电接触材料的要求和分类
银基电接触材料的研究现状及发展趋势
表１ Ａ ｇ － Ｎ ｉ 合金触头材料的部分物 理性 能
Ｔ ａ ｂｌ ｅ １ Ｐａ ｒ ｔ ｏ ｆ ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ Ａｇ — Ｎｉ ａ ｌ ｌ ｏ ｙ
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ａｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ ，ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｃ ｅ ｓ ｓ ｉ ｎ ｇ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｈｅ ｔ
统工作可靠性的关键因素， 它必须具有 良好的导电、
导热 性及 耐 电弧烧 损 、抗 熔焊 、小 的 电磨 损 、低而 稳 定 的接 触 电 阻、不 与使 用介 质 起化 学变 化 、有 一 定 的强度 和 易于机 械 加工 等通 性 Ｊ 。 但 由于使 用场 合 的不 同 ，对 触 头材 料 的要求 又 是 多方面 的，即要
研发了一系列银基合金和银基氧化物电接触材料，
包括 Ａｇ ・ Ｃ ｕ 、 Ａｇ － Ｎｉ 、 Ａｇ — Ｆ ｅ 、 Ａｇ － Ｗ、 Ａｇ — Ｒ Ｅ 、 Ａｇ － Ｃ、
Ａｇ — Ｃｄ Ｏ 、 Ａｇ — Ｓ ｎ Ｏ２ 、 Ａｇ — Ｚｎ Ｏ 、 Ａｇ — Ｃｕ Ｏ 、 Ａｇ — Ｅ Ｏ Ｒ
等材料【 ｌ Ｊ 。本文着重阐述 了银基合金（ Ａ ｇ ． Ｎ ｉ 系、 系） 与银 基 氧化 物 （ Ａ ｇ 。 Ｚ ｎ Ｏ、
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｍｅ ｔ ａ ｌ ｍ ａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｓ ；ｓ ｉ ｌ ｖ ｅ ｒ － ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉｃ ｒ ａ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｍ ａ ｔ ｅ ｉ ｒ ａ ｌ ｓ ；ｂ ａ ｓ ｉ ｃ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｍ ａ ｒ ｎ ｃ ｅ ；ｆ ｕ ｔ ｕ ｒ ｅ
触头【电接触材料】【精品】
触头电路的通断和转换是通过电器中的执行部件，主要是其触头来实现的。
触头是有触点电器的执行元件，又是电器中最薄弱的环节，其工作的优劣直接影响到电器的性能。
本章就触头在不同工作状态下出现的主要问题，如接触电阻、振动等，进行一定的分析，找出减少其危害的一些实用方法并对触头的一些基本参数作一介绍。
第一节概述一、触头的分类触头作为电器的执行机构，是非常重要的部件，它对电器的工作性能、总体结构、尺寸有着决定性的影响。
触头的工作性能和质量直接影响到电器可靠性。
触头在正常工作情况下经常要受到机械撞击、电弧等的有害作用，很容易损坏，故它又是有触头电器的一个薄弱环节。
触头可按以下方法分类：1．按触头工作情况可分为有载开闭和无载开闭两种。
前者在触头开断或闭合过程中，允许触头中有电流通过，后者在触头开断或闭合过程中，不允许触头中有电流通过，而在闭合后才允许触头中通过电流，如转换开关等。
无载开闭触头，由于触头开断时无载，故无电弧产生，对触头的工作十分有利。
2．按开断点数目可分为单断点式和双断点式触头。
3．接触头正常工作位置可分为常开触头和常闭触头。
4．按结构形状可分为指形触头和桥式触头等。
5．按触头的接触方式可分为面接触、线接触和点接触3种。
二、触头接触面形式触头接触面形式分为点接触、线接触和面接触3种，如图14—1所示。
图14—1 触头的接触式(a)点接触；(b)线接触；(c)面接触。
1．点接触点接触触头是指两个导体只在一点或者很小的面积上发生接触的触头（如球面对球面，球面对平面）。
它用于20 A以下的小电流电器，如继电器的触头，接触器和自动开关的联锁触头等。
由于接触面积小，保证其工作可靠性所需的接触互压力也较小。
2．线接触线接触是指两个导体沿着线或较窄的面积发生接触的触头（如圆柱对圆柱、圆柱对平面）。
其接触面积和接触压力均适中，常用于几十安至几百安电流的中等容量的电器，如接触器、自动开关及高压开关电器的触头。
触头实现电联接，一般采用触头弹簧压紧，压力较小，并考虑到装配检修的方便和工作可靠，多采用点接触或线接触的形式。
电接触理论
