Introducció
El rebló de contacte de plata és un component clau en els aparells elèctrics de baixa tensió i el seu rendiment afecta directament l'estabilitat i la fiabilitat del funcionament dels aparells elèctrics. Entre els materials d'aliatge de contacte elèctric, els materials d'aliatge de plata són els materials de contacte elèctric més importants amb la major quantitat de metalls preciosos. Per tal de millorar el rendiment dels contactes elèctrics i aconseguir el propòsit d'estalviar plata, s'han desenvolupat una sèrie de materials de contacte elèctric a base de plata, inclosos AgCdO, AgSnO2, AgZnO, AgNi, AgW, AgC, etc. materials de contacte, els materials de contacte AgCdO s'utilitzen àmpliament a causa dels seus nombrosos avantatges, com ara la resistència a l'arc, la resistència a la soldadura, la resistència al desgast elèctric i mecànic, la resistència a la corrosió i la resistència de contacte baixa i estable. Es poden utilitzar en una varietat d'aparells elèctrics de baixa tensió amb corrents que van des d'uns pocs amperes fins a diversos milers d'amperes, i s'anomenen "contactes universals". Tanmateix, com que el Cd és tòxic i suposa un perill per al cos humà durant la fabricació i l'ús, el mercat de la UE ha prohibit l'ús de materials de contacte AgCdO des del juny de 2006.
AgZnO elèctricContacte de plataEl material és un dels materials alternatius per a AgCdO. És un material de contacte elèctric respectuós amb el medi ambient desenvolupat a finals dels anys 60 i principis dels 70. El material de contacte elèctric AgZnO té les característiques de resistència a la combustió, soldadura, desgast elèctric, resistència de contacte baixa i estable, resistència a un gran impacte de corrent, bon rendiment de trencament, temps d'arc curt, resistència a la corrosió elèctrica i no toxicitat. Per tant, s'ha utilitzat en interruptors de circuit d'aire, interruptors de fuites, interruptors de circuit petits, contactors, interruptors de desconnexió, interruptors de transferència i interruptors de protecció. El mètode de pre-oxidació de pols d'aliatge produeix materials de contacte amb òxid de zinc de plata respectuosos amb el medi ambient. És fàcil de processar i té excel·lents propietats elèctriques. És un nou tipus de material de contacte amb àmplies perspectives de mercat.
Les pols d'aliatge AgZnO amb diferents continguts de plata es van preparar mitjançant un procés de preoxidació de pols d'aliatge. Els cables amb les mateixes especificacions d'estat es van obtenir després del premsat isostàtic, sinteritzat, extrusió i estirat. Es van comparar les propietats mecàniques i físiques, les estructures metal·logràfiques, etc., i es van analitzar les diferències en les estructures metal·logràfiques i les propietats mecàniques i físiques de fils amb diferents continguts. Es van provar les propietats elèctriques dels reblons integrals fets de filferro i es van analitzar les propietats elèctriques dels materials de contacte AgZnO amb diferents continguts, proporcionant una referència per al desenvolupament i aplicació de materials de contacte d'aquest sistema.
1 Mètode experimental
La prova es va preparar amb plaques de plata al 99,99% i lingots de Zn al 99,99% del mateix lot. Les mostres es van preparar mitjançant el mètode de pre-oxidació de pols d'aliatge i es van processar en filferros mitjançant la fabricació de pols d'atomització, pre-oxidació de pols d'aliatge, premsat isostàtica, sinterització, extrusió, estirat i altres processos. Es van provar i comparar les propietats mecàniques i físiques dels cables; els reblons es van fer integralsContacte elèctric de platafabricant, i les especificacions dels reblons eren: punt dinàmic R3×0.5(0.25){+1.5×0.6SR10 punt estàtic F3×0.6(0.25){+1.5×0.6E, muntat en relés, i la vida elèctrica es va verificar a 250 V CA/10 A.
La resistència de les mostres va ser provada pel provador de grup de baixa resistència de corrent intel·ligent TH2512B; l'estructura metal·logràfica dels materials es va analitzar mitjançant un microscopi metal·logràfic L150; la duresa de les mostres es va mesurar amb el provador de microduresa de vídeo DHV-1000Z; la resistència a la tracció de les mostres es va mesurar mitjançant una màquina de prova electrònica universal; la morfologia de la microestructura de les mostres i la morfologia superficial de les mostres de reblons després de la prova es van observar mitjançant un microscopi electrònic d'escaneig (SEM); la vida elèctrica es va verificar mitjançant un sistema de prova de càrrega resistiva de CA.
