AgSnO2触点材料性能
银基电接触复合材料简述
银基电接触复合材料简述一、银基电接触材料简介电接触元件亦称触头或接点，在高、低压电器中起着接通、分断、导流和隔离电流的作用，是高低压电器的关键元件之一。
电接触元件主要由电接触材料制成，电接触材料是影响开关电器触头系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。
银是贵金属，具有很高的应用价值。
它具有良好的方向性和延展性，历史上银广泛用于制作珠宝首饰和工艺品、银币；银具有良好的光敏感度，使银成为制作感光材料的关键物质；银具有优良的导电性和导热性，使其成为目前电接触材料、钎焊材料及电子浆料发展不可缺少的原料。
电接触复合材料是电工合金的关键功能材料，用于高低压开关触头，其性能直接影响到发电装备和输变电装备的技术水平。
银基电触头材料是广泛应用的电触头材料。
银具有最高的导电率和热导率，其氧化物在很低的温度下分解，故基本上不存在氧化问题。
但银太软，抗熔焊和耐电腐蚀性能差，还会发生极性转移。
故在银中添加元素形成银合金，或银与金属，非金属氧化物形成假合金，可提高电触头材料的抗熔焊性和耐电腐蚀性。
银基电触头普遍应用于各种低压电器，是低压电器的核心元件，广泛用于配电系统、家电、交通和控制机械设备中。
二、银基电接触材料制备方法1.细晶银（熔炼法）在纯银中添加微量镍，使其晶粒细化。
金属的晶粒越细，晶界面积越大，界面能也就越大，金属的强度和硬度就越高，同时塑性和韧性也越好。
细晶银的金相组织为晶粒细微而均匀。
2.银-金属氧化物（合金内氧化法）银中含一种或几种金属氧化物，可以显著提高抗熔焊性和抗电弧烧损性。
合金内氧化法是制造银-金属氧化物电触头材料的主要方法之一。
首先将银与金属熔炼成银-金属合金，合金可经热加工或冷加工，然后将其臵于氧化气氛中加热，在一定的温度、氧化分压条件下进行内氧化处理。
内氧化的现象是由于溶媒金属的溶质金属对氧的亲和力不同而发生的，在某温度下，氧溶解度较大的溶媒金属应该与比氧填充速度小的溶质原子组合进行内氧化。
TiO_2掺杂Ag_SnO_2电接触材料物理性能的研究
第28卷第2期 唐山师范学院学报 2006年3月 Vol. 28 No.2 Journal of Tangshan Teachers College Mar. 2006────────── 收稿日期：2005-05-27 作者简介：韩哲（1974-），女，河南荥阳人，唐山学院基础部实验师。
- 51 -TiO 2掺杂Ag/SnO 2电接触材料物理性能的研究韩 哲1，马春文2（1.唐山学院 基础教学部，河北 唐山 063000；2.唐山市药品检验所，河北 唐山 063000）摘 要：采用机械混合法、溶胶-凝胶法制备TiO 2掺杂Ag/SnO 2电接触材料。
实验结果表明，在机械混合法中，Ti 4+不能进入SnO 2的晶格，也没有提高SnO 2的电导率；在溶胶-凝胶法中，Ti 4+能够很好地进入SnO 2的晶格，从而改善触头的电性能。
微观组织分析表明：纳米触头中SnO 2的分布要比非纳米触头中SnO 2分布均匀，可以避免因SnO 2的富集而降低电导率，从而提高Ag/SnO 2触头的电性能和电寿命。
关键词：电接触材料；银/氧化锡；溶胶-凝胶法；电导率中图分类号：O793 文献标识码：A 文章编号：1009-9115（2006）02-0051-031 引言电接触材料广泛应用在电器开关、接插件、仪器仪表、计算机等的接触元件上，其性能的好坏、可靠性的高低直接影响到电气、电子系统的整体可靠性[1]。
AgCdO 合金是目前中低压开关电器应用的主要电接触材料，具有优良的灭弧性能，在中等负荷开关中具有“万能触点”之称。
然而，随着电器开关不断对电触点提出的小型化、高可靠性、长寿命等苛刻要求，AgCdO 合金不但在抗磨损、抗熔焊、耐电弧浸蚀等性能指标上已显露明显不足，而且AgCdO 触点燃弧产生的Cd 蒸汽有毒。
为了克服AgCdO 触头材料的这些不足之处，人们开始研究新型触头材料。
Ag/SnO 2是近些年发展较快的一种新型无毒电触头材料。
Ag_SnO_2电接触材料的研究进展
