JPS631382B2 - - Google Patents
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- JPS631382B2 JPS631382B2 JP58035071A JP3507183A JPS631382B2 JP S631382 B2 JPS631382 B2 JP S631382B2 JP 58035071 A JP58035071 A JP 58035071A JP 3507183 A JP3507183 A JP 3507183A JP S631382 B2 JPS631382 B2 JP S631382B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H1/00—Contacts
- H01H1/02—Contacts characterised by the material thereof
- H01H1/021—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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Conductive Materials (AREA)
Description
(イ) 技術分野
本発明は銀−酸化亜鉛、酸化錫焼結電気接点材
料に関するものである。 (ロ) 従来技術とその問題点 電気接点材料の要件としては、衆知の如く耐溶
着性、耐絶縁耐圧性、低接触抵抗に富むことが望
まれる。 従来使用されている接点材料は内部酸化法によ
つて製造される銀一酸化物系合金が主流であつ
た。内部酸化法によつて製造される銀−酸化物系
合金としては、銀−酸化カドミウム系合金、銀−
酸化錫系合金、銀−酸化亜鉛系合金等があるが、
これらはいずれも添加元素による分散酸化物の形
状・分散状態のコントロール及び酸化物の構造変
化、或いは酸化温度酸素圧力などの内部酸化条件
の調整によつて接点性能の向上をはかつてきてい
る。しかしながら内部酸化法の場合には、添加元
素として内部酸化が可能であることが前提とな
り、分散する酸化物の種類及び量に制限が加わ
り、接点性能向上に自ずと限界がある。銀−酸化
亜鉛−酸化錫の場合、添加できる酸化物量はすく
なく、耐溶着性など劣つている。一方、粉末合金
法による銀−酸化物系合金は、分散酸化物の量、
形状、種類及び分散度のコントロールが比較的自
由であるという利点を持つているものの、焼結の
不備による焼結密度の不足、それによつて生じる
機械的強度の不足などにより接点性能、特に耐消
耗性・耐溶着性が劣つている。粉末合金法による
銀−酸化亜鉛−酸化錫合金では焼結特性が悪く、
焼結体密度は低く、機械的強度、電気接点性能と
もに劣つている。 (ハ) 発明の開示 本発明は以上の点に鑑みてなされたものであ
り、酸化亜鉛・酸化錫をある一定量以上、銀基地
中に均一に分散させた組織を有し電気接点特性の
すぐれた焼結電気接点材料を得べく、鋭意研究を
行なつた結果、(a)銀−酸化亜鉛−酸化錫合金にお
いて添加酸化物原料として複合酸化物Zn2SnO4を
加えると電気接点性能が大きく改善されること。
(b)粉末法による銀−酸化亜鉛−酸化錫合金に酸化
物V2O5、B2O3のいずれか一方もしくは両方を添
加すると酸化亜鉛、酸化錫が酸化バナジウム、酸
化ボロンと反応し著しく焼結が促進されるように
なり、焼結特性、電気接点特性が向上することが
明らかになつた。さらに焼結工程を詳細に検討し
た結果、(c)V2O5・B2O3を添加すると、V2O5の融
点690℃以上B2O3の融点577℃以上の焼結温度で
は、Zn2SnO4粒子の再配列、V2O5−B2O3への溶
解・析出による焼結の著しい促進が生じ、
Zn2SnO4粒子形状が、Zn2SnO4単独の場合と比較
して球状化することがわかつた。又予め予備焼成
して調製した複合酸化物Zn2SnO4を添加・焼結し
た方がZnOとZnO2の混合物を添加焼結したより
相対密度が高くなることが分かつた。以上(a)(b)お
よび(c)に示される知見を得たのである。 本発明は上記の知見にもとづいてなされたもの
であり、重量比で複合酸化物Zn2SnO4を５〜30％
酸化物V2O5・B2O3のいずれか一方もしくは両方
を0.05％〜３％の残部銀からなる組成の焼結電気
接点材料である。 次に本発明の各酸化物の効果および組成範囲に
ついて説明する。銀基地中に分散する複合酸化物
Zn2SO4の粒子は耐溶着性・耐アーク性を向上さ
せる作用がある。その組成範囲は5wt％〜30wt％
であることが必要である。5wt％より少ないと接
