TWI478191B

TWI478191B - 銀不鏽鋼鎳電氣接點材料

Info

Publication number: TWI478191B
Application number: TW101140444A
Authority: TW
Inventors: Ming Chang Lin; Da Pon Han
Original assignee: Taiwan Electric Contacts Corp
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2015-03-21
Also published as: TW201320132A

Description

銀不鏽鋼鎳電氣接點材料

本發明係關於一種抗熔著、耐消耗與低接觸阻抗之電氣接點材料。

銀基電氣接點材料為各種開關之核心元件，廣泛地應用於日常生活領域，接點材料關鍵性地決定開關的電氣壽命以及相關機構的可靠度，佔有十分重要的地位。隨不同使用條件，目前市面常用之銀基電氣接點材料有如下幾種：

銀氧化鎘(AgCdO)：具備良好溫升、耐消耗與抗熔著特性，但鎘屬於毒性物質，已逐漸為環保材質所取代。

銀氧化錫(AgSnO₂)：具良好抗熔著能力，然而阻抗過大且不易加工之缺點限制了該系列接點的使用範疇。

銀氧化鋅(AgZnO)：在中低負載條件下具燃弧時間短、熱穩定性高等優點，但材料的延展性與塑性較差，不易加工。

銀鎢(AgW)：擁有良好的抗熔著特性，但在非保護性氣氛通斷時，會引發阻抗過高問題，通常只能應用於高負載、高接觸壓力之操作環境。

銀鎳(AgNi)：在低壓開關上有著廣泛的應用，擁有低接觸阻抗、易焊接等優點，但銀鎳抗熔著性不佳，難以應用於中、高負載等操作條件。

銀鐵(AgFe)：銀鐵受高溫環境生成的氧化鐵，具有良好耐電弧與抗熔著效果，可減少材料的質量消耗，但生成的氧化物逐漸堆疊於接觸表面，可能導致溫升的遽然劣化問題。

不鏽鋼(Stainless Steel)：不鏽鋼(不含銀)本身即固熔化結構，為鉻和鎳等對鐵固熔強化之合金，純不鏽鋼系接點耐蝕性、耐磨耗性佳，然而相對於銀基接點材料，純不鏽鋼接點(不含銀)具有阻抗偏高之缺點。

先前技術所公開中的相關世界專利前案，均未揭示組成物包括銀與鎳與不鏽鋼材料合併組成之功效。

美國發明前案專利US7015406揭示一種多層結構之電氣接點，主體為銅或不鏽鋼(不含銀)，在其上面加置銀或鎳層為中間層，接續設置由鉑族金屬構成之接觸層，但此專利前案未揭示將銀、鎳與不鏽鋼以均勻混合以形成複合材料電氣接點。

日本專利特開2007-138237A揭示，在純不鏽鋼(未含銀)的表面被覆銀(以電鍍方式再鍍銀前須先預鍍一層0.01~0.1μm鎳以及0.05~0.2μm厚的銅或銅合金，並施以活性化處理，以改善彼此間的鍵結)，但純不鏽鋼系(不含銀)接點具有加工性不良與阻抗過高等缺點。

如上述習知材質及專利前案中的缺失，本發明利用不鏽鋼為固熔體，配置如高導電材料如銀為主成份之複合材料，配合鎳作為銀與不鏽鋼之間的潤濕劑之特點，可達到改善接點材料抗熔著、耐消耗與低阻抗等特性之效果。故本發明特徵為含有任一種以上不鏽鋼，其餘為銀與鎳之強化相複合材料，可獲致良好之綜合性能。其中，銀為負責主要導電路徑之材料，由於導電能力高，銀扮演著排除熱能不可或缺的角色。不鏽鋼為負責強化基材，可提供良好的抗熔著、耐消耗與優異的化學穩定性。鎳則提供銀與不鏽鋼之間的潤濕作用，同時也能增強銀基之耐消耗特性，達到緻密化與降低溫升之效果。

