PDF《AgCuO 电触头材料的接触电阻及电弧侵蚀形貌分析》

另一方面是 Ag 基触点硬 度低,抗变形能力差,经电弧烧蚀后触点表面易发生 变形,引起收缩电阻增加.当开闭次数达到一定次数 时,接触电阻急剧下降,说明多次试验后,触点表面 的氧化膜被机械力破坏,导致接触电阻下降[12,13] . 电流为

10 A 时, 接触电阻在急剧下降后又出现上 升的趋势.这是由于在一定开闭次数后,触头表面温 度会升高,氧化膜的再次生长、变厚,使膜电阻再次 增大[14] .值得指出的是,还有研究认为接触电阻升高 有可能受到了弧后第二相分布的影响[15] .但尚不明确 弧后第二相分布与表面膜形成有关,无法得出弧后第 二相分布与接触电阻升高有联系, 这可能成为 AgCuO 电触头材料后续研究的一个重要方向. 电流为

25 A 时,接触电阻基本趋于一定值,变化 不大的原因在于:接触电阻产生的焦耳热是触头局部 区域的温度上升的主要因素,大多数材料随着温度升 高电阻率会增大,但对于表面有氧化膜的材料,温度 升高材料的变形抗力下降,会使表面的实际接触面积 增大,同时温度升高引起热膨胀,加剧触头表面膜的 破坏,产生更多导电斑点,导致接触电阻下降. 2.2 AgCuO 材料电弧侵蚀后形貌分析

0 1000

2000 3000

4000 5000 Test Times

140 120

100 80

60 40 Contact Resistance/m Ω

25 A

20 A

15 A

10 A 第5期陶麒鹦等:AgCuO 电触头材料的接触电阻及电弧侵蚀形貌分析 ・1221・ AgCuO 材料电侵蚀后的阳极触点和阴极触点的 SEM 照片如图

2、图

3、图4和图

5 所示. 从电侵蚀后阳极触点形貌(图2和图 4)可看出, 触 点表面呈凹凸状,图4中还可以看到阳极触点表面有 气孔和裂纹产生.由于触头在开闭过程中表面熔化会 产生液态喷溅并形成液桥,触头分离后液桥折断,使 得触点表面呈现凹凸不平现象;

熔融金属凝固过程中, 由于银对氧的溶解度在液态时比固态大得多(液态时 3000*10-6 ,固态时 80*10-6 ) ,空气中的 O2 以及 CuO 分解时产生的 O2 迅速溶于液态银.当触头断开时,液态Ag 冷却速度较大,熔池中的氧存在较大的气体过 饱和度,进而产生气泡向外逸出,导致触头表面产生 缩孔[16] ;

裂纹的产生则是由于 Ag 与CuO 的热膨胀系 数不同.在电弧热量的作用下,各相应变大小不同, 导致不同相产生相对滑动, 而且由于弧根处能量较高, 导电斑点受热膨胀,触头断开后,电弧熄灭,导电斑 点遇冷收缩,材料反复受到拉、压应力的作用导致裂 纹产生. 从电侵蚀后阴极触点形貌(图3和图 5)可看出, 阴 极触点表面有高低起伏的凹坑. 从图 5b 中可以清晰地 看到阴极触表面形成浆糊状尖峰,说明在多次电弧作 用下,表面金属由固态转为液态,熔融........