点として耐溶着性・耐アーク性がよくないためで
ある。30wt％を越すと接点の固有抵抗、接触抵
抗が増大し通電性が悪化する。又耐消耗性も劣つ
てきて電気接点としては不適当になるためであ
る。又機械的特性も悪くなつてくる。酸化バナジ
ウム・酸化ボロンは焼結温度がそれぞれの融点以
上である場合、溶融したV2O5−B2O3の存在下で
のZn2SnO4粒子の再配列・溶融V2O5−B2O3への
溶解による拡散の著しい促進により、焼結体の緻
密化を進める一方、焼結下でのZnOの蒸発、損失
を防止して焼結特性を向上さす役割をするものと
考えられる。また、複合酸化物粒子Zn2SnO4の粒
界、粒子表面と反応し、その形状を球状化して酸
化物粒子と銀との接触境界面を改善するため、焼
結密度が上昇し、焼結体の加工性、圧延性などは
向上し、電気接点特性は大きく改善される。酸化
物V2O5・B2O3のいずれか一方もしくは両方の組
成範囲は0.05wt％〜3wt％であることが必要であ
る。0.05wt％未満では、焼結特性を改善する効果
がすくない。3wt％を越すと、焼結体の緻密化が
それ以上向上しなくなつてくる。次に本発明焼結
電気接点材料の製造方法について簡単に説明す
る。まずZnOとSnO2をZn2SnO4の化学量論比に
配合・混合して予備焼成する。この場合Zn2SnO4
の生成が十分におこなわれる焼成温度と時間をと
ることが必要である。すなわち十分にZn2SnO4が
生成していないと初期焼結過程でZnOとSnO2の
反応のため、焼結速度や密度の値に影響がでるた
めである。以上のように本発明の電気接点材料は
Zn2SnO4粒子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性・耐アーク性・耐消耗
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 市販の酸化亜鉛、酸化錫をZn2SnO4の化学量論
比に配合混合し、1250℃で３時間予備焼成した。
この試料を粉末×線回折してZn2ZnO4の単一相で
あることを確認した。この複合酸化物Zn2SnO4粉
末150ｇに対してV2O5、B2O3のいずれか一方も
しくは両方20ｇ、電解銀粉末830ｇ添加した。こ
れを乾式アトライターでArガス中48時間粉砕・
混合した後、2t／cm2で型押・空気中において450
℃で30分予備焼結した。次に真空10-1Torrで880
℃〜910℃で１時間焼結させた。この焼結体と純
銀板を重ねあわせ、850℃150MPa2時間の熱間静
水圧加工をほどこして拡散接合するとともに密度
を増加させた。この試料を市販の安全ブレーカに
組み込んで第１表に示す条件で過負荷−耐久試験
後の温度上昇および過負荷−短絡試験を行ない絶
縁耐圧および溶着に至るまでの回数（耐溶着性）
を測定した。その結果を第２表に示す。比較のた
めB2O3を添加していない接点の結果も第２表に
併記する。表から明らかなようにV2O5、B2O3の
いずれか一方もしくは両方を添加すると電気接点
性能が向上する。
料に関するものである。 (ロ) 従来技術とその問題点 電気接点材料の要件としては、衆知の如く耐溶
着性、耐絶縁耐圧性、低接触抵抗に富むことが望
まれる。 従来使用されている接点材料は内部酸化法によ
つて製造される銀一酸化物系合金が主流であつ
た。内部酸化法によつて製造される銀−酸化物系
合金としては、銀−酸化カドミウム系合金、銀−
酸化錫系合金、銀−酸化亜鉛系合金等があるが、
これらはいずれも添加元素による分散酸化物の形
状・分散状態のコントロール及び酸化物の構造変
化、或いは酸化温度酸素圧力などの内部酸化条件
の調整によつて接点性能の向上をはかつてきてい
る。しかしながら内部酸化法の場合には、添加元
素として内部酸化が可能であることが前提とな
り、分散する酸化物の種類及び量に制限が加わ
り、接点性能向上に自ずと限界がある。銀−酸化
亜鉛−酸化錫の場合、添加できる酸化物量はすく
なく、耐溶着性など劣つている。一方、粉末合金
法による銀−酸化物系合金は、分散酸化物の量、
形状、種類及び分散度のコントロールが比較的自
由であるという利点を持つているものの、焼結の
不備による焼結密度の不足、それによつて生じる
機械的強度の不足などにより接点性能、特に耐消
耗性・耐溶着性が劣つている。粉末合金法による
銀−酸化亜鉛−酸化錫合金では焼結特性が悪く、
焼結体密度は低く、機械的強度、電気接点性能と
もに劣つている。 (ハ) 発明の開示 本発明は以上の点に鑑みてなされたものであ
り、酸化亜鉛・酸化錫をある一定量以上、銀基地
中に均一に分散させた組織を有し電気接点特性の
すぐれた焼結電気接点材料を得べく、鋭意研究を
