JPH07192585A - 真空インタラプタ用電極材料 - Google Patents
真空インタラプタ用電極材料Info
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- JPH07192585A JPH07192585A JP5335519A JP33551993A JPH07192585A JP H07192585 A JPH07192585 A JP H07192585A JP 5335519 A JP5335519 A JP 5335519A JP 33551993 A JP33551993 A JP 33551993A JP H07192585 A JPH07192585 A JP H07192585A
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- electrode material
- vacuum interrupter
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- 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
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- Manufacture Of Switches (AREA)
- High-Tension Arc-Extinguishing Switches Without Spraying Means (AREA)
- Contacts (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 遮断性能が優れ、接触抵抗が低く、かつ溶着
性能にも優れる真空インタラプタ用電極材料を得る。 【構成】 ５０重量％から９５重量％のＡｇ粉体と５重
量％から５０％重量のＣｒ粉体とを混合し、この混合粉
体を３.5ton/cm2 の圧力でプレス成形し、得られた成形
体を、真空中（５×１０-5Torr）で、Ａｇの融点直下の
温度、例えば９５０℃で２時間加熱して得られる密度が
９０％以上、組織中のＣｒの粒径が８０μｍ以下である
電極材料。
性能にも優れる真空インタラプタ用電極材料を得る。 【構成】 ５０重量％から９５重量％のＡｇ粉体と５重
量％から５０％重量のＣｒ粉体とを混合し、この混合粉
体を３.5ton/cm2 の圧力でプレス成形し、得られた成形
体を、真空中（５×１０-5Torr）で、Ａｇの融点直下の
温度、例えば９５０℃で２時間加熱して得られる密度が
９０％以上、組織中のＣｒの粒径が８０μｍ以下である
電極材料。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、銀（以下、Ａｇと記
す）とクロム（以下、Ｃｒと記す）からなる低接触抵抗
で遮断能力の優れた真空インタラプタ用電極材料に関す
る。
す）とクロム（以下、Ｃｒと記す）からなる低接触抵抗
で遮断能力の優れた真空インタラプタ用電極材料に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に真空インタラプタ用の電極材料
は、銅（以下、Ｃｕと記す）−ビスマス（以下、Ｂｉと
記す）系の材料が従来から用いられている。また、近年
では、Ｃｕ−Ｃｒ系からなる材料も用いられるようにな
って来ている。
は、銅（以下、Ｃｕと記す）−ビスマス（以下、Ｂｉと
記す）系の材料が従来から用いられている。また、近年
では、Ｃｕ−Ｃｒ系からなる材料も用いられるようにな
って来ている。
【０００３】Ｃｕ−Ｂｉ系電極材料は、主成分がＣｕで
あり、耐溶着性を高めるために１％程度以下のＢｉを含
有させたものである。この電極材料は接触抵抗が低いた
め、大電流通電用に適するが、耐電圧、遮断性能はＣｕ
−Ｃｒ系電極材料に比べて劣る。
あり、耐溶着性を高めるために１％程度以下のＢｉを含
有させたものである。この電極材料は接触抵抗が低いた
め、大電流通電用に適するが、耐電圧、遮断性能はＣｕ
−Ｃｒ系電極材料に比べて劣る。
【０００４】Ｃｕ−Ｃｒ系電極材料はＣｕマトリックス
中にＣｒが分散した組織を持つもので、耐電圧、遮断性
能は優れているが、接触抵抗が高い。特に、電流遮断後
