CN1097824C - 触点材料 - Google Patents

触点材料 Download PDF

Info

Publication number
CN1097824C
CN1097824C CN99100918.5A CN99100918A CN1097824C CN 1097824 C CN1097824 C CN 1097824C CN 99100918 A CN99100918 A CN 99100918A CN 1097824 C CN1097824 C CN 1097824C
Authority
CN
China
Prior art keywords
same
tic
arc
reignition
reference examples
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN99100918.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1222741A (zh
Inventor
奥富功
山本敦史
大岛严
关经世
本间三孝
草野贵史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Publication of CN1222741A publication Critical patent/CN1222741A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1097824C publication Critical patent/CN1097824C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/0203—Contacts characterised by the material thereof specially adapted for vacuum switches
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
    • Y10S428/923—Physical dimension
    • Y10S428/924—Composite
    • Y10S428/926—Thickness of individual layer specified
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10S428/922—Static electricity metal bleed-off metallic stock
    • Y10S428/9265—Special properties
    • Y10S428/929—Electrical contact feature
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/1216—Continuous interengaged phases of plural metals, or oriented fiber containing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014—All metal or with adjacent metals having metal particles
    • Y10T428/1216—Continuous interengaged phases of plural metals, or oriented fiber containing
    • Y10T428/12167—Nonmetal containing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12458—All metal or with adjacent metals having composition, density, or hardness gradient
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12493—Composite; i.e., plural, adjacent, spatially distinct metal components [e.g., layers, joint, etc.]
    • Y10T428/12771—Transition metal-base component
    • Y10T428/12861—Group VIII or IB metal-base component
    • Y10T428/12903—Cu-base component
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12993—Surface feature [e.g., rough, mirror]

Landscapes

  • High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
  • Contacts (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

公开了一种触点材料，其中含有平均粒径为0.1～9μm且含量为30～70体积%的TiC、V和VC中至少一种物质组成的耐弧成分，相对于耐弧成分含量为0.005～0.5重量%、换算成球形的直径为0.01～5μm并以非固溶态或非化合态存在的C，以及余量Cu组成的导电成分。

