CN1542149A - 一种长寿命自润滑银基电接触材料 - Google Patents
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Abstract
一种长寿命自润滑银基电接触材料，其特征在于材料的组成为：具有自润滑特性的三元层状金属陶瓷相0.5－20wt％，余量的银及不可避免的杂质。本发明利用具有自润滑特性的三组元金属陶瓷优良的电导率和极高的抗高温氧化性，部分或完全替代石墨加入银基体中，制成银/金属陶瓷复合电接触材料，与银石墨触头材料相比，新材料在保证高导电率、高导热率，高强度和自润滑性能的同时，大幅度降低材料的电侵蚀率和提高触头的电寿命。可以完全取代银石墨触头材料。
Description
技术领域：
本发明电功能材料领域，特别提供了具有自润滑特性和耐电弧侵蚀特性的银基电接触材料。
背景技术：
银石墨(AgC)触头是中低压开关电器的重要电接触材料。作为弧触头，被广泛应用于各种保护电器上，如断路器、小型断路器、保护电动机开关或漏电保护电器；作为滑动触头，被大量应用于雷达、小型电动机和发电机的整体滑环等。这种触头具有许多优点：(1)由于石墨具有良好的导电性，在银基体中的分布不会对基体产生较大的割裂作用，使触头材料保持高的导电率和好的机械性能；(2)燃弧时银石墨触头表面形成广阔的石墨膜层，抑制触头的粘着熔焊倾向，使触头具有高的抗熔焊性；(3)燃弧时石墨组元可以使表面形成局域还原气氛，能起到触头表面的自清洁和抑制配对触头氧化的作用，保证低而稳定的接触电阻；(4)石墨的层片状结构使银石墨触头具有自润滑特性。
石墨在电弧作用下热稳定性差，有稳定电弧的倾向，使得银石墨触头的电弧侵蚀率很高，电寿命很短。急需发展一种具有类似高导电、抗熔焊、抗氧化和自润滑特性但同时大幅度提高电寿命的银基触头。
发明的技术内容：
本发明的目的在于提出一种新型的银基电接触材料，该材料在保证原有银基触头高导电率、高导热率、抗氧化、自润滑特性的同时显著提高了触头寿命。
本发明提供了一种长寿命自润滑银基电接触材料，其特征在于材料的组成为：具有自润滑特性的三元层状金属陶瓷相0.5-20wt％，余量的银及不可避免的杂质。
本发明长寿命自润滑银基电接触材料中，还可以含有低于10wt％的碳。
本发明长寿命自润滑银基电接触材料中，所述具有自润滑特性的三元层状金属陶瓷相可以选自Ti3AlC2、Ti3SiC2、Ti2AlC之一种或多种。
三元层状金属陶瓷，如Ti3AlC2、Ti3SiC2、Ti2AlC等，是近年来人们发展出来的一系列新型材料，这些新型金属陶瓷材料微观结构上为层片状，具有较好的导电、导热、耐高温、抗氧化和优异的自润滑能力。因此以该种新型金属陶瓷材料作为添加剂可以使银基触头兼具高导电率、高导热率、抗氧化、自润滑和高的电弧侵蚀抗力。从而得到一种能够代替银石墨触头、并大幅度降低电弧侵蚀速率的长寿命银基电接触材料。
具体实施方式：
实施例1
将钛碳化硅(Ti3SiC2)作为一种添加相加入银基触头中。钛碳化硅的导电率比石墨高2个数量级，约为9.6×106Ω-1m-1，压缩强度、杨式模量和硬度分别为900MPa、326GPa、4GPa，高达1300℃的抗高温氧化性能，在某些特定场合表现出类似石墨的极低的摩擦系数。
将95wt％的银粉、5wt％Ti3SiC2粉均匀混合，利用一般银基触头材料的生产方法，经过冷压成型，烧结成坯，经热挤压、轧制、拉丝等工序制备出的Ag-Ti3SiC2触头。
实施例2
将Ti3AlC2金属陶瓷粉作为一种添加相加入银石墨触头中。将95wt％的银粉、2wt％Ti3AlC2粉以及3wt％的石墨粉均匀混合，经常规银基触头生产方法制备出Ag-Ti3AlC2-C触头。
实施例3
将Ti2AlC金属陶瓷粉作为一种添加相加入银基触头中。将90wt％的银粉、10wt％Ti2AlC粉均匀混合，利用一般银基触头材料的生产方法，经过冷压成型，烧结成坯，经热挤压、轧制、拉丝等工序制备出的Ag-Ti3AlC触头。
实施例4
将Ti2AlC和Ti3SiC2金属陶瓷粉作为添加相加入银基触头中。将90wt％的银粉、5wt％Ti3SiC2、5wt％Ti2AlC粉均匀混合，利用一般银基触头材料的生产方法，经过冷压成型，烧结成坯，经热挤压、轧制、拉丝等工序制备出的Ag-Ti2AlC-Ti3SiC2触头。
实施例5
将Ti2AlC和Ti3SiC2金属陶瓷粉作为添加相加入银基触头中。将90wt％的银粉、5wt％Ti3SiC2、2wt％Ti2AlC、3wt％的石墨粉均匀混合，利用一般银基触头材料的生产方法，经过冷压成型，烧结成坯，经热挤压、轧制、拉丝等工序制备出的Ag-Ti2AlC-Ti3SiC2-C触头。
Claims (3)
1、一种长寿命自润滑银基电接触材料，其特征在于材料的组成为：具有自润滑特性的三元层状金属陶瓷相0.5-20wt％，余量的银及不可避免的杂质。
2、按照权利要求1所述长寿命自润滑银基电接触材料，其特征在于材料中含有低于10wt％的碳。
3、按照权利要求1或2所述长寿命自润滑银基电接触材料，其特征在于所述具有自润滑特性的三元层状金属陶瓷相选自Ti3AlC2、Ti3SiC2、Ti2AlC之一种或多种。
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