此外，與其他強化方法相較，不鏽鋼本身因固熔強化受高溫的熱影響作用小，足以確保接點材料之穩定性，加上不鏽鋼耐蝕性、化學穩定性佳之特點，得以長期保有較低的接觸阻抗，從而延長了接點材料的使用壽命。

本發明之主要目的在於提供一種強化相複合材料，具抗熔著、耐消耗、低接觸阻抗及高化學穩定性等優點，可避免因開關長時間開閉所引起之性能劣化。

本發明之另一目的在於提供一種電氣接點，係各種開關、繼電器與斷路器之電氣接點，具抗熔著、耐消耗、低接觸阻抗及高化學穩定性等優點，可避免因開關長時間開閉所引起之性能劣化。

為達成上述目的，本發明之一種強化相複合材料，其包含銀基、不鏽鋼系材料及鎳材料，其特徵為該不鏽鋼系材料係均勻分散於該銀基當中，且該不鏽鋼系材料佔該強化相複合材料之重量百分比為0.01%至35%，該鎳材料佔該複合材料之重量百分比為0.01%至35%。

上述該強化相複合材料，其中該不鏽鋼系材料佔該強化相複合材料之重量百分比以0.01%至30%為較佳。

上述該強化相複合材料，其中該不鏽鋼系材料係由肥粒鐵系(Ferrite)、沃斯田鐵系(Austenite)、麻田散鐵系(Martensite)或其組合所構成。

上述該強化相複合材料，其係作為電氣接點或電極之用途使用。

為達成上述目的，本發明之一種電氣接點，其包含銀基、不鏽鋼系材料及鎳材料，其特徵為該不鏽鋼系材料與鎳材料係均勻分散於該銀基中，且該不鏽鋼系材料佔該電氣接點之重量百分比為0.01%至35%，該鎳材料佔該電氣接點之重量百分比為0.01%至35%。

上述該電氣接點，其中該不鏽鋼系材料佔該電氣接點之重量百分比以0.01%至30%為較佳。

上述該電氣接點，其中該不鏽鋼系材料係由肥粒鐵系(Ferrite)、沃斯田鐵系(Austenite)、麻田散鐵系(Martensite)或其組合所構成。

為使本領域熟知技藝者能理解並據以實施本發明，以下係配合圖式及元件符號詳細說明之，但不以此為限。

【實施例1-9】

請參照圖1，為實施例1至實施例9為本發明之一種強化相複合材料之組成方式，其包含銀基、不鏽鋼系材料及鎳材料，該不鏽鋼系材料與該鎳材料係均勻分散於該銀基當中，且該不鏽鋼系材料與該鎳材料分別佔該強化相複合材料之重量百分比，如圖1中之複合材料混合比例數據所揭示。

依據本發明之一種強化相複合材料之實施例1至實施9中的製程為：首先將一平均粒徑106μm以下的銀粉、不鏽鋼粉(係選自AISI 304L、AISI 316L與AISI 630不鏽鋼粉)及鎳粉，依圖1中之實施例1-9之組成比例混合，接續將混合粉以15ton/cm²壓力成形，獲得成形胚體後於裂解氨還原性氣氛下850℃進行燒結一小時，製得尺寸約為φ4.75×1mm的片狀電氣接點。

【比較例1、2、3、6】

將平均粒徑106μm以下的銀粉、鎳粉與鐵粉按照如圖1中比較例1、2、3之組成比例配製，而比較例6則是純不鏽鋼材質，以如同實施例1相同之製程方式製作如銀鎳、銀鐵及純不鏽鋼材質的片狀電氣接點。

接續將上述實施例中1至實施9中與比較例中1、2、3、6所製作之電氣接點，在電氣接點試驗機進行電氣特性試驗，其測試條件為：AC110V、額定電流30A、接點間接觸力150g、開離力150g，並利用各項檢驗設備觀察其接點電氣與機械性質，其實驗結果各種不同比例組成之電氣接點壽命如圖2所示。

