JPS5810450B2 - Electrical contact material and its manufacturing method - Google Patents

Electrical contact material and its manufacturing method

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JPS5810450B2
JPS5810450B2 JP55101823A JP10182380A JPS5810450B2 JP S5810450 B2 JPS5810450 B2 JP S5810450B2 JP 55101823 A JP55101823 A JP 55101823A JP 10182380 A JP10182380 A JP 10182380A JP S5810450 B2 JPS5810450 B2 JP S5810450B2
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powder
cadmium
silver
tellurium
weight
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JP55101823A
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Japanese (ja)
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テイ・エイ・デイビス
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Square D Co
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気接点に用いる電気接点材料およびその製造
方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrical contact material used for electrical contacts and a method for manufacturing the same.

本発明の目的はアーク消弧特性に対する望ましい迅速抵
抗性を示し、比較的低い接触抵抗を有しかつ製造簡単な
電気接点用の新規な有効な接点材料を提供することであ
る。
It is an object of the present invention to provide a new and effective contact material for electrical contacts that exhibits desirable rapid resistance to arc extinguishing characteristics, has relatively low contact resistance, and is simple to manufacture.

本発明は銀とテルルまたはテルルとリチウムからなる群
から選ばれる少なくとも1つの物質3重量%以下との混
合物を提供する。
The present invention provides a mixture of silver and up to 3% by weight of at least one substance selected from the group consisting of tellurium or tellurium and lithium.

本発明の特徴によれば、前記で略述したような2.5乃
至20重量%の酸化カドミウムを含有する電気接点材料
が提供される。
According to a feature of the invention, there is provided an electrical contact material containing 2.5 to 20% by weight cadmium oxide as outlined above.

また、本発明は約350メツシユ以下の粒径を有する不
整な銀粉末を用意する工程、粒径約75ミクロン以下の
共沈殿カドミウム−テルル粉末を用意する工程、銀粉末
およびカドミウム−テルル粉末を混合して微細で均一な
分散混合物を得る工程、上記混合粉末を還元雰囲気中で
加熱してテルル化カドミウムを合金粉末粒子表面に分散
した銀−カドミウム合金粉末を形成する工程、合金粉末
を内部酸化してカドミウムおよびテルル化カドミウムを
再酸化させる工程、再酸化合金粉末を篩いにかけて粉末
粒径を100メツシユ以下にする工程、上記合金粉末を
所望の形状に圧縮する工程および圧縮成形体を焼結する
工程を包含する電気接点材料の製造方法を提供する。
The present invention also includes a step of preparing irregular silver powder having a particle size of about 350 mesh or less, a step of preparing a coprecipitated cadmium-tellurium powder having a particle size of about 75 microns or less, and mixing the silver powder and cadmium-tellurium powder. a step of heating the mixed powder in a reducing atmosphere to form a silver-cadmium alloy powder in which cadmium telluride is dispersed on the surface of the alloy powder particles; and a step of internally oxidizing the alloy powder. a step of reoxidizing cadmium and cadmium telluride, a step of sieving the reoxidized alloy powder to reduce the powder particle size to 100 mesh or less, a step of compressing the alloy powder into a desired shape, and a step of sintering the compacted compact. Provided is a method of manufacturing an electrical contact material including the following.

本発明の特徴によれば、篩い工程前に、3重量%以下の
リチウム化合物溶液を合金粉末に添加してスラリーを形
成し、その際溶液濃度を実質的に等容量の液体と粉末が
混合されるように調節する工程、このスラリーを高温で
空気乾燥する工程、および乾燥粉末を空気中で加熱して
リチウム化合物を分解し、それによシ合金粉末粒子表面
上に酸化リチウム粒子を形成する工程を包含する前述の
方法が提供される。
According to a feature of the invention, before the sieving step, a lithium compound solution of up to 3% by weight is added to the alloy powder to form a slurry, and the solution concentration is adjusted so that substantially equal volumes of liquid and powder are mixed. air drying the slurry at high temperatures; and heating the dry powder in air to decompose the lithium compounds thereby forming lithium oxide particles on the surface of the alloy powder particles. There is provided a method comprising the foregoing.

本発明による前述のおよび他の特徴は下記の本発明の特
定実施態様によってより良く理解されよう。
The foregoing and other features according to the invention will be better understood from the following specific embodiments of the invention.

ロウ−デユーティ(low duty)用の媒体に特に
適する本発明による電気接点材料は銀と、テルルまたは
テルルおよびリチウム3重量%以下との混合物からなる
The electrical contact material according to the invention, which is particularly suitable for low-duty media, consists of a mixture of silver and tellurium or tellurium and lithium in an amount of up to 3% by weight.

テルル寸たはテルルとリチウムの添加量は0.01乃至
1.5重量%の範囲が好ましい。
The amount of tellurium or tellurium and lithium added is preferably in the range of 0.01 to 1.5% by weight.

したがって、銀は接点材料の大部分をなし、そして接点
材料は追加物質が母材物質中に均一に分散されるように
製造されることが必要である。
Therefore, silver forms the majority of the contact material and it is necessary that the contact material be manufactured such that the additional material is uniformly dispersed within the matrix material.

銀粉末の粒径は350メツシユ以下とするのが好ましい
The particle size of the silver powder is preferably 350 mesh or less.

これは容積当りの表面積の比を大きくして合金化および
内部酸化を容易とするためである。
This is to increase the ratio of surface area to volume to facilitate alloying and internal oxidation.

リチウムおよびテルルは単独でまたは一緒に母材に添加
することが出来る。
Lithium and tellurium can be added to the matrix alone or together.

低仕事関係物質であるリチウムは接点材料中の分離した
位置で接点材料の電子仕事関数を低下させ、その結果電
気接点間に接触が確立された際アーク腐食が広がる。
Lithium, a low work related material, reduces the electronic work function of the contact material at discrete locations within the contact material, resulting in propagation of arc corrosion when contact is established between electrical contacts.

