TW405136B - Contact material for vacuum breaker - Google Patents

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經濟部中央標準局貝工消费合作社印^ ___405136 B7__ 五、發明説明彳) 【產業上之利用領域】 本發明係有關，能維持斷路電流特性，且特別是對耐 電弧消耗特性與再點弧特性倶優的真空斷路器用接點材料 【先行技術】 使用於真空斷路器的真空閥之接點係由，除了能使耐 熔著特性、耐電壓疼性、斷路特性等所代表的基本三要件 維持高水準之外也能使裁斷特性、耐電弧消耗特性、接觸 電阻特性、溫度上昇特性等維持高水準之種種素材所組成 。然而由於這些要求特性往往無法兼具，因此不可能以1 種元素就能充分滿足這些特性要求的。因此，藉由材料之 複合化、素材互相配合等，來進行適合於大電流斷路用途 ，高耐電壓用途等那樣特定用途之接點材料的開發，來發 揮其優秀的特性。 例如，就以能滿足基本三要件之大電流斷路用接點材 料而言，被人所知的有含有如B i或T e之熔著防止成分 5重量％以下的Cu — Bi合金、Cu — Te合金（曰本 專利特公昭4 1 _ 1 2 1 3 1號公報、日本專利特公昭 44 — 2375 1號公報）°Cu_Bi合金係於結晶粒 界析出脆的B i ，Cu—Te合金係於結真粒界與粒內析 出脆的C u 2 T e，由於實現了使合金本身脆化之低熔著 拉外力，因此具優秀之大電流斷路特性。另一方面，就高 耐電壓，大電流斷路用接點材料而言，被人所知的有0 u 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2I0X297公釐）。-4 - --..--卜··--^ 裝------訂 • - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

五、發明說明（2) - c r合金。此合金由於組成成分間之蒸汽壓差比前述的 Cu — B i合金’ Cu—Te合金還少，因此能期待其發 揮均一性能之優點’就使用方式而言是優秀的材料。又就 高耐電壓接點材料而言，被人所知的有C u - W合金。此 合金因其高融點材料之效果而能發揮優秀的耐電弧特性。 於真空斷路器內’電流斷路後，會誘使真空閥內發生 閃絡（flashover )使接點間再度變成導通狀態（之後不再 繼續放電）現象之事情。此現象稱爲再點弧，其發生機構 雖然還未明白’但是電路若一度形成電流斷路狀態後又急 劇地變化成導通狀態，很容易發生異常過電壓。特別是由 電容器觸發之斷路時所發生之再點弧的實驗得知，這會發 生極大的過電壓或’過大的高週波電流，因而對於再點弧 之發生抑制技術的開發有其需要。如上所述，雖然再點弧 現象之發生機構還未明白，但是若依本發明等人之實驗觀 察’再點弧在真空閥內之接點與接點間、接點與電弧遮護 間以相當的高的頻率發生著。因此本發明等人解明了例如 接點承受電弧時放出突發性氣體之抑制技術、接點表面形 態最適化技術等’此係對抑制再點弧之發生極爲有效的技 術’而能使再點弧發生數大幅地降低。然而，近年來對於 真空閥高耐電壓化的要求、大電流斷路化的要求、特別是 小型化的要求，使接點有具更低再點弧化的必要。 此即’近年來使用條件嚴酷化，且負載也多樣化的進 行著。就最近的顯著傾向而言，有例如對電抗器電路、電 容器電路等之應用的擴大等，其伴隨著接點材料的開發、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---_--------線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 405136 B7 五、發明説明4 ) 改良成爲急務。電容器電路通常印加2倍、3倍的電壓’ 因此電流斷路、電流開閉時，因電弧而使接點表面顯著的 損傷，其結果招致接點之表面粗糙，脫落消耗，而成爲再 點弧發生之一個原因，然而再點弧現象，雖然從製品之信 賴性提高的觀點來看是非常重要的，但是其防止技術甚至 直接的發生原因也還未淸楚。 本發明等人，對於有關C U _W合金之加熱過程所放 出之氣體總量、氣體的種類、以及放出形態、及其與再點 弧發生之相關，進行詳細地觀察時，發現到在熔融點附近 於極短時間有較多之脈衝狀的突發之放出氣體的接點|其 再點弧發生率也高。因此利用加熱至C u之熔融溫度以上 等，藉由預先將C uW中的突發氣體放出之一個因素加以 除去、或將C u - W合金之合金中的空孔或組織的偏析抑 制、進行燒結技術的改良等，來降低再點弧現象之發生。 然而，近年來對於抑制再點弧發生更爲嚴格，此除了顯示 改善的必要性以外，同時也顯示其他的解決方法開發之重 要性。 【發明所欲解決之課題】 就高耐壓接點材料而言，雖然c u -W合金較前述之 Cu — B i合金、Cu - Te合金、Cu^Cr合金優先 適用•但是對於要求更嚴格的低再點弧化而言，此接點材 料實際上還無法充分地勝任。此即，即使至今優先使用的 c u -W合金，對於伴隨著較嚴酷的高電壓領域與突入電 本紙ft尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2ΙΟχ297公嫠）· -6- ! — L-It -裝----，—I訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標隼局貝工消費合作社印W 405136 % 五、發明説明（4 ) 流之電路還是同樣有再點弧現象的發生。因此除了維持前 述的基本三要件於一定水準以外，希望能開發出特別是電 弧消耗特性與再點弧特性優秀的真空斷路器用接點材料。 【用以解決課題之手段】 本發明之目的係，藉由C u - W合金的冶金諸條件之 最適化，提供一能維持斷路電流特性，且能提高再點弧特 性與耐電弧消耗特性的真空斷路器用接點材料。 本發明之上述目的，藉由提供一具以下構成之真空斷 路器用接點材料而達成。 其要旨爲：74〜88重量％之平均粒徑〇.4〜6 //m的鎢（W)，與0.00 1〜5重量％之平均粒 徑0.4〜4//m的鉬（Mo)，與殘留部分爲銅（Cu )所組成的合金，且WMo形成一體化，而其平均粒徑爲 0 . 4〜1 0 jt/m之範圍所組成。於這樣的組成，藉由使 C u — W合金中含W量爲7 4〜8 8重量％，此使導電性 不致降低，且能得到所要之高硬度與高融點性。W超過8 8重量％是使導電性降低而焦耳熱增大之原因。W之平均 粒徑低於0 · 4 // m以下.則再點弧發生率大幅的增加且散 亂不齊，同時也降低斷路特性與靜耐壓特性。W之平均粒 徑超過6 μπι是使WMo —體化粒子的平均粒徑形成較大 散亂不齊的原因，再點弧發生率也發生顯著的散亂不齊。 作爲W的補助成分而言，藉由使〇.001〜5重量％的 Μ 〇形成一體化可改良C u與W之間的濕潤性而使W粒子 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 7 - n - -- - - - - I LL ·1 卜 女民 .....- - - I II - - i^j T* . 、1' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局貝工消費合作社印装 405136 b7_五、發明説明（5 ) 與Cu之密著強度提高。Mo量在0.001重量％以上 可發揮效果，超過5重量％的話則是形成再點弧發生率增 加與接點消耗發生之原因。藉由使WMo形成一體化且使 其平均粒徑爲0 . 4〜1 0 ，其對接點表面之微小金 屬粒子的放出、飛散的降低與接點之表面粗糙的降低，比 以單獨存在方式更爲有效。WMo之卒均粒徑若超過 1 0 的話，接點消耗量與表面粗糙有增加之傾向。所 以使WMo的平均粒徑爲〇 · 4〜1 0/zm，Mo的平均 粒徑爲0 . 4〜4 //m是必要的。 本發明之上述目的，藉由提供一具以下構成之真空斷 路器用接點材料而達成。 其要旨爲：74〜88重量％之平均粒徑0 . 4〜6 //m的鎢（W)，與0.00 1〜5重量％之平均粒徑 0,4〜4仁m的鉬（Mo)，與〇.001〜5重量％ 之平均粒徑0.4〜的鐵（Fe)，與殘留部分爲 銅（Cu)所組成的合金，且WMo F e形成一體化，而 其平均粒徑爲〇 . 4〜1 0 之範圍所組成。於此構成 中，作爲W的補助成分而言，可藉由使〇 . 00 1〜5重 量％之平均粒徑0.4〜4//m的鉬（Mo)，與 0 · 00 1〜5重量％之平均粒徑0 . 4〜4ym的鐵（ F e )—體化而成。 本發明之上述目的，藉由提供一具以下構成之真空斷 路器用接點材料而達成。 於上述真空斷路器用接點材料之中，其要旨爲： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐)~~~ (请先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 405136 a? _____B7 五、發明説明$ ) WMoFe中之Mo與Fe的比率係於500:1〜1: 5 0 0之範圍。