文献综述 Ag/SnO 2电接触材料的研究进展 张德林3 林晨光 王家君 李明 崔舜 (北京有色金属研究总院,北京 100088)摘 要: 综述了Ag/SnO 2电接触材料的研究进展,分别从材料的特性、添加剂的影响、制备方法及加工工艺等几个方面进行总结,阐述了Ag/SnO 2电接触材料的发展现状,并介绍了纳米技术在该领域的应用状况,探讨了制备技术的改进对Ag/SnO 2电接触材料性能的影响。
关键词:电接触材料;添加剂;纳米Ag/SnO 2粉末;制备方法;纳米技术The advances of Ag/SnO 2electrical contact materialZhang Delin ,Lin Chengu ang ,W ang Jiajun ,Li Ming ,Cui Shun (Beijing G eneral Research Institute Nonferrous Metals ,Beijing 100088,China )Abstract :The 2state 2of 2art of Ag/SnO 2electrical contact materials was reviewed 1The physical and chemical properties ,the effects of additives ,preparing methods and process technologies were summarized ,respectively ;the developing tendency of the materials was predicted ;meanwhile ,the application situation of nanotechnology in the electrical contact materials was introduced 1Finally ,the methods how to improve the properties of the composites were discussed 1K ey w ords :electrical contact materials ;additives ;Ag/SnO 2nanopowders ;fabricating methods ;nanotechnology3张德林(1980-),男,硕士研究生。
纳米掺杂Ag_SnO2复合材料物理性能的研究
and Its Simple
(1. Department of Maths , Hulan Teachers’ College, Harbin Normal University, Heilongjiang Harbin 150500, China; 2. Hulan Teachers’ College, Harbin Normal University, Heilongjiang Harbin 150500, China)
第 27 卷第 5 期
唐山师范学院学报
2005 年第 5 期
∑Rb 为夹层接触的位垒电阻；由于在 1000℃烧结的密度较大，说明在 1 000℃烧结的的 SnO2-TiO2 较紧密，气孔较少，从而 上式中后两项（∑Rc 和∑Rb）较小，整个导电片的电阻 R 也较小，电导率较大。 3.5 掺杂对 SnO2 性能的影响 表 1 为不同掺杂 SnO2 的密度和电导率分析结果。 表1 不同掺杂物 纳米纯SnO2 SnO2-TiO2 SnO2-ZnO SnO2-Sb2O3 SnO2-CuO 不同掺杂物 SnO2 的密度和电导率 电导率 （Ω-1m-1） 1.84E-06 1.65E-02 5.87E-06 1.03E-03 1.06E-06 密度(g/cm3) 6.053 6.450 4.569 4.594 5.232
50nm
图1 凝胶的 TEM 图(190000×)
掺钛 TiO2 的干凝胶粉末分别经 350℃、500℃、700℃三个温度保温烧结两个小时后进行的 X 射线衍射分析图谱如图 2
韩
哲：纳米掺杂 Ag/SnO2 复合材料物理性能的研究