この低仕事関数物質は電気接点間の接触が破壊された除
虫じるアーク電圧も低下させ、かつ溶接脆化を来たす、
すなわち電気接点間に接触が確立された際形成される溶
接の破壊をもたらす。
This low work function material also reduces the arc voltage when the contact between electrical contacts is broken and causes weld embrittlement.
This results in the breakdown of the weld that is formed when contact is established between the electrical contacts.

テルルは銀マトリックスの脆化、特に結晶粒界の脆化を
来たし、その結果電気接点間に接触が確立された際形成
される溶接の破壊が促進される。
Tellurium causes embrittlement of the silver matrix, particularly of the grain boundaries, thereby promoting failure of the weld formed when contact is established between electrical contacts.

しかし、テルルは、3重量%以下の量で使用しないと、
マトリックスの脆化効果が大きすぎて好ましく々い。
However, if tellurium is not used in an amount of 3% by weight or less,
This is preferable because the matrix embrittlement effect is too large.

また、リチウムをテルルと同時に使用してテルルの一部
代替に用いるとアーク腐食を改良するが、その含量は3
重量%以下である。
Also, arc corrosion is improved when lithium is used as a partial substitute for tellurium at the same time as tellurium, but its content is 3.
% by weight or less.

前述の鋼基体電気接点材料の酸化カドミウムは2.5乃
至20重量%の濃度まで添加することが出来る。
Cadmium oxide in the aforementioned steel-based electrical contact materials can be added to concentrations of 2.5 to 20% by weight.

酸化カドミウムは電気接点間に接触が確立された際形成
されやすい溶接の脆化を来たし、まだこの銀基体材料か
らつくった電気接点間の接触が破壊される除虫じるアー
ク中に存在するカドミウム蒸気はアーク中の平均電子エ
ネルギーを低下させ、アーク中の電子エネルギー分布を
変化させて高エネルギー電子を除去する作用をする。
Cadmium oxide is susceptible to formation when contact is established between electrical contacts, resulting in embrittlement of the weld, and cadmium still present in the sterilizing arc will destroy the contact between electrical contacts made from this silver-based material. The steam acts to lower the average electron energy in the arc, change the electron energy distribution in the arc, and remove high-energy electrons.

酸化カドミウムはアーク放電を抑制し、溶接抵抗を増大
させるために添加されるが、その量が20重量%を超え
ると、実用上接点の脆化が大きすぎて好ましくない。
Cadmium oxide is added to suppress arc discharge and increase welding resistance, but if the amount exceeds 20% by weight, it is not preferable for practical use because the contact becomes too brittle.

前述のリチウム含有電気接点材料は特に必ずしもそうで
はないがもっばら容量性負荷まだは事実接点閉鎖の除虫
じる任意負荷の開閉に使用される電気接点の製造に使用
される。
The aforementioned lithium-containing electrical contact materials are particularly used in the manufacture of electrical contacts used for the switching of arbitrary loads, often, but not necessarily, capacitive loads, but also in fact eliminating contact closure.

これらのスイッチ用途に使用される電気接点に同じ電子
仕事関数の元素からなる純粋材料または合金を使用する
場合、接点の接触面から最も突出した点間で接点閉鎖に
よる放電が生じ、放電の実際の位置は陰極接点の分布状
態によって大きく制御される。
When the electrical contacts used in these switch applications are made of pure materials or alloys of elements with the same electronic work function, contact closure discharge occurs between the points most protruding from the contact surface, and the actual discharge The position is largely controlled by the distribution of the cathode contacts.

実際の放電開始は接点が閉鎖された際突出端からの電界
電子放出を伴う。
The actual initiation of discharge is accompanied by field electron emission from the protruding end when the contact is closed.

突出端はその近傍で電界を厳しく変形し、電子放出が起
る値まで電界値を増大せしめる。
The protruding end severely deforms the electric field in its vicinity, increasing the electric field value to a value at which electron emission occurs.

各放電が起る領域では接点面の損傷および粗面化が起り
、その結果その領域で突出部がさらに高くなるので、次
に続く放電は同領域で起る可能性が大きくなり、その結
果A、スイッチの場合は過度の腐食が起りり、C,スイ
ッチの場合は物質移動が起り、後者の場合ピップおよび
クレータが生じ、その結果接点が互いに固着してしまう
Damage and roughening of the contact surface occurs in the area where each discharge occurs, resulting in a higher protrusion in that area, so that subsequent discharges are more likely to occur in the same area, resulting in A Excessive corrosion occurs in the case of the , switch, and mass transfer occurs in the case of the , switch, resulting in pips and craters in the latter case, resulting in the contacts sticking together.

接触面領域におけるこの腐食集中は、本発明によるリチ
ウム含有電気接点材料によって防止され、本発明による
接点材料では接点材料内に均一に分散された低電子仕事
関数物質リチウムがアーク放電開始に対して交互機構を
もたらすからである。
This corrosion concentration in the contact surface area is prevented by the lithium-containing electrical contact material according to the invention, in which the low electron work function material lithium, homogeneously distributed within the contact material, alternates against arc initiation. This is because it provides a mechanism.

これは電子が低電解強度で高電子仕事関数物質銀に比較
してこの低電子仕事関数物質によってはるかに容易に放
出されるからである。
This is because electrons are much more easily released by this low electron work function material at low field strengths compared to the high electron work function material silver.

したがって、銀接点材料の低電子仕事関数物質の位置は
電子放出に関して純粋材料または合金の突出部と全く同
様に作用する。
Therefore, the location of the low electronic work function material in the silver contact material acts just like a protrusion in the pure material or alloy with respect to electron emission.

したがって、これら2つの工程は接点使用中互いに競合
する。
These two processes therefore compete with each other during contact use.

実際、リチウム位置を含有する最も高い突出部はアーク
開始電子を提供する。
In fact, the highest protrusion containing lithium sites provides the arc starting electrons.

