JPS6261659B2 - - Google Patents
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- JPS6261659B2 JPS6261659B2 JP58035072A JP3507283A JPS6261659B2 JP S6261659 B2 JPS6261659 B2 JP S6261659B2 JP 58035072 A JP58035072 A JP 58035072A JP 3507283 A JP3507283 A JP 3507283A JP S6261659 B2 JPS6261659 B2 JP S6261659B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
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- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/021—Composite material
- H01H1/023—Composite material having a noble metal as the basic material
- H01H1/0237—Composite material having a noble metal as the basic material and containing oxides
- H01H1/02372—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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Contacts (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
イ 技術分野
本発明は銀酸化物系接点材料、特に銀一酸化亜
鉛―酸化錫系電気接点材料に関するものである。 ロ 従来技術とその問題点 接点材料としての要件は、耐溶着性、耐ア
ーク性、耐消耗性、低接触抵抗があげられる。
銀一酸化亜鉛系接点材料は接触抵抗特性にすぐれ
た接点であるが、耐溶着性、耐消耗性などに難点
があるため電磁開閉器、ノーヒユーズ・ブレーカ
などの中負荷用接点材料として十分満足できる特
性を得難い問題があつた。この銀一酸化亜鉛系接
点材料は内部酸化法、粉末法いずれでも製造可能
である。内部酸化法によるものは銀基地中に含有
できる酸化亜鉛量は１気圧O2雰囲気で内部酸化
する場合金属重量％にして約８重量％が限界であ
る。耐消耗、耐溶着性を向上するため、他の第３
元素を添加するとこの限界はさらに減少する。こ
のため、内部酸化法では耐消耗、耐溶着性を十分
に改善・向上するに必要な酸化物及び酸化物量を
銀基地中に含有することができない。又酸化物粒
子が粗く、かつその分布も不均一であるため耐溶
着性、耐消耗性も劣る。 一方粉末法によつて製造する場合には、内部酸
化法による場合に発生する制約、合金組成の組合
せ、量などは比較的自由であるが、焼結性が悪
い。すなわち焼結のみによつてほぼ理論密度まで
達成することが難しく、空孔が残存する。この空
孔残存や銀一酸化物界面の不整合等により内部酸
化製法によるものと比較して消耗特性が劣り、ま
た接点間の絶縁特性も一般に劣つている。 このような理由から銀一酸化亜鉛系電気接点材
料は現在、小〜大負荷用接点材料として広汎に使
用されていない。 ハ 発明の開示 本発明は銀一酸化亜鉛一酸化錫合金の性能向上
を目的としてなされたものである。本発明材は、
粉末法によつて作られる銀一酸化亜鉛合金に関す
るものであり、銀一酸化亜鉛合金に酸化錫を添加
することによつて耐溶着性・耐アーク性・耐消耗
性を著しく向上さすとともに、さらに酸化リチウ
ム・酸化バナジウム・酸化ボロンを添加すること
によつて銀一酸化亜鉛―酸化錫合金の焼結性を改
善した電気接点材料を提供するものである。酸化
亜鉛6.2〜37.0重量％、酸化錫0.25〜6.4重量％、
酸化リチウム0.05〜5.6重量％、酸化バナジウム
と酸化ボロンのいずれか一方もしくは両方0.03〜
6.4重量％で残部銀からなり、かつ銀基地中に酸
化物が均一に分散した組織をもつことを特徴とす
る電気接点材料。以下、本発明について詳細に説
明する。銀一酸化亜鉛合金に含有される酸化亜鉛
は酸化カドミウムと同じく比較的低温で昇華、揮
発しやすいので接点開閉後接点表層に凝集しにく