Description

触点材料
本发明涉及电流截断特性和耐电压特性优良的触点材料。
例如真空管的触点，是由除了满足耐熔敷性、耐电压性和截止特性为代表的三项基本条件之外，还能使截断特性、耐消耗性、接触电阻特性和温升特性等保持高水平的各种材料制成的。
但是，上面要求的各特性因大都需要使用一般具有互为相反性质的材料，而不能由一种元素充分满足。因此，现状是通过材料复合或材料包覆等，开发适合于大电流截止、高耐电压和低截止等各种特定用途使用的触点材料，以期发挥出优良的特性。
满足广泛使用的真空截止器三项基本要求的大电流截止用已知触点材料，例如Bi和Te之类熔敷防止成分含量低于5重量％的Cu-Bi合金和Cu-Te合金(参见特公昭41-12131和特公昭44-23751号公报)。在Cu-Bi合金中晶粒边界析出的脆性Bi，以及在Cu-Te合金中晶粒边界和晶粒内析出的脆性Cu2Te，都会使合金本身脆化，因产生低熔敷跳闸力而具有优良的大电流截止特性。例如使这种合金中Bi含量达到10重量％的触点，因具有适当蒸汽压特性而能够发挥优良的电流截断特性(参见特公昭35-14974号公报)。满足同样三项基本要求的耐高压和大电流截止用已知触点材料，有Cu-Cr合金。与上述Cu-Bi合金和Cu-Te合金相比，这种合金因组成中各成分之间蒸气压差小而有能发挥均一性的优点，是使用性能优良的触点材料。
此外，对于近来高可靠性化和小型化的真空截止器来说，必须进一步改善电流截断特性和耐电压特性(再起弧特性)。
首先，利用真空中电弧的扩散性在高真空下进行电流截断(或电流通断)的真空管的触点，由相对设置的固定触点和移动触点这两个触点构成。将真空管毫无顾虑地置于电机之类电感性电路中进行电流截止(截断)时，会产生过分异常的瞬态电压，有时会对负载电机的绝缘性产生影响。这种异常瞬态电压的产生原因是，真空下作小电流截止(截断)时，因低电流侧产生的截断(截止)现象(交流电电流波形尚未达到自然零点时强制进行电流截止的现象)，或高频消弧现象而引起的。异常瞬态电压值Vs，与电路的瞬时阻抗Zo和截断(截止)电流值Ic成正比。因此，必须采用降低截断电流值Ic的方法，作为抑制和降低异常瞬时电压值Vs的一种手段。其中，可以利用Ag-WC合金作为满足此项要求的有益的触点合金之一。
这种低截断性触点材料，已知有因WC的热电子发射作用和银的适当蒸气压之间具有协同作用而能够发挥低截断特性的Ag-WC合金(含银40％)(参见特愿昭42-68447)。而且，采用耐弧成分材料的颗粒直径(例如WC的粒径)处于0.2～1μm范围内的触点材料，可以使截断电流特性显示出有效改善的结果(参见特开平5-61338)。此外，还知道其中WC-Co颗粒距离处于0.3～3μm范围内的另一种触点材料，这种材料电弧阴极点的移动度良好，而且还能提高大电流截止特性(参见特开平4-206121)。
其次，对于真空截止器来说，电流截止后有时在真空管内产生飞弧，会诱发触点间再次处于导通状态(其后放电终止)的现象。这种现象叫做再起弧，再起弧的发生机理目前尚未查明，当电路一旦处于电流截止状态后迅速变成导通状态的情况下，容易产生异常过电压。即使对于搭载有电流截止特性优良的Ag-WC合金的截止器而言，通过使电容器组截止和产生再起弧的试验，也可以观察到极大过电压和过大高频电流的产生，所以人们期待着研制一种能够抑制Ag-WC合金再起弧现象发生的技术。Ag-WC合金再起弧现象的发生机理目前虽然尚未搞清，但是本发明人等通过实验观察发现，再起弧现象在真空管内触点和触点之间，触点与电弧屏蔽罩(ア-クシ-ド)之间发生的频度相当高。因此，本发明人等查明了例如触点起弧时抑制突发性气体排出的技术、触点表面形态最佳化技术等一些极有效地抑制再起弧现象发生的技术，就抑制再起弧的发生作出了贡献。也就是说，研究了Ag-WC合金加热过程中排出的气体总量、气体种类和排出形态，详细观察了它们与再起弧发生之间的关系，结果发现在接近熔点温度下于极短时间内以脉冲形式突发性排出气体多的触点，再起弧发生率也高。因此，通过改善烧结技术，即通过在高于Ag熔融温度下加热等，来事先排除Ag-WC合金中突发性气体排出的因素，并抑制Ag-WC合金中孔隙和组织的偏析，可以减少再起弧现象的产生。但是对于近年来出现的进一步抑制再起弧的要求来说，除了认识到尚需改善的必要性之外，其他措施的开发也日渐重要起来。近年来出现的显著趋势是，用户对适当扩大到电抗线圈电路和电容器电路上使用条件的要求越来越苛刻，负载也逐渐多样化，要求低截止特性Ag-WC合金同时具备更低截断特性和更低再起弧特性，而且这种要求越来越高，所以触点材料的开发和改进伴随着这些要求而成为当务之急。据认为，当电容器电路中施加相当于通常的两倍、三倍电压时，因电流截止和电流通断使触点表面出现显著损伤，结果导致表面皱裂和脱落性消耗，因而引发再起弧现象发生。因此，降低触点材料的消耗也十分必要。然而再起弧现象，尽管从提高制品可靠性的角度来看是必要的，但是对于未来的防止技术，即其发生的直接原因目前尚未查明。
作为低截断型触点材料，相对于上述Cu-Bi合金、Cu-Te合金和Cu-Cr合金而言，虽然应当优先使用Ag-WC合金，但是相对于针对低截断化和低再起弧化的强烈要求而言尚不能说是完美的触点材料，考虑到这一点希望同时进一步具备这两种特性。也就是说，迄今为止即使优先使用Ag-WC合金作为低截断型触点材料，但是在伴有更苛刻高压区和冲流的电路中，也能观察到相当量再起弧现象发生。因此人们希望开发出一种能够使上述三项基本要求保持在一定水平上，而且特别是同时具有低截断特性和再起弧特性的触点材料。
本发明目的在于提供一种兼备电流截断特性和再起弧特性的触点材料。
为了达到上述目的，本发明要点在于所说的触点材料中含有平均粒径为0.1～9μm且含量为30～70体积％的TiC、V和VC中至少一种耐弧成分，相对于耐弧成分含量为0.005～0.5重量％、换算成球形时直径为0.01～5μm且呈非固溶态或非化合态的C，以及余量Cu组成的导电成分。
然而，如上所述，虽然可以使用Ag-WC合金作为低截断特性触点材料，制成能够发挥稳定特性的触点，但是有必要进一步同时改善上述截断特性和再起弧特性。对于近来的截止器同时改善这两个特性时，特别是在特定通断次数后能够维持该低数值以及降低其波动幅度都是极为重要的。
对本发明的Cu-TiC-C系触点施加外磁场(例如纵向磁场技术)截止电流的情况下，因截止产生电弧停留、集中在电弧电压低的部分，在触点电极表面上移动。利用这种方法保持低截断特性后将使再起弧几率降低。也就是说，因为电弧容易在触点电极表面上移动，所以可以促进电弧的扩散，使处理截止电流的触点电极面积显著增加，电弧的停留和集中现象得以缓解，结果能够阻止触点电极局部出现异常蒸发现象，而且表面皱裂现象也得以减轻，因而抑制再起弧现象。
但是，当截止电流超过一定数值时，电弧停留在不能预测的某点或数点处造成异常熔化并导致截止极限。而且，异常熔化时Cu-TiC-C系触点材料瞬时蒸发形成的金属蒸气，显著损害断开过程真空截止器的绝缘恢复性，使截止极限进一步恶化。此外，异常熔化现象形成的巨大熔滴使触点电极表面产生皱裂，导致耐电压特性降低和再起弧发生率增大，引起材料异常消耗。由于完全不能预测这些现象成因的电弧，会停留在触点电极表面上何处，如上所述，所以希望触点具有的表面条件能够使形成的电弧移动扩散而不致停留。
所需的这种条件是，使本发明Cu-TiC-C系合金中的TiC和C含量最佳化，同时使C的粒度最佳化。这样一来，除了使有效抑制再起弧的TiC粒子和C粒子之间的密合强度得以提高之外，还能够使触点材料中Cu和TiC组织均一。结果不仅能够控制起弧时优先选择性蒸发飞散的Cu量使之减少，而且还能够抑制触点表面因起弧时的热冲击和再起弧造成的、明显有害的龟裂现象发生，此外也能使TiC粒子的飞散脱落现象减少。特别是使非固溶态下或非化合态下的C量最佳化到占TiC量的0.005～0.5重量％，并将其粒度限制在0.01～5μm以下(换算成球形的直径)。这种触点合金组织能使再起弧特性的劣化程度最小，并能提高截断特性和稳定性。
以上主要是以Cu-TiC-C作为代表例加以说明的，但是对于Cu-TiC-Co合金、Cu-TiC-Fe合金和Cu-TiC-Ni合金而言，C以预定条件存在也具有相同的趋势和效果。
按照本发明人等的实验，因Cu-TiC中C含量和粒度的最佳化而使合金组织中Cu、TiC和C分布的均匀性以及Cu、TiC和C之间的相互密合强度得以改善和提高，因此即使起弧后也能减少有损于再起弧造成的巨大熔融痕迹和飞散损伤，同时还能显著抑制再起弧触点表面出现的皱裂现象，因而有利于提高耐电弧消耗性。耐电弧消耗性的提高使触点表面平滑，即使多次通断后也能使截断特性和再起弧特性的波动幅度降低。这种协同作用不但使截断特性得以提高，而且还能抑制Cu-TiC合金再起弧的发生频度并提高耐消耗性。
按照预定比例存在于Cu-TiC中的C，优选处于非固溶态下或非化合态下，否则(C处于非固溶态或非化合态下)多次通断后，截断特性的稳定性，尤其是其波动性具有加大的趋势。而且，多次通断后再起弧发生率也产生很大波动。如上所述，虽然再起弧现象发生机理目前尚不清楚，但是本发明人等的实验表明，再起弧现象以相当高的频度发生在真空管内的触点之间和触点与电弧屏蔽罩之间。因此，本发明人等例如采用抑制触点起弧时排出的突发性气体并使触点表面状态最佳化等手段，证明是抑制再起弧的极为有效的技术，使再起弧发生次数大幅度降低。但是，对于近年来对于真空管提出耐高电压、大电流通断和小型化等项要求而言，仅仅对触点进行上述改进显然已经不够了，还必须进行其它最佳化改进。
本发明人等利用再起弧模拟试验对再起弧原因做了详细分析研究，结果发现再起弧与触点材料直接相关，与电极结构和屏蔽罩等设计有关，而且与暴露在意外高电压等外部电条件和机械条件等也有关。本发明人等将陶瓷绝缘容器外管、触点、电弧屏蔽罩、金属盖体、导电件、密封件、波纹管等各种结构零件安装在适当真空管内或自其中取出，对这两种情况进行了模拟再起弧发生实验，实验后发现直接起弧的触点组成、材质及其状态和制造条件等对再起弧的发生都有重要关系。还特别发现，因为Cu-Bi合金、Cu-Te合金和Cu-Cr合金材料是脆性的，投入后因截止的冲击作用而向电极空间排出和飞散出许多微小金属颗粒，与之相比具有更高硬度和更高熔点的Cu-TiC合金是有利的。更重要的发现是，即使相同的Cu-TiC合金向电极空间排出和飞散出微小金属颗粒的程度也有所不同。Cu-TiC合金的制造过程中，尤其是触点精加工表面等的表面光洁度越平滑越好，而且烧结温度越高越有利于抑制再起弧发生。