その結果中じる放電は突出部の初期形状を破壊し、その
周囲領域を粗面化するが、しかしリチウムの位置は完全
に破壊されて除去される。
The resulting discharge destroys the initial shape of the protrusion and roughens its surrounding area, but the lithium locations are completely destroyed and removed.

したがって、続く放電はリチウム位置を含有する、次の
最も高い突出部から開始され、以下同様に進行する。
The subsequent discharge is therefore initiated from the next highest protrusion containing the lithium site, and so on.

しだがって、リチウムは接点材料中に良く分散されてい
るので接触表面に腐食が十分法がり、これら腐食表面が
除去されると次には1つの領域に望ましくない集中が生
じる公知材料の場合とは違って接点材料のバルクに相当
程度広がる。
Therefore, in the case of known materials, the lithium is well dispersed in the contact material so that corrosion is sufficient to form on the contact surfaces, and when these corroded surfaces are removed, an undesired concentration in one area then occurs. In contrast, it spreads to a considerable extent in the bulk of the contact material.

さらに、リチウムは放電中非常に容易にイオン化され易
く、かつ光量子放出をもたらす光学状態に容易に励起さ
れる。
Furthermore, lithium is very easily ionized during discharge and easily excited to an optical state that results in photon emission.

したがって電気接点材料にリチウムを添加すると電子間
で惹起されたアーク中に電子による非弾性衝突が起る傾
向が著しく増大し、その結果平均電子エネルギーおよび
高エネルギー電子の相対数が著しく低下する。
Therefore, the addition of lithium to an electrical contact material significantly increases the tendency for inelastic collisions of electrons to occur in an arc initiated between electrons, resulting in a significant decrease in the average electron energy and the relative number of high-energy electrons.

したがって、接点の電子衝突は加熱が低いと激しさが低
減され、揮発および腐食が低減される。
Therefore, electron bombardment of the contacts is less intense at lower heating, reducing volatilization and corrosion.

この有利な効果は接点閉鎖の場合起るアークの場合にも
また接点開放の場合のアークでも生じる。
This advantageous effect occurs both in the case of an arc that occurs when the contacts are closed, and also for the arc that occurs when the contacts are opened.

銀、酸化カドミウムおよびテルルからなる電気接点材料
の製造は粉末冶金技術によって行うのが最も良く、また
接点材料中にテルルを完全に均一に分散させるにはテル
ルはカドミウムと共に化学的に共沈殿された化合物の形
で添加されるのが最も良い。
The production of electrical contact materials consisting of silver, cadmium oxide and tellurium is best carried out by powder metallurgy techniques, and to achieve a completely homogeneous dispersion of tellurium in the contact material, tellurium is chemically co-precipitated with cadmium. It is best added in the form of a compound.

カドミウムとテルルの共沈殿化合物は、 a)所要量の酸化カドミウムと酸化テルル粉末を必要最
小限量の酸を用いて熱濃硝酸に注意深く溶解する工程、 b)上記溶液を加熱して酸化物を溶解した際の過剰の酸
を除去する工程、 C)公知方法で炭酸ナトリウム溶液を用いて溶液から不
溶性カドミウム−テルル化合物を沈殿させる工程、 d)生成した微細な白色沈殿を沈降させ、蒸留水を用い
て傾潟により注意深く洗浄し、次いで沈殿を口過する工
程、 e)フィルター床上で沈殿を蒸留水およびアセトンで洗
浄し、次いで口液をエアオーブンで60℃で乾燥する工
程、 f)沈殿を適当な容器に入れて空気中で操作される炉の
中で約450℃で約2時間加熱して分解しく炉の温度は
約1時間で上記水準寸で上昇される)、そして酸化カド
ミウムおよびカドミウムとテルルの酸化物が緊密に分散
された混合酸化物の微細な粉末混合物を製造する工程、
この際粉末混合物の色は低テルル水準すなわち0.01
重量%でのチョコレートブラウンから高テルル水準すな
わち1.5重量%のオレンジの範囲であること、 g)分解沈殿を再洗浄して微量のナトリウム爽雑物を除
去し、洗浄沈殿を約100℃で乾燥する工程、この際洗
浄および乾燥中沈殿の色は水利のため淡黄色に変化する
こと、および h)洗浄分解沈殿を空気中で約450°Cで約2時間再
焼成して水和水を除去する工程 を包含する方法によって得ることが出来る。
A co-precipitated compound of cadmium and tellurium is produced by a) carefully dissolving the required amount of cadmium oxide and tellurium oxide powder in hot concentrated nitric acid using the minimum necessary amount of acid, and b) heating the above solution to dissolve the oxides. c) precipitating the insoluble cadmium-tellurium compound from the solution using a sodium carbonate solution in a known manner; d) settling the fine white precipitate formed and precipitating it with distilled water. e) washing the precipitate on the filter bed with distilled water and acetone and then drying the mouth liquid in an air oven at 60°C; f) passing the precipitate into a suitable Cadmium oxide and cadmium and tellurium are decomposed by heating in a container at about 450° C. for about 2 hours in a furnace operated in air (the temperature of the furnace is raised to the above level in about 1 hour), and cadmium oxide and cadmium and tellurium are a process of producing a finely divided powder mixture of mixed oxides in which the oxides of
At this time, the color of the powder mixture is at a low tellurium level, i.e. 0.01
range from chocolate brown to orange at high tellurium levels, i.e. 1.5% by weight; g) Re-washing the decomposed precipitate to remove traces of sodium impurities and drying the washed precipitate at approximately 100°C a drying step, during which the color of the precipitate changes to light yellow during washing and drying due to water conservation, and h) the washed decomposed precipitate is recalcined in air at about 450°C for about 2 hours to obtain hydration water. It can be obtained by a method including a step of removing.