度的升高，粉末晶化特征开始明显，晶体结构趋于完整。根据 Scherrer 公式可计算平均晶粒尺寸，从 350℃到 700℃分别为 3.8nm、7.6nm、20nm。综合以上分析，在 500℃热处理时粉末具有较好的晶型。 3.3 扫描电镜分析 经 500℃热处理的掺钛氧化锡粉末的扫描电镜分析结果如图 3 所示。
触头材料
低压触头：PAg触头产品机械物理性能FAg触头材料性能特点及应用FAg触头产品机械物理性能AgCe触头材料性能特点及应用AgCe触头产品机械物理性能AgNi触头材料性能特点及应用AgNi触头产品机械物理性能AgNiC触头材料性能特点及应用AgNiC触头产品机械物理性能AgCdO触头产品机械物理性能2言，在电流较大的条件下，AgSnO2比AgCdO具有更好的耐电弧烧蚀能力；在灯或容性负载下，AgSnO2比AgCdO、AgNi表现出更强的抗电流冲击能力；在交流阻性负载下，AgSnO2比AgCdO的接触电阻稍高，但在直流灯或电机负载下，却表现出低而稳定的接触电阻；在直流条件下，与AgCdO相比，AgSnO2材料转移性能更好。
AgSnO2触头材料广泛应用于中大容量接触器、功率继电器、中小容量低压断路器及汽车电器。
桂林金格公司目前生产的AgSnO2触头材料中SnO2含量为8%～15%，主要生产工艺包括雾化烧结挤压（ASE）、混粉烧结挤压（MSE）、内氧化挤压（IOE）及共沉积烧结挤压（CSE），供货形式主要有线材、片材、铆钉及焊接元件。
AgSnO2触头材料性能特点及应用AgSnO2触头产品机械物理性能AgZnO触头产品机械物理性能AgW触头材料性能特点及应用AgW触头产品机械物理性能AgC触头材料性能特点及应用AgC触头产品机械物理性能高压触头：铜钨CuW80/CuCr0.7触头：该触头在国内通过了40.5kV/40kA、126kV/40kA、252kV/40kA、50kA SF6断路器型式试验。
CuW70/CuCr0.7触头：该触头在国内通过了126kV/40kA SF6断路器型式试验。
CuW60/CuCr0.7触头：该触头在国内通过了252kV/50kA SF6断路器型式试验。
性能参数：铜钨性能参数：铜钨/铁CuW80/Fe触头：该触头在国内通过了40.5kV/25kA、31.5kA、40kA SF6断路器型式试验。
银氧化锡铟触点
银氧化锡铟触点
银氧化锡铟（AgSnO2In2O3）是一种具有优良导电性和抗熔融性的银合金材料，通常用于制造低压电器领域的触点，如继电器、接触器、空气开关、限流开关、电机保护器、微型开关、仪器仪表、家用电器和汽车电器等。
银氧化锡铟触点的主要优点包括：
1. 高导电性：银氧化锡铟合金具有优良的导电性能，可以确保良好的电接触和低接触电阻。
2. 抗熔融性：由于其较高的熔点和优良的热稳定性，银氧化锡铟触点能够承受高温和高电流的冲击，不易熔化或损坏。
3. 长寿命：由于其优良的耐磨损和抗熔融性，银氧化锡铟触点具有较长的使用寿命，减少了维修和更换的频率。
4. 可靠性高：由于其稳定的物理和化学性质，以及经过严格的质量控制和测试，银氧化锡铟触点具有高度的可靠性和稳定性。
银氧化锡铟触点的制造过程通常包括：
1. 原材料准备：将所需的银、锡、铟等原材料准备好，并进行必要的处理和清洁。
2. 混合与熔炼：将原材料混合在一起，在高温下进行熔炼，形成均匀的合金。
3. 热处理：对合金进行热处理，以改善其机械性能和导电性能。
4. 加工成型：将合金加工成所需的形状和尺寸，并进行必要的精加工。
5. 表面处理：对触点进行表面处理，以提高其抗腐蚀性和耐磨性。
6. 检测与测试：对触点进行各种检测和测试，以确保其性能和质量符合要求。
7. 包装与运输：将合格的触点进行包装，并确保其在运输过程中不受损坏。
总的来说，银氧化锡铟触点是一种高可靠性、长寿命的电接触材料，广泛应用于各种低压电器领域。
银氧化锡电接触材料
实验方案
2.4、AgSnO2挤压丝材的拉拔
热拉拔温度：700－750℃ 拉拔速度：0.5m/s 道次变形量：10-12% 两次退火间的总加工变形量：可达35%
结果：经过3道次热拉拔后就显示出较好的 冷加工性能，之后即可进行冷加工。