这种观察还表明了改善Cu-TiC合金的必要性和抑制再起弧的可能性。因此本发明人等认为，在Cu-TiC合金中加入按预定条件存在的Fe作为辅助成分，有利于减少投入时和截止时的冲击产生微小金属颗粒的排出和飞散现象。投入和截止后触点表面上通常会产生许多细小突起(凹凸)而且其中一部分会飞散或脱落，但是由于本发明Cu-TiC中存在的Fe，能使Cu与TiC的结合强度和极小面积内延展性(延伸率)得到改善，使微小凹凸现象的发生减少，同时能使微小凹凸的端部在一定程度上变成球形。从而使触点表面的电场强化系数β，从100以上降低到100以下。因Cu-TiC中存在的C和Fe而改善电场强化系数β的优点，也使触点表面的表面平均光洁度(Rave.)同时得到改善。在以上Cu-TiC合金制造过程中，当将烧结、溶液浸渗条件与[Cu.TiC]混合粉末的粉碎、分散及混合条件加以组合来制造真空管用触点，并观察这种触点的再起弧发生状况时，实验表明：保持高硬度和高熔点的Cu-TiC合金中，对于混合条件、组织状态和烧结技术同时进行最佳化，有利于抑制再起弧现象发生。混合条件最佳化时，下面制法例1～5中记载的原料粉末[Cu]和[TiC]和[C]均匀混合法，以及同时使原料粉末[Cu]和[TiC]一边作摇动运动和搅拌运动，一边进行混合的混合法，都是特别有效的。
也就是说，本发明人等观察了再起弧现象的发生时期与Cu-TiC材料状态之间的关系，结果发现以下特征：(1)触点组织及其状态(偏析、均一性)与制造过程，特别是与混合条件的最佳化有关，再起弧现象与电流截止通断的次数无关，是随机发生的；(2)触点表面上附着、吸附的气体和水份的数量与状态，属于事先对触点精加工后的环境管理问题，与直接烧结技术无关，从电流截止通断次数的相对初期开始就可以看到再起弧现象发生。(3)据认为隐藏在触点内部的异物量和状态等触点内部的状态取决于原料粉末的质量(Cu粉、TiC粉的选择)及原料的混合状态，是电流截止通断次数相对后期产生再起弧的原因等等，这说明制造过程的重要性。
从上述现象可以得出，虽然可以看到再起弧现象的发生时期与电流截止次数的进展无关，但是如上述(1)、(2)和(3)中说明的那样，各发生时期的原因是各不相同的。这也可以认为是各真空管产生的再起弧现象不同的一个重要原因。
因此，为了抑制或减轻再起弧各发生期的再起弧现象，得到品质优良状态的原料粉末[Cu]和[TiC]后，必须一边将其粉碎、分散和混合，一边得到均一微细的[Cu.WC]混合粉末，而且重要的一点是存在预定量的C和Fe，这样可以获得使因截止导致触点表面产生微细凹凸不平的现象减少并使微小金属颗粒向电极空间中排出和飞散的数量减少的效果。
以下将详细说明本发明的实施例。
本发明要点在于，在搭载了Cu-TiC系触点的真空管中，存在的辅助成分C具有以下特点：当使C量增加时电流的截止特性大体上提高，而再起弧特性则大体上劣化。为了同时达到使具有这种二律背反关系的真空管中电流截止特性(低截断化及其稳定化)和缓和再起弧现象的目的，使Cu-TiC中存在的C处于非固溶态下或非化合态下，并将其数量控制在占TiC量的0.005～0.5重量％范围内，同时使其在触点中存在的粒度(换算成球形的直径)处于0.01～5μm范围内，利用这种方法可以获得上述效果。因此，Cu-TiC系触点材料中C的平均粒径、数量及其分散度就成为关键。
以下说明显示本实施例效果的评价条件和评价方法。
(1)截断特性
将直径20毫米、厚4毫米，一面是平面，另一面是50毫米R的预定触点，安装在拆卸式截断电流试验用真空截止装置中。将其排气到10-3帕，触点表面经过烘烤和放电时效净化后，以0.8米/秒的断开速度将此装置断开。使50Hz、有效值44A的电路电流流经LC电路，与触点串联连接同轴型分流器，观测电路通断初期(1～100次通断)和后期(19900～20000次通断)分流器的电压降，由此求出截断电流值。其中，观测结果是以实施例2中截断电流的平均值为1.0求出的相对值。这种截断电流值越小而且波动范围也越小，截断特性越好。
(2)再起弧特性
将直径30毫米、厚5毫米的圆盘形触点安装在可拆卸式真空管中，经6KV×500A的电路，测定了1～1000次截止和1001～20000次截止时再起弧的发生频度，考虑了两台截止器(六只真空管)的波动值后的结果示于表1之中。当安装触点时，只进行烘烤加热(450℃×30分钟)，而使用焊料时未进行加热。其中，测定结果用考虑了误差的六只真空管的上限均值和下限均值表示。这种再起弧发生的频度越小而且误差范围越小，再起弧特性越好。
(3)耐电弧消耗性
将各触点安装在装卸式真空截止装置上，使触点电极表面的烘烤、电流、电压时效和断开速度固定一致后，计算7.2kV和4.4kA下1000次截止前后因表面凹凸损失的重量，然后以实施例2的数值为1进行相对比较。
(4)触点制造方法实例
以下说明本实施例所用触点材料制造方法的一种实例。
如果要区分这种触点材料的制造方法，则可以分为向由Ti和C构成的骨架材料中使Cu溶解渗入的溶液浸渗法，以及按照预定比例将TiC、C粉和Cu粉混合后，对混合粉末进行烧结或成形烧结的烧结法。
本实施例是在制造再起弧发生率触发器之一使用的Cu-TiC合金中，利用C的存在状态(非固溶态或非化合态)及其数量最佳化的方法，使之同时具有截断特性和再起弧特性的，所以制约Cu-TiC合金中C存在状态的Cu-TiC合金制造方法也是很重要的。
也就是说，适于实施本发明使用的TiC粉，例如通过控制热处理温度和时间以及气氛气体，来调整非固溶态或非化合态下的C量和粒径，同时选择处于化学计算量(TiC0.7)范围内的TiC。作为显著微量C(非固溶态或非化合态)数量的控制方法，也可以利用上述的热处理TiC粉方法之外的方法，例如使某种有机物与TiC一起热分解时，在TiC表面上分解析出的C。此外，也可以采用在TiC表面上附着C溅射膜后以其作为原料TiC的方法。
这种Cu-TiC合金中C(非固溶态或非化合态)的数量和粒度，具有随着其增多而使再起弧发生率加大(特性降低)的趋势。其中，Cu-TiC合金中的TiC总量，也具有随着其增多而使再起弧的发生率加大(特性降低)的趋势。
对于Cu-TiC合金的制造方法而言，与TiC量和Cu量相比，因为C量极少，所以重要的课题是具有优良的均质混合性。作为获得所说的均质混合性的方法，本发明中采用的方法是：从最终需要的TiC量(30～70体积％)中取出极少量TiC和C粉(优选相似体积的)混合(必要时，补加Bi、Sb和Te中至少一种元素。而且Fe、Co、Ni和Cr也可以同样处理)得到第一次混合粉(必要时，将其混合n次)。再将此第一次混合粉(或第n次混合粉)与其余TiC粉混合，最终得到处于极为良好混合状态下的[TiC，C]粉。将此[TiC，C]粉与预定量Cu粉混合后，在氢气氛中(也可以在真空中)，例如在930℃温度下烧结和加压组合处理一次或数次，利用这种方法制造Cu-TiC-C触点材料(或Cu-TiC-Co-C、Cu-TiC-Fe-C、Cu-TiC-Ni-C、Cu-TiC-Co-Fe-C和Cu-TiC-Co-C-Bi触点材料等)，以下以Cu-TiC-C为代表，加工制成预定形状后作为触点使用(制造方法例1)。
作为其它合金化的方法，与上述相反，从最终必须的Cu量中取出极少量一部分Cu与C粉(优选以相似体积)混合(必要时，补加Bi，而且Fe、Co、Ni和Cr也可以同样处理)得到第一次混合粉(必要时，将其重复到第n次混合)。将此第一次混合粉(或第n次混合粉)与其余Cu粉再次混合，最终得到处于极为良好混合状态下的[Cu，C]粉。将此[Cu，C]粉与预定量TiC粉(最终必须的TiC量)混合后，在氢气氛中(也可以在真空中)，例如在940℃温度下烧结和加压组合处理一次或数次，利用这种方法制造了Cu-TiC-C触点材料或Cu-TiC-C-Bi触点材料(制造方法例2)。
作为其它制造方法，在1200℃温度下将按照上述方法制造的第n次混合[TiC，C]粉或[TiC，Co，C]粉烧结制成具有预定孔隙率的[TiC，C]骨架材料，例如在1150℃温度下于所说骨架材料的空隙中溶解浸渗Cu(必要时，补加Bi)，利用这种方法制造了Cu-TiC-C触点材料或Cu-TiC-C-Bi触点材料(制造方法例3)。
此外其他合金化方法，是在1500℃温度下将[TiC，C]粉或[TiC，Co，C]粉烧结制成具有预定孔隙率的骨架材料，例如在1150℃温度下于所说骨架材料的空隙中溶解浸渗Cu，利用这种方法制造了用于其他用途的Cu-TiC-C触点材料(制造方法例4)。
另外的合金化方法是，使用离子镀装置的物理方法或使用球磨机装置的机械方法，在Ti粉表面上包覆C(根据需要也可以同时包覆Bi)后得到C包覆的Ti粉，将此C包覆的Ti粉与Cu粉(根据需要也可以同时加入Bi)混合后，在氢气氛中(也可以在真空中)例如在1050℃温度下烧结和加压组合处理一次或多次，制造了Cu-TiC-C触点材料或Cu-TiC-C-Bi触点材料(制造方法例5)。
还有一种合金化方法，特别是在Cu粉、TiC粉和C粉的均匀混合方法中，采用同时进行摇动运动和搅拌运动的方法是有益的。利用这种方法没有一般使用丙酮之类溶剂时看到的混合粉结块或凝聚的现象，所以还能提高操作性。而且，在混合操作中，如果搅拌容器作搅拌运动的搅拌数R与使容器作摇动运动的摇动数S之比R/S大约处于10～0.1左右这一优选范围内，则将带来这样的特征，即在粉碎、分散、混合过程中对粉末的能量输入将处于优选范围内，而且能够降低混合操作过程中粉末的变质和污染程度。在利用传统的混合机等进行混合、粉碎时虽然对粉体也具有挤压粉碎作用，但是在同时进行摇动运动和搅拌运动的本方法中，由于所说的R/S大体分布在10～0.1范围内，所以粉末之间形成一种互相缠绕式的混合，因具有良好的透气性而能提高烧结性，可以得到质量优良的成形体或烧结体。此外，因无需超过需要的额外能量输入而不会使粉体变质。若使用这种状态的混合粉作为原料，则烧结和溶解浸渗后的合金可以低气体化，从而提高截止性能和再起弧特性的稳定性(制造方法例6)。
对于Cu-VC-C合金来说也可以选择相同的制法。
在本实施例中由于适当采用了这些方法，所以无论选择哪种技术都能够得到具有本发明效果的触点材料。
以下将评定条件汇集在表1和2中，将结果汇集在表3和4中。表1
条件实施例对照例                             触点组成(Cu及TiC体积％，其它是相对TiC量的重量％)              平均粒径(μm)
          主成分               辅助成分     TiC   Co FeNi Cr   非固溶态或非化合态下C的粒径，聚集体
  Cu(体积％)   TiC(体积％)  非固溶态或非化合态下的C量   Co   Fe   Ni   Cr