カドミウムとテルルが正確に知られた量で完全に均一に
分散されている生成共沈殿粉末を75ミクロンスクリー
ンで篩い分けて銀−酸化カドミウムーテルル接点材料の
製造に用いる。
The resulting co-precipitated powder, in which cadmium and tellurium are completely and uniformly dispersed in precisely known amounts, is sieved through a 75 micron screen and used to make silver-cadmium oxide-tellurium contact materials.

共沈殿化合物の製造には最小分析値99%の市販の酸化
カドミウムと酸化テルル粉末を用いることが出来、一般
的な市販の酸化カドミウム物質はホツプキンズアンドウ
ィリアムズ リミテッド製の「試薬級」酸化カドミウム
粉末である。
Commercially available cadmium oxide and tellurium oxide powders with a minimum analysis value of 99% can be used to prepare the co-precipitated compounds; a common commercially available cadmium oxide material is "reagent grade" cadmium oxide powder manufactured by Hopkins and Williams Limited. It is.

カドミウムを燃焼させ、燃焼によシ生じる煙を凝縮して
つくられるこの酸化カドミウム粉末は立方晶形で粒径は
1ミクロン以下である。
The cadmium oxide powder, which is produced by burning cadmium and condensing the smoke produced by the combustion, is cubic and has a particle size of less than 1 micron.

また、化学分析によれば上記粉末は次のような組成を有
する;酸化カドミウム(CdOとして) 最小99.0
%塩化物(ct ) 最大 0’、
005%硫酸塩(SO4) 最大0.005
%鉄(Fe) 最大0.001%カ
リウム(K) 最大0.002%ナトリ
ウム(Na) 最大0.01 %少量の追加
物質C1,SO4,Fe、におよびNaはこのCaO粉
末を含む物質からつくった電気接点の性能に大した影響
がないことが分った。
According to chemical analysis, the powder has the following composition: Cadmium oxide (as CdO) min. 99.0
% chloride (ct) up to 0',
005% sulfate (SO4) max. 0.005
% Iron (Fe) Maximum 0.001% Potassium (K) Maximum 0.002% Sodium (Na) Maximum 0.01% Small amounts of additional substances C1, SO4, Fe, and Na are made from materials containing this CaO powder. It was found that there was no significant effect on the performance of the electrical contacts.

。市販の粉末は水分の吸収を防止するためにきれ
いにして乾燥して貯蔵することが必要である。
. Commercially available powders need to be stored clean and dry to prevent moisture absorption.

粉末の貯蔵はデシケータを用いて行うことが出来る。The powder can be stored using a desiccator.

したがって、本発明による銀−酸化カドミウム−テルル
電気接点材料の製造方法では、不整の銀。
Therefore, in the method for producing a silver-cadmium oxide-tellurium electrical contact material according to the present invention, irregular silver is used.

粉末を所望の割合で共沈殿カドミウム−テルル粉末と緊
密に混合し、必要なら酸化カドミウム粉末たとえば前述
の市販の酸化カドミウム粉末で希釈する。
The powder is intimately mixed with the co-precipitated cadmium-tellurium powder in the desired proportions, diluted if necessary with cadmium oxide powder, such as the commercially available cadmium oxide powder described above.

粉末粒の寸法および形は最適の銀基接点材料の製造で最
も重要なことであり、経済的には出来るだけ微細である
ことが好ましい。
The size and shape of the powder particles are of paramount importance in the production of optimal silver-based contact materials, and economically it is preferred that they be as fine as possible.

このために粒径350メツシユ以下の不整の銀粉末と粒
径75ミクロン以下のカドミウム−テルル粉末が使用さ
れる。
For this purpose, irregular silver powder with a particle size of less than 350 meshes and cadmium-tellurium powder with a particle size of less than 75 microns are used.

微細粉末の使用により製造される電気接点材料として微
細な均一に分散された物質混合物が得られる。
The use of fine powders results in fine, homogeneously dispersed substance mixtures as electrical contact materials produced.

使用出来る一般的な市販銀物質はエンジェルバードイン
ダストリーズの子会社であるシェフィールドスメルティ
ングカンパニー製の「セスコ」銀粉末である。
A common commercially available silver material that can be used is "Sesco" silver powder manufactured by Sheffield Smelting Company, a subsidiary of Angel Bird Industries.

商業的純度の沈殿粉末であるこの銀粉末は形状が不整で
粒径300メツシユ以下および見掛は密度1.9g/c
cの粉末粒子である。
This silver powder, which is a commercially pure precipitated powder, has an irregular shape, a particle size of less than 300 mesh, and an apparent density of 1.9 g/c.
It is a powder particle of c.

この物質はまた(I)透過顕微鏡による幾伺学的平均直
線切片が17.8ミクロン(標準偏差2.0)および(
11)研摩部分の幾伺学的平均直線切片が4.1ミクロ
ン(標準偏差2.0)である。
This material also has (I) a geometric mean linear intercept of 17.8 microns (standard deviation 2.0) and (
11) Geometric mean linear intercept of the polished area is 4.1 microns (standard deviation 2.0).

この市販の銀粉末を篩いにかけて350メツシュ以上の
粉末粒を除去した後本発明による方法で用いる。
This commercially available silver powder is sieved to remove powder grains of 350 mesh or more before use in the method according to the invention.

注目すべきことは、水分吸収、汚染および表面腐食を防
止するためにこの市販物質はきれいにして乾燥して貯蔵
しなければならないことである。
Of note, this commercial material must be stored clean and dry to prevent moisture absorption, contamination, and surface corrosion.

粉末貯蔵はたとえばデシケータを用いて行うことが出来
る。
Powder storage can be carried out, for example, using a desiccator.

成分粉末の緊密な混合は乾式タンブルミリングによって
行うことが出来る。
Intimate mixing of the component powders can be achieved by dry tumble milling.

