【摘 要】
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电触头作为开关电器的核心部件,其性能优劣显著影响电气系统的稳定性和可靠性。随着开关电器向小型化、多功能化和大功率化方向的高速发展,对触头材料提出了更为严苛的要求,而现有的银基触头材料难以满足电气领域快速发展的需要。因此,开发一种新型银基触头材料十分必要。本文采用湿法混粉、球磨混粉结合放电等离子烧结法制备AgZrB2和AgZrO2触头材料,对其进行电接触试验,并利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目(编号:51971173);
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电触头作为开关电器的核心部件,其性能优劣显著影响电气系统的稳定性和可靠性。随着开关电器向小型化、多功能化和大功率化方向的高速发展,对触头材料提出了更为严苛的要求,而现有的银基触头材料难以满足电气领域快速发展的需要。因此,开发一种新型银基触头材料十分必要。本文采用湿法混粉、球磨混粉结合放电等离子烧结法制备AgZrB2和AgZrO2触头材料,对其进行电接触试验,并利用扫描电子显微镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)以及能谱仪(EDS)对银基触头材料电弧侵蚀形貌与成分进行了表征分析。通过以上研究获得以下结论:(1)ZrB2粒度显著影响Ag-9wt.%ZrB2触头材料的电弧侵蚀行为。在DC16A/26V阻性负载条件下,细小ZrB2颗粒烧结制备的Ag-9wt.%ZrB2触头材料闭合电弧燃弧能量较小,燃弧时间较短,稳定性较好。不同粒度ZrB2粉末烧结制备的Ag-9wt.%ZrB2触头材料侵蚀形貌均为阳极表面形成凸起,而阴极表面形成蚀坑,并且随着ZrB2粒度的减小,凸起高度和蚀坑深度减小,熔融银铺展流动的痕迹逐渐减弱,电接触前后触头材料质量变化减小。(2)Zr02含量的增加对AgZrO2触头材料性能产生了不利影响。与Ag-6wt.%ZrO2触头材料相比,Ag-9wt.%ZrO2触头材料的致密度、硬度和导电率分别降低了 4.27%、23.49%和 25.12%。(3)随负载电压的增加,Ag-6wt.%ZrO2和Ag-9wt.%ZrO2触头材料闭合电弧和分断电弧的燃弧能量增大,燃弧时间延长,稳定性变差。负载电压为20V和26V时,Ag-6wt.%ZrO2触头材料燃弧能量较小,且燃弧时间较短。负载电压增大到32V时,Ag-9wt.%ZrO2触头材料表现出更低的闭合电弧燃弧能量和更短的闭合电弧燃弧时间。(4)AgZrO2触头材料的侵蚀形貌为阳极表面形成凹坑,阴极表面形成凸起。随负载电压的增加,阳极表面凹坑变大,阴极表面凸起变得尖锐。AgZrO2触头材料电弧侵蚀形貌呈现出富银区、增强相聚集区,孔洞等典型形貌特征。(5)Ag-6wt.%ZrO2和Ag-9wt.%ZrO2触头材料在电接触实验后均表现为阳极质量减小,阴极质量增加。且随负载电压的增加,质量损失也随之增加。
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