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§6-2 接触电阻的理论和计算
b、 以铜为例：空气中，金属材料表面由吸附膜发展成肉眼可 见的氧化暗膜，生长规律理论上由氧化速率的抛物线定律决定，但实 际的生长规律复杂。
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§6-2 接触电阻的理论和计算
四、膜的导电性问题：
1、 理论分析：由经典理论知：一层绝缘膜，不论厚度如 何，电子都不能穿过它而导电。而量子力学理论：由电子的“波” 的性质，电子能透过薄膜而导电，这个效应叫“隧道效应”。
平的，当两金属表面互相接触时，只有少数凸出的点发生了真正的 接触，其中仅仅是一小部分金属接触或准金属接触的斑点才能导电。
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§6-2 接触电阻的理论和计算
当电流通过这些很小的导电斑点时，电流线必然回发生 收缩现象，见下图6-4的示意图。
•
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§6-2 接触电阻的理论和计算
二、接触电阻的组成：
Rs Rb （Rs1+Rs2）
式中 Rb：表面间膜电阻； Rs：收缩电阻。因电流线收缩 （图6-4），使流过导电斑点附近的电流路径增长，有效导电 面 积减小，故电阻值相应增大而形成。
特别地：1、材料相同时，Rj Rb 2 R；s 2、在真空中， Rb ≈ 0，故 Rj 2 Rs 。
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§6-2 接触电阻的理论和计算
三、如何减小Rj： 1、收缩电阻Rs ： 1） 分析某孤立的圆形、 半径为α的导电斑点（尺寸只 有零点几毫米，甚至几微米的 数量级）； 2） 对a建立收缩物理模 型，理论上定量分析。见图 6-5。
具体分析其原理： 利用稳定情况下的热 平衡式： Q Q1 Q2 参考右图6-10。
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§6－3 导电斑点处的温度计算
对斑点，由远及近，对斑点由远及近分析：先忽略高阶无限小
电接触材料研究报告
电接触材料研究报告电接触材料是电力传输、控制与通信等领域中的关键部件之一，其用途广泛并多种多样。
随着社会的发展和科技的进步，电接触材料的应用范围不断扩大，并对其相关性能提出了更高的要求。
本报告将对电接触材料的特性、分类及其应用领域等进行详细介绍。
一、电接触材料的定义及特性电接触材料（Electric Contact Material）是指通过电流作用时，在两个接触金属之间产生连续性接触界面，并且能够维持良好的电接触性能的材料。
其主要特性包括导电性、热稳定性、化学稳定性、抗磨损性和抗腐蚀性等。
根据其材料特性不同，可以将电接触材料分为以下几类：1、银基接触材料银基接触材料具有导电性好、电氧化膜稳定性高、接触电阻低等优点，因而广泛应用于高低压开关、接触器、保险丝等领域。
其主要特点是具有高的导电性，低的接触电阻，在高温条件下具有较好的稳定性。
钴基接触材料具有高硬度、耐磨性好、耐蚀性等特点，广泛应用于低压开关、熔断器等领域。
其主要特点包括高硬度、较好的耐磨性和耐腐蚀性等。
三、电接触材料的应用领域电接触材料的应用领域非常广泛，涵盖了电力传输、控制与通信、交通运输等领域。
其中，应用最广泛的有：1、高低压开关高低压开关是电力系统的重要组成部分，其性能稳定性直接影响到供电的质量。
银基接触材料因其优良的导电性和稳定性，成为了制造高低压开关的主要材料。
2、继电器继电器是交流和直流电动力控制系统中的重要部件，其质量直接关系着电气设备的运行稳定性、可靠性和使用寿命等。
钨、铜和银等材料混合制备的继电器开关具有使用寿命长和静电扭矩小等优点，因而广受青睐。
3、交通运输电接触材料在交通运输领域中有着广泛的应用，包括汽车、火车、飞机等。
特别是在高速列车领域，电接触材料不仅能够保障列车正常行驶，还能够减轻列车因接触材料引起的运行噪声和振动等。
综上所述，电接触材料是电力传输、控制与通信等领域中不可或缺的材料之一，其应用非常广泛。
掌握电接触材料的特性、分类和应用领域等，有助于了解各类电接触材料在实际应用中的具体优缺点，从而更好地应用于不同的场合中。
贵金属电接触材料的发展概况
256理论研究1 引言 在电器设备和电子仪器系统中，电能、电信号必须能从一个导体传向另一个导体，而导体之间的连接处经常是造成电信号或能量供给和传递的主要障碍。