の接触抵抗の増加が大きい。
中にＣｒが分散した組織を持つもので、耐電圧、遮断性
能は優れているが、接触抵抗が高い。特に、電流遮断後
の接触抵抗の増加が大きい。
【０００５】なお、これらのほかにＡｇ系の電極材料も
あるが、遮断性能が劣るため、主にＡｇ−ＷＣ系で事故
電流遮断の責務のないスイッチに用いられるにとどまっ
ている。
あるが、遮断性能が劣るため、主にＡｇ−ＷＣ系で事故
電流遮断の責務のないスイッチに用いられるにとどまっ
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年における真空イン
タラプタの性能の向上等の要求に応えるため、Ｃｕ−Ｂ
ｉ系電極材料よりも耐電圧、遮断性能の優れた大電流通
電用の接触抵抗の低い電極材料が臨まれているが、未だ
実現するに至っていない。
タラプタの性能の向上等の要求に応えるため、Ｃｕ−Ｂ
ｉ系電極材料よりも耐電圧、遮断性能の優れた大電流通
電用の接触抵抗の低い電極材料が臨まれているが、未だ
実現するに至っていない。
【０００７】一方、電極材料の製造方法としては、機械
加工では価格上昇の不具合があることから、粉末冶金法
による製造の適用が望まれている。つまり、例えば、特
開昭５３−１４９６７６号公報等に開示されているよう
に、金属の粉末材料を加圧成形し、これを焼結するので
ある。したがって、上記性能を有する電極材料でしかも
粉末治金法により製造されることが必要である。
加工では価格上昇の不具合があることから、粉末冶金法
による製造の適用が望まれている。つまり、例えば、特
開昭５３−１４９６７６号公報等に開示されているよう
に、金属の粉末材料を加圧成形し、これを焼結するので
ある。したがって、上記性能を有する電極材料でしかも
粉末治金法により製造されることが必要である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本件発明者らは、接触抵
抗の低下に寄与し得るＡｇ粉末を含むＡｇ−Ｃｒ系電極
材料について、その組成及び組成中のＣｒの粒径と電極
の性能との関係について調べた。
抗の低下に寄与し得るＡｇ粉末を含むＡｇ−Ｃｒ系電極
材料について、その組成及び組成中のＣｒの粒径と電極
の性能との関係について調べた。
【０００９】平均粒径１００μｍのＣｒ粉体と、−８０
μｍ（８０メッシュ）のＡｇ粉体とを表１に示す割合で
混合し、３.5ton/cm2 の圧力でプレス成形し、得られた
成形体を５×１０-5Torrの真空中で、９５０℃で２時間
加熱して焼結し、電極インゴットを作成した。インゴッ
トの密度比及び導電率を併せて表１に示す。得られた電
極の組織を顕微鏡により観察し、Ｃｒ粒子の大きさを測
定した。その結果を表１中に併せて示す。
μｍ（８０メッシュ）のＡｇ粉体とを表１に示す割合で
混合し、３.5ton/cm2 の圧力でプレス成形し、得られた
成形体を５×１０-5Torrの真空中で、９５０℃で２時間
加熱して焼結し、電極インゴットを作成した。インゴッ
トの密度比及び導電率を併せて表１に示す。得られた電
極の組織を顕微鏡により観察し、Ｃｒ粒子の大きさを測
定した。その結果を表１中に併せて示す。
【００１０】
【表１】
【００１１】得られた電極を真空インタラプタに組み込
み、電流遮断能力を調べた結果を図１に示す。図１にお
いては、粒径２０μｍのＣｒを１０％含む電極材料の遮
断電流最大値としてある。なお、電流遮断を繰り返して
も、抵抗値の上昇は少なく、Ｃｕ−Ｃｒ電極に比較し、
通電能力が著しく向上したことが確認された。
み、電流遮断能力を調べた結果を図１に示す。図１にお
いては、粒径２０μｍのＣｒを１０％含む電極材料の遮
断電流最大値としてある。なお、電流遮断を繰り返して
も、抵抗値の上昇は少なく、Ｃｕ−Ｃｒ電極に比較し、
通電能力が著しく向上したことが確認された。
【００１２】同様にして、平均粒径が５０μｍのＣｒ粉
体と、−８０μｍのＡｇ粉体とを表２に示す割合で混合
し、３.5ton/cm2 の圧力でプレス成形し、得られた成形
体を５×１０-5Torrの真空中で、２時間加熱して焼結
し、電極インゴットを作製した。インゴットの密度比及
び導電率を併せて表２に示す。得られた電極の組織を顕
微鏡により観察し、Ｃｒ粒子の大きさを測定した。その
結果も表２中に併せて示す。