これらの粉末を乾式タンブルミリングで混合するために
は、次のような条件を守ることが重要である: a)成分粉末は前述の粒径を有することが必要である。
In order to mix these powders by dry tumble milling, it is important to observe the following conditions: a) The component powders must have the aforementioned particle sizes.

b)粉末は水分の吸収および表面腐食を防止するだめに
デシケータに貯蔵するかまたは他の手段る用いて貯蔵す
ることが必要である。
b) The powder needs to be stored in a desiccator or by other means to prevent moisture absorption and surface corrosion.

c)混合量は最高50gで、実際の混合時間は混合物の
粒径に依存する。
c) The mixing amount is maximum 50 g, the actual mixing time depends on the particle size of the mixture.

d)酸化カドミウム組成は2.5乃至20重量%である
d) Cadmium oxide composition is 2.5 to 20% by weight.

e)ドラムの容積は粉末の運動を制限しないように混合
粉末の容積の2乃至10倍程度である。
e) The volume of the drum is approximately 2 to 10 times the volume of the mixed powder so as not to restrict the movement of the powder.

f)ドラム内の相対湿度は0乃至70%で、ドラム内の
湿度は10乃至30℃である。
f) The relative humidity inside the drum is between 0 and 70%, and the humidity inside the drum is between 10 and 30°C.

g)ドラムの回転速度は混合中粉末が連続的に運動する
ような速度である。
g) The rotational speed of the drum is such that the powder moves continuously during mixing.

ドラムの回転速度を増大させると良好な混合を行うのに
必要な時間が減少し、かつ酸化物が凝集する傾向が減少
する。
Increasing the rotational speed of the drum reduces the time required to achieve good mixing and reduces the tendency of the oxide to agglomerate.

しかしながら、回転速度が過度になると遠心力の影響の
ため混合は妨害を受ける。
However, when the rotational speed becomes excessive, mixing is hindered due to the influence of centrifugal forces.

h)粉末混合時間は一般に粉末混合物の酸化カドミウム
含量に依存し、酸化カドミウム含量が大きければ大きい
ほど混合時間は長くなる。
h) The powder mixing time generally depends on the cadmium oxide content of the powder mixture, the higher the cadmium oxide content, the longer the mixing time.

たとえば、酸化カドミウム含量2.5重量%では混合時
間は12時間程度であり、一方酸化カドミウム含量10
または15重量%では混合時間は24時間程度である。
For example, for a cadmium oxide content of 2.5% by weight, the mixing time is around 12 hours, while for a cadmium oxide content of 10% by weight.
Alternatively, at 15% by weight, the mixing time is about 24 hours.

特に高水分含量の粉末に対して前述より実質的に短い混
合時間を用いると酸化物粉末中の凝集体の破壊が不完全
になる。
Using substantially shorter mixing times than those described above, especially for powders with high moisture content, results in incomplete breakdown of agglomerates in the oxide powder.

他方、特に湿潤条件下での過度の連続混合時間たとえば
100時間をはるかに越えた時間は酸化カドミウム凝集
体の成長により混合を低下させる傾向がある。
On the other hand, excessive continuous mixing times, especially under humid conditions, for example well over 100 hours, tend to degrade mixing due to the growth of cadmium oxide aggregates.

しかしながら、注目すべきことは酸化カドミウムとテル
ルを接点材料中に微細に均一に分散させる上で最も重要
な変数は成分粉末粒子の絶対寸法および相対寸法であり
、最適混合計画はこの因子によって大きく決定される。
It should be noted, however, that the most important variable in finely and uniformly dispersing cadmium oxide and tellurium in the contact material is the absolute and relative dimensions of the component powder particles, and the optimal mixing plan is largely determined by this factor. be done.

50乃至1000gの混合容積で酸化カドミウム組成が
2.5乃至15重量%の前記粉末の一般的混合条件は次
のようである: a)ドラム容積は混合粉末容積の2乃至10倍程度であ
った。
The general mixing conditions for the powder with a mixing volume of 50 to 1000 g and a cadmium oxide composition of 2.5 to 15% by weight are as follows: a) The drum volume was about 2 to 10 times the volume of the mixed powder. .

b)混合は20℃で(17乃至23℃の範囲)相対温度
約60%(45乃至65%の範囲)で行われた。
b) Mixing was carried out at 20°C (range 17-23°C) at a relative temperature of approximately 60% (range 45-65%).

c) ドラムは160r、p、m、で回転した。c) The drum rotated at 160r,p,m.

d)混合時間は24時間であった。d) Mixing time was 24 hours.

これらの混合条件は使用される特定の粉末で均一に混合
された複合粉末をもたらすことが見出された。
It has been found that these mixing conditions result in a homogeneously mixed composite powder with the particular powder used.

酸化カドミウム成分の水分が過剰でその結果凝集する傾
向が大きい場合、24時間のタンプリング操作後粉末を
350メツシュ篩いにかけ、次いで篩い分けた粉末混合
物をさらに24時間タンプリング操作にかけることが必
要である。
If the cadmium oxide component has an excess of moisture and a consequent tendency to agglomerate, it is necessary to pass the powder through a 350 mesh sieve after the 24 hour tampling operation and then subject the sieved powder mixture to a further 24 hour tampling operation.

混合後、粉末を適当な平形容器たとえば石英トレーに深
さ1cm以下まで入れ、ついで水素雰囲気中で200乃
至700℃に加熱する。
After mixing, the powder is placed in a suitable flat container, such as a quartz tray, to a depth of 1 cm or less, and then heated to 200-700° C. in a hydrogen atmosphere.

この温度範囲のすべての点で水素は酸化カドミウムをカ
ドミウムに還元し、カドミウムは鍋中に拡散して銀−カ
ドミウム合金粉末を生成し、合金粉末粒子の表面に非常
に微細なテルル化カドミウム粒子が分散される。
At all points in this temperature range, the hydrogen reduces the cadmium oxide to cadmium, which diffuses into the pot to form a silver-cadmium alloy powder, with very fine cadmium telluride particles on the surface of the alloy powder particles. distributed.