对照例1实施例1同上2同上3对照例2 残留同上同上同上同上 2030507080   0.05同上同上同上同上 0.9同上同上同上同上   无同上同上同上同上 无同上同上同上同上 无同上同上同上同上   1.3同上同上同上同上 Co：1：5同上同上同上     0.05同上同上同上同上
  同上3实施例4同上5对照例4 同上同上同上同上 50同上同上同上   0.005以下0.0050.51.5 同上同上同上同上 同上同上同上同上 同上同上同上同上 同上同上同上同上   同上同上同上同上 同上同上同上同上     同上同上同上同上
实施例6同上7同上8对照例5 同上同上同上同上 同上同上同上同上   0.05同上同上同上 00.25.010.0 同上同上同上同上 同上同上同上同上 同上同上同上同上   同上同上同上同上   0同上同上同上     同上同上同上同上
实施例9同上10同上11 同上同上同上 同上同上同上   同上同上同上 无同上同上 0.5无同上 同上0.5无 同上同上0.5   同上同上同上 同上同上同上     同上同上同上
对照例6实施例12同上13同上14同上15对照例7 同上同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上同上   同上同上同上同上同上同上 0.9同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上同上 无同上同上同上同上同上   0.01以下0.010.11.05.010.0 同上同上同上同上同上同上     同上同上同上同上同上同上
实施例16同上17同上18同上19对照例8 同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上   同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上   1.3同上同上同上同上 Ni：5Fe：10Cr：0.1Cr：2.0Cr44.0     同上同上同上同上同上
实施例20同上21同上22同上23对照例9 同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上   同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上 同上同上同上同上同上   同上同上同上同上同上 Co：5同上同上同上同上     0.010.11.05.025.0
实施例24同上25对照例10 同上同上同上 同上同上同上   同上同上同上 同上同上同上 同上同上同上 同上同上同上 同上同上同上   同上同上同上 同上同上同上     0.05同上同上
实施例26对照例11 同上同上 同上同上   同上同上 同上同上 同上同上 同上同上 同上同上   同上同上 同上同上     同上同上
  同上12实施例27 同上同上 同上同上   同上同上 同上同上 同上同上 同上同上 同上同上   同上同上 同上同上     同上同上
  同上28同上29对照例13 同上同上同上 同上同上同上   同上同上同上 同上同上同上 同上同上同上 同上同上同上 同上同上同上   同上同上同上 同上同上同上     同上同上同上
表2
条件实施例对照例 Cu-Tic合金中形成碳化物的TiC形态     C粒子的分散度(最接近的C粒子间隙)               接触面(具有触点材料功能的组成范围)
最接近的二个粒子的间隙L大于小粒子的直径dL＞d；X大于等于        L≥d；Y小于            L＜d；Z   厚度(mm)   表面平均光洁度(Rave.)(μm)
对照例1实施例1同上2同上3对照例2   Ti CL oo同上同上同上同上     XX同上同上X～Y   3同上同上同上同上     0.3同上同上同上同上
  同上3实施例4同上5对照例4   同上同上同上同上     X同上同上同上   同上同上同上同上     同上同上同上同上
实施例6同上7同上8对照例5   同上同上同上同上     同上同上同上同上   同上同上同上同上     同上同上同上同上
实施例9同上10同上11   同上同上同上     同上同上同上   同上同上同上     同上同上同上
对照例6实施例12同上13同上14同上15对照例7   同上同上同上同上同上同上     同上同上同上同上同上同上   同上同上同上同上同上同上     同上同上同上同上同上同上
实施例16同上17同上18同上19对照例8   同上同上同上同上同上     同上同上同上同上同上   同上同上同上同上同上     同上同上同上同上同上
实施例20同上21同上22同上23对照例9   同上同上同上同上同上     同上同上同上同上同上   同上同上同上同上同上     同上同上同上同上同上
实施例24同上25对照例10   Ti C 0.95Ti C 0.70Ti C 0.55     同上同上同上   同上同上同上     同上同上同上
实施例26对照例11   Ti C 1.00同上     YZ   同上同上     同上同上
  同上12实施例27   同上同上     X同上   0.050.3     同上同上
  同上28同上29对照例13   同上同上同上     同上同上同上   3同上同上     0.0510.036.0
表3
条件实施例对照例    切断50Hz、有效值44A的电路截断特性                        再起弧发生率(％)
   1～100次通断时的截断特性   19,900～20,000次通断时的截断特性 将6kV×500A电路截止1000次时再起弧产生的频度，二台截止器(六只真空管的下限平均值和最大值均值(X10-3(％)) 将6kV×500A电路截止2000次时再起弧产生的频度，二台截止器(六只真空管的下限平均值和最大值均值(×10-3(％))
平均 最大   平均 最大
对照例1实施例1同上2同上3对照例2   1.61.11.00.90.7   2.11.41.351.00.9   1.951.451.31.151.05   2.551.551.451.21.15     14～280.6～30.2～0.80.8～426～55     35～7.370.9～1.80.3～0.60.2～2.528～62
  同上3实施例4同上5对照例4   1.21.050.950.8   1.41.31.31.3   1.51.251.151.1   2.151.551.41.15     12～180.4～20.7～354～69     12～320.6～1.80.6～2.444～77
实施例6同上7同上8对照例5   0.950.81.31.75   1.31.21.52.8   1.21.11.42.4   1.41.31.63.9     0.4～0.60.4～1.40.6～1.48～32.6     0.6～1.00.7～1.60.9～1.810～46
实施例9同上10同上11   1.81.81.85   1.21.21.35   1.11.11.25   1.251.21.44     0.3～0.60.4～0.60.4～0.6     0.4～0.90.4～0.80.5～0.9
对照例6实施例12同上13同上14同上15对照例7   0.90.90.951.051.21.35   1.01.01.151.251.71.65   -1.21.31.41.551.6   -1.31.451.61.85.2     大量生产触点时材料0.1～0.40.1～0.60.2～0.60.3～0.98～21 质量的稳定性差0.2～0.40.3～0.60.4～0.60.5～0.98～28
实施例16同上17同上18同上19对照例8   1.11.11.150.952.2   1.551.551.651.22.8   1.41.41.41.51.95   1.71.71.61.73.6     0.4～0.60.4～0.60.4～0.60.2～1.212～28     0.4～0.80.6～0.80.6～1.00.4～1.218～34
实施例20同上21同上22同上23对照例9   0.80.90.90.90.9   1.01.051.31.552.45   1.151.21.31.553.0   1.21.31.451.755.05     0.1～0.20.2～0.90.3～1.00.4～1.230～54     0.1～0.30.4～1.20.5～1.60.6～1.838～56
实施例24同上25对照例10   1.01.21.4   1.351.651.85   1.31.652.4   1.451.74.8     0.2～0.80.3～1.02.6～5.8     0.2～1.20.4～1.62.8～7.4
实施例26对照例11   1.051.3   1.451.55   1.51.5   1.63.85     0.2～1.05～12     0.2～1.26～22
  同上12实施例27   1.01.0   1.11.1   -1.25   -1.35     通断过程中0.2～0.8     触点龟裂、破坏0.3～0.6
  同上28同上29对照例13   1.01.21.3   1.11.551.8   1.31.31.4   1.41.453.0     0.1～0.40.25～0.66.4～18.8     0.2～0.50.3～0.810.4～20.2
表4
     耐消耗性试验                         备注
    条件实施例对照例   使7.2kV、4.4kV电路截止1000次时的重量损失(以实施例2为1.0时的相对值)     材料状况(评价试验后用显微镜观察表面时的发现) 综合评定结果良好○不良×
对照例1实施例1同上2同上3对照例2     1.05～1.20.95～1.051.00.95～1.13.6～6.6 C脱落显著 ×○○○×
  同上3实施例4同上5对照例4     0.8～0.90.85～0.951.0～1.13.4～4.6 触点表面上Cu层缺乏TiC凝集、脱落 ×○○×
实施例6同上7由8对照例5     2.6～3.10.9～1.10.95～1.253.9～8.6 Co过剩，C凝集，形成大粒子 ○○○×
实施例9同上10同上11     0.95～1.050.95～1.050.95～1.05 ○○○