如圖2實驗結果中所揭示，其中該實施例1之銀混合比例為90wt%、不鏽鋼混合比例為0.01wt%以及鎳混合比例為9.99wt%，其中該不鏽鋼材料係使用AISI 304L不鏽鋼粉，而實施例2與實施例3當中，其銀混合比例同樣為90wt%，不鏽鋼混合比例則分別提高為0.1wt%與9.99wt%，該不鏽鋼材料同樣係使用AISI 304L不鏽鋼粉，鎳混合比例則降為9.9wt%與0.01wt%，試驗結果為實施例1中接點電氣壽命為18,212次，實施例2與實施例3測試之結果則分別為21,003次與28,784次。由實驗結果中可得知，如以實施例2與實施例3分別與實施例1一同進行比較，實施例2可達到強化接點電氣壽命15%〔(21,003-18,212)/18,212〕。而實施例3中增強接點電氣壽命則為更高之58%〔(28,784-18,212)/18,212〕，故由此可知如固定銀混合比例，提高該包含不鏽鋼與鎳之複合材料中之不鏽鋼之混合比例，可進一步提高該接點之電氣壽命。

接續上述，如以習知材料如比較例1中為一純銀(不含其他材料)電氣接點，習知材料如比較例6為一純不鏽鋼(不含銀)電氣接點，實驗結果測得該接點電氣壽命分別為比較例1純銀電氣接點11,978次與比較例6純不鏽鋼電氣接點249次。與上述實施例1之電氣接點進行相比較可知，如實施例1之接點電氣壽命相較於習知比較例1純銀電氣接點增強52%〔(18,212-11,978)/11,978〕，實施例1之接點電氣壽命相較於比較例6純不鏽鋼電氣接點增強7,214%〔(18,212-249)/249〕；進一步以實施例2比較，實施例2相較於比較例1純銀電氣接點，接點電氣壽命增強75%〔(21,003-11,978)/11,978〕，相較於比較例6，其接點電氣壽命增強8,335%〔(21,003-249)/249〕；再進一步以實施例3比較，實施例3相較於比較例1純銀電氣接點，接點電氣壽命增強140%〔(28,784-11,978)/11,978〕，相較於比較例6，其接點電氣壽命增強11,460%〔(28,784-249)/249〕。由此實驗數據中可知，如本發明之一種強化相複合材料可大幅增強接點電氣壽命。

另一實施混合方式如實施例4~9，其中該銀混合比例為90wt%，該不鏽鋼與鎳混合比例分別如圖1所示，且該不鏽鋼係使用AISI 316L不鏽鋼粉，其六種不同混合比例測試之結果如圖2所示，該接點電氣壽命分別為實施例4為28,273次、實施例5為25,510次、實施例6為26,313次、實施例7為26,026次、實施例8為24,201次、實施例9為27,583次，其中電氣壽命最高為實施例4中之28,273次，該實施例4之不鏽鋼混合比例為9%，鎳混合比例為1%；次高則為實施例9之27,583次，該實施例9之不鏽鋼混合比例為2.5%，鎳混合比例為7.5%；最低之電氣壽命則為實施例8之24,201次，該實施例8之不鏽鋼混合比例為3.75%，鎳混合比例為6.25%。以測試結果最高之實施例4與比較例1純銀接點進行比較，該電氣壽命與比較例1相比增加了136%〔(28,273-11,978)/11,978〕，以測試結果最低之實施例8與比較例1純銀接點進行比較，該電氣壽命與比較例1相比增加了102%〔(24,201-11,978)/11,978〕，可見以銀、不鏽鋼與鎳混合之複合材料，比起純銀之電氣接點，在電氣壽命上，均能達到一定的提升效果。