电接触元件能够在不同环境担负着电器的接通、分断、导流和隔离的工作，由于接触点受到的接触压力、工作电压、电流大小以及分断次数的不同，这些电接触元件的性能直接影响电转换器件及整个仪器、仪表的可靠性、稳定性、精度及使用寿命。
所以在不同的应用环境下，电接触材料需要满足的性能要求也不同。
现阶段应用最广泛的电接触材料是贵金属基合金。
贵金属基电接触材料具有较高的导电和导热性、高化学稳定性、低而稳定的接触电阻、高抗熔焊性和高抗电弧侵蚀等优良性能，一直被认为是最好的电接触材料，尤其在接通和断开装置中表现出优异的综合性能，因此在许多电接触应用领域都选择其作为触点材料[1]。
2 电接触材料的分类 目前广泛应用的贵金属电接触材料主要是银、金、铂、钯合金，以及这些合金的复合材料和贵金属镀层材料。
银合金大量用于中等负荷或重负荷电器，铂合金、钯合金、金合金较多使用于小负荷电接触。
电接触材料一般按用途分为：电接点材料，电刷材料，绕组材料，导电环、换向片或整流片材料，接插件材料。
按工作方式分为：固定接触，开闭接触，滑动接触材料[2]，如图1所示。
贵金属电接触材料的发展概况马晓东,余建军,赵 涛（西安诺博尔稀贵金属材料有限公司,西安 710065）摘 要：本文介绍了贵金属基电接触材料的特性、应用范围以及目前的发展现状，并对贵金属电接触材料以后的发展趋势提出展望。
关键词：电接触材料;电刷丝;导电滑环;贵金属合金DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.19.221图1 电接触材料的应用 目前，已研制出的贵金属基电接触材料有数百种，归纳起来，它们可以分为4个系列：银基、金基、铂基和钯基电接触材料。
本文主要介绍贵金属电接触材料的主要性能优点以及在航空航天及军工等精密领域的广泛应用。
铜基电接触材料
铜基电接触材料铜基电接触材料是一种广泛应用于电气设备中的材料，它具有良好的导电性、导热性和耐磨性，能够在高温、高压和高频率的环境下稳定工作。
本文将从铜基电接触材料的特点、应用领域和发展趋势三个方面进行介绍。
一、特点铜基电接触材料的主要成分是铜，同时添加了少量的其他元素，如银、镍、锡、锌等。
这些元素的添加可以改善铜的性能，使其具有更好的导电性、导热性和耐磨性。
此外，铜基电接触材料还具有以下特点：1. 良好的导电性：铜是一种优良的导电材料，铜基电接触材料的导电性能非常好，能够保证电气设备的正常工作。
2. 良好的导热性：铜基电接触材料的导热性能也非常好，能够快速散热，避免因过热而损坏电气设备。
3. 耐磨性强：铜基电接触材料的表面硬度高，能够承受较大的摩擦力，不易磨损。
4. 耐腐蚀性好：铜基电接触材料的表面经过特殊处理，能够抵抗腐蚀，延长使用寿命。
二、应用领域铜基电接触材料广泛应用于电气设备中，如断路器、接触器、继电器、开关等。
这些设备需要具有良好的导电性、导热性和耐磨性，铜基电接触材料正好满足这些要求。
此外，铜基电接触材料还可以应用于电动汽车、光伏发电等领域，为新能源产业的发展提供了重要的支持。
三、发展趋势随着电气设备的不断发展，对铜基电接触材料的要求也越来越高。
未来，铜基电接触材料的发展趋势主要有以下几个方面：1. 高性能化：铜基电接触材料需要具有更好的导电性、导热性和耐磨性，以满足电气设备的高性能化要求。
2. 环保化：铜基电接触材料需要具有更好的环保性能，减少对环境的污染。
3. 多功能化：铜基电接触材料需要具有更多的功能，如自清洁、自修复等，以提高电气设备的可靠性和使用寿命。
铜基电接触材料是一种非常重要的电气材料，具有良好的导电性、导热性和耐磨性，广泛应用于电气设备中。
未来，铜基电接触材料将会不断发展，以满足电气设备的高性能化、环保化和多功能化要求。
开关电器电接触材料与接触电阻计算
开关电器电接触材料与接触电阻计算1、电接触材料1.1 电接触材料的技术要求电接触材料是影响开关电器触头/触点电接触效果的最直接因素之一，电接触材料的要求如下：1、热损耗方面的要求：要求电接触材料具有良好的导电性，电阻率小，导热率不大，由此确保触头/触点在闭合位置时的接触电阻小，温升低。
电接触温升低能够减缓电接触材料的氧化，使得有害的表面膜不容易生成，触头分断时的液态金属桥也不容易形成。
2、电接触热性能方面的要求：要求电接触材料的熔点和沸点高，导热性能好。
电接触材料的密度、热容量要大，熔化和汽化的数值要高，由此抵御触头的电磨损。
3、化学性能稳定，元素的电极电位要高，减少化学腐蚀：电接触材料必须具有良好的化学特性，要求电接触的两种金属电极电位的差值要小，可以减轻电化学腐蚀。
电接触材料应当具有稳定的化学性质，不易产生化学腐蚀和无机膜，4、物理特性（硬度、密度和可塑性）方面的要求：电接触材料必须具有良好的机械特性，这里包括合适的硬度和摩擦系数，使得触头/触点在合闸冲力作用下不产生变形，便于机械加工和铆焊。