い。そのため低接触抵抗特性に優れ通電性が良好
である。しかしながら耐溶着性、耐アーク性は銀
一酸化カドミウム合金、銀一酸化錫合金と比較す
ると劣る。銀一酸化亜鉛―酸化錫合金は酸化錫を
加えることによつて、酸化亜鉛と酸化錫が反応し
てZn2SnO4なる複合酸化物を生成する。酸化錫は
Zn2SnO4なる化学量組成により酸化亜鉛含有量が
多い場合、多量に含有される酸化亜鉛と反応して
複合酸化物Zn2SnO4を生成し酸化錫はほとんど残
らない。Zn2SnO4はZnOよりも熱的安定性がある
ため耐消耗性、耐アーク性、耐溶着性を改善する
ものと考えられる。この場合、焼結特性をより改
善するために予めZnOとSnO2を混合焼成してつ
くつたZn2SnO4とZnOの混合粉末を銀粉へ添加し
てもよい。 酸化リチウムは複合酸化物Zn2SnO4や酸化亜鉛
と反応し焼結温度（880℃〜920℃）において酸化
亜鉛の蒸発損失を防止して焼結を促進する。また
酸化リチウムは焼結時酸化亜鉛粒子を成長させ、
その形状を球状化して酸化物と銀との接触境界面
を改善する。このため、合金の硬度は低下する
が、冷間圧延性などの加工性は向上し、耐消耗
性、耐アーク性は改善せられるものと考えられ
る。リチウムの添加は炭酸リチウムなどの様に粉
末状でも又硝酸リチウム水溶液のように混合しや
すいように適当な溶剤に溶して液状として加えて
もよい。酸化バナジウム、酸化ボロンは700℃以
上の焼結温度では複合酸化物Zn2SnO4と反応し、
溶融V2O5・B2O3へのZn2SnO4の溶解、析出、物
質移動の促進により、焼結特性を著しく改善する
ものである。以上、詳述したように酸化リチウ
ム、酸化バナジウム、酸化ボロンは焼結を促進す
る効果があり、酸化リチウムは主に酸化亜鉛の焼
結性を向上し、また酸化バナジウム、酸化ボロン
は複合酸化物Zn2SnO4と反応する。 酸化リチウムはZn2SnO4とも反応して焼結促進
を行なうが、V2O5やB2O3に比較してその効果が
すくない。酸化リチウム、酸化バナジウム、酸化
ボロンを添加することで焼結を促進するために、
焼結体の密度を向上するとともに、均一に酸化物
を分散した焼結体を得ることができる。なお本発
明において合金元素の含有量を上記範囲に限定し
た理由は次の通りである。酸化亜鉛は6.2重量％
以下では耐溶着性を改善する効果がすくなく、ま
た37.0重量％を越えると耐消耗性が悪化し、接触
抵抗も増大して接点材料として好ましくないから
である。酸化錫は0.25重量％未満では酸化亜鉛と
反応して生成する複合酸化物Zn2SnO4の量がすく
なく耐アーク性、耐消耗性、耐溶着性の改善効果
が小さい。また、6.4重量％を越えると接点材料
の加工性が悪くなるとともに接触抵抗の増加が顕
著になつてくる。酸化リチウムは0.05重量％未満
では焼結性を改善される効果がすくない。リチウ
ムは酸化リチウムの形で存在するとすれば、吸湿
性が甚しいので大気中から水分を吸い、接点材料
としては好ましくない。又リチウムは低い仕事関
係の物質であるため、容易に電子を放出する。こ
のため均一に接点表面に分布していると平均的に
接点が消耗するため、かえつて耐消耗性は改善さ
れるが、多すぎると消耗は促進される。酸化リチ
ウムは5.6重量％を越えると、接点の吸湿と消耗
が増大してくる。酸化バナジウム・酸化ボロンの
いずれか一方もしくは両方は、0.03〜6.4重量％
含有していることが必要である。0.03重量％未満
では、焼結性を改善する効果が不充分であり、
6.4重量％を越えると酸化物の凝集・粗大化が顕
著になつてくる。以上のように本発明の電気接点
材料は酸化亜鉛・複合酸化物Zn2SnO4を球状化し
て銀基中に均一かつ微細に分散しているので耐溶
着性、耐アーク性、耐消性においてすぐれ、しか
も加工性に富んでいる。次に本発明の実施例につ
いて説明する。 実施例 (1) 電解Ag粉、市販の酸化亜鉛、酸化錫、酸化
バナジウムを81：15：３：１の重量比で合計
500ｇ配合した。これをボールミル中で10hr混
合後、硝酸リチウム水溶液へ浸漬処理すること
によつて酸化リチウムに換算して１重量％を加
えた。この粉末を2t／cm3で型押、空気中におい
て550℃で30分間予備焼結した。次に真空
10-Torrで880℃〜900℃で１時間焼結した後、
850℃×100MPa×２時間の熱間静水圧加工をお
こなつて接点材料を得た。また、上記以外の表
２に示す配合割合につき同一条件で接点材料を
得た。 (2) 電解Ag粉、酸化亜鉛、酸化ボロンを81：
15：３：１の重量比で合計500ｇを配合し、(1)