如比較例2中銀鎳電氣接點(如Ag/Ni=90/10wt%)與比較例3銀鐵電氣接點(如Ag/Fe=90/10wt%)，其中該習知電氣接點之銀材料混合比例皆為90wt%，而實驗測試所得之接點材料的電氣壽命分別為銀鎳電氣接點16,404次、銀鐵電氣接點為9,890次。以實施例4~9與比較例2、比較例3之實驗數據進行比較，取最高之實施例4中接點電氣壽命為28,273次與比較例2銀鎳電氣接點16,404次相比，最高增強72%〔(28,273-16,404)/16,404〕，取最低之實施例8中接點電氣壽命為24,201次與比較例2銀鎳電氣接點16,404次相比，最少增加48%〔(24,201-16,404)/16,404〕；取最高之實施例4中接點電氣壽命為28,273次與比較例3銀鎳鐵電氣接點9,890次相比，電氣壽命最高增加186%〔(28,273-9,890)/9,890〕，取最低之實施例8中接點電氣壽命為24,201次與比較例2銀鎳鐵電氣接點9,890次相比，最少也提升了145%〔(24,201-9,890)/9,890〕，可見在銀材質比例固定情況下，混合不鏽鋼與鎳之複合材料，比起單一添加純鎳或鎳鐵之組成，可獲得更為顯著之強化功效。

從上述實施例及實驗結果中，可觀察銀不鏽鋼鎳接點材料在電氣壽命上的表現較佳，其中該不鏽鋼材料為AISI 304L、AISI 316L或AISI 630所組成，由於AISI 316L不鏽鋼中含有高熔點的鉬(Mo)以及少量具備抗熔著與還原效果的碳(C)，鉬在不鏽鋼中具有提昇高溫強度以及增加耐蝕性的效果，可強化接點之高溫特性；碳是穩定不鏽鋼的重要元素，且碳與鉻的親和力大，能夠形成鉻的碳化物，通過固熔強化可以提高不鏽鋼的強度，使得材料的硬度與耐磨耗性能提昇。

【實施例10、11】

請參照圖1，如實施例10與實施例11為本發明之另一種實施樣態，其包含銀基、不鏽鋼系材料及鎳材料，該不鏽鋼系材料與鎳材料係均勻分散於該銀基中，首先將一平均粒徑106μm以下的銀粉、不鏽鋼粉(AISI 316L不鏽鋼粉)與鎳粉，依圖1實施例10、11中所揭示之組成比例進行配製，該銀基材料佔該電氣接點之重量百分比為85%，該不鏽鋼系材料與鎳材料共佔該電氣接點之重量百分比為15%。將配製完成的粉末進行混合，再接續將混合粉以15ton/cm²壓力成形，以獲得電氣接點形態之胚體後，於裂解氨還原性氣氛下850℃進行燒結一小時，製得尺寸約為φ4.75×1mm的片狀電氣接點。

【比較例4】

將平均粒徑106μm以下的銀粉、鎳粉按照如圖1中之比較例4之組成比例(85%/15%)進行配製，並以實施例10相同製程製作習知之銀鎳電氣接點。

將上述實施例10、11與比較例4在電氣接點試驗機進行電氣特性試驗，其測試條件為：AC110V、額定電流30A、接點間接觸力150g、開離力150g，利用各項檢驗設備觀察其接點電氣與機械性質，其實驗結果如圖2所示。

接續上述，其中實施例10、11與比較例4電氣接點之銀混合比例皆佔為85%，再如圖2實驗結果所示，實際測得如實施例10之銀不鏽鋼鎳電氣接點電氣壽命為27,221次，而比較例4之銀鎳電氣接點的壽命為25,604次，實施例10相較於比較例4，該接點電氣壽命增強6%〔(27,221-25,604)/25,604〕；實施例11之銀不鏽鋼鎳電氣接點接點壽命為31,580次，與比較例4之銀鎳電氣接點壽命25,604次相比，該接點電氣壽命增強23%〔(31,580-25,604)/25,604〕。