於此構成中，WMo F e係由均一組成所 形成之一體化粒子，此特別對於接點表面的微小金屬粒子 放出、飛散的降低與接點之表面粗糙的降低有效。Mo與 F e之比率若超過上述範圍的話則形成之一體化粒子其組 成形成偏析狀態，而有再點弧特性與靜耐壓特性發生散亂 不齊的傾向。 本發明之上述目的，藉由提供一具以下構成之真空斷 路器用接點材料而達成。 其要旨爲：於上述真空斷路器用接點材料中，B i 、 Sb、Te中至少有一元素含有〇 . 〇5〜0 . 5重量％ 。這樣的組成可提高耐熔著特性。 本發明之上述目的，藉由提供一具以下構成之真空斷 路器用接點材料而達成。 經濟部中央標準局員工消費合作社印" (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 其要旨爲：上述真空斷路器用接點材料之中，於垂直 接觸面方向的任意面之中，被WMo或WMo F e所包圍 的領域，或鄰接之C u層的寬度或長度在1 〇 以下之 領域，至少含有全C u領域的5 0面積％以上。藉此組成 ，來追求接點合金組織之均一化。若上述領域在5 0面積 %以下則由於組織變粗、而使再點弧特性及耐電弧消耗特 性之散亂不齊幅度增大》 ' 本發明之上述目的，藉由提供一具以下構成之真空斷 路器用接點材料而達成。 其要旨爲：上述真空斷路器用接點材料之中，於垂直 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210χ297公釐）》- 9- 405136 A7 B7

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（7 ) 接觸面方向的任意面之中，被WMo或WMo F e所包阖 的領域，或鄰接之C u層的寬度或長度在1 0 以下之 領域，或者1 0〜5 0 μ m之領域’至少含有全C u領域 的5 0面積％以上。 本發明之上述目的，藉由提供—具以下構成之真空斷 路器用接點材料而達成。 其要旨爲：上述真空斷路器用接點材料之中，C u囊 由接觸面向內部方向地逐漸增加。藉此組成，來提高接& 的導電率。 本發明之上述目的，藉由提供一具以下構成之真空齡 路器用接點材料而達成。 其要旨爲：上述真空斷路器用接點材料之中，於合金 層中與接觸面相反側之面賦予C u層。藉此組成，來提高 接點的導電率。 本發明之上述目的，藉由提供一具以下構成之真空斷 路器用接點材料而達成。 其要旨爲：上述真空斷路器用接點材料之中，合金層 之厚度爲0 . 3 m m以上。藉此組成，來防止斷路後之接 點面上有部份C u層等基材露出。 本發明之上述目的，藉由提供一具以下構成之真空斷 路器用接點材料而達成。 其要旨爲：上述真空斷路器用接點材料之中，接觸面 之平均表面粗糙度爲1 〇 y m以下，最小値則爲〇 . 0 5 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） i ^ 裝 訂--.---線 f許先閑讀背面之注意事項再填寫本頁j ' 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 --40513S____ 五、發明説明令) 本發明之上述目的，藉由提供—具以下構成之真空斷 路器用接點材料而達成。 其要旨爲：上述真空斷路器用接點材料之中’於接觸 面印加電壓1 0 k V之狀態，使電流1〜1 〇mA斷路以 進行表面加工》藉此組成’來進行接點表面的追加加工’ 以使再點弧特性，靜耐電壓特性等安定化 【作用】 以下，就本發明之實施形態’參照圖面來作說明。第 1圖係一真空閥的剖視圖。 於第1圖中，電流斷路艙1係由：一由絕緣材料圓筒 構成的絕緣容器2，與兩端之金屬蓋4a 、4b，與中間 封材3a、3b所組成，艙內保持真空。 電流斷路艙1中有一對的電極7、8固定於通電軸5 、6之兩端面。例如上電極7爲固定電極，而下電極8爲 可移動電極的情形。蛇管9配置於電極8之通電軸6，如 此則電極8進行軸向運動時，電流斷路艙1艙內還能保持 真空。一金屬電弧遮護配置於蛇管9之頂上以防止蛇管9 被電弧蒸汽所覆蓋。一金屬電弧遮護1 1配置於電流斷路 艙1內覆蓋電極7、8，以防止絕緣容器2被電弧蒸汽所 覆蓋。 、 於上述組成中，將外部磁場（例如縱磁場技術）施於 接點13a、13b時，則一般於將大電流斷路之時，因 斷路所發生的電弧會停滯、集中於電壓低的部份之現象可 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐）。-11 - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

---Η ,裝----.--訂^---—ΙΓ--s J A7 B7 405136 五、發明説明$ ) 被抑制而移動至接點電極面上。因此斷路特性改善’而有 助於再點弧發生率的降低。此即爲使電弧於接點電極面上 容易移動，促進電弧的擴散，需將處理斷路電流之接點電 極面積實質地增加，以促使斷路電流特性提高。更由於電 弧之停滯、集中被降低的結果，接點電極之局部地異常蒸 發現象被阻止，也得到表面粗糙的輕減化之利益，此有助 於再點弧的抑制。然而，若使超過某一定値以上之電流斷 路的話，電弧停滯於無法預測的一點或多數點，使接點電 極面發生異常融解，而至斷路界限》又異常融解時，由於 接點電極材料之瞬時爆發地蒸發，所發生的金屬蒸汽會顯 著的阻礙開極過程之真空斷路器的絕緣回復性，招致斷路 界限更加的劣化。而且異常融解時，產生巨大的融滴招致 接點電極面之粗糙而使耐電壓特性降低，再點弧發生率增 加’也招致接點材料的異常消耗。形成這些現象之原因的 電弧，雖然如前述停滯於接點電極面上之完全無法預測之 處’但最好賦予接點表面條件使其發生電弧時不停滞而能 移動擴散。 於本實施例，就其最好條件而言，係將C u ~W合金 中之W量與粒徑作最適化，同時以w作爲補助成分而與 Μ 〇、F e —體化。其結果，使C u與W之間的濕潤性改 良’且使W粒子與C u之密著強度提高。而且，限制由一 體化後之WMo F e所包圍著的C u層之適宜大小範圍 1 0 以下的領域佔有所定面積以上，以圖使接點合金 組織均一化。其結果，不僅控制使承受電弧時，選擇地優 本紙張尺度適用+國@家標率（CNS ) A4規格（21GX297公| )。· 12 - - 1^— > in 經濟部中央標準局員工消費合作社印褽 K~ — pll· .裝----.--訂：---：r——· Γ------- * < .* - * 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本f ) - twfm 經濟部中央標準局貝工消费合作社印褽 405136 A7 —--~--—__B7___ 五、發明説明彳Ο ) 先蒸發 '飛散之C u變少，而且也抑制了接點面上於承受 電弧之熱衝擊時發生對再點弧發生抑制有害的龜裂，W粒 子的飛散脫落也被減輕。若依本發明等人之實驗，若進行 這樣的合金組織均一化與Mo、F e —體化等之改良，則 即使承受電弧，也可使接點表面之熔融、飛散損傷變少， 使對再點弧抑制有重要影響的接點表面粗糙變少，因此對 耐電弧消耗特性之提高有益。再由這些之相乘效果，不但 使斷路電流特性得以維持，且能提高C u - W合金的耐電 弧消耗特性’並抑制再點弧的發生頻率。 如上所述，雖然再點弧現象之發生機構還未明白，但 是若依本發明等人之實驗觀察，再點弧在真空閥內之接點 與接點間’接點與電弧遮護間以相當的高的頻率發生著。 因此本發明等人解明了例如接點承受電弧時放出突發 性氣體之抑制技術，接點表面形態最適化技術等，對抑制 再點弧之發生極爲有效的技術，以使再點弧發生數大幅地 降低。然而’近年來之對於真空閥高耐電壓化的要求、大 電流斷路化的要求、小型化的要求，已超出上述接點的改 良界限，有必須尋求其他更低的再點弧化之必要。 依本發明等人的前述模擬再點弧發生實驗之詳細的解 析結果，再點弧之發生，與接點材料，與遮護構造等設計 ，與不預期的暴露於高電壓等的機械電氣外部條件等有關 係。 本發明等人將，陶瓷製絕緣容器外管，接點1 3 a、 13b ’電弧遮護1 1 ’金屬蓋體，通電軸5、6，封著 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）。-13二 --------UL---;裝------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 405136 A7 ___B7_ 五、發明説明（11) 經濟部中央標準局貝工消费合作社印家 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 五金零件，蛇管9等各組成零件於適宜的真空閥內裝著、 取出以進行模擬再點弧發生實驗時，發現承受直接電弧之 接點組成、材質與其狀態、其製造條件等，對於再點弧發 生非常重要。特別是觀察到對於脆性材質，因投入、斷路 時之衝擊所產生之對電極空間的微小金屬粒子放出、飛散 以Cu — B i 、Cu — Te、與Cu — C Γ合金較多，而 這方面而言，高硬度，高融點性的C u _W則較有利。