と同一方法で所要の酸化リチウムを加え、焼結
前試料を得た。 この焼結前試料を2t／cm3で型押、空気中にお
いて550℃で30分間予備焼結した。次に真空
10-1Torrで880℃〜900℃で１時間焼結した
後、850℃×100MPa×２時間の熱間静水圧加工
をおこなつて接点材料を得た。 また、上記以外の表２に示す配合割合につき
同一条件で接点材料を得た。 (3) 市販の酸化亜鉛150ｇ・酸化錫30ｇを混合
し、1300℃で２時間予備焼成してZnOと
Zn2SnO4からなる混合粉末を得た。この混合粉
末に電解銀粉800ｇ、酸化バナジウム５ｇ、酸
化ボロン５ｇを添加し、乾式ボールミルでAr
ガス中、48時間混合後、硝酸リチウム水溶液へ
浸漬処理することによつて酸化リチウムに換算
して10ｇを加えた。この混合粉末を2t／cm3で型
押、空気中において550℃・30分間予備焼結し
た。次に真空ホツトプレスで900℃・１時間、
焼結させて接点材料を得た。また、上記以外の
表２に示す配合割合につき同一条件で接点材料
を得た。 以上の実施例で得られた電気接点材料を市販の
30AF1500A遮断のブレーカに組込み、第１表に
示す条件で試験を行ない耐溶着性を評価した。そ
の結果を第２表に示す。比較のため酸化リチウム
などの無添加材と銀−10重量％酸化カドミニウム
の結果を併記する。
鉛―酸化錫系電気接点材料に関するものである。 ロ 従来技術とその問題点 接点材料としての要件は、耐溶着性、耐ア
ーク性、耐消耗性、低接触抵抗があげられる。
銀一酸化亜鉛系接点材料は接触抵抗特性にすぐれ
た接点であるが、耐溶着性、耐消耗性などに難点
があるため電磁開閉器、ノーヒユーズ・ブレーカ
などの中負荷用接点材料として十分満足できる特
性を得難い問題があつた。この銀一酸化亜鉛系接
点材料は内部酸化法、粉末法いずれでも製造可能
である。内部酸化法によるものは銀基地中に含有
できる酸化亜鉛量は１気圧O2雰囲気で内部酸化
する場合金属重量％にして約８重量％が限界であ
る。耐消耗、耐溶着性を向上するため、他の第３
元素を添加するとこの限界はさらに減少する。こ
のため、内部酸化法では耐消耗、耐溶着性を十分
に改善・向上するに必要な酸化物及び酸化物量を
銀基地中に含有することができない。又酸化物粒
子が粗く、かつその分布も不均一であるため耐溶
着性、耐消耗性も劣る。 一方粉末法によつて製造する場合には、内部酸
化法による場合に発生する制約、合金組成の組合
せ、量などは比較的自由であるが、焼結性が悪
い。すなわち焼結のみによつてほぼ理論密度まで
達成することが難しく、空孔が残存する。この空
孔残存や銀一酸化物界面の不整合等により内部酸
化製法によるものと比較して消耗特性が劣り、ま
た接点間の絶縁特性も一般に劣つている。 このような理由から銀一酸化亜鉛系電気接点材
料は現在、小〜大負荷用接点材料として広汎に使
用されていない。 ハ 発明の開示 本発明は銀一酸化亜鉛一酸化錫合金の性能向上
を目的としてなされたものである。本発明材は、
粉末法によつて作られる銀一酸化亜鉛合金に関す
るものであり、銀一酸化亜鉛合金に酸化錫を添加
することによつて耐溶着性・耐アーク性・耐消耗
性を著しく向上さすとともに、さらに酸化リチウ
ム・酸化バナジウム・酸化ボロンを添加すること
によつて銀一酸化亜鉛―酸化錫合金の焼結性を改
善した電気接点材料を提供するものである。酸化
亜鉛6.2〜37.0重量％、酸化錫0.25〜6.4重量％、
酸化リチウム0.05〜5.6重量％、酸化バナジウム
と酸化ボロンのいずれか一方もしくは両方0.03〜
6.4重量％で残部銀からなり、かつ銀基地中に酸
化物が均一に分散した組織をもつことを特徴とす
る電気接点材料。以下、本発明について詳細に説
明する。銀一酸化亜鉛合金に含有される酸化亜鉛
は酸化カドミウムと同じく比較的低温で昇華、揮
発しやすいので接点開閉後接点表層に凝集しにく
い。そのため低接触抵抗特性に優れ通電性が良好
である。しかしながら耐溶着性、耐アーク性は銀
一酸化カドミウム合金、銀一酸化錫合金と比較す
ると劣る。銀一酸化亜鉛―酸化錫合金は酸化錫を
加えることによつて、酸化亜鉛と酸化錫が反応し
てZn2SnO4なる複合酸化物を生成する。酸化錫は
Zn2SnO4なる化学量組成により酸化亜鉛含有量が
多い場合、多量に含有される酸化亜鉛と反応して
複合酸化物Zn2SnO4を生成し酸化錫はほとんど残
らない。Zn2SnO4はZnOよりも熱的安定性がある
ため耐消耗性、耐アーク性、耐溶着性を改善する
ものと考えられる。この場合、焼結特性をより改
善するために予めZnOとSnO2を混合焼成してつ
くつたZn2SnO4とZnOの混合粉末を銀粉へ添加し
てもよい。 酸化リチウムは複合酸化物Zn2SnO4や酸化亜鉛
と反応し焼結温度（880℃〜920℃）において酸化
亜鉛の蒸発損失を防止して焼結を促進する。また
酸化リチウムは焼結時酸化亜鉛粒子を成長させ、
その形状を球状化して酸化物と銀との接触境界面
を改善する。このため、合金の硬度は低下する
が、冷間圧延性などの加工性は向上し、耐消耗
性、耐アーク性は改善せられるものと考えられ
る。リチウムの添加は炭酸リチウムなどの様に粉
末状でも又硝酸リチウム水溶液のように混合しや
すいように適当な溶剤に溶して液状として加えて
もよい。酸化バナジウム、酸化ボロンは700℃以
上の焼結温度では複合酸化物Zn2SnO4と反応し、
溶融V2O5・B2O3へのZn2SnO4の溶解、析出、物
質移動の促進により、焼結特性を著しく改善する
ものである。以上、詳述したように酸化リチウ
ム、酸化バナジウム、酸化ボロンは焼結を促進す
る効果があり、酸化リチウムは主に酸化亜鉛の焼
結性を向上し、また酸化バナジウム、酸化ボロン
は複合酸化物Zn2SnO4と反応する。 酸化リチウムはZn2SnO4とも反応して焼結促進
を行なうが、V2O5やB2O3に比較してその効果が
すくない。酸化リチウム、酸化バナジウム、酸化
ボロンを添加することで焼結を促進するために、
焼結体の密度を向上するとともに、均一に酸化物
を分散した焼結体を得ることができる。なお本発
明において合金元素の含有量を上記範囲に限定し
た理由は次の通りである。酸化亜鉛は6.2重量％
以下では耐溶着性を改善する効果がすくなく、ま
た37.0重量％を越えると耐消耗性が悪化し、接触
抵抗も増大して接点材料として好ましくないから
である。酸化錫は0.25重量％未満では酸化亜鉛と
反応して生成する複合酸化物Zn2SnO4の量がすく
なく耐アーク性、耐消耗性、耐溶着性の改善効果
が小さい。また、6.4重量％を越えると接点材料
の加工性が悪くなるとともに接触抵抗の増加が顕
著になつてくる。酸化リチウムは0.05重量％未満
では焼結性を改善される効果がすくない。リチウ
ムは酸化リチウムの形で存在するとすれば、吸湿
性が甚しいので大気中から水分を吸い、接点材料
としては好ましくない。又リチウムは低い仕事関
係の物質であるため、容易に電子を放出する。こ
のため均一に接点表面に分布していると平均的に
接点が消耗するため、かえつて耐消耗性は改善さ
れるが、多すぎると消耗は促進される。酸化リチ
ウムは5.6重量％を越えると、接点の吸湿と消耗
が増大してくる。酸化バナジウム・酸化ボロンの
いずれか一方もしくは両方は、0.03〜6.4重量％
含有していることが必要である。0.03重量％未満
では、焼結性を改善する効果が不充分であり、
6.4重量％を越えると酸化物の凝集・粗大化が顕
著になつてくる。以上のように本発明の電気接点
材料は酸化亜鉛・複合酸化物Zn2SnO4を球状化し
て銀基中に均一かつ微細に分散しているので耐溶
着性、耐アーク性、耐消性においてすぐれ、しか
も加工性に富んでいる。次に本発明の実施例につ
いて説明する。 実施例 (1) 電解Ag粉、市販の酸化亜鉛、酸化錫、酸化
バナジウムを81：15：３：１の重量比で合計
500ｇ配合した。これをボールミル中で10hr混
合後、硝酸リチウム水溶液へ浸漬処理すること
によつて酸化リチウムに換算して１重量％を加
えた。この粉末を2t／cm3で型押、空気中におい
て550℃で30分間予備焼結した。次に真空
10-Torrで880℃〜900℃で１時間焼結した後、
850℃×100MPa×２時間の熱間静水圧加工をお
こなつて接点材料を得た。また、上記以外の表
２に示す配合割合につき同一条件で接点材料を
得た。 (2) 電解Ag粉、酸化亜鉛、酸化ボロンを81：
15：３：１の重量比で合計500ｇを配合し、(1)
と同一方法で所要の酸化リチウムを加え、焼結
前試料を得た。 この焼結前試料を2t／cm3で型押、空気中にお
いて550℃で30分間予備焼結した。次に真空
10-1Torrで880℃〜900℃で１時間焼結した
後、850℃×100MPa×２時間の熱間静水圧加工
をおこなつて接点材料を得た。 また、上記以外の表２に示す配合割合につき
同一条件で接点材料を得た。 (3) 市販の酸化亜鉛150ｇ・酸化錫30ｇを混合
し、1300℃で２時間予備焼成してZnOと
Zn2SnO4からなる混合粉末を得た。この混合粉