体と、−８０μｍのＡｇ粉体とを表２に示す割合で混合
し、３.5ton/cm2 の圧力でプレス成形し、得られた成形
体を５×１０-5Torrの真空中で、２時間加熱して焼結
し、電極インゴットを作製した。インゴットの密度比及
び導電率を併せて表２に示す。得られた電極の組織を顕
微鏡により観察し、Ｃｒ粒子の大きさを測定した。その
結果も表２中に併せて示す。
【００１３】
【表２】
【００１４】得られた電極を真空インタラプタに組み込
み、電流遮断能力を調べた結果を図１に示す。なお、電
流遮断を繰り返しても、抵抗値の上昇は少なく、Ｃｕ−
Ｃｒ電極に比較し、通電能力が著しく向上したことが確
認されたのは前例と同様である。
み、電流遮断能力を調べた結果を図１に示す。なお、電
流遮断を繰り返しても、抵抗値の上昇は少なく、Ｃｕ−
Ｃｒ電極に比較し、通電能力が著しく向上したことが確
認されたのは前例と同様である。
【００１５】同様にして、平均粒径８μｍのＣｒ粉体
と、−８０μｍのＡｇ粉体とを表３に示す割合で混合
し、３.5ton/cm2 の圧力でプレス成形し、得られた成形
体を５×１０-5Torrの真空中で、９５０℃で２時間加熱
して焼結し、電極インゴットを作製した。インゴットの
密度比及び導電率を併せて表３に示す。得られた電極の
組織を顕微鏡により観察し、Ｃｒ粒子の大きさを測定し
た。その結果も表３中に併せて示す。
と、−８０μｍのＡｇ粉体とを表３に示す割合で混合
し、３.5ton/cm2 の圧力でプレス成形し、得られた成形
体を５×１０-5Torrの真空中で、９５０℃で２時間加熱
して焼結し、電極インゴットを作製した。インゴットの
密度比及び導電率を併せて表３に示す。得られた電極の
組織を顕微鏡により観察し、Ｃｒ粒子の大きさを測定し
た。その結果も表３中に併せて示す。
【００１６】
【表３】
【００１７】得られた電極を真空インタラプタに組み込
み、電流遮断能力を調べた結果を図１に示す。なお、電
流遮断を繰り返しても、抵抗値の上昇は少なく、Ｃｕ−
Ｃｒ電極に比較し、通電能力が著しく向上したことが確
認されたことは前例と同様である。
み、電流遮断能力を調べた結果を図１に示す。なお、電
流遮断を繰り返しても、抵抗値の上昇は少なく、Ｃｕ−
Ｃｒ電極に比較し、通電能力が著しく向上したことが確
認されたことは前例と同様である。
【００１８】以上より、Ａｇ−Ｃｒ電極は遮断後の接触
抵抗の上昇がなく、接触抵抗はＣｒの粒径には依存せ
ず、Ｃｒ含有量とともに接触抵抗値は大きくなるが電流
遮断による上昇がないことがわかる。また、Ｃｕ−Ｃｒ
電極に比べ溶着性能にすぐれている。
抵抗の上昇がなく、接触抵抗はＣｒの粒径には依存せ
ず、Ｃｒ含有量とともに接触抵抗値は大きくなるが電流
遮断による上昇がないことがわかる。また、Ｃｕ−Ｃｒ
電極に比べ溶着性能にすぐれている。
【００１９】一方、遮断性能はＣｒの粒径が小さいほう
がすぐれている。これは、Ｃｒ粒径が大きいと接点部で
発生したアークがＣｒ粒子内で停滞し、アーク移動が速
やかに行われないが、Ｃｒ粒径が小さい場合には、Ｃｒ
粒子内での停滞がないためアークの移動が速く、電流遮
断が迅速に完了するものと考えられる。
がすぐれている。これは、Ｃｒ粒径が大きいと接点部で
発生したアークがＣｒ粒子内で停滞し、アーク移動が速
やかに行われないが、Ｃｒ粒径が小さい場合には、Ｃｒ
粒子内での停滞がないためアークの移動が速く、電流遮
断が迅速に完了するものと考えられる。
【００２０】Ｃｒ粒径と遮断性能との関係を図２に示
す。図２では、Ｃｕ−２０Ｃｒの電極の溶着力を１．０
とした場合の目盛りを比較のため縦軸に併せて示してあ
る。この図２と前述の図１より、遮断性能を維持するた
めには、結果としての電極の組織中のＣｒの粒径が８０
μｍ以下であることが望ましいことがわかる。
す。図２では、Ｃｕ−２０Ｃｒの電極の溶着力を１．０
とした場合の目盛りを比較のため縦軸に併せて示してあ
る。この図２と前述の図１より、遮断性能を維持するた
めには、結果としての電極の組織中のＣｒの粒径が８０
μｍ以下であることが望ましいことがわかる。
【００２１】なお、成形体の焼結温度は、Ａｇの融点直
下の温度（８００〜９５０℃）がよいことがわかった。
８００℃以下では、焼結が進行せず、所期の電極特性が
得られず、９５０℃以上では、電極の一部が溶融した