对照例6实施例12同上13同上14同上15对照例7     1.05～1.31.1～1.21.1～1.250.95～1.051.8～2.09.05～12.6     一部分评价中止(触点表面上产生Cu缺乏部分) ×○○○○×
实施例16同上17同上18同上19对照例8     1.0～1.11.0～1.11.0～1.10.95～1.110.6～21.8 ○○○○×
实施例20同上21同上22同上23对照例9     0.75～0.90.85～1.01.2～1.351.35～1.7519.6～42.8 C凝集部分和不足部分混合存在 ○○○○×
实施例24同上25对照例10     1.0～1.051.05～1.118.4～24.8 ○○×
实施例26对照例11     1.0～1.14.6～11.2 一部分评价中止 ○×
  同上12实施例27     中止…0.95～1.0 ×○
  同上28同上29对照例13     0.9～1.11.0～1.36.2～20.6 ○○×
以下参照表1-4详细说明本发明的实施例。实施例1～3以及对照例1～2
首先说明截止试验用试验电子管的组装概要。准备将端面的表面平均光洁度研磨到约1.5μm的陶瓷绝缘容器(主要成分Al2O3)，组装之前对此陶瓷绝缘容器进行1650℃温度下的预热处理。
作为密封金属零件，准备一块厚度2mm的42％Ni-Fe合金板。作为焊料，准备一块厚度0.1mm的72％Ag-Cu合金板。
将上述准备的各部件置于被连接件之间(陶瓷绝缘容器的端面和密封金属零件之间)，使之有可能达到气密性密封连接，送入在5×10-4帕真空气氛下使密封金属零件和陶瓷绝缘容器的气密性密封工序中。
使用平均粒径1.3μm的TiC1.0粉，以及其中含有0.05重量％颗粒直径(粒度)0.05μm的C(处于非固溶态或非化合态的C)和0.9重量％颗粒直径(粒度)1～10μm的Co的Cu-TiC合金为原料，按照从上述制造方法1～6中适当选出的方法，制造了含有20～80体积％的TiC-Co-C，余量为Cu的触点材料(实施例1～3以及对照例1～2)。
使用显微镜进行组织观察，从试制试验触点的触点材料中选出非固溶态或非化合态C含量为0.05％的Cu-TiC-C合金。
将这些材料加工成厚度3mm，接触面的表面平均光洁度达0.3μm的预定形状，作为试验片使用，测定了截断特性、再起弧特性、耐消耗性，以实施例2的特性为标准进行比较。其内容示于表中。为方便起见，本实施例中TiC和余量Cu用体积％表示，为了便于操作其它元素用相对于TiC的重量％表示。
当TiC量处于30～70体积％时，截断特性、再起弧发生率和耐消耗性都表现出优良特性(实施例1～3)。
然而，在对于TiC量为20体积％，余量为Cu(对照例1)的Cu-TiC-C合金进行了同样评价后发现，与作为标准的实施例2相比，耐消耗性约为1.05～1.2倍，虽然处于优选范围内，但是进行截断特性评价后发现，在通断初期(1～100次通断)范围内该特性仅有少量降低，而通断后期(19900～20000次通断时)的截断电流值却有二倍左右增加(特性劣化)。此外，再起弧发生率也看到大幅度增加(特性劣化)并出现波动。也就是说，与作为对比对象的实施例2相比，以实施例2中1000次截止时的再起弧发生率为准，对对照例1中再起弧的发生频度进行对比，对照例1中1000次截止时增加到35～70倍(特性降低)，20000次截止时增加到12～116倍(特性降低)。
另一方面，在对于TiC量为80体积％且余量为Cu(对照例2)的Cu-TiC-C合金进行了同样评价后发现，在通断初期(1～100次通断)和通断后期(19900～20000次通断时)的截断电流值，与作为标准的实施例2中特性相比，虽然也表现出同等以上极为良好的特性，但是再起弧发生率和耐消耗性却看到大幅度增加(特性劣化)并出现波动。也就是说，以作为对比对象的实施例2中1000次截止时再起弧发生率为准，对对照例2中的再起弧发生频度进行对比发现，对照例2中1000次截止时增加到70～130倍(特性降低)，20000次截止时大幅度增加到93～103倍(特性降低)。与作为比较对象的实施例2中特性相比，对照例2的耐消耗性(将7.2kV，4.4kA截止1000次后的重量变化)增加了3.6～6.6倍。
显微镜观察结果发现，在Cu不存在的触点表面处，可以看到TiC的聚集和脱落。因此，为了使再起弧特性、截断特性和耐消耗性同时得以改善，当实施例1～3所示的TiC量处于30～70体积％范围内时是十分有效的。实施例4～5以及对照例3～4
上述的实施例1～3以及对照例1～2中，虽然示出了TiC量对非固溶态或非化合态下C量为0.05重量％而且TiC平均粒径(颗粒为球形时的直径)为1.3μm时的影响，但是处于非固溶态或非化合态下C量能够发挥有效作用的，并不限于0.05重量％。
也就是说，选择上述的方法，制造了分别含有0.005重量％以下以及0.005～1.5重量％C量的Cu-TiC-C系合金。
对于C量处于0.005重量％以下的Cu-TiC-C系合金(对照例3)而言，即使比较通断初期(1～100次通断)和通断后期(19900～20000次通断)的截断特性，也显示了优选的截断值和低波动幅度，处于容许范围内，而且触点的耐消耗性也良好；但是对于6kV×500A电路截止20000次时再起弧特性来说，与截止1000次时的场合相比，再起弧发生率显著加大，同时其波动值也大幅度增加，因而不好。
利用显微镜观察表面的方法，对20000次通断的再起弧特性进行评价后发现，在触点表面上大范围分布和存在有轻微的凹凸现象，此现象表示存在因C量不足而引起表面损伤和Cu飞散的痕迹。
与此相比，当上述C量处于0.005重量％～0.5重量％时，截断特性、再起弧特性和耐消耗性都良好。也就是说，对于C量为0.005重量％～0.5重量％的Cu-TiC合金(实施例4和5)来说，显示的再起弧发生频度处于0.4～3％以下的容许范围内。另一方面，对于截断特性而言，处于与实施例2具有相同水平的优选范围内，而耐消耗性相对值也显示处于0.85～1.1的容许范围内，此外截断特性、再起弧特性和耐消耗性相对于通断次数的变化情况，也表明具有稳定性。20000次通断后评价了再起弧特性，然后用显微镜观察触点表面，在触点表面上观察到因C在预定条件下分布的效果而在大范围内呈现比上面对照例3更平滑的状态。
另一方面，对将上述C量制成1.5重量％的Cu-TiC-C系合金(对照例4)进行了同样的评价后发现，截断特性在通断初期(1～100次通断过程中)和通断后期(19900～20000次通断过程中)都能显示良好的截断值，而且波动值也低，因而处于容许范围内，但是使7.2kV×4.4kA截止1000次时触点的耐消耗性，与实施例1～2和对照例1相比显著增大而且触点间的波动也大；此外使6kV×500A电路截止20000次时的再起弧特性，与1000次截止时的情况相比。再起弧发生率显著增大而且波动幅度也增大，因而不好。用显微镜观察20000次通断后评价再起弧特性的触点表面发现，触点表面上存在在大范围内分布和显示Cu飞散挥发痕迹的显著凹凸不平，而且还观察到截止表面上因C的脱落产生的巨大凹凸不平。显微镜观察结果发现，在触点表面上存在Cu的缺乏层以及TiC的凝聚和脱落现象。由此可知，Cu-TiC-C中处于非固溶态或非化合态下的C量，当处于0.005～0.5％范围内时能够发挥作用。
观察结果查明，Cu-TiC-C中的C量即使相同，当预定量C以非固溶态或非碳化物之类化合物形成状态下存在时(本发明)是有利的，即使多次通断后也能维持截断特性，而且再起弧的频度和波动值都小。也就是说，所说的C量中重要的是非固溶态或非化合态下的C量而非总C量。与此相比，C未处于非固溶态或非化合态下的Cu-TiC-C，触点表面上的皱裂随着通断次数的增加而增多，再起弧频度也加大。此外还观察到几个材料之间再起弧的发生频度具有很大差别，触点消耗量也增加。
以上说明，为了同时获得再起弧特性、截断特性和耐消耗性，合金中以非固溶态或非化合态存在的C量，当处于实施例3～4中所示的0.005～0.5％范围内时能够有效发挥作用。实施例6～8以及对照例5
在上述实施例1～5和对照例1～4中，说明了Cu-TiC合金中的Co量规定为0.9％时具有本发明效果，但是能够发挥这种效果的Co量并不限于此。也就是说，对Co量为零、0.2～10.0重量％，TiC为50体积％，余量是Cu的合金(实施例6～8)进行了同样评价后发现，再起弧发生率处于0.4～1.8×10-3％这一优选范围内，特别是比较通断次数为1000次和20000次也没有看到二者间存在明显差别，而且波动也小。
截断特性也处于容许范围内，在通断初期(1～100次通断)为0.8～1.5A，通断后期(19900～20000次通断)为1.1～1.6A，这些数值表明具有良好的截断值的较低波动幅度。
与实施例2相比，耐消耗性也处于0.9～3.1倍范围内。
然而，对Co量为10％、TiC为50重量％和余量是Ag的合金(对照例5)进行了同样的评价后发现，截断电流值大幅度增加(特性劣化)。可以认为，这时由于存在10％的Co使合金本身的导电率增加，并使TiC本身的热电子逸出能降低造成的。此外，以上述实施例2的1000次截止时再起弧的发生频度为准，比较对照例4的再起弧发生频度时发现，对照例3中截止1000次的情况下增加到1.7～3倍(特性降低)，20000次截止时增加了2～3倍。
显微镜观察结果发现，当Co含量超过规定量时，据认为组织中存在过剩量的Co会使组织中的C出现凝聚长大的趋势，而且C的偏析使再起弧发生频度加大。因此，为了获得再起弧特性、截断特性和耐消耗性的平衡，将实施例7中所示的Co量5％作为上限(上述实施例1中所示的Co含量也为零)，这种Cu-TiC触点能够有效发挥作用。实施例9～11
上述实施例6～8和对照例5中，说明了使用Co作为辅助成分的Cu-TiC-C合金的各种特性，即使以Fe、Ni和Cr作为辅助成分进行对比，也能获得与实施例2同等的再起弧特性、截断特性和耐消耗性(实施例9～11)。实施例12～15和对照例6～7
上述实施例1～11和对照例1～5中，说明了将Cu-TiC-C系合金和Cu-TiC-Co-C系合金中TiC颗粒的平均粒径(将颗粒制成球形的直径)定为1.3μm时本发明的效果，但是能够发挥这种效果的平均粒径并不限于此数值上。实施例16～19以及对照例8
在上述实施例1～15和对照例1～7中，说明了为制成性能更好的触点材料，选择粒径1～5μm Co作为辅助成分并进行烧结的实例。本发明中，将TiC粒径定为1.3μm后，即使使用Co以外的Fe、Ni作为辅助成分也能获得同样的效果。也就是说，当以粒径5μm的Ni、粒径10μm的Fe作为辅助成分时，与作为标准的实施例2相比，对于截断特性、再起弧发生率和耐消耗性而言都能获得几乎相同的结果(实施例16～17)。即使选择Cr作为辅助成分，也能获得同样的效果。也就是说，与作为截断特性、再起弧发生率和耐消耗性诸特性标准的实施例2相比，使用0.1～2μm粒径的Cr作为辅助成分也能获得几乎同等的特性(实施例18～19)。
