触头材料简介

所有这此触头特性都与材料有关。

根据分析的结论，可以提出对触头材料的综合要求，现将常用的触头材料分三类简要介绍。

一、纯金属材料
（1）银（Ag）——纯金属中银的导电和导热都是最好的。

银在空气中不易氧化，在潮湿的介硫气体中易硫化。

银的氧化膜和硫化膜易分解，故接触电阻小且稳定，允许温度高。

银的熔点低，在强电弧作用下易喷溅，只适用于小功率电器触头，或在固定触中作镀银材料。

（2）铜（Cu）----铜的导电和导热性能仅次于银，与银相比有较大的硬度和强度，熔点较高，价格低，易加工。

缺点是易氧化，使接触电阻随温度和时间迅速增长。

现在，用纯铜作触头材料已较少见。

（3）金（Au）----金的导电和导热性次于银和铜，突出的优点是不氧化，接触电阻稳定。

金的缺点是价格贵，易于产生冷焊、变形和磨损，一般用于弱电触头或用作镀层。

（4）钨（W)------钨的许多性质和铂相近,但它有很高的硬度、耐热性和耐腐蚀性，因而它的抗电弧烧损、抗熔焊性能都很好。

缺点是在高温下形成不导电的氧化膜，需要很大的接触力才能破坏，故适用于大功率电器的触头。

二、金属合金材料
（1）银合金----银常与金或钯组合成合金。

银-金合金能耐大气腐蚀，当金含量低于50%时能生成硫化膜，这种合金的可塑性好，易加工。

银-钯合金的性质类似于银-金合金，但它具有电阻率大而电阻率大而电阻温度系数小的特点，钯对银有保护作用，当钯的含量超过5 0%时不会硫化，加工性能也很好。

（2）金合金----金-镍合金的硬度比较大，但在电弧作用下易氧化，使接触电阻增大。

金-铂合金在常温下光泽不变暗色，加温时不氧化。

金-锆合金能显著提高硬度，也不氧化，但抗熔焊较差。

金-银-钯合金硬度高，不氧化，但易于形成桥转移。

（3）铂合金----铂-铱合金随铱含量的增加，其硬度和电阻率都增大，它的生弧参数较铂高，触头使用寿命长。

铂-钌合金具有更高的硬度。

（4）钨合金--钨-钼合金含钼为45%时，硬度和电阻率最大，而电阻温度系数最小。

含钽34%时，触头电磨损最小，含钼量的增加会
导致触头严重氧化，因而这种材料适用隋性气体或真空中工作的触头。

三、金属陶瓷材料（粉末冶金材料）
为了满足电器时触头材料提出的各种复杂的、甚至是矛盾的要求，发展了金属陶瓷材料。

它是两相金属的机械混合物，每相金属各保留自已原有的物理性能。

两相金属中一相为难熔相，它硬度高、熔点高，在高温和冲击力作用下不变形，在电弧作用下不熔化，因此这相金属在材料中起骨架作用，即起承载电流的作用。

这类金属有银、铜等。

载流相金属熔点都较低，在电弧高温作用下熔成液体，保留在难熔相金属骨架构成的小孔中，防止了熔化金属的大量喷溅，使触头电磨损大在减小。

以下介绍几各常用的金属陶瓷材料。

（1）银-氧化隔---这种材料具有好的耐电磨损、抗熔焊和接触电阻而稳定的特点。

它被广泛用于中等功率的电器中，这种材料具有这些优良性能的原因是：
1）在电弧作用下氧化隔分解，从固态升华到气态（分解温度约为900度），产生剧烈的蒸发，起着吹弧作用，并清洁触头表面。

2）氧化隔分解时吸收大量的热，有利于电弧的冷却熄灭；
粉末冶金电触头材料(powder metallurgy electrical contact material)
各种电器设备和仪表中通断电流的接触部件所用的粉末冶金材料。

通过它传递、承受和断开所规定的电流，保护和控制电器。

因此，粉末冶金电触头材料(以下简称电触头材料)是电器设备和仪表中的关键材料。

小型的电触头也叫电接点。

性能电触头材料一般要求以下性能：好的导电导热性，高耐电压特性，抗电弧烧蚀，抗熔焊，低截流，抗介质腐蚀，一定的强度和易切削加工等。

这些性能往往互相排斥，纯金属或一般合金很难全部满足。

利用粉末冶金方法制取的两相结构的复合材料则能较好地满足上述综合性能。

它们以铜或银为一相，提供高导电导热、低接触电阻、容易切削加工并具有电弧温度下的发汗冷却作用；另一相为较高熔点的金属或金属化合物，它们则保证高的耐电压、抗电弧烧蚀、抗熔焊、耐磨损等性能。

分类电触头材料按使用条件分为高压电触头材料、低压电触头材料和真空电触头材料；按主要成分则可分为钨基、银基、铜基和其他材料。

常用的粉末冶金电触头材料见表。

高压电触头材料使用特点是工作电压高，分断容量大，要求耐高电压和抗电弧烧蚀。

常用多为钨基材料，如钨铜、钨银、钨镍铜等，其中以钨铜最重要。

它们用熔渗法和混粉烧结法两种方法制取。

熔渗法是将熔融的铜或银充填经过压制、烧结的多孔的钨骨架中，用于高钨含量的钨铜和钨银材料；混粉烧结法即按成分混合所需金属粉末经压制、烧结制成产品，多用于低钨的钨铜、钨银以及钨镍铜类材料。

低压电触头材料使用特点是工作电压和分断容量较低，而操作比较频繁，应用面广量大，所以，此种触头材料的品种多。

主要应用各种银基材料，如银镍、银氧化镉、银石墨、钨银、碳化钨银等，也少量应用铜石墨、碳化钨铜等。

它们可以同材料组成电触头对，也可用不同材料组成电触头对。

银中加入各种金属和金属化合物，可提高材料的强度和硬度，改进耐电压、抗磨损、抗电弧和抗熔焊等性能。

银石墨材料摩擦系数低、不熔焊，虽抗磨损性较差，但与其他材料配对使用性能良好。

这些电触头材料大多采用混粉烧结法，即粉末混合均匀、压形、烧结、最后热加工。

热加工可以提高粉末烧结材料的致密度、改善和提高性能，一般采用热压、热挤压、热锻和热轧等。

真空电触头材料20世纪70年代真空开关电器得到迅速发展，它们需要真空电触头材料。

真空电触头材料除前述要求性能外，还要求材料低的含气量。

因此，它们必须在高真空下进行熔渗或烧结。

常用的真空材料有钨铜、碳化钨铜、铬铜等，其中铬铜是专门为真空开关电器而发展的新型电触头材料。