行なつた結果、(a)銀−酸化亜鉛−酸化錫合金にお
いて添加酸化物原料として複合酸化物Zn2SnO4を
加えると電気接点性能が大きく改善されること。
(b)粉末法による銀−酸化亜鉛−酸化錫合金に酸化
物V2O5、B2O3のいずれか一方もしくは両方を添
加すると酸化亜鉛、酸化錫が酸化バナジウム、酸
化ボロンと反応し著しく焼結が促進されるように
なり、焼結特性、電気接点特性が向上することが
明らかになつた。さらに焼結工程を詳細に検討し
た結果、(c)V2O5・B2O3を添加すると、V2O5の融
点690℃以上B2O3の融点577℃以上の焼結温度で
は、Zn2SnO4粒子の再配列、V2O5−B2O3への溶
解・析出による焼結の著しい促進が生じ、
Zn2SnO4粒子形状が、Zn2SnO4単独の場合と比較
して球状化することがわかつた。又予め予備焼成
して調製した複合酸化物Zn2SnO4を添加・焼結し
た方がZnOとZnO2の混合物を添加焼結したより
相対密度が高くなることが分かつた。以上(a)(b)お
よび(c)に示される知見を得たのである。 本発明は上記の知見にもとづいてなされたもの
であり、重量比で複合酸化物Zn2SnO4を５〜30％
酸化物V2O5・B2O3のいずれか一方もしくは両方
を0.05％〜３％の残部銀からなる組成の焼結電気
接点材料である。 次に本発明の各酸化物の効果および組成範囲に
ついて説明する。銀基地中に分散する複合酸化物
Zn2SO4の粒子は耐溶着性・耐アーク性を向上さ
せる作用がある。その組成範囲は5wt％〜30wt％
であることが必要である。5wt％より少ないと接
点として耐溶着性・耐アーク性がよくないためで
ある。30wt％を越すと接点の固有抵抗、接触抵
抗が増大し通電性が悪化する。又耐消耗性も劣つ
てきて電気接点としては不適当になるためであ
る。又機械的特性も悪くなつてくる。酸化バナジ
ウム・酸化ボロンは焼結温度がそれぞれの融点以
上である場合、溶融したV2O5−B2O3の存在下で
のZn2SnO4粒子の再配列・溶融V2O5−B2O3への
溶解による拡散の著しい促進により、焼結体の緻
密化を進める一方、焼結下でのZnOの蒸発、損失
を防止して焼結特性を向上さす役割をするものと
考えられる。また、複合酸化物粒子Zn2SnO4の粒
界、粒子表面と反応し、その形状を球状化して酸
化物粒子と銀との接触境界面を改善するため、焼
結密度が上昇し、焼結体の加工性、圧延性などは
向上し、電気接点特性は大きく改善される。酸化
物V2O5・B2O3のいずれか一方もしくは両方の組
成範囲は0.05wt％〜3wt％であることが必要であ
る。0.05wt％未満では、焼結特性を改善する効果
がすくない。3wt％を越すと、焼結体の緻密化が
それ以上向上しなくなつてくる。次に本発明焼結
電気接点材料の製造方法について簡単に説明す
る。まずZnOとSnO2をZn2SnO4の化学量論比に
配合・混合して予備焼成する。この場合Zn2SnO4
の生成が十分におこなわれる焼成温度と時間をと
ることが必要である。すなわち十分にZn2SnO4が
生成していないと初期焼結過程でZnOとSnO2の
反応のため、焼結速度や密度の値に影響がでるた
めである。以上のように本発明の電気接点材料は
Zn2SnO4粒子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性・耐アーク性・耐消耗
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 市販の酸化亜鉛、酸化錫をZn2SnO4の化学量論
比に配合混合し、1250℃で３時間予備焼成した。
この試料を粉末×線回折してZn2ZnO4の単一相で
あることを確認した。この複合酸化物Zn2SnO4粉
末150ｇに対してV2O5、B2O3のいずれか一方も
しくは両方20ｇ、電解銀粉末830ｇ添加した。こ
れを乾式アトライターでArガス中48時間粉砕・
混合した後、2t／cm2で型押・空気中において450
℃で30分予備焼結した。次に真空10-1Torrで880
℃〜910℃で１時間焼結させた。この焼結体と純
銀板を重ねあわせ、850℃150MPa2時間の熱間静
水圧加工をほどこして拡散接合するとともに密度
を増加させた。この試料を市販の安全ブレーカに
組み込んで第１表に示す条件で過負荷−耐久試験
後の温度上昇および過負荷−短絡試験を行ない絶
縁耐圧および溶着に至るまでの回数（耐溶着性）
を測定した。その結果を第２表に示す。比較のた
めB2O3を添加していない接点の結果も第２表に
併記する。表から明らかなようにV2O5、B2O3の
いずれか一方もしくは両方を添加すると電気接点
性能が向上する。
