间界处产生空孔。因此,在含有低熔点金属的电极材料中,认为电极材料中空孔的产生不仅由于第一个因素而且由于第二个因素而变得显著。因此,如根据本发明的实施方式的电极材料制造方法和电极材料那样,通过将烧结温度限制在1010℃或更高且低于1038℃的温度,可以以高填充百分率实施烧结,同时抑制Mo-Cr扩散和低熔点金属的挥发。
在本发明的电极材料制造方法中,抑制主烧结时Cr与Mo(即,耐热元素)的扩散反应,由此减少空孔并且改善填充百分率。因此,认为在使用Mo完全溶于Cr的完全固溶体粉末的情况下不能获得本发明的有利效果。但是,在以Cr大于Mo的重量比混合在一起的Mo粉末与Cr粉末之间的固溶体中,并不容易制造Mo的完全固溶体。因此,在通过以Cr大于Mo的重量比将Mo粉末和Cr粉末混合来形成MoCr固溶体的情况下,认为得到的MoCr固溶体粉末不是Mo和Cr的完全固溶体(其他耐热元素也类似)。例如,在实施例1的电极材料的焙烧步骤S2的处理条件下没有形成Mo的完全固溶体。此外,在增加Cr的比例的情况下,Cr之间的烧结反应倾向于在初步烧结时发生。因此,认为Mo的完全固溶体的形成困难。
以上通过示出本发明的优选的方式从而进行了实施方式的解释,但本发明的电极材料制造方法和电极材料并不限于这些实施方式。在不损害本发明的特征的范围内能够适当地改变设计,并且具有改变的设计的实施方式也属于本发明的技术范围。
例如,MoCr固溶体粉末并不限于通过预先烧结Mo粉末和Cr粉末、然后粉碎和分级而制造的固溶体粉末,但可以使用以Cr大于Mo的重量比含有Mo和Cr的MoCr固溶体粉末。此外,通过将例如累计50%为80μm或更小的粉末用于MoCr固溶体粉末,可以制造耐电压性能优异的电极材料。
Claims (7)
1.一种电极材料的制造方法,包括:
将Cr与耐热元素的固溶体粉末、Cu粉末和低熔点金属粉末混合,由此得到混合粉末,所述固溶体粉末以所述Cr大于所述耐热元素的重量比含有所述Cr和所述耐热元素;和
在1010℃或更高且低于1038℃的温度下烧结通过压制所述混合粉末制备的成型体。
2.根据权利要求1所述的电极材料的制造方法,其中所述固溶体粉末通过将耐热元素粉末和Cr粉末的混合粉末焙烧以得到烧结体、然后将所述烧结体粉碎来制备,并且
其中所述耐热元素粉末具有10μm或更小的中值粒径。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的电极材料的制造方法,其中所述固溶体粉末通过将耐热元素粉末和Cr粉末的混合粉末焙烧以得到烧结体、然后将所述烧结体粉碎来制备,并且
其中所述Cr粉末的中值粒径大于所述耐热元素的中值粒径且为80μm或更小。
4.根据权利要求1至权利要求3中任一项所述的电极材料的制造方法,其中所述Cu粉末具有100μm或更小的中值粒径。
5.根据权利要求1至权利要求4中任一项所述的电极材料的制造方法,其中将所述固溶体粉末分级以具有200μm或更小的粒径,然后将分级的所述固溶体粉末与所述Cu粉末和所述低熔点金属粉末混合。
6.一种电极材料,包括39.88-89.96重量%的Cu、4.99-47.98重量%的Cr、1.99-29.99重量%的耐热元素和0.05-0.30重量%的低熔点金属,
其中,所述电极材料通过下述制备:将Cr与耐热元素的固溶体粉末、Cu粉末和低熔点金属粉末混合,由此得到混合粉末,所述固溶体粉末以所述Cr大于所述耐热元素的重量比含有所述Cr和所述耐热元素;压制所述混合粉末;然后在1010℃或更高且低于1038℃的温度下烧结。
7.一种真空断续器,其中可动电极或固定电极装备有根据权利要求6所述的电极材料作为电极接点。
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