【實施例12】

請參照圖1，如實施例12為本發明之一種電氣接點實施樣態，其包含銀基、不鏽鋼系材料及鎳材料，該不鏽鋼系材料與鎳材料係均勻分散於該銀基中，首先將一平均粒徑106μm以下的銀粉、不鏽鋼粉(AISI 316L不鏽鋼粉)與鎳粉，依圖1實施例12中所揭示之組成比例進行配製，該銀基佔該電氣接點之重量百分比為70%，該不鏽鋼系材料佔該電氣接點之重量百分比為22.5%，該鎳材料佔該電氣接點之重量百分比為7.5%。將配製完成的粉末進行混合，再接續將混合粉以15ton/cm²壓力成形，以獲得電氣接點形態之胚體後，於裂解氨還原性氣氛下850℃進行燒結一小時，製得尺寸為φ4.75×1mm的片狀電氣接點。

【比較例5】

將平均粒徑106μm以下的銀粉、鎳粉按照如圖1中之比較例5之組成比例(70%/30%)進行配製，並以實施例12相同製程製作習知之銀鎳電氣接點。

將上述實施例12與比較例5在電氣接點試驗機進行電氣特性試驗，其測試條件為：AC110V、額定電流30A、接點間接觸力150g、開離力150g，並利用各項檢驗設備觀察其接點電氣與機械性質，其實驗結果如圖2所示。

接續上述，其中實施例12與比較例5電氣接點之銀材料混合比例皆為70%，再如圖2實驗結果所示，實際測得如實施例12之銀不鏽鋼鎳電氣接點電氣壽命為21,940次，而比較例5之銀鎳電氣接點的壽命為19,047次，實施例12相較於比較例5，該接點電氣壽命增強15%〔(21,940-19,047)/19,047〕。

由上述實施例10、11與比較例4之比較，以及實施例12與比較例5之比較結果顯示，混合銀基、不鏽鋼材料與鎳材料之複合材料，比起習知僅用銀鎳材質所製之電氣接點，在電氣壽命上具有明顯之提升。

【實施例13、14】

請參照圖1，實施例13與實施例14為本發明之另一種電氣接點實施樣態，包含銀基、不鏽鋼系材料及鎳材料，該不鏽鋼系材料與鎳材料係均勻分散於該銀基中，且該銀基佔該電氣接點之重量百分比均為90%。首先將一平均粒徑106μm以下的銀粉、不鏽鋼粉(AISI 316L不鏽鋼粉)與鎳粉，依圖1之實施例13與實施例14之組成比例進行混合，接續將混合粉以15ton/cm²壓力形成柱狀形胚體後，於裂解氨還原性氣氛下850℃進行燒結一小時，將燒結完畢的胚體投入擠壓機內，復以溫度800℃擠製成線，並將線材抽製至所需尺寸，最後此線材接續以鉚釘成形機在室溫下冷打成形，並製得如鉚釘型電氣接點。該鉚釘為頭徑4mm，頭厚1mm，腳徑2mm，腳長2.2mm之鉚釘型電氣接點。

【比較例7】

將一平均粒徑106μm以下的銀粉、鎳粉按照如圖1之比較例7之組成比例配製，並以實施例13相同製程方式製作習知之銀鎳電氣接點。

將上述實施例13、14與比較例7在電氣接點試驗機進行電氣特性試驗，其測試條件為：AC110V、額定電流30A、接點間接觸力150g、開離力150g，並利用各項檢驗設備觀察其接點電氣與機械性質，其實驗結果如圖2所示。

接續上述其中實施例13、14與比較例5電氣接點之銀材料混合比例皆為90%，且均為鉚釘型電氣接點。再如圖2所示，實驗數據中如實施例13之銀不鏽鋼鎳接點電氣壽命為21,113次，比較例7之銀鎳接點電氣壽命為4,232次，實施例13相較於比較例7，其中該實施例9之接點電氣壽命增強399%〔(21,113-4,232)/4,232〕；以實施例14之銀不鏽鋼鎳接點電氣壽命23,860次與該比較例7相比，則該實施例14之接點電氣壽命增加了約464%〔(23,860-4,232)/4,232〕。