更 重要地觀察到即使相同的C u — W其電極空間對對電極空 間的微小金屬粒子放出、飛散也有某程度的散亂不齊存在 ，C U - W之製造過程，特別是燒結溫度高者其對再點弧 發生的抑制較有利之傾向。此觀察認知暗示著C u - W合 金之改良的必要性，同時暗示著再點弧抑制之可能性。在 此本發明等人觀察到於Cu-W中添加補助成分的Mo ( Fe)，對投入、斷路時之衝擊所產生之對電極空間的微 小金屬粒子放出、飛散之降低有益。通常情況，投入、斷 路後之接點表面會發生多數的細微突起（凹凸），且其一 部分於飛散後脫落，但是於本實施例，由於C u _W中有 Mo (Fe)存在，Cu與W之結合強化且於極微小面積 進行延性（延伸率）改善，其結果細微凹凸之發生減少且 使細微凹凸之尖端部位作某程度的圓化。因此接點表面之 電場強化係數狭由1 0 0以上改善至1 0 0以下。特別是 WM 〇 —體化狀態單獨存在時對於微小金屬粒子的放出、 飛散之降低，與接點表面粗糙之降低更爲有益。其結果， 除了使投入時，斷路時之衝擊所產生之微小金屬粒子的生 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0X297公釐）_ 14 _ 405136 at 1 B7 五 '發明説明（12) 成被抑制外’同時其放出、飛散量也減少’而有助於再點 弧的抑制。因此暗示著Cu-W中之Mo (Fe)的存在 所導致之電場強化係數/3的改善之利益與接點平均表面粗 糙度（Rave)的改善可同時存在。 如以上，依於C u - W之製造程序中，將燒結，熔浸 條件或混合粉體「Cu· W」之解碎（粉碎）·分散·混 合條件組合製作真空閥來觀察再點弧發生狀況之實驗顯示 ，對於保持高硬度、高融點性的C u - W，進行混合條件 最適化、組織狀態最適化、燒結技術最適化，可對再點弧 之抑制有益。於混合條件最適化中，特別是後述的製法例 1〜6所示的原料粉末〔Cu〕與〔W〕與Mo (Fe) 之均一混合方法或，將原料粉末〔C u〕與「W」同時進 行搖動運動與攪拌運動之混合方法等較爲有效。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此即，再點弧現象之發生時期與C uW之材料狀態的 關係，依本發明等人之觀察後的結果暗示著，（1)有關 接點組織與其狀態（偏析、均一性），其特徵爲：與製造 程序特別是混合條件最適化相關，而與電流斷路開閉的經 過次數無關，再點弧現象爲任意的發生。（2)有關附著 、吸著於接點表面之氣體或水分的量、狀態，其特徵爲： 在於預先表面加工後之接點的加工後管理環境之問題，而 與直接燒結技術無關，但是再點弧現象發生於電流斷路開 閉次數的較初期。（3)有關內藏於接點內部之異物的量 、狀態等之接點內部的狀態，其特徵爲：原料粉末之品質 (C u粉，W粉的選擇）以及原料之混合狀態成爲重點， 本^張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 15 _ " ~ 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 __4Q5136 g_ 五、發明説明（13) 被認爲係發生於電流斷路次數之比較後半之再點弧的原因 等，此暗示著製造程序之重要性 由以上，再點弧現象之發生時期，雖然與電流斷路次 數的進展看不出有何關係，但是如上述（1) ，（2)， (3 )可知，依據各發生之時期，其發生原因各不相同 此事可認爲是各真空閥之點弧現象的發生會產生散亂不齊 的重要原因。因此，爲抑制或減輕再點弧之全部各發生時 期，在得到適宜品質狀態的原料粉末「C u」與「W」後 ，將其解碎·分散·混合以得到均一而細微的「Cu·W 」混合粉體是必要的，更由於有所定量之Mo ( F e )存 在，所以因投入、斷路所導致之所接點表面的細微凹凸之 發生得以降低，且得到電極空間的微小金屬粒子放出、飛 散之降低效果而很重要。 如上述，本實施例之真空斷路器用接點材料係，於搭 載C u_W系接點的真空閥之真空斷路器中，爲抑制真空 閥之再點弧現象發生，而由所定量的Mo或Mo F e所組 成之補助成分使與C uW合金化同時將其大小管理於最適 狀態而得到效果者。因此，W、Μ 〇、F e的平均粒徑與 一體化後之WMo、WMoFe的粒徑、量是其重點。 接著，就本實施例之真空斷路器用接點材料的製造方 法例作一說明。此接點材料的製造方法大致有，於由 WMo F e粉所組成之骨架溶解流入C u之熔浸法，與由 WMo F e粉與C u粉依所定比例混合後的粉末加以燒結 或成形後燒結之燒結法等。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 16 _ ^^1 1 - * -1 I L n^i I*^In ^^^1 —^^1 —^ί m n ^ _ I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4〇5l36 a7 B7 五、發明説明（14) 製法例1 ;添加於Cu_w合金中之Mo (Fe)合 金化的方法，由於Mo ( F e )之量較W量少，有需要較 佳的均質混合性。就其手段而言，例如由最終W需要量（ 7 4〜8 8重量％)中取出極少量的一部分W與Mo (或 /和Fe)粉進行混合（依需要追加Bi 、Sb、Te中 至少1種。以下以B i爲代表），而得到第1次混合粉（ 必要時往復混合至第η次）。此第1次混合粉（或者第η 次混合粉）與殘留的W粉進行再度混合，最後得到充分良 好的混合狀態之WMo (Fe)粉 此WMo (Fe)粉 與所定量的銅（C u )粉進行混合後，於氫氣氛中（真空 中也可以），例如於1 0 6 0 °C之溫度進行1次或多數次 組合之燒結與加壓，以製造Cu—W—Mo (Fe)接點 素材或Cu—W — Mo (Fe) — B i接點素材，加工成 所定形狀，而作爲接點》 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裂 製法例2 ;就其他之合金化方法而言，最終c u需要 量中取出極少量的一部分之C u (依需要追加B i )與 Mo (或/和F e )粉進行混合，而得到第1次混合粉（ 必要時往復混合至第η次）。此第1次混合粉（或者第η 次混合粉）與殘留的C u粉進行再度混合，最後得到充分 良好的混合狀態之CuMo (Fe)粉》此CuMo ( F e )粉與所定量的w粉（最終W需要量）進行混合後， 於氫氣氛中（真空中也可以），例如於1〇60t之溫度 進行1次或多數次組合之燒結與加壓，以製造C u _W -

Mo (Fe)接點素材或cu—W-Mo (Fe)-Bi -17- nn n —Hr n 111 -'*^v I....... ---I— nn \ J 、'T (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 鯉濟部中央標準局員工消費合作社印製 405136 A7 ___B7 五、發明説明（15) 接點素材。 製法例3:使於上述方法所製造之第n次混合WMo (F e )粉’於1 1 〇 〇〇c之溫度燒結維持所定空隙率以 製作WMo (Fe)骨架，將Cu (依需要追加Bi)於 例如1 1 5 0°C之溫度熔浸於其空孔中，以製造c u— W (F e)接點素材或 cu— W — Mo (Fe) -B i接點素材。 製法例4 ;又就其他之合金化方法而言，使w粉於 1 1 0 0°C之溫度燒結維持所定空隙率以製作骨架，將其 他途徑所準備的CuMo(Fe)，於例如1150t之 溫度熔浸於其空孔中，以製造Cu—W—Mo(Fe)接 點素材（依需要追加Bi於CuMo (Fe)以製造Cu —W — Mo (Fe) - Bi 接點素材）。 製法例5 ;且又就其他之合金化方法而言，使用離子 蒸鍍裝置或離子濺射裝置之物理方法或者球磨裝置之機械 方法於W粉表面被覆Mo (Fe)(依需要也同時被覆b 1)而得W粉，此Mo(Fe)被覆w粉與Cu粉（依需 要同時添加B i )進行混合後，於氫氣氛中（真空中也可 以），例如於1 0 β 0°C之溫度進行1次或多數次組合之 燒結與加K ’以製造C u-W-Mo ( F e )接點素材或 Cu— W~~M〇(Fe) - Bi 接點素材。 氣:法例6 ;又就其他之合金化方法而言，特別是對於 Cu粉，W粉與M〇 (Fe)粉之均—混合技術中，同時 進行搖動運動與攪拌運動之混合方法等較爲有效。因此， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 本紙張尺度中HD家辟（⑽）Α4α格（2丨Qx297公董） -18· 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 __40 ⑽：77__五、發明説明（16) 混合粉無一般使用丙烷等溶劑時所見的凝固以及形成凝聚 體之現象，作業性也提高 而且混合作業之攪拌容器的攪 拌運動之攪拌數R與賦予攪拌容器搖動運動的搖動數S之 比率R/S若選擇於大約爲10〜〇 . 