2 Resultats i anàlisi
2.1 Anàlisi de l'estructura metal·logràfica
La figura 1 mostra les estructures metal·logràfiques de la secció transversal i les seccions longitudinals dels cables acabats d'AgZnO(8), AgZnO(10) i AgZnO(12) amb diferents continguts de ZnO (a i b són AgZnO(8), c i d són AgZnO(10), i e i f són AgZnO(12)). En comparació, es pot veure que el mètode de preoxidació de pols d'aliatge pot preparar amb èxit AgZnO (8-12) uniforme. El ZnO es dispersa i es distribueix uniformement a la matriu Ag, però hi ha molt poca agregació de ZnO. Amb l'augment del contingut de ZnO, augmenta el nombre de partícules de ZnO per unitat d'àrea i el fenomen d'agregació de partícules dins del material tendeix a augmentar, però la distribució global del teixit encara és relativament uniforme.
2.2 Anàlisi de propietats mecàniques i físiques
La figura 2 mostra la probabilitat de distribució de les propietats mecàniques i físiques dels cables amb un diàmetre de 1,920 mm en estat recuit. La figura 2(a) mostra la probabilitat de distribució de la resistivitat. Es pot veure que amb l'augment del contingut de ZnO, la seva resistivitat té una tendència creixent significativa. La resistivitat de l'òxid metàl·lic de plataPunts de contacte de plataEl material està controlat per paràmetres com la composició del material, la fracció de volum d'òxid, la mida de les partícules i la seva distribució a la matriu Ag [10]. Amb l'augment del contingut de ZnO, la fracció de volum de ZnO augmenta, l'augment de les interfícies de partícules condueix a una major dispersió d'electrons dins del material i la resistència del cos del material augmenta gradualment; La figura 2 (b) mostra la probabilitat de distribució de la duresa. Es pot veure que amb l'augment del contingut de ZnO, la duresa té una tendència creixent significativa. Això es deu al fet que el contingut d'òxids metàl·lics distribuïts a la matriu Ag augmenta i es millora l'efecte de reforç de la dispersió de partícules. De la mateixa manera, l'enfortiment de la dispersió condueix a una tendència creixent significativa de la resistència a la tracció, tal com es mostra a la figura 2 (c). En resum, amb l'augment del contingut de ZnO en el material AgZnO, la resistivitat, duresa i resistència a la tracció del material tenen una tendència creixent significativa.
2.3 Verificació de la vida elèctrica
Els reblons es van fabricar amb filferro recoit de 1.920 mm de diàmetre, amb les especificacions deContactes elèctrics de plata: punt dinàmic (R3×0.5(0.25){+1.5×0.6SR10) i punt estàtic (F3×{ {13}}.6(0.25)+1.5×0.6E). Els reblons es van processar posteriorment i es van muntar en relés per a la verificació de la vida elèctrica. Les condicions de prova es mostren a la taula 1. La figura 3 mostra les dades de vida elèctrica dels relés fets d'AgZnO(8), AgZnO(10) i AgZnO(12). Es pot veure que en les condicions de 250 V i 10 A, dins de l'interval de confiança del 95%, la vida elèctrica del material AgZnO(8) és la més llarga, amb una vida elèctrica mitjana de 202.029 vegades; la vida elèctrica del material AgZnO(10) està entre AgZnO(8) i AgZnO(12), amb una vida elèctrica mitjana de 149.941 vegades; el nombre de vida elèctrica avaluada del material AgZnO(12) és el mínim, 98.665 vegades.
La comparació exhaustiva mostra que sota la condició d'un corrent petit dins de 20 A, els tres materials poden complir el requisit de vida elèctrica de 100, 000 vegades, però amb l'augment del contingut de ZnO en el material de contacte AgZnO, els seus contactes de plata per a relé vida elèctrica mostra una tendència a la baixa.
2.4 Anàlisi de l'aparició de contactes fallits
Durant el procés de tancament i desconnexió del contacte, a causa de la influència de la descàrrega d'arc i la calor Joule, la superfície de contacte experimenta un procés de fusió i solidificació parcial, donant lloc a que el contacte no es desconnecti normalment, que s'anomena soldadura per contacte [10]. La figura 4 mostra l'aspecte i els components de l'espectre d'energia dels contactes fallits en condicions de 250 V/10 A. Les figures 4 (a, d, g) són fotos SEM de la morfologia de l'aspecte del contacte d'AgZnO (8), AgZnO (10) i AgZnO (12) al final de la seva vida. Les figures 4 (b, e, h) són les posicions de fallada corresponents, i les figures 4 (c, f, i) són les dades dels components de l'espectre d'energia de l'àrea de fallada. En comparació, es pot veure que la posició de fallada del contacte AgZnO (8) es troba a la vora del contacte, que conté un alt contingut de Cu. Al final de la vida de contacte, la capa de plata s'ha consumit completament i la capa de coure participa en el contacte, la qual cosa acaba provocant un fracàs de la soldadura de contacte. La posició de fallada del contacte AgZnO (10) està a prop de la vora del contacte, que conté un alt contingut de Cu. La posició de fallada d'AgZnO (12) es troba dins de la superfície de treball i la posició d'enllaç conté un alt contingut de Cu. A mesura que augmenta el contingut de ZnO en el material de contacte, augmenta la viscositat de la piscina fosa, cosa que no afavoreix el flux. La posició de fallada tendeix a moure's des de l'exterior de la superfície de treball de contacte cap a l'interior.