但是以44μm粒径的Cr作为辅助成分进行了同样的评价后发现，对于截断特性而言，与作为比较对象的实施例2相比，在通断初期(1～100次通断)范围内增加二倍(特性劣化)，在通断后期(19900～20000次通断)增加1.5～2.5倍(特性劣化)。而且还看到再起弧发生率大幅度增加，波动值加大。也就是说，以作为比较对象的实施例2中1000次通断时的再起弧发生频度为准，比较对照例8的再起弧发生频度，对照例8中1000次截止下增加35～60倍(特性劣化)，20000次截止下增加56～60倍(特性劣化)。对于耐消耗性(使7.2kV，4.4kA截止1000次后的重量变化)而言，若以实施例2的消耗为1.0，则其耐消耗性达到10.6～21.8倍(对照例8)。
显微镜观察结果发现，对照例8触点表面上的部分Cu，遭受到显著的选择性凹凸损伤。因此，为了获得截断特性、再起弧发生率和耐消耗性的平衡，Cu-TiC-C合金中存在的从Co、Fe、Ni和Cr中选出的辅助成分粒径，应当如实施例16～19以及实施例1～15中所示的那样，处于10μm以下，这样可以使本技术有效的发挥作用。实施例20～23以及对照例9
在上述实施例1～19和对照例1～7中，说明了在Cu-TiC-C系合金中以非固溶态或非化合态存在的C的粒度(C的粒径在C为凝集状态时指聚集体的直径，在C为不定形时以换算成球形时的直径表示)为0.05μm的情况，但是能够发挥本发明效果的粒度并不限于0.05μm。
也就是说，使C的平均粒径为0.01～5μm下进行上述同样评价后发现，截断特性、再起弧发生率和耐消耗性几乎都同样好(实施例20～23)。
但是对于C的平均粒径为25μm、含有50％TiC、5％Co、余量是Cu的合金(对照例10)进行了同样的评价后发现，对于截断特性而言，与作为比较对象的实施例2相比，在通断初期(1～100次通断)增加0.9～1.8倍尚能容许，但是在通断后期(19900～20000次通断)却增加了2.3～3.4倍(特性劣化)。而且还看到再起弧发生率大幅度增加(特性劣化)，而且波动值也加大。也就是说，以作为比较对象的实施例2中1000次通断时的再起弧发生频度为准，与对照例2中再起弧发生频度相比，在对照例9中1000次截止下增加150～67.5倍(特性劣化)，20000次截止下增加123～93倍。对于耐消耗性(使7.2kV，4.4kA截止1000次后的重量变化)而言，若以实施例2的消耗为1.0，则耐消耗特性表现出高达10.6～21.8倍大幅度增加(对照例9)。显微镜观察结果发现，将C的平均粒径定为25μm的对照例9中，触点表面上存在C的聚集和部分脱落现象。上述情况说明，为了同时获得截断特性、再起弧发生率和耐消耗性，实施例20～23中表示的C的平均粒径，当处于0.01～5μm范围内时，可以有效发挥作用。实施例24～25以及对照例10
在上述实施例1～23和对照例1～9中，说明了使用Ti与C之间的化学计量比为TiC1.0的合金具有这种效果，但是能够发挥本发明效果的并不限于TiC1.0。对于TiC0.95和TiC0.70而言也能显示同样效果(实施例24～25)。也就是说，进行了同样的评价后发现，就截断特性来说，与作为比较对象的实施例2相比，在通断初期(1～100次通断)为1.2～1.1倍，即使在通断后期(19900～20000次通断)也处于1.3～1.2倍范围内，表现出可以容许的变化。再起弧特性也以作为比较对象的实施例2中1000次通断时再起弧发生频度为准，与对照例2中再起弧发生频度相比，1000次截止下有1.5～1.3倍，20000次截止下有1.3～2.6倍变化。耐消耗性(使7.2kV，4.4kA截止1000次后的重量变化)以实施例2的消耗为1.0时，耐消耗特性也几乎没有出现变化，数值为1.05～1.1倍，如上所示的那样都能显示出几乎同等良好的特性(实施例24～25)。与此相比，当使用Ti与C之间的化学计量比为TiC0.55的TiC时(对照例10)，就截断特性来说，与作为比较对象的实施例2相比，通断初期(1～100次通断)增加到1.4倍，通断后期(19900～20000次通断)增加到1.8～3.3倍范围内。再起弧特性也以作为比较对象的实施例2中1000次通断时再起弧发生频度为准，与对照例2中再起弧发生频度相比，对照例10中1000次截止下增加到13～7.2倍，20000次截止下增加到9.3～12.3倍。耐消耗性(使7.2kV，4.4kA截止1000次后的重量变化)以实施例2的消耗为1.0时，耐消耗特性也增加到18.4～24.8倍，显示出消耗量大幅度增加(对照例10)。实施例26和对照例11
在本实施例的Cu-TiC-C系触点材料中，TiC量、Ti和C的化学计量形态以及TiC的粒度(平均粒径)对于维持截断特性和再起弧特性来说都显示了重要性。而且Cu-TiC-C系合金中以非固溶态或非化合态存在的C的粒度(C的粒径在C为聚集状态时指聚集体的直径，C为无定形时以换算成球形时的直径表示。)，对于使上述特性同时处于优选范围内也是极为重要的。
但是，利用将本发明中上述的TiC的存在形态(TiC量、Ti和C的化学计量形态以及TiC的粒度)，即不仅是使C的存在形态(C量及C的粒度)，而且还使合金中C的分散度(最接近C颗粒之间的间隔)都控制在优选范围内，能够进一步提高效果和可靠性。
也就是说，作为C的分散度，当最接近两个C颗粒之间的间隔距离L大于两个C颗粒中小颗粒的直径d时，即L＞d时(记作X)，以及当最接近两个C颗粒之间的间隔距离L大于等于两个C颗粒中小颗粒的直径d时，即L≥d时(记作Y)，上述实施例1～25以及对照例1～10中用X或X～Y表示，而本实施例中即使处于Y范围内也显示出好的特性(实施例26)。
但是，C的分散度反之使靠近的两个C颗粒之间的间隔距离L小于等于两个C颗粒中小颗粒的直径d时，即L≤d时(记作Z)，显示出的特性显著降低，因而不好(对照例11)。实施例27和对照例12
上述实施例1～26及对照例1～11中，示出了将试验触点的厚度都一致为3mm时的效果，但是能够显示所说效果的并不限于3mm的触点厚度。也就是说，触点的厚度为0.3mm时可以显示优良的特性(实施例27)。但是，当使合金层厚度达到0.05mm时(对照例12)，在截止特性评价后发现，露出支持部分触点表面的纯Cu层底材而且合金层上也出现龟裂和破碎现象，此外在通断或截止中途触点自台面脱落，因而终止了再起弧特性和耐消耗性的评价。因此，合金层厚度应当处于0.3mm以上。
在Cu-TiC触点的内部方向(垂直方向)上增加Cu量，使此合金层的下部处形成Cu层，这种方法也能改善触点材料的导电率。实施例28～29以及对照例13
上述实施例1～27及对照例1～12中，示出的是将成品触点表面的平均光洁度都加工到0.3μm时的效果，但是能够显示所说效果的并不限于0.3μm触点平均光洁度上。也就是说，使成品触点表面的平均光洁度达到0.05和10μm时也可以显示优良的特性(实施例28～29)。但是，反之将成品接触面的平均表面光洁度加工得极为平滑会产生经济性问题，因而排除在本发明之外。
另一方面，当将接触面进行表面精加工的平均光洁度达到36μm时(对照例13)，对于截断特性来说，与作为比较对象的实施例2相比，通断初期(1～100次通断)为1.2～1.1倍，即使在通断后期(19900～20000次通断)仍为1.0，显示出极为稳定的良好特性。但是就再起弧特性而言，其频度却显著增大，而且波动幅度也变大。也就是说，以作为比较对象的实施例2中1000次通断时再起弧发生频度为准，与对照例13中再起弧发生频度相比，对照例13中1000次截止下增加到32～23.5倍(特性降低)，20000次截止下也增加到35～34倍(特性降低)。消耗量也增加了6.2～20.6倍。
因此，接触面表面精加工的平均光洁度应当处于0.05～10μm范围内。
其中，对于将接触面的平均表面光洁度加工到上述0.05～10μm范围内的接触面施加10kV电压，截止1～10mA小电流，利用这种方法对触点表面进行辅助精加工也能使再起弧特性进一步稳定化。
此外，本发明也可以实施如下。变形例1
上述实施例1～29及对照例1～13中，说明的是使用TiC作为耐弧成分的情况，但是用VC(钒的碳化物)代替部分或全部TiC也能获得完全等同的效果。也就是说，对于使用VC代替实施例2中所示的Cu-50体积％TiC-0.05重量％C(0.9重量％Co辅助成分)的TiC(实施例30)，以及使用VC代替1/2 TiC(实施例31)的试验进行了同样评价，结果发现二者的截断特性如下：通断初期(1～100次通断)为0.9～1.1倍，即使在通断后期(19900～20000次通断)也为1.0～1.2倍，显示出稳定而良好的截断特性和低波动幅度并处于容许的范围内。而再起弧发生率也处于1.2～1.3倍这一良好范围内，尤其是对1000次和20000次截止后进行对比发现，在二者之间未看到显著差异且波动值也小。此外，耐消耗性处于1.1～1.3倍范围内，显示出几乎相同的特性。变形例2
在上述实施例1～29、对照例1～13和变形例1中，主要以Cu-TiC-C系合金为主表示其截断特性、再起弧特性和耐消耗性的评价结果，但是对于特别要求耐熔敷性的真空截止器而言，在此合金中添加0.05～0.5重量％防止熔敷的成分是有效的。也就是说，就实施例2所示的在Cu-50体积％TiC-0.05重量％C合金(含有0.9重量％Co辅助成分)中例如含有0.2重量％Bi的合金(实施例32)而言，在上述同样条件下进行实验后发现，截断特性在通断初期(1～100次通断)为0.8～1.1倍，即使在通断后期(19900～20000次通断)仍处于1.0～1.3倍范围内，显示出稳定而良好的截断特性和低波动幅度，并处于容许的范围内。而再起弧发生率也处于0.9～1.0倍这一良好范围内，尤其是对1000次和20000次截止后进行对比发现，二者之间未看到显著差异，而且波动值也小。此外，耐消耗性处于1.1～1.2倍范围内，显示出几乎相同的特性。
如上所述，按照本发明可以得到一种同时具备电流截断特性和耐电压特性的触点材料，其中含有平均粒径为0.1～9μm且含量为30～70体积％的由TiC、V和VC中至少一种物质组成的耐弧成分，相对于耐弧成分含量为0.005～0.5重量％、换算成球形时粒径为0.01～5μm并以非固溶态或非化合态存在的C，以及余量Cu组成的导电成分。
显然，在上述教导下可以对本发明进行许多附加更改和变化。因此应当理解到，可以在后附的权利要求范围内以与其中特定说明不同的其它方式实施本发明。