相較於習知銀鎳鉚釘型接點，本發明鉚釘型銀不鏽鋼鎳接點材料可獲致優異的各項性能，由於強化相不鏽鋼擁有良好的耐弧與化學穩定性，可同時改善習知銀鎳材料消耗大、不抗熔著等缺點。

【實施例15】

請參照圖3，如實施例15為本發明之另一種實施樣態，其包含銀基、不鏽鋼系材料及鎳材料，該不鏽鋼系材料與鎳材料係均勻分散於該銀基中，首先將一平均粒徑106μm以下的銀粉、不鏽鋼粉(AISI 304L不鏽鋼粉)與鎳粉，依圖3實施例15中所揭示之組成比例進行混合，再接續將混合粉以15ton/cm²壓力成形，以獲得電氣接點形態之胚體後，於裂解氨還原性氣氛下850℃進行燒結一小時，接續製得尺寸為φ4.75×1mm的片狀電氣接點。

【比較例8】

將平均粒徑106μm以下的銀粉與不鏽鋼粉(AISI 304L)按照如圖3中之比較例8之組成比例進行配製，並以實施例15相同製程方式製作銀不鏽鋼電氣接點。

將上述實施例12與比較例8在電氣接點試驗機進行電氣特性試驗，其測試條件為：AC110V、額定電流30A、接點間接觸力150g、開離力150g，並利用各項檢驗設備觀察其接點電氣與機械性質，其實驗結果如圖3所示。

接續上述，其中該實施例15與比較例8電氣接點之不鏽鋼材料混合比例皆佔0.01wt%，如圖實驗結果所示，實施例15包含鎳材料之電氣接點實際測得溫升為26℃，比較例中不含鎳材料之電氣接點測得溫升28.95℃，實施例15相對於比較例8在溫升測試結果較為低溫。由上述結果顯示，在複合材料中加入鎳材料，比起單純僅有銀不鏽鋼材質之電氣接點，具有較低之溫升特性，由此可知添加鎳材料可以降低材料的溫升效能，進一步影響電氣接點壽命。

【實施例16、17、18】

請參照圖3，如實施例16、17、18為本發明之另一種實施樣態，其包含銀基、不鏽鋼系材料及鎳材料，該不鏽鋼系材料與鎳材料係均勻分散於該銀基中，首先將一平均粒徑106μm以下的銀粉、不鏽鋼粉與鎳粉，依圖3實施例16、17、18中所揭示之組成比例進行配製，其中實施例16使用AISI 304L不鏽鋼粉，實施例17、18使用AISI 316L不鏽鋼粉，將配製完成的粉末進行混合，再接續將混合粉以15ton/cm²壓力成形，以獲得電氣接點形態之胚體後於裂解氨還原性氣氛下850℃進行燒結一小時，接續製得尺寸為φ4.75×1mm的片狀電氣接點。

【比較例9】

將平均粒徑106μm以下的銀粉與不鏽鋼粉(AISI 304L)按照如圖3中之比較例9之組成比例進行配製，並以實施例16相同製程製作銀不鏽鋼電氣接點。

將上述實施例16、17、18與比較例9在電氣接點試驗機進行電氣特性試驗，其測試條件為：AC110V、額定電流30A、接點間接觸力150g、開離力150g，並利用各項檢驗設備觀察其接點電氣與機械性質，其實驗結果如圖3所示。

接續上述，其中該實施例16、17、18與比較例9電氣接點之銀基佔重量百分比均為10%，在實施例16中使用與該比較例9相同之不鏽鋼材質(AISI 304L)，而在實施例17與18當中則使用不同之不鏽鋼材質(AISI 316L)，如圖3實驗結果所示，實施例16包含鎳材質之電氣接點實際測得溫升為40.5℃，比較不含鎳材質中的比較例9電氣接點測得溫升43.03℃，實驗結果得知實施例16溫升較低於比較例9，而另一實施例17與18測得知結果為31.23℃與31.73℃，相對於比較例9其溫升測試結果分別溫升結果較低於比較例9。由上述結果顯示，在銀基固定的時候，在複合材質中加入不同的不鏽鋼材料，會使該材料製成之接點具有不同特性，同時混合鎳材料，更能有效降低材料的溫升效能，進一步影響電氣接點壽命。

【實施例19】

請參照圖3，如實施例19為本發明另一種實施樣態，其包含銀基、不鏽鋼系材料及鎳材料，該不鏽鋼系材料與鎳材料係均勻分散於該銀基中，首先將一平均粒徑106μm以下的銀粉、不鏽鋼粉(AISI 316L不鏽鋼粉)與鎳粉，依圖3實施例15中所揭示之組成比例進行混合，再接續將混合粉以15ton/cm²壓力成形，以獲得電氣接點形態之胚體後，於裂解氨還原性氣氛下850℃進行燒結一小時，且接續製得尺寸為φ4.75×1mm的片狀電氣接點。

【比較例10】

將平均粒徑106μm以下的銀粉與不鏽鋼粉(AISI 316L)按照如圖3中之比較例10之組成比例進行配製，並以實施例19相同製程製作銀不鏽鋼電氣接點。

將上述實施例19與比較例10在電氣接點試驗機進行電氣特性試驗，其測試條件為：AC110V、額定電流30A、接點間接觸力150g、開離力150g，並利用各項檢驗設備觀察其接點電氣與機械性質，其實驗結果如圖3所示。

接續上述，其中該實施例19與比較例10電氣接點之銀基材料混合比例皆佔85%，均使用AISI 316L不鏽鋼材質，實驗結果顯示，實施例19包含鎳材質之電氣接點實際測得溫升為37.2℃，比較例10不含鎳材質之電氣接點測得溫升49.23℃，實施例19相對於比較例10在溫升測試結果得知實施例19溫升較低於比較例10。由上述結果顯示，在銀不鏽鋼複合材質中加入鎳材料，比起銀不鏽鋼材質之電氣接點，會具有較低之溫升特性。

【實施例20、21】

請參照圖3，實施例20與實施例21為本發明之另一種實施樣態，包含銀基、不鏽鋼系材料及鎳材料，該不鏽鋼系材料與鎳材料係均勻分散於該銀基中，且該銀基佔該電氣接點之重量百分比均為90%。首先將一平均粒徑106μm以下的銀粉、不鏽鋼粉(AISI 316L不鏽鋼粉)與鎳粉，依圖3之實施例20與實施例21之組成比例進行配製，將配製完成的粉末進行混合，接續將混合粉以15ton/cm²壓力形成柱狀形胚體後，於裂解氨還原性氣氛下850℃進行燒結一小時，將燒結完畢的胚體投入擠壓機內，復以溫度800℃擠製成線，並將線材抽製至所需尺寸，最後此線材接續以鉚釘成形機在室溫下冷打成形，並製成鉚釘型電氣接點。該鉚釘為頭徑4mm，頭厚1mm，腳徑2mm，腳長2.2mm之鉚釘型接點。

【比較例11】

將平均粒徑106μm以下的銀粉與不鏽鋼粉(AISI 316L)按照如圖3中之比較例11之組成比例進行配製，並以實施例20相同製程製作銀不鏽鋼電氣接點。

將上述實施例20、21與比較例11安裝至電氣接點試驗機進行電氣特性試驗，其測試條件為：AC110V、額定電流30A、接點間接觸力150g、開離力150g，並利用各項檢驗設備觀察其接點電氣與機械性質，其實驗結果如圖3所示。

接續上述，其中該實施例20、21與比較例11電氣接點之銀基材料混合比例皆佔90%，且均為鉚釘型之電氣接點，實驗結果顯示，實施例20包含鎳材料之電氣接點實際測得溫升為32.3℃，比較例11不含鎳材料之電氣接點測得溫升35.73℃，實施例20相對於比較例11在溫升測試較低於比較例11；另一實施例21包含鎳材料之電氣接點實際測得溫升為32.55℃，與比較例11比較在溫升測試結果較低於比較例11。由上述結果顯示，在製作鉚釘型之電氣接點時，於該銀不鏽鋼複合材質中加入鎳材料，同樣降低了如銀不鏽鋼材料中電氣接點之溫升特性。