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实验方案
2.5、AgSnO2铆打的制备
经过挤压拉拔后，加工成Φ1.36丝，经退火后， 在YFC-16冷镦复合触头机制备触头样品 样品尺寸：帽头：3X0.7(直径为3mm,厚度0.7 杆为:1.5X2
22
组织性能分析
分析与表征
断
口
组
力
电
微
电
织
学
学
观
弧
分
性
性
形
腐
析
能
能
貌
蚀
分
分
分
分
析
析
析
析
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组织性能分析
一、AgSnO2丝材断口形貌
日立S-3400型扫描电镜
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组织性能分析
一、AgSnO2丝材断口形貌
混 粉 法 制 备
包 覆 法 制 备
断口出现明显裂纹,在韧 窝周围还分布有SnO2 颗粒
韧窝尺寸和深度均匀一致, 在局部区存在较深的孔洞
混 粉 法 制 备
包 覆 法 制 备
阳极静触头10000次分断后的烧蚀形貌（低倍）
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组织性能分析
五、AgSnO2静触头电弧侵蚀形貌（二）
混 粉 法 制 备
包 覆 法 制 备
存在大的孔 洞及微裂纹
只有小的微孔， 没有微裂纹
阳极静触头10000次分断后的烧蚀形貌（高倍）
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组织性能分析
继电器触点材料的
报告人：邓彬
随着工业自动化、汽车电子、信息产业的快 速发展，对电磁继电器的发展提出了更高的性能 要求，单一的负载类型已不能满足人们日常生活 的需要，我们常常需要用继电器来控制不同类型 的负载。如：阻性负载、灯负载、感性负载、容 性负载及电机负载等，这些负载有着各自不同的 电流特性。因此，对于接触系统控制负载执行部 位的触点材料的选择就显得尤为重要。
பைடு நூலகம்
下面介绍几种继电器行业广泛使用的几种触点材料 的特性。 AgNi： 银镍触点具有导电率、导热率好，具有很高 的耐烧蚀性，接触电阻小，加工性能好等特性。 但其抗浪涌电流的能力较差，当电路中存在浪涌 电流时，极易导致触点发生瞬间粘连失效。因此， 银镍触点最适合的控制负载是阻性负载。
AgCdO ： 银氧化镉材料具有良好的抗电磨损和抗熔焊 性，接触电阻低而稳定的特性，对浪涌电流的抵 抗有一定作用。但由于电流对MeO的热稳定性要 求不同，小电流时要求MeO易分解以消耗大量电 弧能量，AgCdO正好满足这一特性要求，因此 AgCdO触点材料比较适合控制电机、电感和阻性负 载等。
电动机电流波形图
阻性负载：电阻负载接通时，不会产生冲击电流，接通电流 就是稳态电流。工作一段时间后，电阻由于温度的升高会 有所上升，从而引起电流的减小，但此影响很小，可以忽 略。
B
2.0 1.5 1.0 0.5
I
0.0 0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 2 4 6 8 10
S
电阻负载波形图
AgSnO2: 氧化锡具有较高的熔点和沸点，且硬度比较 大的特点，因此使合金具有较高的抗材料转移、 抗熔焊以及耐磨损性能。同时它具有满足大电流 时要求MeO有高的热稳定性以抑制喷溅发生的特性， 因此它能适应很高的浪涌电流。AgSnO2比较适合 控制灯负载、感性负载和电容负载等浪涌电流比 较大的负载。
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银氧化锡
AgSnO2触头材料环保无毒，具有优良的抗熔焊及耐电弧烧蚀性能。
一般而言，在电流较大的条件下，AgSnO2比AgCdO具有更好的耐电弧烧蚀能力；在灯或容性负载下，AgSnO2比AgCdO、AgNi表现出更强的抗电流冲击能力；在交流阻性负载下，AgSnO2比AgCdO 的接触电阻稍高，但在直流灯或电机负载下，却表现出低而稳定的接触电阻；在直流条件下，与AgCdO相比，AgSnO2材料转移性能更好。
AgSnO2触头材料广泛应用于中大容量接触器、功率继电器、中小容量低压断路器及汽车电器。
AgSnO2触头材料性能特点及应用
材料及工艺性能特点及应用主要供货形式
AgSnO2(10)A1C1 - ASE
氧化物颗粒较细，材料强度、硬度较高，加工性、抗熔焊性及耐磨损性等综合性能良好，适用于中小电流继电器线、钉
AgSnO2(10)C1E2 - ASE AgSnO2(12)A1C1 - ASE
氧化物颗粒较细，材料强度、硬度较高，加工性、抗熔焊性及耐磨损性等综合性能良好，适用于中大电流继电器线、片、钉
AgSnO2(12)C1E2 - ASE
AgSnO2(14.5)C1E2 - ASE 氧化物颗粒较细，材料强度、硬度高，抗电流冲击及抗材料转移性能优
异，适用于大电流继电器和汽车继电器
线、钉
AgSnO2(10)C1 - MSE 氧化物颗粒较粗，材料强度、硬度较低，加工性能优异，适用于中小电
流继电器和小功率接触器
线、钉
AgSnO2(12)C1 - MSE 氧化物颗粒较粗，材料强度、硬度较低，加工性能良好，适用于中小电
流继电器和中小功率接触器
线、片、钉
AgSnO2(12)A2C1 - MSE
氧化物颗粒较粗，材料强度、硬度较低，加工性能良好，适用于中大电
流继电器和中等功率接触器线、片、钉
AgSnO2(12)G1 - MSE 片
AgSnO2(12)A1K1 - MSE 氧化物颗粒较粗，材料强度、硬度较低，抗熔焊性优异，适用于中大功
率接触器
片
AgSnO2(7)In2O3(3) - IOE 氧化物颗粒较细，材料强度、硬度较高，抗材料转移性能良好，适用于
交直流继电器
线、片、钉
AgSnO2(12)C1E2 - CSE 氧化物颗粒细，材料强度、硬度较高，加工性能良好，适用于继电器线、钉
AgSnO2触头产品机械物理性能
产品名称工艺
方法
产品
形状
状态
抗拉强度
MPa
延伸率
%
密度
g/cm3
电阻率
μΩ·cm
硬度
（HV）
AgSnO2(10)A1C1-ASE-W 雾化烧结挤压线材退火270 - 290 22 9.85 2.20 80 - 100 AgSnO2(12)A1C1-ASE-W 雾化烧结挤压线材退火280 - 300 20 9.75 2.30 85 - 105 AgSnO2(10)C1E2-ASE-W 雾化烧结挤压线材退火290 - 330 25 9.85 2.20 90 - 110 AgSnO2(12)C1E2-ASE-W 雾化烧结挤压线材退火295 - 335 20 9.75 2.30 95 - 115 AgSnO2(14.5)C1E2-ASE-W 雾化烧结挤压线材退火310 - 350 18 9.68 2.45 100 - 120 AgSnO2(10)C1-MSE-W 混粉烧结挤压线材半硬220 - 250 23 9.85 2.15 65 - 80 AgSnO2(12)C1-MSE-W 混粉烧结挤压线材半硬225 - 255 20 9.75 2.25 70 - 85 AgSnO2(12)A2C1-MSE-W 混粉烧结挤压线材半硬225 - 255 18 9.75 2.25 70 - 85 AgSnO2(7)In2O3(3)-IOE-W 内氧化挤压线材退火260 - 290 25 9.80 2.20 80 - 90 AgSnO2(12)C1E2 - CSE共沉积挤压线材退火290 - 300 25 9.75 2.30 75 - 85 AgSnO2(12)G1/Ag-MSE-T 混粉烧结挤压片材硬态/ / 9.82 2.25 80 -100 AgSnO2(12)A1K1/Ag-MSE-T 混粉烧结挤压片材硬态/ / 9.82 2.25 80 - 100 AgSnO2(12)A2C1/Ag-MSE-T 混粉烧结挤压片材硬态/ / 9.82 2.25 80 - 100 AgSnO2(6)In2O3(4)/Ag-IO-T 内氧化片材/ / / 9.90 3.20 75 - 95。