L'erosió de l'arc es produeix a la superfície del contacte durant el procés de tancament i obertura, és a dir, la pèrdua de material causada per l'evaporació i les esquitxades del material a causa del sobreescalfament local del contacte sota l'acció de l'arc. L'erosió de l'arc és essencialment un procés físic metal·lúrgic, com ara l'escalfament ràpid, la fusió, la vaporització, el flux i la solidificació a la superfície de contacte, que provoca un estovament, esquitxades, flux, esquerdes, etc. a la superfície de contacte [10-12]. L'erosió de l'arc de contacte es veu afectada principalment pels processos de fusió, vaporització i solidificació. En el procés de fusió, la microàrea de la superfície de contacte es fon i canvia l'estructura original. Impulsat per la força de l'arc i la força mecànica, el metall fos flueix a un determinat cabal, provocant esquitxades i pèrdua de material.
Com es pot veure a la figura 4 (a, d, g), després de la prova AgZnO (8), la superfície de contacte es va eliminar relativament plana i uniforme, amb uns quants porus, i hi havia moltes esquitxades al voltant de la superfície de treball, que s'acumulava al voltant dels contactes. Com que el nombre de proves va ser el més gran, les esquitxades van ser greus, cosa que va provocar la pèrdua completa de la capa de plata a la superfície de treball dels contactes de plata per a relé, i la capa de coure va fallar després del contacte. Després de la prova AgZnO (10), hi havia porus evidents a la superfície de contacte i hi havia menys esquitxades al voltant dels contactes; després de la prova AgZnO (12), la superfície de treball de contacte es va esquerdar greument i la matriu de coure fos esquitxada a la superfície de treball, provocant la fallada de la soldadura. Comparant les figures 4 (a, d, g), es pot veure que amb l'augment del contingut de ZnO, augmenta la tendència d'esquerdes de la superfície de fallada de contacte, que és causada pel refredament i la contracció del contacte. Després que l'arc s'extingeix, la superfície de contacte es refreda ràpidament, la piscina fosa de la superfície es solidifica i la fase líquida es transforma en una fase sòlida i la superfície es solidifica i es redueix. Els estudis han demostrat que les esquerdes i els forats formats a la superfície dels contactes d'òxids metàl·lics de plata provocaran inevitablement que l'estructura de la superfície s'afluixi, la qual cosa al seu torn augmenta la quantitat d'erosió de l'arc i la resistència de contacte. Amb l'augment del contingut de ZnO, augmenta la tendència a les esquerdes i els porus, augmenta la quantitat d'erosió de l'arc, la resistència de contacte augmenta, l'augment de la temperatura és anormal i l'estructura interna solta provoca una fallada de contacte.
Una comparació exhaustiva mostra que amb l'augment del contingut de ZnO, quan falla el material de contacte AgZnO (8-12), la posició de contacte es mou de l'exterior a l'interior de la superfície de treball i la tendència de les esquerdes i els porus al contacte. augmenta la superfície, donant lloc a una disminució de la vida elèctrica del contacte.
3 Conclusions
El mètode de pre-oxidació de pols d'aliatge pot preparar amb èxit materials de contacte elèctric amb un contingut de ZnO del 8% al 12%. Amb l'augment del contingut de ZnO, la resistivitat, la duresa i la resistència a la tracció tendeixen a augmentar, i l'agregació de partícules de ZnO dins del material tendeix a augmentar; sota la condició de petit corrent dins de 20 A, amb l'augment del contingut de ZnO, la vida elèctrica tendeix a disminuir, i el rendiment de verificació de la vida elèctrica dels contactes de material AgZnO(8) és el millor, que pot arribar a més de 200, {{ 6}} vegades; amb l'augment del contingut de ZnO, sota l'acció de l'arc, l'esquerda superficial i la porositat dels contactes elèctrics de plata augmenten i la vida elèctrica tendeix a disminuir.
El nostreContactes elèctrics de platasón productes d'alta qualitat elaborats amb cura. Estan fets de plata d'alta puresa i tenen una excel·lent conductivitat elèctrica, que permet una transmissió de corrent suau i redueix molt la pèrdua d'energia. L'exquisit procés de fabricació fa que els contactes estiguin estretament combinats amb el material base, ferms i fiables, capaços de suportar freqüents operacions d'obertura i tancament i que no es deformin ni es facin malbé fàcilment. En diversos entorns elèctrics complexos, poden funcionar de manera estable, ja sigui en condicions d'alta temperatura, alta humitat o vibracions, poden garantir el funcionament segur i estable dels equips elèctrics.