由圖3當中實施例15至實施例21之測試數據，與比較例8至比較例11各別做比較，在銀不鏽鋼複合材料當中，如進一步混合鎳材料，可明顯降低該製成電氣接點後之溫升特性，因此，混合銀基、不鏽鋼材料與鎳材料之複合材料或製成電氣接點，比起習知僅用銀不鏽鋼材料所製之電氣接點，具有更加之良好接觸電氣特性及接點壽命。

請參照圖4，為本發明之一種強化相複合材料之較佳實施例之金相組織圖。如圖4所示，一強化相複合材料其中該不鏽鋼系材料2與鎳材料3係均勻分布於銀基1中。

由上述實施例與比較例中所得之實驗結果證明，本發明之一種強化相複合材料，其包含銀基、不鏽鋼系材料及鎳材料之電氣接點，其不鏽鋼材料佔複合材質之重量百分比為0.01%至35%，而鎳材料混合比例則為0.01%至35%之間，其進一步較佳範圍為不鏽鋼系材料混合比例0.01%至30%範圍，其中銀不鏽鋼鎳接點電氣壽命皆大於習知材料如純銀、純不鏽鋼電氣接點，或者相較於習知片狀銀鎳、銀鐵鎳等電氣接點，均能明顯增強接點電氣壽命，最高更可增加達百倍以上，如上述中實施例3相較於比較例6中數據可得知，銀不鏽鋼鎳電氣接點增加電氣壽命可高達11,460%〔(28,784-249)/249〕。如上述中實施例14相比較於比較例7中數據可得知，銀不鏽鋼鎳電氣接點增加電氣壽命可高達464%〔(23,860-4,232)/4,232〕；同時，如進一步比較銀不鏽鋼鎳電氣接點與習知銀不鏽鋼接點之溫升特性，加入鎳材料能明顯降低該接點之溫升特性，如實施例17相較於比較例9中所得之。故本發明可顯著證明銀不鏽鋼鎳材質增強接點電氣壽命，並進一步降低接點溫升特性，且具抗熔著、耐消耗、低接觸阻抗及高化學穩定性等優點，可避免因開關長時間開閉所引起之性能劣化。

以上所述僅為本發明之較佳實施例而已，並非用以限定本發明之申請專利範圍；凡其他未脫離本發明所揭示之精神下所完成之等效改變或修飾，均應包含在下述之申請專利範圍內。

1‧‧‧銀

2‧‧‧不鏽鋼

3‧‧‧鎳

圖1顯示本發明實施例與比較例之組成

圖2顯示本發明實施例與比較例之測試結果

圖3顯示本發明實施例與比較例之組成與溫升測試結果

圖4顯示本發明之光學顯微鏡金相組織圖(倍率：X100)

1‧‧‧銀

2‧‧‧不鏽鋼

3‧‧‧鎳

Claims

一種電氣接點材料，其包含銀基、不鏽鋼系材料及鎳材料，其特徵為該不鏽鋼系材料與該鎳材料係均勻分散於該銀基當中，且該不鏽鋼系材料佔該電氣接點材料之重量百分比為0.01%至35%，該鎳材料佔該電氣接點材料之重量百分比為0.01%至35%。
如申請專利範圍第1項所述之電氣接點材料，其中該不鏽鋼系材料進一步佔該電氣接點材料之重量百分比以0.01%至30%為較佳。
如申請專利範圍第1或2項所述之電氣接點材料，其中該不鏽鋼系材料係由肥粒鐵系(Ferrite)、沃斯田鐵系(Austenite)、麻田散鐵系(Martensite)或其組合所構成。