り、フクレ等の変形が生じてしまう。さらに、電極密度
は９０％以上であることが要求される。９０％以下では
導電率が低く、かつ焼結不足となり、強度が低下してし
まうからである。
下の温度（８００〜９５０℃）がよいことがわかった。
８００℃以下では、焼結が進行せず、所期の電極特性が
得られず、９５０℃以上では、電極の一部が溶融した
り、フクレ等の変形が生じてしまう。さらに、電極密度
は９０％以上であることが要求される。９０％以下では
導電率が低く、かつ焼結不足となり、強度が低下してし
まうからである。
【００２２】したがって、本発明に係る真空インタラプ
タ用電極材料は、５０重量％から９５重量％の銀粉体と
５重量％から５０重量％のクロム粉体とを混合してなる
混合粉体を圧縮、焼結してなり、密度が９０％以上、組
織中のクロムの平均粒径が８０μｍ以下であることを特
徴とするものである。
タ用電極材料は、５０重量％から９５重量％の銀粉体と
５重量％から５０重量％のクロム粉体とを混合してなる
混合粉体を圧縮、焼結してなり、密度が９０％以上、組
織中のクロムの平均粒径が８０μｍ以下であることを特
徴とするものである。
【００２３】
【実施例】次に、本発明に係る真空インタラプタ用電極
材料の一実施例について説明する。出発原料として、平
均粒径が８μｍのＣｒ粉体と粒径が８０μｍ以下（−８
０μｍ）のＡｇ粉体とを前述の表３に示した割合で混合
して混合粉体を得、この混合粉体を金型に充填し、３.5
ton/cm2 の圧力でプレス成形し、直径８５mmの成形体を
得た。
材料の一実施例について説明する。出発原料として、平
均粒径が８μｍのＣｒ粉体と粒径が８０μｍ以下（−８
０μｍ）のＡｇ粉体とを前述の表３に示した割合で混合
して混合粉体を得、この混合粉体を金型に充填し、３.5
ton/cm2 の圧力でプレス成形し、直径８５mmの成形体を
得た。
【００２４】次いで、得られた成形体を、真空中（５×
１０-5Torr）で、Ａｇの融点直下の温度である９５０℃
で２時間加熱して焼結し、電極用インゴットを得た。得
られた電極用インゴットの密度比は前述の表３の通りで
あった。
１０-5Torr）で、Ａｇの融点直下の温度である９５０℃
で２時間加熱して焼結し、電極用インゴットを得た。得
られた電極用インゴットの密度比は前述の表３の通りで
あった。
【００２５】得られた電極用インゴットを電子顕微鏡で
観察すると、Ａｇマトリックス中にＣｒ粒子が均一に分
散している組織となっていることが確認された。電極組
織内のＣｒの粒径は、出発原料に用いたＣｒ粉末の粒径
より大きなものとなっている。特に、原料Ｃｒ粉が微細
なほど組織内のＣｒ粒子／原料Ｃｒ粒子の比は大きい。
これは、微粒Ｃｒ粉ほど粒子間の結合が強く製造工程の
混合により分散が困難なためと思われる。
観察すると、Ａｇマトリックス中にＣｒ粒子が均一に分
散している組織となっていることが確認された。電極組
織内のＣｒの粒径は、出発原料に用いたＣｒ粉末の粒径
より大きなものとなっている。特に、原料Ｃｒ粉が微細
なほど組織内のＣｒ粒子／原料Ｃｒ粒子の比は大きい。
これは、微粒Ｃｒ粉ほど粒子間の結合が強く製造工程の
混合により分散が困難なためと思われる。
【００２６】得られた電極用インゴットを直径８０mmの
スパイラル電極形状に機械加工し、これを真空インタラ
プタに組み込み、電流遮断能力、接触抵抗を測定した。
その結果は、前述の図１の通りであった。
スパイラル電極形状に機械加工し、これを真空インタラ
プタに組み込み、電流遮断能力、接触抵抗を測定した。
その結果は、前述の図１の通りであった。
【００２７】微細Ｃｒの均一組織を得る方法として実施
例では、Ａｇ−Ｃｒの粉末混合による方法を採用した
が、結果的に電極組織内でＣｒが微粒化していればよ
い。従って、Ｃｒ粉末の製造方法としては、ガスアトマ
イズ法、水アトマイズ法、メカニカルアロイニング法、
湿式混合法などの他の方法でもよい。
例では、Ａｇ−Ｃｒの粉末混合による方法を採用した
が、結果的に電極組織内でＣｒが微粒化していればよ
い。従って、Ｃｒ粉末の製造方法としては、ガスアトマ
イズ法、水アトマイズ法、メカニカルアロイニング法、
湿式混合法などの他の方法でもよい。
【００２８】
【発明の効果】本発明に係る真空インタラプタ用電極材
料によれば、粒径を特定したＣｒの粉体とＡｇの粉体と
の割合を特定すると共に、密度、組織内のＣｒ粒径を特
定したことにより、Ａｇ−ＷＣ系電極に比べて遮断性能
がすぐれ、かつＣｕ−Ｃｒ系電極に比べて接触抵抗が低
く、しかも溶着性能にもすぐれる真空インタラプタを得
るこができる。溶着性能にすぐれることから、操作器の
ひきはずし力が小さくできるため遮断器の小型化が可能
となり、電極に高価なＡｇを用いても充分に安価な遮断
器を提供できる。
料によれば、粒径を特定したＣｒの粉体とＡｇの粉体と
の割合を特定すると共に、密度、組織内のＣｒ粒径を特
定したことにより、Ａｇ−ＷＣ系電極に比べて遮断性能
がすぐれ、かつＣｕ−Ｃｒ系電極に比べて接触抵抗が低
く、しかも溶着性能にもすぐれる真空インタラプタを得
るこができる。溶着性能にすぐれることから、操作器の
ひきはずし力が小さくできるため遮断器の小型化が可能
となり、電極に高価なＡｇを用いても充分に安価な遮断
器を提供できる。
【００２９】さらに、Ｃｕ−Ｃｒ系電極を使用した真空
インタラプタの場合には、操作器の主体路導体が大き
く、かつ放熱用の大きなフィンが必要なため高価で寸法
も大きくなっていたが、本発明に係る電極材料によれ
ば、これらの問題も解決される。
インタラプタの場合には、操作器の主体路導体が大き
く、かつ放熱用の大きなフィンが必要なため高価で寸法
も大きくなっていたが、本発明に係る電極材料によれ
ば、これらの問題も解決される。
【図１】電極材料中におけるＣｒ含有量と溶着力との関
係を示すグラフである。
係を示すグラフである。
【図２】電極材料中におけるＣｒ粒径と遮断電流特性と
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野田 泰司 東京都品川区大崎二丁目１番17号 株式会 社明電舎内
Claims (3)
- 【請求項１】 ５０重量％から９５重量％の銀粉体と５
重量％から５０重量％のクロム粉体とを混合してなる混
合粉体を圧縮、焼結してなり、密度が９０％以上、組織
中のクロムの平均粒径が８０μｍ以下であることを特徴
とする真空インタラプタ用電極材料。 - 【請求項２】 組織中のクロムの平均粒径が３０μｍ以
下であることを特徴とする請求項１に記載の真空インタ
ラプタ用電極材料。 - 【請求項３】 ５０重量％から９５重量％の銀粉体と５
重量％から５０重量％のクロム粉体とを混合した混合粉
体を圧縮して得られる成形体を銀の融点直下の温度で焼
結して得られ、密度が９０％以上、組織中のクロムの平
均粒径が８０μｍ以下であることを特徴とする真空イン
タラプタ用電極材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335519A JPH07192585A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 真空インタラプタ用電極材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5335519A JPH07192585A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 真空インタラプタ用電極材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07192585A true JPH07192585A (ja) | 1995-07-28 |
Family
ID=18289485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5335519A Withdrawn JPH07192585A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 真空インタラプタ用電極材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07192585A (ja) |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP5335519A patent/JPH07192585A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010306 |