321℃以上の温度ではカドミウムは液状であり、合金
の均質化には液相機構が伴う。
At temperatures above 321° C., cadmium is in a liquid state, and homogenization of the alloy is accompanied by a liquid phase mechanism.

均質化の最終段階は固体状態拡散工程が伴う。The final stage of homogenization involves a solid state diffusion step.

合金粒子の焼結も起るが、しかし出来るだけ避けること
が必要である。
Sintering of the alloy particles also occurs, but should be avoided as much as possible.

しかしながら、焼結はゆるく、篩いによって容易に破壊
される。
However, the sintering is loose and easily destroyed by sieving.

サブミクロンのテルル化物粒子の存在は特にテルル含量
が約0.2重量%以上の場合ゆるく焼結された生成物を
粉末に破壊するのを非常に容易にする。
The presence of submicron telluride particles makes it very easy to break the loosely sintered product into powder, especially when the tellurium content is above about 0.2% by weight.

500μmスクリーンで篩い分けした後、合金は小さな
塊状体の形をなす。
After sieving through a 500 μm screen, the alloy is in the form of small agglomerates.

400°Cの温度が還元工程に適当であり、同時に過度
の焼結ならびに揮発に起因するカドミウム損失が回避さ
れる。
A temperature of 400° C. is suitable for the reduction step, while avoiding excessive sintering as well as cadmium loss due to volatilization.

400℃の温度は1時間保持すべきであり、混合粉末は
200℃/時の速度でこの温度にもたらされる。
The temperature of 400°C should be maintained for 1 hour and the mixed powder is brought to this temperature at a rate of 200°C/hour.

還元工程はベルト炉を用いることによって連続的にする
ことが出来る。
The reduction process can be made continuous by using a belt furnace.

このような場合自動混合篩い装置を用いることが出来る
In such cases, an automatic mixing sieve device can be used.

次に、篩いにかけた合金粉末を内部酸化してカドミウム
および微細テルル化カドミウム粒子を再酸化し、カドミ
ウムを酸化カドミウムにそして微細テルル化カドミウム
粒子をカドミウムとテルルを含有する複合酸化物に変換
する。
Next, the sieved alloy powder is internally oxidized to reoxidize the cadmium and fine cadmium telluride particles, converting the cadmium to cadmium oxide and the fine cadmium telluride particles to a composite oxide containing cadmium and tellurium.

これは粉末を適当な酸化雰囲気たとえば空気または酸素
の大気圧以下、大気圧または大気圧以上の圧力下にある
ベルト炉に通すことによって行うことが出来る。
This can be done by passing the powder through a belt furnace under subatmospheric, subatmospheric or superatmospheric pressure in a suitable oxidizing atmosphere such as air or oxygen.

温度は350°C〜合金の融点の範囲であることが出来
るが、しかし好ましい温度は600℃である。
The temperature can range from 350°C to the melting point of the alloy, but the preferred temperature is 600°C.

酸化時間は使用する炉の雰囲気の酸素分圧、合金のカド
ミウム含量、使用温度、および合金粉末粒の寸法に依存
する。
The oxidation time depends on the oxygen partial pressure of the furnace atmosphere used, the cadmium content of the alloy, the operating temperature, and the size of the alloy powder grains.

これらの因子は公知の方法によって算出することが出来
、その際本発明の方法により製造される合金粉末は従来
の合金粉末より微細であるという事実に楯酌がなされる
These factors can be calculated by known methods, taking into account the fact that the alloy powder produced by the method of the invention is finer than conventional alloy powders.

次に内部酸化された合金粉末を篩いにかけて次に用いる
のに適した微細程度にする。
The internally oxidized alloy powder is then sieved to a fineness suitable for subsequent use.

物質を100メツシユ以下に篩い分けると、粉末は理論
密度の約15%の見掛は密度を有し、かつ良好な流動特
性を有する。
When the material is sieved to less than 100 mesh, the powder has an apparent density of about 15% of the theoretical density and has good flow properties.

最終粒子径を100メツシユ以下とするのは、高密度材
料に迅速焼結させるに十分な表面積を与えるためである
The reason why the final particle size is 100 mesh or less is to provide sufficient surface area for rapid sintering of the high-density material.

次に、合金粉末を鋳型を用いて40トン/平方インチの
圧縮で圧縮して所望の形状たとえば製造すべき電気接点
に成形する。
The alloy powder is then compacted using a mold at a compression rate of 40 tons per square inch to form the desired shape, such as the electrical contact to be manufactured.

圧縮成形体を空気、酸素または不活性雰囲気中で600
℃〜物質の融点(960,5°C)の温度で焼結するが
、930°Cの温度が好ましい。
The compression molded body is heated for 600 minutes in air, oxygen or inert atmosphere.
℃ to the melting point of the substance (960.5°C), but a temperature of 930°C is preferred.

数分〜24時間またはそれ以上の焼結時間を使用するこ
とが出来るが、1乃至2時間が好ましい。
Sintering times ranging from a few minutes to 24 hours or more can be used, with 1 to 2 hours being preferred.

接点材料の密度は必要なら45トン/平方インチの圧力
でスタンピングまだはコイニング(coining)操
作で増大させることが出来る。
The density of the contact material can be increased if necessary by a stamping or coining operation at a pressure of 45 tons per square inch.

次の電気接点材料はカドミウムとテルルの共沈殿化合物
を用いて製造した。
The following electrical contact materials were manufactured using a co-precipitated compound of cadmium and tellurium.

共沈殿化合物の生成に用いた粉末混合物は55.009
cdo10.313gTeO2および55.OOgcd
o/9.381gTeO2である。
The powder mixture used to generate the coprecipitated compound was 55.009
cdo10.313gTeO2 and 55. OOgcd
o/9.381gTeO2.