在使用中要求抗压特性、抗剪切特性和耐磨性要好。
这些要求与开关电器的机械寿命有关。
1.2 弱电流触头/触点的材料选用弱电流触头/触点一般用于二次回路，其电流在5A以下，且不配灭弧罩。
继电器的触点就是典型的弱电流触头/触点。
弱电流触头/触点一般用银、铂、铜等元素制作电接触材料，也有用金、钼和镍。
银的电阻率1.65x10-8Ω•m，是金属材料中最高的，导热性也是最高的。
银在潮湿的环境下易硫化，但在空气中相对稳定不易氧化。
由于银的氧化膜和硫化膜易分解，故银的接触电阻很小而且相对稳定。
银的熔点是961.93℃，熔点相对较低，在强烈的电弧冲击下易发生熔融喷溅。
银一般用作镀层材料，常见于继电器触点或者母线固定搭接面。
铜的电阻率1.7x10-8Ω•m，仅次于银，其硬度和机械强度远高于银。
铜的熔点是1083.4℃，高于银，且价格比银低得多。
机车电器基础知识—电器的电接触理论
二、金属陶瓷材料
金属陶冶材料是由两种或两种以上的彼此不相熔合的金属组成的机械混合物， 其中一种金属有很高的导电性(如银、铜等)，作为材料中的填料，称为导电 相，另一种金属有很高的熔点和硬度(如钨、镍、钼、氧化镉等)，在电弧的 高温作用下不易变形和熔化，称为耐熔相，这类金属在触头材料中起着骨架 的作用。这样，就保持了两种材料的优点，克服了各自的缺点，是比较理想 的触头材料。
触头的参数 （a）断开状态； （b）刚接触时； （c）闭合状态。
五、触头的压力
1、触头的初压力：触头闭合后，其接触处有一定的互压力，称为触头压力。 触头压力是由触头弹簧产生的。 触头弹簧有一预压缩，使得动触头刚与静触头接触时就有一互压力F0，称为触头初
压力，它是由调节触头弹簧预压缩量来保证的。 初压力可以降低触头闭合过程的振动。 2．触头终压力：动、静触头闭合终了时，触头间的接触压力称为终压力FZ。它是由
在同一压力条件下，线接触的接触电阻比前两种较低。 其原因是触头的压力强度和实际接触面得到了适当配合。面接触的接触点虽较多，但
压力强度小，点接触的压力强度虽高，但接触点少，因此它们的接触电阻都比线接触情 况大。 线接触容易做到触头间有滑动和滚动，从而使触头的工作条件得到改善；线接触触头 的制造、调整、装配均比较方便，因而得到广泛的采用。常用于几十安至几百安电流的 中等容量的电器，如接触器、自动开关及高压开关电器的主触头。 触头实现电联接，一般采用触头弹簧压紧，压力较小，并考虑到装配检修的方便和工 作可靠，多采用点接触或线接触的形式。在近代高压断路器和低压自动开关中，有的采 用多个线接触和点接触并联使用，以减小接触电阻，使得工作可靠，制造检修方便。
电压表测量出其AB长度上的电压降为U， 则AB段导体的电阻为 R U
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12电气（2） 段浩
触头材料是所有开关电器中必不可少的元件。电接触的可 靠工作与否，与采用的触头材出高技术竞技指标电器产品的关键性措施之一。
电接触材料的要求：
1：尽可能高的导电性和导热性 2：良好的力学性能 3：良好的化学性能
• （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（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。
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温度系数小 的特点，钯对银有保护作用，当钯的含量超过50%时 不会硫化，加工性能也很好。
接触材料的分类：
纯金属材料
1：银 2：铜 3：金 4：钨
金属合金材料
1：银合金 2：金合金 3：铂合金 4：钨合金
金属陶瓷材料
1：银-氧化隔 2：银-氧化铜 3：银-氧化锌
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）银-氧化铜---与银-氧化隔相比，耐磨损，抗熔焊 性能好，无毒，使用寿命长，价格便宜，组织结构更 均匀，分解温度更高。缺点是当焊接温度稍高或时间 偏长时，触头表面就会起泡，在生产和焊接过程中所 形成的粉尘对人体有害。
• （3）银-氧化锌---抗熔焊，抗电弧磨损性能好，且电 导率高，常用于各种低压开关电器中。
• （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
金属陶瓷材料（粉末冶金材料）
• （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。
谢谢观赏
• （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。