JP2810162B2 - 電力用低圧開閉器具のための焼結接点材料 - Google Patents
電力用低圧開閉器具のための焼結接点材料Info
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- H01H1/02376—Composite material having a noble metal as the basic material and containing oxides containing as major components one or more oxides of the following elements only: Cd, Sn, Zn, In, Bi, Sb or Te containing as major component SnO2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、電力用低圧開閉器具特に電動機用接触器
のための焼結接点材料に関する。
のための焼結接点材料に関する。
［従来の技術］ 銀（Ag）、酸化スズ（SnO2）、酸化ビスマス（Bi
2O3）及び酸化銅（CuO）を含み金属の銀、スズ、ビスマ
ス及び銅の内部酸化合金粉末から作られ、その際酸化ス
ズが４〜12質量％で含まれ、内部酸化合金粉末中の酸化
スズ対酸化ビスマスの質量％の比と酸化スズ対酸化銅の
質量％の比がそれぞれ8:1ないし12:1であるような、電
力用低圧開閉器具特に電動機用接触器のための焼結接点
材料は既に知られている。
2O3）及び酸化銅（CuO）を含み金属の銀、スズ、ビスマ
ス及び銅の内部酸化合金粉末から作られ、その際酸化ス
ズが４〜12質量％で含まれ、内部酸化合金粉末中の酸化
スズ対酸化ビスマスの質量％の比と酸化スズ対酸化銅の
質量％の比がそれぞれ8:1ないし12:1であるような、電
力用低圧開閉器具特に電動機用接触器のための焼結接点
材料は既に知られている。
電力用低圧開閉器具例えば電動器用接触器又は遮断器
において使用するために、銀・酸化スズを基材とする接
点材料が特に有利であることが判明している。銀・酸化
スズから成る接点チップは電動機用接触器において大き
い寿命開閉回数を達成するが、接触面上にアークが作用
する際に熱的に非常に安定な酸化物層が生じ、この酸化
物層が接触抵抗を高めるという欠点を有する。それによ
り開閉器具の連続通電の際に接触子での許容できない高
い温度上昇が生じ、この温度上昇が特にプラスチック部
分の損傷を招くおそれがある。
において使用するために、銀・酸化スズを基材とする接
点材料が特に有利であることが判明している。銀・酸化
スズから成る接点チップは電動機用接触器において大き
い寿命開閉回数を達成するが、接触面上にアークが作用
する際に熱的に非常に安定な酸化物層が生じ、この酸化
物層が接触抵抗を高めるという欠点を有する。それによ
り開閉器具の連続通電の際に接触子での許容できない高
い温度上昇が生じ、この温度上昇が特にプラスチック部
分の損傷を招くおそれがある。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第3304637（特開昭59
−148215）号、同第3421758（特開昭61−12841）号及び
同第3421759（特開昭61−9541）号公報には、内部酸化
合金粉末から作られた分子構造AgSnO2Bi2O3CuOの焼結接
点材料が記載されており、この種の接点材料は寿命開閉
回数並びに閉路容量に対する現在提示されている要求を
満足する。この材料では比較的大きい割合の酸化ビスマ
スを含むことができ、この酸化ビスマスは内部酸化合金
粉末を介して又は内部酸化合金粉末への酸化ビスマスの
追加混入を介して持ち込まれる。特にこの材料は温度上
昇に関して、酸化物全体の質量割合が８〜11％に制限さ
れるときだけ許容できる値を達成する。
−148215）号、同第3421758（特開昭61−12841）号及び
同第3421759（特開昭61−9541）号公報には、内部酸化
合金粉末から作られた分子構造AgSnO2Bi2O3CuOの焼結接
点材料が記載されており、この種の接点材料は寿命開閉
回数並びに閉路容量に対する現在提示されている要求を
満足する。この材料では比較的大きい割合の酸化ビスマ
スを含むことができ、この酸化ビスマスは内部酸化合金
粉末を介して又は内部酸化合金粉末への酸化ビスマスの
追加混入を介して持ち込まれる。特にこの材料は温度上
昇に関して、酸化物全体の質量割合が８〜11％に制限さ
れるときだけ許容できる値を達成する。
［発明が解決しようとする課題］ この発明の課題は、銀の節約のために酸化物割合がで