Ag−11重量%CdO−0,01重量%TeAg−1
1重量%CdO−0,05重量%TeAg −11重量
%CdO−0,25重量%TeAg−11重量%CdO
−1,50重量%Te前記材料のすべてを溶接抵抗テス
トにかけ、70cIrL/秒で閉鎖するドーム接点間の
溶接強度分布および平均溶接強度を測定し、一方ピーク
電流950アンペアで容量性放電をかけた。
Ag-11 wt% CdO-0,01 wt% TeAg-1
1% by weight CdO - 0,05% by weight TeAg - 11% by weight CdO - 0,25% by weight TeAg - 11% by weight CdO
- 1,50% Te by weight All of the above materials were subjected to weld resistance tests to measure the weld strength distribution and average weld strength between dome contacts closing at 70 cIrL/sec while capacitive discharge was applied at a peak current of 950 Amps. .

これらのテスト中接点バウンドは0.2ミリ秒以下に減
少した。
During these tests contact bounce was reduced to less than 0.2 milliseconds.

0.25および1.50重量%のテルル(Te)含有す
る材料はTeを含有しないAg−11重量%CdOに比
較して溶接抵抗に著しい改良を示し、平均溶接強度はこ
れら2つのテルル含有材料の場合テルルを含有しない材
料に比較して約1程度の大きさだけ低い。
Materials containing 0.25 and 1.50 wt.% tellurium (Te) showed significant improvement in weld resistance compared to Ag-11 wt.% CdO without Te, and the average weld strength was lower than that of these two tellurium-containing materials. is about 1 magnitude lower than that of materials that do not contain tellurium.

0.05および0.01重量%のTeを含有する材料も
テルルを含有し力い材料に比較してより低い程度ではあ
るが溶接抵抗の改良を示した。
Materials containing 0.05 and 0.01 wt% Te also showed improved weld resistance, albeit to a lesser extent, compared to the tellurium-containing strong materials.

銀−酸化カドミウム−リチウム−テルル電気接点材料の
製造は前述のようにしてつくった内部酸化された銀−酸
化カドミウム−テルル合金粉末(テルルはカドミウムと
結合して複合酸化物として存在する)を用いて粉末冶金
により行うことが出来る。
The silver-cadmium oxide-lithium-tellurium electrical contact material was manufactured using the internally oxidized silver-cadmium oxide-tellurium alloy powder (tellurium is combined with cadmium and exists as a composite oxide) prepared as described above. This can be done by powder metallurgy.

この粉末混合物に3重量%以下のリチウム化合物溶液を
添加してスラリーを形成する。
A lithium compound solution of up to 3% by weight is added to this powder mixture to form a slurry.

溶液の濃度ははソ等容量の液体と粉末が混合されてスラ
リーが形成されるように調節される。
The concentration of the solution is adjusted so that equal volumes of liquid and powder are mixed to form a slurry.

リチウム化合物はプロパツール溶液として粉末混合物に
添加されるのが好ましい。
Preferably, the lithium compound is added to the powder mixture as a propatool solution.

このアルコール基材は水に比較して粉末の湿潤を助け、
乾燥をよシ容易にする。
This alcohol base aids in wetting the powder compared to water,
Makes drying easier.

次に、スラリーを空気中で約60℃で乾燥し、そして粉
末粒子表面に不均一に形成されたリチウム化合物の小さ
な結晶を有する内部酸化された銀−カドミウム−テルル
合金粉末を得る。
The slurry is then dried in air at about 60° C. to obtain an internally oxidized silver-cadmium-tellurium alloy powder with small crystals of lithium compounds unevenly formed on the powder particle surface.

乾燥粉末混合物を次に篩いにかけて粉末粒径が100メ
ツシユ以下になるようにする。
The dry powder mixture is then sieved to reduce the powder particle size to less than 100 mesh.

この篩い操作はスラリー乾燥工程中形成され得る大きな
ケーキを効果的に破壊する。
This sieving operation effectively destroys large cakes that may form during the slurry drying process.

次に、好捷しくは硝酸リチウムであるリチウム化合物を
乾燥粉末混合物を適当な平形容器たとえば石英トレーに
1cIrL以下の深さまで入れて空気中で700℃で操
作されるベルト炉に通して分解し、炉を通過するのに約
15分裂する粉末混合物をこの温度で約2分間保持する
The lithium compound, preferably lithium nitrate, is then decomposed by passing the dry powder mixture into a suitable flat container, such as a quartz tray, to a depth of less than 1 cIrL in air and through a belt furnace operated at 700°C. The powder mixture, which splits about 15 times to pass through the furnace, is held at this temperature for about 2 minutes.

0.01重量%以上のリチウムを含有する材料では、リ
チウム化合物を完全に分解させるためには粉末混合物を
炉に多数回通すことが必要であることが見出された。
It has been found that for materials containing 0.01% by weight or more of lithium, it is necessary to pass the powder mixture through the furnace multiple times in order to completely decompose the lithium compound.

得られた粉末材料は粉末粒子表面上に酸化リチウム粒子
が分散し内部酸化された銀−酸化カドミウム−テルル合
金粉末からなるものである。
The obtained powder material consists of a silver-cadmium oxide-tellurium alloy powder in which lithium oxide particles are dispersed on the surface of the powder particles and internally oxidized.

このAgCd0+Te+Li材料からつくった電気接点
の特徴は、リチウム添加特に0.01重量%の低リチウ
ム濃度で腐食速度の改良を来たす点か除いてAgCd0
+Te材料からつくった電気接点の特徴と実際上同一で
ある。
The characteristics of the electrical contacts made from this AgCd0+Te+Li material are that the addition of lithium, especially at a low lithium concentration of 0.01% by weight, improves the corrosion rate.
The characteristics are virtually identical to those of electrical contacts made from +Te material.