Claims (7)

1、一种触点材料，其中含有平均粒径为0.1～9μm且含量为30～70体积％的TiC、V和VC中至少一种物质组成的耐弧成分，相对于耐弧成分含量为0.005～0.5重量％、换算成球形时的直径为0.01～5μm并以非固溶态或非化合态存在的C，以及余量Cu组成的导电成分，但是所说的触点材料不包括Cu-V-C的组成。
2、按照权利要求1所述的触点材料，其特征在于其中含有平均粒径10μm以下、相对于耐弧成分含量为5重量％以下的Co、Ni和Fe中任何一种物质形成的第一辅助成分，或者平均粒径处于10μm以下、相对于所说的耐弧成分含量为2重量％以下的Cr形成的第二辅助成分。
3、按照权利要求1所述的触点材料，其特征在于其中所说的C分散分布在所说的导电成分和耐弧成分的合金中，所说C颗粒之间的间隔距离，大于最接近C颗粒的粒度。
4、按照权利要求1所述的触点材料，其特征在于其中含有0.05～0.5重量％的Bi、Sb和Te中至少一种物质。
5、按照权利要求1所述的触点材料，其特征在于其中所说的耐弧成分是TiC，所说的TiC的化学计量比Ti∶C＝1∶1～1∶0.7。
6、按照权利要求1所述的触点材料，其特征在于其中平均表面光洁度Rave为0.05～10μm。
7、按照权利要求1所述的触点材料，其特征在于其中在朝向接触面另一侧的非接触面上增加Cu量使之倾斜分布或者在所说的非接触面附有Cu层。
CN99100918.5A 1998-01-06 1999-01-06 触点材料 Expired - Fee Related CN1097824C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP000742/98 1998-01-06
JP00074298A JP3773644B2 (ja) 1998-01-06 1998-01-06 接点材料