末に電解銀粉800ｇ、酸化バナジウム５ｇ、酸
化ボロン５ｇを添加し、乾式ボールミルでAr
ガス中、48時間混合後、硝酸リチウム水溶液へ
浸漬処理することによつて酸化リチウムに換算
して10ｇを加えた。この混合粉末を2t／cm3で型
押、空気中において550℃・30分間予備焼結し
た。次に真空ホツトプレスで900℃・１時間、
焼結させて接点材料を得た。また、上記以外の
表２に示す配合割合につき同一条件で接点材料
を得た。 以上の実施例で得られた電気接点材料を市販の
30AF1500A遮断のブレーカに組込み、第１表に
示す条件で試験を行ない耐溶着性を評価した。そ
の結果を第２表に示す。比較のため酸化リチウム
などの無添加材と銀−10重量％酸化カドミニウム
の結果を併記する。
【表】
【表】
【表】
以上詳述した如く、本発明による電気接点材料
は酸化リチウム・酸化バナジウム・酸化ボロン添
加により従来の銀―酸化亜鉛―酸化錫系接点材料
の性能をさらに高めたものであり接点として優れ
た性能をもつものでその工業的価値は大きいもの
である。
は酸化リチウム・酸化バナジウム・酸化ボロン添
加により従来の銀―酸化亜鉛―酸化錫系接点材料
の性能をさらに高めたものであり接点として優れ
た性能をもつものでその工業的価値は大きいもの
である。
Claims (1)
- １ 酸化亜鉛6.2〜37.0重量％、酸化錫0.25〜6.4
重量％、酸化リチウム0.05〜5.6重量％、酸化バ
ナジウムと酸化ボロンのいずれか一方もしくは両
方0.03〜6.4重量％で残部銀からなり、かつ銀基
地中に酸化物が均一に分散した組織をもつことを
特徴とする電気接点材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58035072A JPS59159949A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 電気接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58035072A JPS59159949A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 電気接点材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59159949A JPS59159949A (ja) | 1984-09-10 |
| JPS6261659B2 true JPS6261659B2 (ja) | 1987-12-22 |
Family
ID=12431791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58035072A Granted JPS59159949A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 電気接点材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59159949A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7871664B2 (en) | 2006-03-23 | 2011-01-18 | Guardian Industries Corp. | Parabolic trough or dish reflector for use in concentrating solar power apparatus and method of making same |
| CN109360980A (zh) * | 2018-11-14 | 2019-02-19 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 正极材料硼酸钒锂的制备方法及其产品和应用 |
| CN112725652B (zh) * | 2020-12-24 | 2022-01-04 | 福达合金材料股份有限公司 | 一种银氧化锌电接触材料及其制备方法 |
-
1983
- 1983-03-03 JP JP58035072A patent/JPS59159949A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59159949A (ja) | 1984-09-10 |
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