【表】
【表】
実施例 ２
２％B2O3、４％、６％、16％、30％、35％の
Zn2SO4及び残部Agからなる合金を実施例１と同
じ条件で製造評価したところ、第３表の様な結果
を得た。表から明らかな様にZn2SnO4の添加量が
低くなると耐溶着性が悪くなり、一方その添加量
が高くなると、接触抵抗があがり温度上昇を招く
ことがわかる。
Zn2SO4及び残部Agからなる合金を実施例１と同
じ条件で製造評価したところ、第３表の様な結果
を得た。表から明らかな様にZn2SnO4の添加量が
低くなると耐溶着性が悪くなり、一方その添加量
が高くなると、接触抵抗があがり温度上昇を招く
ことがわかる。
【表】
実施例 ３
実施例１と同様にして複合酸化物Zn2SnO4粉末
100ｇを得た。これにV2O5・B2O3をそれぞれ５
ｇ、10ｇ銀粉末を885ｇ添加し、湿式ボールミル
で24時間混合した後、2t／cm2で型押、空気中にお
いて450℃で30分予備焼結した。真空ホツトプレ
スに予備焼結体を入れ、880℃〜900℃で１時間処
理した。この試料の硬度、抗折力・密度・電気伝
導度を測定した。その結果を第４表に示す。比較
のため、V2O5・B2O3無添加の材料の結果を併記
する。
100ｇを得た。これにV2O5・B2O3をそれぞれ５
ｇ、10ｇ銀粉末を885ｇ添加し、湿式ボールミル
で24時間混合した後、2t／cm2で型押、空気中にお
いて450℃で30分予備焼結した。真空ホツトプレ
スに予備焼結体を入れ、880℃〜900℃で１時間処
理した。この試料の硬度、抗折力・密度・電気伝
導度を測定した。その結果を第４表に示す。比較
のため、V2O5・B2O3無添加の材料の結果を併記
する。
【表】
第４表から明らかなようにV2O5・B2O3を含有
すると機械特性電気伝導度が改善される。
すると機械特性電気伝導度が改善される。
Claims (1)
- １ 重量比で複合酸化物Zn2SnO4を５〜30wt％
酸化物V2O5、B2O3のいずれか一方もしくは両方
を0.05〜3wt％、残部銀からなる組成の焼結電気
接点材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58035071A JPS59159948A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 焼結電気接点材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58035071A JPS59159948A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 焼結電気接点材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59159948A JPS59159948A (ja) | 1984-09-10 |
| JPS631382B2 true JPS631382B2 (ja) | 1988-01-12 |
Family
ID=12431767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58035071A Granted JPS59159948A (ja) | 1983-03-03 | 1983-03-03 | 焼結電気接点材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59159948A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6240331A (ja) * | 1985-08-16 | 1987-02-21 | Tanaka Kikinzoku Kogyo Kk | 温度ヒユ−ズ用材料 |
| US20040180779A1 (en) * | 2001-11-26 | 2004-09-16 | Hiroshi Ishikawa | Fired composition and electrodeposition coating |
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-
1983
- 1983-03-03 JP JP58035071A patent/JPS59159948A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59159948A (ja) | 1984-09-10 |
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