1左右程度之適宜 範圍，則對解碎、分散、混合中之粉末之能量輸入也在適 宜範圍，具有抑制混合作業之粉末的變質或污染程度之特 徵。先行所利用之混合機等之混合、粉碎雖然將粉體加以 壓潰，但是由於同時進行搖動運動與攪拌運動之本方法， 前述之比率R/S大約分布於1 〇〜〇 . 1左右，爲粉體 間絞合程度之混合，而具良好的通氣性使燒結性提高，而 能得到良質的成形體或燒結體或者骨架更且不必過大能 量輸入不會有粉體變質。若以這樣狀態之混合粉作爲原料 的話，燒結、熔浸後之合金也能得低氣化性，而有助於斷 路性能、再點弧特性之安定化。 【實施例】 本發明之實施例以，第1表〜第3表的評價條件（1 )〜（3)以及第4表 '第5表之結果（1) 、（2)來 說明首先敘述接點之評價條件、評價方法等。 ①斷路特性：於著脫式之斷路試驗用真空斷路裝置裝 著有所定接點電極，使接點表面之烘烤’電流’電壓邊緣 效應，開極速度條件一定而同一之後，於7 · 2kV， 5 0 Η z，將斷路電流値由5 kA漸增’以測定斷路界限 電流値。如第4表所示，以實施例2之斷路界限電流値作 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 19 _ I ........ -.1 If ! -- I1·I I..... --11 . - —I— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 4051¾6 五、發明説明（17) 爲1 0 0來與各條件下之値作對比，以其倍率作爲斷路倍 率。 ② 再點弧特性；將直徑3 0 /zm，厚度5 //in之圓盤 狀接點裝著於真空閥內，並以5 0Hz， 6kVx500A之電路作20，〇〇〇次斷路後之再點 弧發生頻率’就2台斷路器（對真空閥而言6支）的偏差 値的結果示於第4表。於接點裝著之際，僅進行烘烤加熱 ( 4 5 0°Cx30分），硬銲塡料使用時並無伴隨進行加 熱。 ③ 耐電弧消耗性；各接點裝著於著脫式之真空斷路裝 置’使接點表面之烘烤’電流，電壓邊緣效應，開極速度 條件一定而同一之後，量測以7 . 2 k V，5 0 Η z ， 4.4kA進行1000次斷路後之重量損失，並示於第 4表，以實施例2之値作爲1 . 0來作爲相對比較。 ④ 靜耐電壓値；量測前述電弧之相關量後的供試試驗 片’再度裝著於著脫式之真空斷路裝置，使接點表面之烘 烤’電流，電壓邊緣效應’電極間距離調整一定後，將電 壓每次升高1 k V至發生火花時之電壓作爲靜耐電壓値， 以求相對値（與實施例2作對比）作爲判定。 ⑤ 各接點之製造方法；適當地選擇前述製法例1〜6 之任一方法。 實施例1〜3，比較例1〜2 首先敘述斷路試驗用實驗閥之組裝的槪要。先準備經 本纸張尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_2〇 n^i VI ml HI -.--- n^^1 - -. m^i n ^^^1 nn 一-J - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 4051¾6 B7 五、發明説明（18) 硏磨後的端面平均表面粗糙度約爲1·5之陶瓷製絕 緣容器（主成分：A12〇3) ’在此陶瓷製絕緣容器組 .裝前先施以1 6 5 0 °C加熱處理。就封著五金零件而言， 則使用板厚2#m之42重量％ Ni— Fe合金。就硬 銲塡料而言，則使用厚度0.1/zm之72重量％ A g - C u合金板。這些準備之後將各零件使能氣密封著接合 地配置於被接合物間（陶瓷製絕緣容器之端面與封著五金 零件）’以供5xl0_4Pa之真空氣氛中進行封著五金 零件與陶瓷製絕緣容器之氣密封著工程。 接著就有關供試接點材料之內容，評價內容與結果等 作一敘述。於C u - W之中，就原料粉末而言，準備平均 粒徑爲0 . 9vm的W，〇 . 9"m的Mo，3以111的 F e粉’選擇前述之製造方法1〜6的方法，以製造出 93〜60重量％ W — Mo — Fe殘留部分Cu，且 WMoFe—體化粒子之平均粒徑爲〇 · 9〜6 . 4#m 範圍的接點素材。將這些素材加工成所定形狀之接點試驗 片後，將接觸面的表面粗糙度加工至2 。其內容示於 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 --^--»---^--裝-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 第1表〜第3表’結果示於第4表〜第5表。首先測定， 8 0% W — Mo — F e殘留部分C u合金之再點弧特性 、斷路特性、耐電弧消耗特性、靜耐電壓特性，將其値作 爲標準値（實施例2)。對於93% W - Mo - Fe殘 留部分C u合金之場合（比較例1 )則由第1表〜第3表 ’第4表〜第5表可知，使6kVx500A之電路進行 2 0，0 0 0次斷路後之再點弧特性的發生率爲〇 . 2 1 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 21

A7 __4〇?>136_Β7 五、發明說明（识 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) %，此與作爲標準的8 0% W - Mo — F e殘留部分 Cu合金（實施例2)的場合之0〜0 · 005%比較’ 顯著的不佳。藉由5 0 0 A斷路所生的接點面之局部異常 '加熱部份發現有顯微龜裂之發生。其主要原因是因C u量 不足導致導電性降低，焦耳熱增大所形成的。而且於 7 . 2kV，50Hz ，將斷路電流値由5kA漸增所觀 測之斷路特性也降低至3 5〜6 0 (實施例2作爲1 0 0 )，此與作爲標準的80% W-Mo-Fe殘留部分 Cu合金（實施例2)的場合比較，顯著的不佳。斷路表 面發現到巨大的龜裂並且一部分脫落。更將7 . 2kVx 5 k A所進行的1 〇 〇 〇次斷路消耗試驗後的重量變化爲 6 . 6〜1 1 . 9，此與實施例2作相對比較（實施例2 作爲1 . 0 )時，發現到重量損失顯著的增大而並不佳。 而且接點表面發現到表面顯著的粗糙。然而將電極間距離 調整一定後，將電壓每次升高1 k V以觀察火花的發生， 發生火花時之電壓作爲靜耐電壓値，與實施例2作相對比 較（實施例2作爲1 0 0 )時，發現到具有淸淨且平滑的 表面加工後之表面其接點靜耐電壓値爲1 3 0〜1 4 0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ’較實施例2提高。雖然靜耐電壓値提高，但前述之再點 弧特性，斷路特性，耐電弧消耗特性等特性卻降低，就接 點材料而言並不好。同時，此場合之靜耐電壓値係對經淸 淨且平滑地表面加工後的接點面之測定値，而再點弧特性 評價後的靜耐電壓値則在1 〇 〇以下。對此，W量爲8 8 重量％2W — Mo_F e殘留部分C u合金（實施例1 ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210x297公釐）.22 - 經濟部中央標隼局負工消費合作社印製 A7 ----40^136 B7___ 五、發明説明扣） ，與7 4重量— F e殘留部分C U合金（實 施例3)的場合，顯示0.02〜0.1以下之可容許範 圍的再點弧發生率。另一方面，以實施例2作爲1 0 0來 作相對比較時，斷路特性也顯示，幾乎同程度的相對値 9 5〜1 0 5之範圍。又，以實施例2作爲1 . 0來作相 對比較時，耐消耗性也顯示1.6〜4.8之可容許範圔 。更於靜耐電壓値也以實施例2作爲1 0 0來作相對比較 時，也顯示9 5〜1 1 0之可容許範圍。對此，W量爲6 0重量％2W_M 〇 — F e殘留部分C u合金（比較例2 )之場合，顯示0 . 1 2〜0 . 25%的高再點弧發生率 與散亂不齊，此與作爲標準的實施例2之値0〜 0 . 0 0 5%比較起來顯著的不佳。另一方面以實施例2 作爲1 0 0來作相對比較時，斷路特性也降低至5 5〜 8 0，並不佳。而且，以實施例2作爲1 . 0來作相對比 較時，耐消耗性也大幅地增加至5 . 0〜1 5 . 8倍並不 好。更以實施例2作爲1 0 0來作相對比較時，靜耐電壓 値也降低至70〜75並不好。以上所述，93重量％之 W_Mo — F e殘留部分Cu合金（比較例1 )與6 0重 量％之界—Mo — Fe殘留部分Cu合金（比較例2)， 其因再點弧發生率高，接點消耗損失大，斷路特性降低等 而顯著的不佳，而本發明目的之W量爲7 k〜8 8重量％ (實施例1〜3 )範圍則顯示總和的安定性。同時，於W —Mo — Fe殘留部分Cu合金中添加B i ，Sb，Te 中之至少1種（以B i爲代表）且其含量爲0 . 05〜 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（ 210x 297公釐）=-23- ^ ^ r--^裝----.--1T (請先閲讀背面之注意事項再填寫本百) 經濟部中央標準局員工消費合作社印32 __405^36 b7 _ 五、發明説明θ ) — Ο . 