きるだけ高く、それにもかかわず温度上昇ができるだけ
低く、その他の特性が相互に最適な状態に留置されるよ
うな、内部酸化合金粉末から作られた分子構造AgSnO2Bi
2O3CuOの材料を提供することにある。
きるだけ高く、それにもかかわず温度上昇ができるだけ
低く、その他の特性が相互に最適な状態に留置されるよ
うな、内部酸化合金粉末から作られた分子構造AgSnO2Bi
2O3CuOの材料を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ この課題はこの発明に基づき、前記の種類の内部酸化
合金粉末から成る接点材料において、ジルコン酸ビスマ
ス（2Bi2O3・3ZrO2）又はチタン酸ビスマス（Bi2Ti
2O7）の少なくとも一方が添加されることにより解決さ
れる。ジルコン酸ビスマス又はチタン酸ビスマスは部分
的に混合酸化物又は化学量論的化合物として存在する。
その際ジルコン酸ビスマス又はチタン酸ビスマスの質量
割合は0.1〜５％とするのが有利であり、酸化物の全含
有量は最大20質量％である。
合金粉末から成る接点材料において、ジルコン酸ビスマ
ス（2Bi2O3・3ZrO2）又はチタン酸ビスマス（Bi2Ti
2O7）の少なくとも一方が添加されることにより解決さ
れる。ジルコン酸ビスマス又はチタン酸ビスマスは部分
的に混合酸化物又は化学量論的化合物として存在する。
その際ジルコン酸ビスマス又はチタン酸ビスマスの質量
割合は0.1〜５％とするのが有利であり、酸化物の全含
有量は最大20質量％である。
この種の材料を製造するために、所定の組成の内部酸
化合金粉末にジルコン酸ビスマス粉末又はチタン酸ビス
マス粉末の少なくとも一方が添加され、内部酸化合金粉
末と添加酸化物粉末との湿式混合の際に含有溶媒特にプ
ロパノールが使用される。
化合金粉末にジルコン酸ビスマス粉末又はチタン酸ビス
マス粉末の少なくとも一方が添加され、内部酸化合金粉
末と添加酸化物粉末との湿式混合の際に含有溶媒特にプ
ロパノールが使用される。
［発明の効果］ この発明によりジルコン酸ビスマス粉末又はチタン酸
ビスマス粉末の少なくとも一方をAgSnO2Bi2O3CuOから成
り内部酸化合金粉末に添加させることにより、従来技術
に比べて寿命開閉回数が大きいにもかかわらず温度上昇
の低下が達成されることが判明した。
ビスマス粉末の少なくとも一方をAgSnO2Bi2O3CuOから成
り内部酸化合金粉末に添加させることにより、従来技術
に比べて寿命開閉回数が大きいにもかかわらず温度上昇
の低下が達成されることが判明した。
［実施例］ 次にこの発明に基づく材料から成る接点チップの製造
方法を述べることにより、この発明を詳細に説明する。
その際添付の図面及び種々の材料組成に達する個々の例
を記載した明細書末尾の表を引用する。
方法を述べることにより、この発明を詳細に説明する。
その際添付の図面及び種々の材料組成に達する個々の例
を記載した明細書末尾の表を引用する。
寿命開閉回数は周知のように接点材料の焼損体積に対
応し、温度上昇は接触抵抗に対応する。表には四つの従
来例とこの発明の五つの実施例とが対比されている。
応し、温度上昇は接触抵抗に対応する。表には四つの従
来例とこの発明の五つの実施例とが対比されている。
表に示された諸例のための内部酸化合金粉末を製造す
るために、AgSnBiCuから成る合金が約1323K（1050℃）
の温度で溶解して作られた。溶湯を水と共に圧力噴霧装
置の中で噴霧することにより、溶湯から一様な組成の合
金粉末が得られた。乾燥後に粉末は300μｍ未満にふる
い分けられた。この粉末は酸素を含む雰囲気中で7703K
（500℃）〜873K（600℃）の温度で定量的に内部酸化さ
せられ、それにより下記の組成（質量％）のAgSnO2Bi2O
3CuO粉末が得られた。
るために、AgSnBiCuから成る合金が約1323K（1050℃）
の温度で溶解して作られた。溶湯を水と共に圧力噴霧装
置の中で噴霧することにより、溶湯から一様な組成の合
金粉末が得られた。乾燥後に粉末は300μｍ未満にふる
い分けられた。この粉末は酸素を含む雰囲気中で7703K
（500℃）〜873K（600℃）の温度で定量的に内部酸化さ
せられ、それにより下記の組成（質量％）のAgSnO2Bi2O
3CuO粉末が得られた。
例 Ag SnO2 Bi2O3 CuO １ 88.84 9.3 0.93 0.93 ２ 90.40 8.0 0.80 0.80 ３ 92.20 6.5 0.65 0.65 ４ 90.28 8.1 0.81 0.81 ５ 91.00 7.5 0.75 0.75 上記のAgSnO2Bi2O3CuO粉末には、ジルコン酸ビスマス