前述した本発明の特定実施・例は単なる例示的なもので
本発明の範囲を限定するものではない。
The specific embodiments and examples of the invention described above are merely illustrative and do not limit the scope of the invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 銀、均一に分布された銀−酸化カドミウム合金粒子
の形の酸化カドミウム2.5〜20重量%および酸化物
の形のテルル0.01〜3重量%の混合物からなり、前
記テルルの酸化物が前記銀−酸化カドミウム合金粒子の
表面上に存在して接点材料全般に均一に分布されている
ことを特徴とする電気接点材料。 2 銀、均一に分布された銀−酸化カドミウム合金粒子
の形の酸化カドミウム2.5〜20重量%および酸化物
の形のテルルとリチウムの合計で0.01〜3重量%の
混合物からなり、前記テルルとリチウムの酸化物が前記
銀−酸化カドミウム合金粒子の表面上に存在して接点材
料全搬に均一に分布されていることを特徴とする電気接
点材料。 3 粒径350メツシユ以下の不整の銀粉末を用意し;
約75ミクロン以下の共沈殿カドミウム−テルル化合物
粉末を用意し;前記銀粉末および前記カドミウム含有粉
末を、酸化カドミウム2.5〜20重量%、テルル3重
量%以下と々るように混合して微細均一な分散混合物と
し;この粉末混合物を還元雰囲気で加熱して銀−カドミ
ウム合金粉末端子の表面上に微細なテルル化カドミウム
粒子が分散して存在する銀−カドミウム合金粉末を形成
し;この合金粉末を内部酸化してカドミウムとテルル化
カドミウムの再酸化を行ない;再酸化された合金粉末を
篩別して粒径を100メツシユ以下とし;この粉末混合
物を所望形状に圧縮し;圧縮成形体を空気中で焼結する
諸工程を特徴とする電気接点材料の製造方法。 4 粒径350メツシユ以下の不整の銀粉末を用意し;
粒径約75ミクロン以下の共沈殿カドミウム−テルル化
合物粉末を用意し;前記銀粉末および前記カドミウム含
有粉末を酸化カドミウム2,5〜20重量%、テルル3
重量%以下となるように混合して、微細均一な分散混合
物とじ;この粉末混合物を還元雰囲気で加熱して銀−カ
ドミウム合金粉末粒子の表面上に微細なテルル化カドミ
ウム粒子が分散して存在する銀−カドミウム合金粉末を
形成し、この合金粉末を内部酸化してカドミウムとテル
ル化カドミウムの再酸化を行ない;再酸化された粉末混
合物に前記テルルとの合量が3重量%以下となるような
量のリチウム化合物を含む溶液を添加してスラリーを形
成し、その際溶液の濃度を実質的に等容量の液体と粉末
が混合されるように調節し;このスラリーを高温で空気
乾燥し;乾燥粉末を空気中で加熱してリチウム化合物を
分解し、それによって合金粉末粒子上にリチウムの酸化
物の形の粒子を形成し;粉末混合物を篩別して粒径を1
00メツシユ以下とし;この粉末混合物を所望形状に圧
縮し:圧縮成形体を空気中で焼結する、諸工程を特徴と
する電気接点材料の製造方法。
Claims: 1. Silver, consisting of a mixture of 2.5-20% by weight of cadmium oxide in the form of homogeneously distributed silver-cadmium oxide alloy particles and 0.01-3% by weight of tellurium in the form of its oxide. . An electrical contact material, wherein the tellurium oxide is present on the surface of the silver-cadmium oxide alloy particles and is uniformly distributed throughout the contact material. 2 silver, consisting of a mixture of 2.5-20% by weight of cadmium oxide in the form of homogeneously distributed silver-cadmium oxide alloy particles and a total of 0.01-3% by weight of tellurium and lithium in the form of oxides, An electrical contact material characterized in that the tellurium and lithium oxides are present on the surface of the silver-cadmium oxide alloy particles and are uniformly distributed throughout the contact material. 3 Prepare irregular silver powder with a particle size of 350 mesh or less;
Co-precipitated cadmium-tellurium compound powder of about 75 microns or less is prepared; the silver powder and the cadmium-containing powder are thoroughly mixed with 2.5 to 20% by weight of cadmium oxide and 3% by weight or less of tellurium to form a fine powder. forming a uniformly dispersed mixture; heating this powder mixture in a reducing atmosphere to form a silver-cadmium alloy powder in which fine cadmium telluride particles are dispersed on the surface of the silver-cadmium alloy powder terminal; this alloy powder; internally oxidize to reoxidize cadmium and cadmium telluride; sieve the reoxidized alloy powder to a particle size of 100 mesh or less; compress this powder mixture into a desired shape; compress the compact in air. A method for producing an electrical contact material, characterized by various steps of sintering. 4 Prepare irregular silver powder with a particle size of 350 mesh or less;
Co-precipitated cadmium-tellurium compound powder having a particle size of about 75 microns or less is prepared; the silver powder and the cadmium-containing powder are mixed with 2.5 to 20% by weight of cadmium oxide and 3% by weight of tellurium.
Mix to obtain a fine and uniformly dispersed mixture by weight% or less; heat this powder mixture in a reducing atmosphere to form fine cadmium telluride particles dispersed on the surface of the silver-cadmium alloy powder particles. A silver-cadmium alloy powder is formed, and the alloy powder is internally oxidized to reoxidize cadmium and cadmium telluride; adding a solution containing an amount of a lithium compound to form a slurry, adjusting the concentration of the solution to mix substantially equal volumes of liquid and powder; air drying the slurry at an elevated temperature; and drying. The powder is heated in air to decompose the lithium compounds, thereby forming particles in the form of oxides of lithium on the alloy powder particles; the powder mixture is sieved to reduce the particle size to 1.
00 mesh or less; compressing the powder mixture into a desired shape; and sintering the compressed compact in air.
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JPS56123339A JPS56123339A (en) 1981-09-28
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05249766A (en) * 1992-03-06 1993-09-28 Ricoh Co Ltd Cleaner toner magazine
JP2019039746A (en) * 2017-08-24 2019-03-14 株式会社島津製作所 Fluorescent x-ray analysis method

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05249766A (en) * 1992-03-06 1993-09-28 Ricoh Co Ltd Cleaner toner magazine
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