5重量％後的W — Mo — F B i殘留部分Cu合 金，其耐熔著特性可提高。 實施例4〜8，比較例3 雖然於前述之實施例1〜3，比較例1〜2說明了有 關W — Mo — Fe — Cu合金中之Mo量爲0 . 0 1重量 %，而合金中的WM〇 F e —體化粒子之平均粒徑爲 0 . 9〜6 . 4//m之場合的效果，但是本實施例之效果 的發揮並不僅限於此。此即，於Mo量爲0.002〜5 重量％之8 0重量％ W — Mo — Fe殘留部分Cu合金 (實施例4〜8)中，其再點弧發生率爲0〜0 . 055 %，消耗量爲0 . 8〜5 . 2%以下、斷路特性爲100 〜1 30、靜耐電壓爲95〜125，顯示其與作爲標準 的實施例2之特性具有同等安定的再點弧特性、斷路特性 、耐電弧消耗特性、與靜耐壓特性。然而若Mo量爲1 2 重量％ (比較例3 )，則靜耐電壓特性爲1 2 5〜1 3 5 ，雖然很好，但是與作爲標準的實施例2之特性比較時， 發現到再點弧發生率高，接點消耗損失大而並不好。同時 於實施例4〜8之合金中，Mo與F e之比率Mo/F e 比爲5 0 0/1之範圍，而成均一組成的WMo F e —體 化粒子Mo/Fe比爲1200/1(比te例3)之場合 的WMoFe—體化粒子，其組成呈偏析狀態 有這樣偏 析的話，其再點弧特性、靜耐電壓特性有散亂不齊的傾向 。如上所述，對於80重量％ W-Mo—Fe殘留部分 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS >A4規格（210X297公釐卜-24- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部中央標準局β工消费合作社印製 A7 --—-_a?___ 五、發明説明^)

Cu合金（比較例3)，若含Mo量12重量％則80重 量％ W — Mo - F e殘留部分C u合金之延性（延伸率 )雖然提高而使接點表面的粗糙降低，靜耐電壓値提高（ 改善），但是再點弧發生率高，接點消耗損失大，斷路特 性降低等會變得顯著。因此Mo量爲0.01〜5重量％ 範圍時顯示總合的安定性 實施例9〜1 3，比較例4 雖然於前述之實施例4〜8，比較例3說明了有關W —M〇-Fe — Cu合金中之Mo量爲〇 . 〇〇2〜12 重量％，而合金中的WMo F e —體化粒子之平均粒徑爲 0 . 9〜6 · 4//m之場合的效果，但是本實施例之效果 的發揮並不僅限於此。此即，於Mo量爲〇.〇1重量％ ’ Fe量爲〇.〇2〜5重量％之80重量％ W - Μ 〇 —F e殘留部分C U合金（實施例9〜1 3 )之中，再點 弧發生率爲0 . 04〜0 · 1%，消耗量爲〇 . 8〜 4 . 9%以下、斷路特性爲95〜125、靜耐電壓爲 9 5〜1 2 5，顯示其與作爲標準的實施例2之特性具有 同等安定的再點弧特性、斷路特性、耐電弧消耗特性、與 靜耐壓特性然而若Fe量爲12重量％(比較例4)， 則靜耐電壓特性爲1 2 5〜1 3 5，雖然好，但是與作 爲標準的實施例2之特性比較時，發現到再點弧發生率高 ，接點消耗損失大而並不好。同時於實施例9〜13之合 金中’ Mo與F e之比率Mo/F e比爲1/5 0 0之範 本紙伕尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2丨0Χ297公釐卜_25- --·--„------.裝----‘--，1T (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 405136 at ------ ---B7_ 五、發明説明$3 ) ~ 圍’而成均一組成的WMo F e —體化粒子。Mo/F e 比爲1/1200 (比較例4)之場合的WMoFe —體 化粒子，其組成呈偏析狀態。有這樣偏析的話，其再點弧 特性、靜耐電壓特性有散亂不齊的傾向。 實施例1 4〜1 6，比較例5〜6 雖然於前述之實施例9〜1 3，比較例4說明了有關 原料粉末W/Mo之平均粒徑爲0 . 9#m，原料粉末 Fe之平均粒徑爲3jt/m，而W — Mo - F e — Cu合金 中之Fe量爲〇.〇〇2〜12重量％，合金中之 WMoFe —體化粒子的平均粒徑爲0 . 9〜6 . 4//m 之場合的效果，但是本實施例之效果的發揮並不僅限於此 。此即，於原料粉末W之平均粒徑爲0 . 4〜6/zm時， 再點弧發生率爲0〜0.1%，消耗量爲0.6〜5.1 以下、斷路特性爲105〜120、靜耐電壓爲95〜 經濟部中央榡準局貝工消費合作社印裝 „ r--1裝----.---1T {請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 2 5，顯示其與作爲標準的實施例2之特性具有同等安 定的再點弧特性、斷路特性、耐電弧消耗特性、與靜耐壓 特性（實施例14〜16)。然而若原料粉末W之平均粒 徑爲0 . 3 // m以下（比較例5 )，耐電弧消耗特性則減 少至0.6〜0.8(特性提高），雖然很好，但是再點 弧發生率大幅地增加至0.03〜0.3化且其散亂不齊 幅度也增大（特性降低），同時斷路倍率也大幅地降低爲 70〜105(特性降低），更且靜耐電壓特性也降低爲 7 5〜1 1 5。如此與作爲標準的實施例2之特性比較時 本紙張尺度適用中國國家標準（<：>«)八4規格（2丨(^297公釐）。-26- 經濟部中央標準局負工消費合作社印裝 a? ______:_B7_ 五、發明説明$4 ) ，發現到雖然接點消耗有較好的傾向，但是高的再點弧發 生率，大幅的散亂不齊，斷路特性，靜耐電壓特性等有降 低的傾向，因並不佳。經調査接點素材中之氣體含有量的 結果發現到，特別是高的再點弧發生率，靜耐電壓特性之 降低與氣體含有量的影響有關又原料粉末W之平均粒徑 爲9 (比較例6 )時，則合金中的WMo F e —體化 粒子之平均粒徑爲9〜2 4 ，顯示大幅的散亂不齊’ 此爲形成再點弧發生率的顯著散亂不齊之原因。且再點弧 特性、斷路特性、耐電弧消耗特性、靜耐電壓特性之全部 均較作爲標準的實施例2之特性劣。由以上，W- Mo -F e _C II合金中之原料粉末W的平均粒徑最好爲0 . 4 〜6 // m。 實施例1 7〜1 9，比較例7 雖然於前述之實施例14〜16，比較例5〜6說明 了有關原料粉末W之平均粒徑爲〇 . 4〜6/zm，合金中 之WMo F e —體化粒子的平均粒徑爲〇 . 9〜 6 . 4 之場合的效果，但是本實施例之效果的發揮並 不僅限於此。此即，於原料粉末Mo之平均粒徑爲0 . 4 〜4 時，合金中的WMo F e —體化粒子之平均粒徑 經測定爲〇.4〜9.Oym之範圍，而每點弧發生率爲 〇〜〇.05%，消耗量爲0.7〜4.6以下、斷路特 性爲100〜120、靜耐電壓爲95〜105 ’顯示其 與作爲標準的實施例2之特性具有同等安定的再點弧特性 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2i0X297公釐）^ _ 27 - --— „-丨卜--^裝----_--" (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消費合作社印家 40¾^6 B7_ 五、發明説明（25) 、斷路特性、耐電弧消耗特性、與靜耐壓特性（實施例 17〜19)。然而若原料粉末Mo之平均粒徑爲 10//m (比較例7)時，合金中的WMoFe —體化粒 子之平均粒徑經爲1 0〜1 8 ，顯示大幅的散亂不齊 ，耐電弧消耗特性也降低，此爲形成再點弧發生頻率的顯 著散亂不齊之原因。且再點弧特性、斷路特性、耐電弧消 耗特性、靜耐電壓特性之全部均較作爲標準的實施例2之 特性劣。由以上，W — Mo — F e — C u合金中之原料粉 未Mo的平均粒徑最好爲0.4〜4#m。 實施例2 0〜2 1，比較例8 雖然於前述之實施例1 7〜1 9，比較例7說明了有 關原料粉末Mo的平均粒徑爲0 . 4〜1 ，合金中 之WMo F e —體化粒子的平均粒徑爲〇 . 4〜1 8/zm 之場合，其平均粒徑爲〇.4〜4#m時最能發揮效果， 但是本實施例之效果的發揮並不僅限於此。此即，於原料 粉末Fe之平均粒徑爲〇.4〜4#m時，合金中的 WMo F e —體化粒子之平均粒徑經測定爲0 . 4〜 6 . 6#m之範圍，而再點弧發生率爲0〜0 . 07%， 消耗量爲0 . 6〜5 . 0以下、斷路特性爲100〜 120、靜耐電壓爲90〜105，顯示其與作爲標準的 實施例2之特性具有同等安定的再點弧特性、斷路特性、 耐電弧消耗特性、與靜耐壓特性（實施例2 0〜2 1 ) » 然而若原料粉末F e之平均粒徑爲1 0//m (比較例8) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS > A4規格（210X297公釐）_ 28 _ " t m 1 1 :1·-1 .^—K— m ml m 1 J . 、* (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 6 A7 B7 五、發明説明（26) 時，合金中的WMo F e —體化粒子之平均粒徑爲1 〇〜 0 . 