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1222741A CN1222741A (zh) 1999-07-14
CN1097824C true CN1097824C (zh) 2003-01-01

Family

ID=11482169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN99100918.5A Expired - Fee Related CN1097824C (zh) 1998-01-06 1999-01-06 触点材料

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6210809B1 (zh)
EP (1) EP0929088B1 (zh)
JP (1) JP3773644B2 (zh)
CN (1) CN1097824C (zh)
DE (1) DE69936742T2 (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2217742T3 (es) * 1998-04-01 2004-11-01 Cardiome Pharma Corp. Compuestos de amino ciclohexil eter y usos del mismo.
US7507545B2 (en) 1999-03-31 2009-03-24 Cardiome Pharma Corp. Ion channel modulating activity method
US7524879B2 (en) * 2000-10-06 2009-04-28 Cardiome Pharma Corp. Ion channel modulating compounds and uses thereof
US7057053B2 (en) * 2000-10-06 2006-06-06 Cardiome Pharma Corp. Ion channel modulating compounds and uses thereof
US7345086B2 (en) * 2003-05-02 2008-03-18 Cardiome Pharma Corp. Uses of ion channel modulating compounds
DK1560812T3 (da) * 2003-05-02 2006-09-04 Cardiome Pharma Corp Aminocyclohexyletherforbindelser og anvendelser deraf
US20090041841A1 (en) * 2003-05-02 2009-02-12 Cardiome Pharma Corp. Controlled release tablet formulations for the prevention of arrhythmias
WO2005018635A2 (en) * 2003-08-07 2005-03-03 Cardiome Pharma Corp. Ion channel modulating activity i
US7345087B2 (en) * 2003-10-31 2008-03-18 Cardiome Pharma Corp. Aminocyclohexyl ether compounds and uses thereof
US8058304B2 (en) * 2004-04-01 2011-11-15 Cardiome Pharma Corp. Merged ion channel modulating compounds and uses thereof
CA2561819A1 (en) 2004-04-01 2005-12-01 Cardiome Pharma Corp. Prodrugs of ion channel modulating compounds and uses thereof
US8263638B2 (en) * 2004-11-08 2012-09-11 Cardiome Pharma Corp. Dosing regimens for ion channel modulating compounds
DE102018104415A1 (de) * 2018-02-27 2019-08-29 Tdk Electronics Ag Schaltvorrichtung

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1257417A (zh) * 1970-03-20 1971-12-15
JPS6277439A (ja) * 1985-09-30 1987-04-09 Toshiba Corp 真空バルブ用接点材料
JP2653486B2 (ja) * 1988-08-19 1997-09-17 株式会社東芝 真空バルブ用接点材料
JP2768721B2 (ja) * 1989-03-01 1998-06-25 株式会社東芝 真空バルブ用接点材料
JP2778826B2 (ja) * 1990-11-28 1998-07-23 株式会社東芝 真空バルブ用接点材料
JP3431319B2 (ja) 1994-12-26 2003-07-28 株式会社東芝 真空バルブ用電極
JPH09161628A (ja) * 1995-12-13 1997-06-20 Shibafu Eng Kk 真空バルブ用接点材料及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6210809B1 (en) 2001-04-03
EP0929088A3 (en) 2000-03-22
DE69936742D1 (de) 2007-09-20
CN1222741A (zh) 1999-07-14
EP0929088B1 (en) 2007-08-08
JP3773644B2 (ja) 2006-05-10
JPH11195323A (ja) 1999-07-21
EP0929088A2 (en) 1999-07-14
DE69936742T2 (de) 2008-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1097824C (zh) 触点材料
US7803210B2 (en) Method for producing spherical particles having nanometer size, crystalline structure, and good sphericity
JP4613362B2 (ja) 導電ペースト用金属粉および導電ペースト
WO2022068812A1 (zh) 一种铜钨合金材料及其制备方法和应用
CN1329955A (zh) 钨－铜复合粉
EP1195773A1 (en) Nickel power dispersion, method of producing nickel power dispersion and method of producing conductive paste
EP0863521A2 (en) Contacts material
CN112391565A (zh) 一种ZrC弥散强化钨铜复合材料的制备方法
JP5516838B2 (ja) ＺｎＯ蒸着材の製造方法
KR102419945B1 (ko) 경질 소결체
JP4736032B2 (ja) 酸化亜鉛系導電膜製造用のイオンプレーティング用ターゲットとその製法、および酸化亜鉛系導電膜の製法
KR102297806B1 (ko) 탄탈륨-구리 합금의 제조방법 및 이로부터 제조된 탄탈륨-구리 합금
JP6520523B2 (ja) 酸化物焼結体、その製造方法及びスパッタリングターゲット
CN111615768B (zh) 用于蓄电池负电极中的复合粉末以及包括此类复合粉末的蓄电池
CN107709583A (zh) 电极材料的制造方法和电极材料
KR101064384B1 (ko) 니켈기 초미세 분말
CN1132212C (zh) 真空断路器用触点材料
JP2004174616A (ja) 高送り条件での切削加工ですぐれた耐チッピング性を発揮する表面被覆超硬合金製エンドミルの製造方法
JPH09302403A (ja) 新規な銅合金微粉末及びその製造方法
WO2024177123A1 (ja) スパッタリングターゲットおよびその製造方法
CN114686742B (zh) 一种共晶合金及其制备方法和作为热障涂层粘结层的应用
WO2023162327A1 (ja) スパッタリングターゲット及びその製造方法
JP2001262248A (ja) Ｚｎ−Ｓｂ系材料及びその製造方法、並びにＺｎ−Ｓｂ系材料のクラック抑制方法
Liu et al. The Wear and Electrical Performance of Cu-CNTs Composites with Network Structure CNTs Fabricated by Multi-Directional Forging
CN116275017A (zh) 增材制造用的钨铜粉末、制备方法及钨铜构件

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20030101

Termination date: 20170106

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee