Ag-La2NiO4觸點材料制備及其直流電接觸性能研究.pdf

1、由電弧引起材料轉移和損失是電接觸材料在電負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，導致接觸問題，甚至會導致電接觸器件失效。電弧放電對電極材料轉移影響的物理本質和電接觸材料的使用性能一直是電接觸研究領域的主要方向。而且，隨著自動控制領域對高可靠性電接觸器件需求的增加，電弧放電現(xiàn)象的研究得到了進一步的發(fā)展，如電弧腐蝕機理，熔焊現(xiàn)象等。但仍需開展相關的研究工作，一方面為了驗證并完善電極材料在電弧作用下的轉移和損失機理，另一

2、方面也需要對不同使用條件下控制電弧腐蝕過程的關鍵因素進行研究。同時，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、電弧腐蝕后的觸點表面，以及觸點表面溫度場有限元模擬等方面進行研究，目的就是為了豐富電接觸現(xiàn)象的研究結果，為建立一種普適性的理論奠定基礎。
　　研究結果顯示電極材料的轉移方向強烈依賴于電接觸材料本身性質和負載條件。實驗條件為DC8

3、V時，實驗過程中發(fā)現(xiàn)只有微弱的電弧產(chǎn)生，幾乎沒有噴濺現(xiàn)象;實驗后陰極表面留下一個凸起，陽極表面形成一個凹坑，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，融橋轉移量很少，而且由于論文實驗中涉及的元素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)出材料從陽極轉向陰極，明顯是金屬相電弧作用的結果。
　　當電壓為DC18V時，電流小于20A時，氣相電弧占主導地位。平衡因金屬相電弧造成的材料由陽極轉移到陰極后，（且總轉移量小于DC8V時的陽極向陰極的轉移量），還會造成材料從陰極向陽極轉移的綜合結果;電流大于20A時，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移的主要因素;
　　為了考察Ag-La2NiO4復合觸點材料與目前通用的Ag-SnO2

5、材料的差別論文對兩種材料進行了不同負載條件下接觸電阻、材料轉移、腐蝕形貌等指標的對比實驗研究。研究結果表明:Ag-La2NiO4復合觸點材料與Ag-SnO2復合觸點材料相比各有優(yōu)劣，Ag-La2NiO4復合觸點材料比Ag-SnO2復合觸點材料更適合在低于DC30V負載條件長期執(zhí)行閉合分斷循環(huán)工作的環(huán)境下服役。
　　提出了氧化物保護層能有效減小電極材料轉移的設想。初步判定了能量輸入系數(shù)f的分配為:對于陽極0.5≤f≤1.0，對于陰極