24#m，顯示大幅的散亂不齊、消耗量增加、表面 之顯微凹與粗糙增加，此爲形成再點弧發生頻率的顯著散 亂不齊之原因。且再點弧特性、斷路特性、耐電弧消耗特 性、靜耐電壓特性之全部均較作爲標準的實施例2之特性 劣。由以上，W — M 〇 — F e — C u合金中之原料粉末F e的平均粒徑最好爲0 . 4〜4//m。 實施例2 2，比較例9 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) W — Mo — F e — C u合金係由，一體化後之WMo 粒子、或/和WMo F e粒子、與C u層所組成之組織》 本實施例藉由控制並選擇接點組成、原料粉末之平均粒子 直徑、一體化粒子之平均粒子直徑，使大部份C u層的大 小均爲直徑5 0 以下（積算被一體化粒子所包圍的 C u層之面積，再將其面積換算成圓後，再以圓之直徑表 示）。依觀察結果發現，特別是當直徑1 〇 ym以下之領 域「I」，直徑10〜50/zm以下之領域「II」時發 揮了安定的再點弧特性、斷路特性、耐電弧消耗特性、靜 耐電壓特性。雖然於前述之實施例1〜2 1 ，比較例1〜 8，係選擇Cu層的量在直徑lO^m以下領域「I」有 50〜75面積％，直徑10〜50#m以下領域「II 」有2 5〜5 0面積％的場合來作評價的，但是本實施例 之效果的發揮並不僅限於此。此即，於C u層的量在直徑 1 0 “爪以下領域「I」有2 5〜5 0面積％，直徑1 0 本紙張尺度適用中國國家標举（CNS ) A4規格（2】〇Χ 297公釐)—~ -29 - A7 B7 比較例1〜9中係顯 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（27) 〜5 0#m以下領域「！ ！」有5 〇〜7 5面積％的場合 時’再點弧發生率爲〇〜〇.. 〇15%，消耗量爲1 . 3 〜1 . 9，斷路特性爲95〜1()〇，靜耐電壓爲9〇〜 1 0 5 ’顯示其與作爲檩準的實施例2之特性具有同等安 定的再點弧特性、斷路特性、耐電弧消耗特性、與靜耐壓 特性（比較例22)。然而若Cu層的量在直徑i〇#m 以下領域「I」有2 5〜50面積％，直徑1 0〜 5〇μπι以下領域「I 1」有〇面積％，直徑5〇#m以 上領域「IΪI」的場合，由於組織變粗，使得再點弧特 性 '耐電弧消耗特性較實施例2 2之散亂不齊幅度增大（ 比較例9 ) 。 實施例2 3〜2 4，比較例1 〇 雖然於前述之實施例1〜22 示有關，W-Mo — F e — C u合金層（C uWMo層， CuWMoFe層）的厚度均爲一定之2·5vm時之效 果，但是本實施例之效果的發揮並不僅限於此。此即，合 金層之厚度在0 . 3 以上也發揮了適宜的特性（實施 例2 3 )。當厚度更厚爲1 0 . 5 //m之場合也得到同樣 的特性（實施例24)。然而合金層之厚度爲0 . 1/zm 以下時則，經斷路特性評價後的接點面之一部份發現有作 爲基材的純C u層露出。此係使再點弧發生率增高爲 0 . 025 〜0 . 385%，消耗量爲 1 · 6 〜22 . 6 ，斷路特性爲50〜100，靜耐電壓爲50〜105之 --j--.---r,--裝----^---1T (請先閲讀背面之注意事項再填筠本f ) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公董） -30- 經漪部中央標隼局員工消f合作社印裝 40513^ --- 五、發明説明$8 ) —因，與作爲標準的實施例2之特性比較起來，再點弧特 性、斷路特性、耐電弧消耗特性、靜耐電壓特性等顯著的 劣化（比較例10)。因此，W — Mo — Fe — Cu合金 層（CuWMo層，CuWMoFe層）之厚度最好能爲 〇 . 3/^m以上。則合金層之下部即使爲純Cii，或者藉 著使C u量朝向內部之方向（垂直的方向）增加*則對於 胃點素材而言，其導電率可望提高。其結果，斷路特性之 安定性也可望提高。 實施例2 5〜2 7，比較例1 1 雖然於前述之實施例1〜24，比較例1〜10中係 顯示有關，W — Mo — F e - C u合金之接觸面的平均表 面加工粗糙度爲一定之2 時之效果，但是本實施例之 效果的發揮並不僅限於此。此即，接觸面之平均表面加工 粗糙度即使爲0.05〜10私111(實施例2 5〜27) 也發揮了適宜的特性（實施例25〜27)。同時，若接 觸面之平均表面加工粗糙度極端地平滑，因最終加工之條 件，加工途中可能僅C u被除去，而僅W殘留於表面，容 易形成C u層存在少的接觸面。其結果，產生接觸電阻特 性，溫度上昇特性等問題。另一方面，接觸面之平均表面 加工粗糙度爲1 5 //m時，顯示再點弧發生~率增高爲 0 . 26〜0 . 54%，消耗量爲2 . 8〜10 . 6，斷 路特性爲8 0〜9 0，靜耐電壓爲5 5〜7 5，與作爲標 準的實施例2之特性比較起來’再點弧特性、斷路特性、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSM4規格（ 210x297公釐）。-31- --·__„-丨k丨_^裝！ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ，"τ 經濟部中决標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明辟 ） ' 耐電弧消耗特性、靜耐電壓特性等顯著的劣化（比較例 11)。因此，W-Mo — Fe — Cu合金之接觸面平均 表面加工粗糙度最好能爲0.05〜l〇vm。同時若將 W — Mo — F e - Cu合金之接觸面平均表面加工粗糙度 ，藉由於前述的0 . 05〜10//m加工後的接觸面，於 以電壓1 0 k V印加之狀態使電流1〜1 OmA斷路後， 再進行表面之追加加工，則可寄望再點弧特性，靜耐電壓 特性的安定化 【發明之效果】 如以上說明，若依本發明，由於真空斷路器用接點材 料係由74〜88重量％之平均粒徑0.4〜6的鎢 (W )，與0 · 001〜5重量％之平均粒徑0 . 4〜 4/im的鉬（Mo)，與殘留部分爲銅（Cu)所組成的 合金，且WMo形成一體化，其平均粒徑爲0 . 4〜1 0 //m之範圍所組成，因此改良C u與W之間的濕潤性而使 W粒子與C u之密著強度提高。而且藉由使WM 〇形成一 體化，使其對接點表面之微小金屬粒子的放出、飛散的降 低與接點之表面粗糙的降低特別有效’並可使再點弧特性 與耐電弧消耗特性提高。 又若依本發明，由於真空斷路器用接點'材料係由： 7 4〜8 8重量％之平均粒徑〇 . 4〜6 的鎢 ，與0 . 00 1〜5重量％之平均粒徑〇 · 4〜斗以爪的 銷（Mo)，與0.00 1〜5重量％之平均粒徑0.4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210Χ297公釐）。-32- -----Γ n—»---裝— —----—iT (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央樣準局員工消费合作社印家 40 ⑽ 6 B;__五、發明説明（30) 〜4em的鐵（Fe)，與殘留部分爲銅（Cu)所組成 的合金，且WMo Fe形成一體化，其平均粒徑爲〇 . 4 〜1 0 //m之範圍所組成，因此具有與上述發明幾乎相同 的效果。 又若依本發明，WMo F e中之Mo與F e之比率由 於係在500:1〜1:500的範圍，WMoFe形成 均一組成的一體化粒子，此有益再點弧特性之提高，同時 也可使靜耐電壓特性提高。 又若依本發明，由於B i 、Sb、Te中至少有一元 素含有0.05〜0.5重量％，此使耐熔著特性提高， 且維持了優秀的大電流斷路特性 又若依本發明，由於在垂直接觸面方向的任意面之中 ’被WMo或WMo F e所包圍的領域，或鄰接之C u層 的寬度或長度在1 0 以下之領域，至少含有全C u領 域的5 0面積％以上，此使接點合金組織被均一化，且有 益再點弧特性與耐電弧消耗特性的提高 又若依本發明，由於在垂直接觸面方向的任意面之中 ’被WMo或WMo F e所包圍的領域，或鄰接之C u層 的寬度或長度在1 0 以下之領域，或者1 〇〜 5 0 之領域，至少含有全C u領域的5 0面積％以上 ，因而與上述發明有大約幾乎同樣的效果 又若依本發明，由於C u量由接觸面向內部方向地逐 漸增加，此有助於接點之導電率提高與斷路特性之安定性 --?--ί---r--裝----^— —iT (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ 33 40513b a7 ______B7 五、發明説明駟) 又若依本發明，由於在合金層中與接觸面相反側之面 賦予C u層，接點之導電性提高，而與上述發明有同樣的 效果。 又若依本發明，由於合金層之厚度爲0 · 3 以上 ，因此可防止斷路後之接點面上有部份C u層等基材露出 ，且可防止再點弧特性、耐電弧消耗特性、與斷路特性等 之劣化。 又若依本發明，由於接觸面之平均表面粗糙度爲1 0 μ m以下，最小値則爲〇 . 〇 5 β m，此對於再點弧特性 ，斷路特性、耐電弧消耗特性等之提高有益 又若依本發明，由於在接觸面印加電壓1 0 k V之狀 態，使電流1〜1 0mA斷路再進行表面加工，此使接點 表面被追加加工，且使得點弧特性' 靜耐電壓特性安定化 本發明不僅限於以上所述的實施例，也可進疔各種的 變形或擴張。 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 【圖面之簡單說明】 第1圖係一應用本發明之接點材料的真空閥的剖視圖 本紙乐尺度適用中國國家樣準（CNS〉M規格（ 210X297公釐）。-34- 405136 - 五、發明説明（泣) 經濟部中央標隼局員工消费合作社印聚 第1表 評價條件(1) 條件 接點組成(wt%) 原料粉的平均粒徑(“ m) 實施如\ 比較例\ W Mo Fe Cu W Mo Fe 比較例1 93 0.01 0.01 殘留部份 0.9 0.9 3 實施例1 88 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上2 80 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上3 74 同上 同上 同上 同上 同上 同上 比較例2 60 同上 同上 同上 同上 同上 實施例4 80 0.002 同上 同上 同上 同上 同上 同上5 同上 0.02 同上 同上 同上 同上 同上 同上6 同上 0.1 同上 同上 同上 同上 同上 同上7 同上 1 同上 同上 同上 同上 同上 同上8 同上 5 同上 同上 同上 同上 同上 比較例3 同上 12 同上 同上 同上 同上 同上 實施例9 同上 0.01 0.002 同上 同上 同上 同上 同上10 同上 同上 0.02 同上 同上 同上 同上 同上11 同上 同上 0.1 同上 同上 同上 同上 同上12 同上 同上 1 同上 同上 同上 同上 同上13 同上 同上 5 同上 同上 同上 同上 比較例4 同上 同上 12 同上 同上 同上 同上 同上5 同上 同上 0.01 同上 0.3以下 同上 同上 實施例14 同上 同上 同上 同上 0.4 同上 同上 同上15 同上 同上 同上 同上 1.5 同上 同上 同上16 同上 同上 同上 同上 6 同上 同上 比較例6 同上 同上 同上 同上 9 同上 同上 實施例Π 同上 同上 同上 同上 0.9 0.4 同上 同上18 同上 同上 同上 同上 同上 1.5 同上 同上19 同上 同上 同上 同上 同上 4 同上 比較例7 同上 同上 同上 同上 同上 10 同上 實施例20 同上 同上 同上 同上 同上 0.9 0.4 同上21 同上 同上 同上 同上 同上 同上 4 比較例8 同上 同上 同上 同上 同上 同上 10 實施例22 同上 同上 同上 同上 同上 同上 3 比較例9 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上10 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 實施例23 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上24 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上25 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上26 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上27 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 比較例11 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐）-35 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印策 405136 五、發明説明（33) 第2表 評價條件(2) \條件 一體化粒子 一體化之WMo粒子 被WMoFe粒子所包圍的Cu層之量湎積％ ) \ 形態 平均粒徑 Mo與Fe之比 10 // m以下 10〜50 // m 以 〜50 μ m以上 實施例\ 比較例 \ (β m) (Mo/Fe 比） 之領域[I] 下之領域[II] 之領域 [III] 比較例1 WMoFe 0.9-6.4 1 50-75 25-50 0 實施例1 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上2 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上3 同上 同上 同上 同上 同上 同上 比較例2 同上 同上 同上 同上 同上 同上 實施例4 同上 同上 0.2 同上 同上 同上 同上5 同上 同上 2. 同上 同上 同上 同上6 同上 同上 10. 同上 同上 同上 同上7 同上 同上 100. 同上 同上 同上 同上8 同上 同上 500. 同上 同上 同上 比較例3 同上 同上 1200. 同上 同上 同上 實施例9 同上 同上 5. 同上 同上 同上 同上10 同上 同上 0.5 同上 同上 同上 同上11 同上 同上 0.1 同上 同上 同上 同上12 同上 同上 0.01 同上 同上 同上 同上13 同上 同上 0.002 同上 同上 同上 比較例4 同上 同上 0.008 同上 同上 同上 同上5 同上 0.3 以下-4.4 1 同上 同上 同上 實施例14 同上 0.4-4.6 同上 同上 同上 同上 同上15 同上 1.5~6.4 同上 同上 同上 同上 同上16 同上 6-10. 同上 同上 同上 同上 比較例6 同上 9-24. 同上 同上 同上 同上 實施例17 同上 0.4-3.6 同上 同上 同上 同上 同上18 同上 1.5-3.8 同上 同上 同上 同上 同上19 同上 4〜9 同上 同上 同上 同上 比較例7 同上 10-18. 同上 同上 同上 同上 實施例20 同上 0.4-0.6 同上 同上 同上 同上 同上21 同上 4-6.6 同上 同上 同上 同上 比較例8 同上 10-24. 同上 同上 同上 同上 實施例22 同上 0.9-6.6 同上 25 〜50 50-75 0 比較例9 同上 同上 同上 25-50 0 50-75 同上10 同上 同上 同上 50-75 25-50. 0 實施例23 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上24 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上25 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上26 同上 同上 同上 同上 同上 同上 同上27 同上 同上 同上 同上 同上 同上 比較例11 同上 同上 同上 同上 同上 同上 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -36- 405136 at B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 五、發明説明（34) 第3表 評價條件(3) _____ ^條件 實施 比較例 CuWMo 層，CuWMoFe 層之 厚度 接觸面之平均表面粗度 比較例1 2.5 2.5 實施例1 同上 同上 同上2 同上 同上 同上3 同上 同上 比較例2 同上 同上 實施例4 同上 同上 同上5 同上 同上 同上6 同上 同上 同上7 同上 同上 同上8 同上 同上 比較例3 同上 同上 實施例9 同上 同上 同上10 同上 同上 同上11 同上 同上 同上12 同上 同上 同上13 同上 同上 比較例4 同上 同上 同上5 同上 同上 實施例14 同上 同上 同上15 同上 同上 同上16 同上 同上 比較例6 同上 同上 實施例17 同上 同上 同上18 同上 同上 同上19 同上 同上 比較例7 同上 同上 實施例20 同上 同上 同上21 同上 同上 比較例8 同上 同上 實施例22 同上 同上 比較例9 同上 同上 同上10 0.1 同上 實施例23 0.3 同上 同上24 10.5 同上 同上25 2.5 0.05 同上26 同上 0.5 同上27 同上 10 比較例11 同上 15 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印聚 405136 五、發明説明（35) 第4表 結果(1) 再點弧發生頻率(％) 斷路特性(斷路倍率） 耐消耗性試驗 比較例 實施例 \ 6kV X 500A之電路作20 ，000次斷路後之再點弧 發生率，2台斷路器(對 真空閥而言6支的上限 値~下限値)(％) 7_2kV，50Hz，由 5kA 漸增來測定，以實施例 2之斷路界限電流値作 爲100時其倍率作爲斷 路倍率 7..2kV，4.4kA 進行 1000 次斷路後之重量損失： 倍率(實施例2作爲1.0 時之相對値） 比較例1 0.09-0.21 35-60 6.6-11.9 實施例1 0.02-0.08 95-105 1.6-2.4 同上2 0-0.065 100 1.0 同上3 0.05-0.10 100-105 4.2-4.8 比較例2 0.12-0.25 55-80 5.0-15.8 實施例4 0.04-0.055 100-105 0.9~1_1 同上5 0-0.055 110-125 0.8-0.95 同上6 0-0.045 115-130 0.95-2.6 同上7 0-0.04 120-125 2.2-3.4 同上8 0-0.03 105-115 3A-5.2 比較例3 0.08-0.225 80-100 6.5 〜10.3 實施例9 0.055〜0.07 95-100 0.8-0.85 同上10 0.04-0.065 100-105 0.8-0.9 同上11 0.055-0.085 110-125 0.9-1.8 同上12 0.05 〜0.075 115-125 1.7-19 同上13 0.06-0.10 110-115 3.0-4.9 比較例4 0_ 105-0.275 80-105 6.2-9.6 同上5 0.03^.31 70-105 0.6-0.8 實施例14 0-0.06 115-120 0.65-0.95 同上15 0-0.065 110-115 1.44-2.05 同上16 0.03 〜0.1 105-115 3.2-5.1 比較例6 0.095-0.22 85-100 5.4 〜7.4 實施例17 0-0.04 110-120 0.70-0.85 同上18 0-0.05 105-115 1.8-16 同上19 0.025-0.05 100-115 3.4-4.6 比較例7 0.105-0.145 75-95 6.8-10.5 實施例20 0-0.035 115-120 0.60-0.8 同上21 0.01-0.07 100-110 3.3-5.0 比較例8 0.115 〜0.255 70-90 8.6-14.5 實施例22 0.015-0 95-100 1.3-1.9 比較例9 0.040.27 80-100 2.0~8_5 同上10 0.025-0.385 50-100 1.6-22.6 實施例23 0.02-0.06 95-100 1.1-1.7 同上24 0-0.06 100-105 1.1-1.4 同上25 0.01-0.04 100-105 1.0-1.3 同上26 0-0.035 100-105 1.2-1.3 同上27 0.005-0.05 95-100 12-2.3 比較例11 0.26-0.54 80-90 2.8-10.6 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐）_ - 4〇5l^b 五、發明説明（36) 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣

第5表 結果⑵ 評價 靜耐電壓特性 備考 接點表面之烘烤，電流 材料的所見 總合判定 \條件 賺例\ 實施例\ ，電壓邊緣效應，電極 間距離一定，電壓每次 升高lkV至發生火花時 之電壓作爲靜耐電壓値 ，以求相對値(實施例2 爲 100) 良好Ό 不良:χ 比較例1 130-140 斷路表面發生巨大龜裂再點弧發生率高 X 寅施例1 110-120 接點消耗損失大斷路特性劣 〇 同上2 100 比較材料 〇 同上3 90 〜95 〇 比較例2 70-75 再點弧發生率高接點消耗損失大 斷路特性劣 X 實施例4 95〜100 〇 同上5 100-105 〇 同上6 105-115 〇 同上7 110-115 〇 同上8 115-120 〇 比較例3 125-135 再點弧發生率高接點消耗損失大 X 實施例9 95-100 〇 同上10 100-105 〇 同上11 100-105 〇 同上12 100-110 〇 同上13 105〜110 〇 比較例4 105-115 再點弧發生率高 X 同上5 75〜115 氣體含有量高，因此再點弧，耐電壓之偏差値大 X 實施例14 100-105 〇 同上15 100-105 〇 同上16 95-105 再點弧發生率高 〇 比較例6 75-100 X 實施例17 100-105 〇 同上18 100-105 〇 同上19 95-105 〇 比較例7 70-100 消耗損失大 X 實施例20 95-105 〇 同上21 90-100 〇 比較例8 65-90 再點弧發生率高接點消耗損失大 X 實施例22 90-105 與實施例22比較偏差値幅增大再點弧發生率高 〇 比較例9 65-105 X 同上10 50-105 於接觸面之一部分露出基材再點弧發生率高接 X 實施例23 95-105 點消耗損失大 〇 同上24 95 〜105 〇 同上25 100-105 〇 同上26 100-105 〇 同上27 95-105 〇 比較例11 55-75 再點弧發生率高接點消耗損失大耐壓劣 X (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝·

、-1T 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐）_ 39 _

Claims (1)

1. 趣埤邹智慧財產局員工消費合作社印製 六、申請專利範圍 第87100365號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國88年11月修正 1 ·—種真空斷路器用接點材料，係由：7 4〜8 8 重量％之平均粒徑0.4〜6 //m的鎢（W)，與 0 . 00 1〜5重量％之平均粒徑〇 . 4〜4μιη的鉬（ Mo) ’與殘留部分爲銅（C u )所組成的合金，且 WMo形成一體化，其平均粒徑爲〇 . 4〜1 〇 //m之範 圍所組成。 2 . —種真空斷路器用接點材料，係由：7 4〜8 8 重量％之平均粒徑0.4〜6 ;zm的鎢（W)，與 〇 · 00 1〜5重量％之平均粒徑〇 . 4〜4//m的鉬（ Mo) ’與0.00 1〜5重量％之平均粒徑0.4〜4 的鐵（Fe)，與殘留部分爲銅（Cu)所組成的合 金’且WMo F e形成一體化，其平均粒徑爲〇 . 4〜 1 〇 A m之範圍所組成。 3 .如申請專利範圍第2項之真空斷路器用接點材料 ’其中前述WMo F e於前述Mo與前述F e之比率爲5 〇〇 : 1〜1 : 500的範圍。 4 .如申請專利範圍第1 ，2或3項之真空斷路器用 接點材料，其中於B i 、Sb、Te中至少有一元素含有 0 ·〇5〜〇 · 5重量％。 5 .如申請專利範圍第1 ，2或3項之真空斷路器用 接點材料，其中於垂直接觸面方向的任意面之中，被 國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) ~ --I Ί I I I Hhbw---裝--------訂---------韓 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 405136

   (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) WM〇或WMoFe所包圍的領域1鄰接之cu層的寬 度或長度在1 0 " m以下之領域’至少含有全c u領域的 5 〇面積％以上。 6 .如申請專利範圍第i ，2或3項之真空斷路器用 接點材料’其中於垂直接觸面方向的任意面之中，被 或WMo F e所包圍的領域’或鄰接之c u層的寬 度或長度在1 〇#m以下之領域，或者丨〇〜5 T頁域’至少含有全C u領域的5 0面積％以上。 7 .如申請專利範圍第1 ’ 2或3項之真空斷路器用 接點材料，其中C u量由接觸面向內部方向地逐漸增加。 8 ·如申請專利範圍第1 ，2或3項之真空斷路器用 j：妾 g L r. 何料’其中於合金層中與接觸面相反側之面賦予C u 層。 9 .如申請專利範圍第1 ，2或3項之真空斷路器用 接點材料，其中合金層之厚度爲0.3mm以上。 1 〇 ·如申請專利範圍第1 ，2或3項之真空斷路器 翌 J* 衬料，其中接觸面之平均表面粗糙度爲 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 〇 ,. ^ m以下，最小値則爲0 . 〇 5 Α ΠΊ。 1 1 .如申請專利範圍第10項之真空斷路器用接點 材料 ’其中於接觸面印加電壓1 0 kV之狀態’使電流1 1(DmA斷路再進行表面加工。 -2 - 尺度適用+國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐）