Ag-La2NiO4觸點(diǎn)材料制備及其直流電接觸性能研究.pdf

1、由電弧引起材料轉(zhuǎn)移和損失是電接觸材料在電負(fù)荷條件下常見的問題。由于電弧放電造成了電極材料的蒸發(fā)和噴濺，導(dǎo)致接觸問題，甚至?xí)?dǎo)致電接觸器件失效。電弧放電對(duì)電極材料轉(zhuǎn)移影響的物理本質(zhì)和電接觸材料的使用性能一直是電接觸研究領(lǐng)域的主要方向。而且，隨著自動(dòng)控制領(lǐng)域?qū)Ω呖煽啃噪娊佑|器件需求的增加，電弧放電現(xiàn)象的研究得到了進(jìn)一步的發(fā)展，如電弧腐蝕機(jī)理，熔焊現(xiàn)象等。但仍需開展相關(guān)的研究工作，一方面為了驗(yàn)證并完善電極材料在電弧作用下的轉(zhuǎn)移和損失機(jī)理，另一

2、方面也需要對(duì)不同使用條件下控制電弧腐蝕過程的關(guān)鍵因素進(jìn)行研究。同時(shí)，也需要建立一種普適性的理論來解釋電弧放電及腐蝕現(xiàn)象。
　　本文通過對(duì)Ag-La2NiO4新型電接觸材料的顯微組織、直流電弧腐蝕特性、電弧腐蝕后的觸點(diǎn)表面，以及觸點(diǎn)表面溫度場(chǎng)有限元模擬等方面進(jìn)行研究，目的就是為了豐富電接觸現(xiàn)象的研究結(jié)果，為建立一種普適性的理論奠定基礎(chǔ)。
　　研究結(jié)果顯示電極材料的轉(zhuǎn)移方向強(qiáng)烈依賴于電接觸材料本身性質(zhì)和負(fù)載條件。實(shí)驗(yàn)條件為DC8

3、V時(shí)，實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)只有微弱的電弧產(chǎn)生，幾乎沒有噴濺現(xiàn)象;實(shí)驗(yàn)后陰極表面留下一個(gè)凸起，陽極表面形成一個(gè)凹坑，且均有一定金屬光澤。在如此低的電壓下，焦耳熱產(chǎn)生的熔池體積有限，融橋轉(zhuǎn)移量很少，而且由于論文實(shí)驗(yàn)中涉及的元素Ag、 La、Ni、Sn、O、N原子的第一電離電位分別為7.576eV、5.577eV、7.635 eV、7.344eV、13.618 eV、14.534 eV，短金屬相電弧能穩(wěn)定存在，而氣相電弧階段基本沒有。因此，在該條件

4、下表現(xiàn)出材料從陽極轉(zhuǎn)向陰極，明顯是金屬相電弧作用的結(jié)果。
　　當(dāng)電壓為DC18V時(shí)，電流小于20A時(shí)，氣相電弧占主導(dǎo)地位。平衡因金屬相電弧造成的材料由陽極轉(zhuǎn)移到陰極后，（且總轉(zhuǎn)移量小于DC8V時(shí)的陽極向陰極的轉(zhuǎn)移量），還會(huì)造成材料從陰極向陽極轉(zhuǎn)移的綜合結(jié)果;電流大于20A時(shí)，電極材料溫度的劇烈升高、表面蒸發(fā)和熔滴飛濺是造成材料從陽極向陰極轉(zhuǎn)移的主要因素;
　　為了考察Ag-La2NiO4復(fù)合觸點(diǎn)材料與目前通用的Ag-SnO2

5、材料的差別論文對(duì)兩種材料進(jìn)行了不同負(fù)載條件下接觸電阻、材料轉(zhuǎn)移、腐蝕形貌等指標(biāo)的對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明:Ag-La2NiO4復(fù)合觸點(diǎn)材料與Ag-SnO2復(fù)合觸點(diǎn)材料相比各有優(yōu)劣，Ag-La2NiO4復(fù)合觸點(diǎn)材料比Ag-SnO2復(fù)合觸點(diǎn)材料更適合在低于DC30V負(fù)載條件長(zhǎng)期執(zhí)行閉合分?jǐn)嘌h(huán)工作的環(huán)境下服役。
　　提出了氧化物保護(hù)層能有效減小電極材料轉(zhuǎn)移的設(shè)想。初步判定了能量輸入系數(shù)f的分配為:對(duì)于陽極0.5≤f≤1.0，對(duì)于陰極