（2Bi2O3・3ZrO2）又はチタン酸ビスマス（Bi2Ti2O7）
の少なくとも一方から成る粉末が、プロパノール及び鋼
球を用いながら撹拌ボールミルの中で湿式混合により添
加された。混合物の乾燥後に鋼球がそれぞれの混合粉末
からふるい分けにより分離された。表に記載の材料例の
接点チップ製造のための原料粉末は次の組成（質量％）
であった。
（2Bi2O3・3ZrO2）又はチタン酸ビスマス（Bi2Ti2O7）
の少なくとも一方から成る粉末が、プロパノール及び鋼
球を用いながら撹拌ボールミルの中で湿式混合により添
加された。混合物の乾燥後に鋼球がそれぞれの混合粉末
からふるい分けにより分離された。表に記載の材料例の
接点チップ製造のための原料粉末は次の組成（質量％）
であった。
この表では内部酸化合金粉末は100質量％を有する基
材を形成するものであり、添加酸化物はこの合金粉末に
合金粉末100質量％に対する表の質量％でそれぞれ添加
混合されるものである。接点チップの製造のために原料
混合粉末が例えば600MPaの圧力で圧縮され、得られた圧
縮体が1123K（850℃）〜1148K（875℃）の温度で２時間
にわたり空気中で焼結された。残留空孔率を小さくする
ためには焼結された接点チップが923K（650℃）の温度
で例えば1000MPaの圧で熱間再加工された。一層の緻密
化の固化とが２時間にわたり1123K（850℃）〜1148K（8
75℃）の温度での第２の焼結により達成された。続いて
最後の製造段階として最終形状の冷間修正が例えば1000
MPaの圧力で行われた。
材を形成するものであり、添加酸化物はこの合金粉末に
合金粉末100質量％に対する表の質量％でそれぞれ添加
混合されるものである。接点チップの製造のために原料
混合粉末が例えば600MPaの圧力で圧縮され、得られた圧
縮体が1123K（850℃）〜1148K（875℃）の温度で２時間
にわたり空気中で焼結された。残留空孔率を小さくする
ためには焼結された接点チップが923K（650℃）の温度
で例えば1000MPaの圧で熱間再加工された。一層の緻密
化の固化とが２時間にわたり1123K（850℃）〜1148K（8
75℃）の温度での第２の焼結により達成された。続いて
最後の製造段階として最終形状の冷間修正が例えば1000
MPaの圧力で行われた。
前記の材料の場合には焼結後に種々の酸化物粒子の大
きさ、形状及び酸化物濃度を有する特殊な組織が得ら
れ、この組織が図面に光学顕微鏡による組織図により示
されている。微細析出酸化物２と比較的粗い堆積析出酸
化物３とを含む内部酸化合金粉末の当初の粒子１が見ら
れる。AgSnO2Bi2O3CuOから成る内部酸化合金粉末の界面
の周りに析出酸化物の粒子が付着することにより、周囲
を囲むほぼ酸化物の無い銀の網状構造４が生じ、この網
状構造が焼結体の高い緻密姓をもたらし、この部分の延
性に基づき冷間圧縮によりほぼ空孔の無い接点材料を作
ることができる。
きさ、形状及び酸化物濃度を有する特殊な組織が得ら
れ、この組織が図面に光学顕微鏡による組織図により示
されている。微細析出酸化物２と比較的粗い堆積析出酸
化物３とを含む内部酸化合金粉末の当初の粒子１が見ら
れる。AgSnO2Bi2O3CuOから成る内部酸化合金粉末の界面
の周りに析出酸化物の粒子が付着することにより、周囲
を囲むほぼ酸化物の無い銀の網状構造４が生じ、この網
状構造が焼結体の高い緻密姓をもたらし、この部分の延
性に基づき冷間圧縮によりほぼ空孔の無い接点材料を作
ることができる。
焼結温度と焼結時間とにより制御可能な周囲付着粒子
層は、AgSnO2Bi2O3CuO粉末粒子１の内部に向かう前縁と
して延びる。この前縁では析出酸化物２は細長い部分的
に筋状の形を有し、ジルコン酸又はチタン酸の濃度が高
い。
層は、AgSnO2Bi2O3CuO粉末粒子１の内部に向かう前縁と
して延びる。この前縁では析出酸化物２は細長い部分的
に筋状の形を有し、ジルコン酸又はチタン酸の濃度が高
い。
図に示す組織構成は、接触面上にアークが作用する場
合に生じる酸化物層の導電率に有利に影響する。
合に生じる酸化物層の導電率に有利に影響する。
電力用低圧開閉器具の接点チップとして使用するため
に、ろう付け可能な純銀層を備えた二層の完成成形部品
が作られるのが合目的である。この成形部品は例えば電
動機溶接触器の接点支持体上に直接ろう付けできる。
に、ろう付け可能な純銀層を備えた二層の完成成形部品
が作られるのが合目的である。この成形部品は例えば電
動機溶接触器の接点支持体上に直接ろう付けできる。
上記の処方により製造された接点チップにより寿命試
験及び温度上昇試験が電動機用接触器で実施された。25
0AのAC−３定格運転電流を有するシーメンス社製接触器
が用いられた。その際対象となった特性値は４倍のAC−
３定格運転電流（４×IeAC-3＝1000A）の場合の寿命開
閉回数と、AC−１定格運転電流（IeAC-1＝300A）の連続
通電の場合の開閉器具の接続レールの最大温度上昇とで
あった。温度上昇の測定は寿命試験中に５・104の開閉
回数まで実施された。関連する測定値が表に記載されて
いる。
験及び温度上昇試験が電動機用接触器で実施された。25
0AのAC−３定格運転電流を有するシーメンス社製接触器
が用いられた。その際対象となった特性値は４倍のAC−
３定格運転電流（４×IeAC-3＝1000A）の場合の寿命開
閉回数と、AC−１定格運転電流（IeAC-1＝300A）の連続
通電の場合の開閉器具の接続レールの最大温度上昇とで
あった。温度上昇の測定は寿命試験中に５・104の開閉
回数まで実施された。関連する測定値が表に記載されて
いる。
内部酸化合金粉末の焼結により作られた四つの従来の
比較材料が表の初めにまとめられている。温度上昇に関
する測定値は、分子構造AgSnO2Bi2O3CuO及びAgSnO2Bi2O
3CuO＋Bi2O3の分子構造の材料が80Kを下回る値に達しな
いことを示し、このことは実際上多くの場合に不満足な
ものと見なされる。
比較材料が表の初めにまとめられている。温度上昇に関
する測定値は、分子構造AgSnO2Bi2O3CuO及びAgSnO2Bi2O
3CuO＋Bi2O3の分子構造の材料が80Kを下回る値に達しな
いことを示し、このことは実際上多くの場合に不満足な
ものと見なされる。
ジルコン酸ビスマス粉末又はチタン酸ビスマス粉末の
少なくとも一方を混ぜながら内部酸化合金粉末を焼結す
ることにより作られたこの発明による材料は、特に酸化
物の全質量割合が約12％の場合に温度上昇特性の要求さ
れた改善をもたらす。60K〜70Kの値が測定されたが、寿
命開閉回数は従来と同様の水準に留まっていた。それに
より総合特性が全体として改善され、あらゆる場合に銀
の節約がもたらされた。
少なくとも一方を混ぜながら内部酸化合金粉末を焼結す
ることにより作られたこの発明による材料は、特に酸化
物の全質量割合が約12％の場合に温度上昇特性の要求さ
れた改善をもたらす。60K〜70Kの値が測定されたが、寿
命開閉回数は従来と同様の水準に留まっていた。それに
より総合特性が全体として改善され、あらゆる場合に銀
の節約がもたらされた。
この発明に基づく材料：
図面はこの発明に基づく焼結接点材料の一実施例の光学
顕微鏡による組織図である。 １……内部酸化合金粉末粒子 ２……微細析出酸化物 ３……比較的粗い析出酸化物 ４……銀の網状構造
顕微鏡による組織図である。 １……内部酸化合金粉末粒子 ２……微細析出酸化物 ３……比較的粗い析出酸化物 ４……銀の網状構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C22C 5/06,32/00 C22C 1/05,1/10 H01H 1/02
Claims (7)
- 【請求項１】銀（Ag）、酸化スズ（SnO2）、酸化ビスマ
ス（Bi2O3）及び酸化銅（CuO）を含み金属の銀、スズ、
ビスマス及び銅の内部酸化合金粉末から作られ、その際
酸化スズが４〜12質量％で含まれ、内部酸化合金粉末中
の酸化スズ対酸化ビスマスの質量％の比と酸化スズ対酸
化銅の質量％の比がそれぞれ8:1ないし12:1であるよう
な、電力用低圧開閉器具のための焼結接点材料におい
て、ジルコン酸ビスマス（2Bi2O3・3ZrO2）又はチタン
酸ビスマス（Bi2Ti2O7）の少なくとも一方が添加される
ことを特徴とする電力用低圧開閉器具のための焼結接点
材料。 - 【請求項２】ジルコン酸ビスマス又はチタン酸ビスマス
の少なくとも一方が部分的に混合酸化物又は化学量論的
化合物として存在することを特徴とする請求項１記載の
接点材料。 - 【請求項３】ジルコン酸ビスマス又はチタン酸ビスマス
の質量割合が0.1〜５％であることを特徴とする請求項
１記載の接点材料。 - 【請求項４】ジルコン酸ビスマス又はチタン酸ビスマス
の質量割合が0.5〜４％であることを特徴とする請求項
３記載の接点材料。 - 【請求項５】ジルコン酸ビスマス又はチタン酸ビスマス
の質量割合が0.5〜３％であることを特徴とする請求項
４記載の接点材料。 - 【請求項６】酸化物の全含有量が最大20質量％であるこ
とを特徴とする請求項１ないし５の一つに記載の接点材
料。 - 【請求項７】全酸化物の質量割合が約12％であることを
特徴とする請求項６記載の接点材料。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3838950.0 | 1988-11-17 | ||
| DE3838950 | 1988-11-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02185937A JPH02185937A (ja) | 1990-07-20 |
| JP2810162B2 true JP2810162B2 (ja) | 1998-10-15 |
Family
ID=6367374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1295181A Expired - Lifetime JP2810162B2 (ja) | 1988-11-17 | 1989-11-15 | 電力用低圧開閉器具のための焼結接点材料 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4980125A (ja) |
| EP (1) | EP0369283B1 (ja) |
| JP (1) | JP2810162B2 (ja) |
| BR (1) | BR8905828A (ja) |
| DE (1) | DE58908359D1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4117311A1 (de) * | 1991-05-27 | 1992-12-03 | Siemens Ag | Kontaktwerkstoff auf silberbasis zur verwendung in schaltgeraeten der energietechnik |
| DE4201940A1 (de) * | 1992-01-24 | 1993-07-29 | Siemens Ag | Sinterverbundwerkstoff fuer elektrische kontakte in schaltgeraeten der energietechnik |
| JP2896428B2 (ja) * | 1992-06-10 | 1999-05-31 | ドドウコ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング・ウント・コンパニー・ドクトル・オイゲン・デュルベヒテル | 主成分として銀とすず酸化物または銀と亜鉛酸化物をもつ電気接点用の素材および製造方法 |
| ES2091633T5 (es) * | 1992-09-16 | 2003-09-01 | Ami Doduco Gmbh | Material para contactos electricos a base de plata-oxido de estaño o de plata-oxido zinc y procedimiento para su fabricacion. |
| DE19503182C1 (de) * | 1995-02-01 | 1996-05-15 | Degussa | Sinterwerkstoff auf der Basis Silber-Zinnoxid für elektrische Kontakte und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US20090202855A1 (en) * | 2008-01-09 | 2009-08-13 | Saxton David M | Porous sliding bearing and method of construction thereof |
| US8320089B1 (en) | 2009-04-16 | 2012-11-27 | Musco Corporation | Apparatus, method, and system for integrating ground fault circuit interrupters in equipment-grounded high voltage systems |
| CN108772053B (zh) * | 2018-06-29 | 2020-12-15 | 辽宁石油化工大学 | 一种钛酸铋/氧化铋光催化剂及其制备方法和应用 |
| CN113502414B (zh) * | 2021-06-10 | 2022-01-07 | 暨南大学 | 一种高导热航空铝合金及其在制备超大面积led光源散热器中的应用 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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