银氧化镉材料的欧盟限制政策与其它银金属氧化物电接触材料的发展
烧结金属触点材料
烧结金属触点材料贾成厂;王欣平【期刊名称】《金属世界》【年(卷),期】2013(000)002【总页数】8页(P9-15,19)【作者】贾成厂;王欣平【作者单位】北京有色金属研究总院,北京100088【正文语种】中文内容导读触点材料,也称为电接触材料、开关材料、接点材料,是电流传输与转换过程中重要材料之一.在触点材料的工作过程中,会产生电接触现象,引起触点材料的温升、转移、电弧侵蚀,可能导致触点材料的粘着、粘附与熔焊.触点材料性能决定了电器开关的开断能力和接触可靠性.对电触点材料的基本要求是具有良好的导电和导热性能、接触电阻低且稳定、抗电弧烧损性能好、抗熔焊性能高、加工工艺性能好等.触点材料主要有银基、铜基等,其制造工艺以烧结为主.应用于继电器,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,汽车电器,漏电保护开关等.触点材料,也称为电接触材料、开关材料、接点材料,是电流传输与转换过程中重要材料之一.是制备电力、电器电路中控制接通与断开及负载电流电器 (如开关、继电器、起动器及仪器仪表等) 的关键材料.电,对于我们的重要性不言而喻.难以想象,如果没有电,我们的生活会成为什么样子.可以毫不夸张地说,在我们使用电的过程中,开关是必不可少的.这是由于所有的电器不可能是自出厂就一直是接通电源,更不可能是一直断开电源 (那怎么使用?).构成开关的就是触点材料.触点材料负担接通、断开电路及负载电流的任务,材料性能决定了电器开关的开断能力和接触可靠性.那么,是否只需简单地采用导体材料就可以充当触点材料呢?让我们来看一下触点材料的使用过程.当电源接通时,触点材料构成了电路的一部分,那么只要是与构成电路的材料是同一类的材料,就应该可以使用;当电源断开时,电路中没有电流通过,此时对触点材料就无需特殊的要求.然而,触点材料的任务就是负责电路从断开状态向接通状态、从接通状态向断开状态的转换.就是在这样的转换过程中,触点材料可能会承受各种苛刻的负担,从而会影响电路能否顺利地实现转换及其工作的可靠性.图 1 为不同形状与尺寸的触点.图 1 不同形状与尺寸的触点电接触现象在触点材料的工作过程中,会产生电接触现象,分述如下.接通过程在接通过程中发生的电接触现象包括电弧侵蚀和动熔焊.接通电路是触点材料的重要功能之一.接通过程中,当具有电位差的两个触点的距离非常近时,间隙的气体被电离,由绝缘体变为导体,发生电弧放电,使材料产生局部高温乃至电侵蚀,同时,动静触点之间产生的碰撞还会引起机械磨损甚至弹跳,使燃弧时间延长,这样,在触点接通时会形成大的冲击电流,在短时间内对触点材料发生连续、多次的作用,这就是"动熔焊".接通过程中电弧持续的时间非常短.随着触点间间隙缩短,由于间隙的预击穿而产生放电,使材料熔化或蒸发,继而固态接触.接通状态该过程中发生的电接触现象是接触电阻的变化和静熔焊.在接通状态下,触点材料是电路的一部分,起作用的是固定电接触.承载电流、进行电能传递和信号传输.显然,触点材料应具有低的接触电阻,且稳定随环境变化不大.接触电阻产生的焦耳热效应严重时,同样会导致触点材料发生熔化而引起触点焊接在一起,称为静熔焊.当熔焊力超过一定的值时,触点无法分开,即电路应该断开时却不能顺利实现,引起电路不能或者延迟断开,断开失败.断开过程该过程中发生的电接触现象主要是电弧侵蚀.断开电路也是触点材料的主要功能.如果供给触点的电压与流过触点的电流超过临界值,在触点断开电路时就会引燃电弧.触点从接触接通位置向断开的方向运动,接触力必然逐渐减小,实际导电面的面积也会逐渐减小,造成电阻增大.在接触面最后分离的瞬间,电阻所产生的热量会集中至最后离开点的一个极小的范围内,使其温度迅速上升到金属的熔点乃至沸点,可能会引起爆炸式汽化.在触点间隙充满高温金属蒸汽时,触点间形成电弧,产生的电弧热力作用于触点材料表面,使材料发生相变、侵蚀、转移、熔池飞溅等复杂的物理与化学过程.这些都会使触点材料被侵蚀及耗损,可能导致电接触失效.触点材料在使用过程中的现象与损伤无论是电路的接通还是断开过程,都会在触点之间产生电弧.触点间电弧会使工作条件恶化,从而影响触点工作的可靠性与寿命.触点材料的温升是指接触电阻引起的焦耳热使触点局部区域温度非正常地升高.触点材料的接触电阻一般是随着温度的升高而增大,其焦耳热增大严重时,会导致材料氧化甚至局部熔化, 使触点发生静熔焊.影响触点材料温升的主要因素有:触点材料的接触电阻、负载类型与大小、热交换环境等.如果负载与热交换环境确定,则电阻的变化最为关键.在工作过程中,电弧会重复作用于触点表面,产生的侵蚀使触点材料表面成分和形貌改变,接触电阻升高.表面成分变化包括电弧熔池中高熔点第二相微颗粒的漂浮、沉降与富集、基体材料组元的微区富集、表面污染等;表面形貌变化主要是由于材料发生了熔化、喷溅、熔液流动、蒸发、汽化及凝固等现象.在触点表面产生了微裂纹、气体喷发坑、孔洞、沟壑等.触点材料的转移电极熔化、喷溅、汽化等会对触点表面造成直接耗损.通常,由于两触点材料的热物理性质及电弧输入能量的大小和热流密度不同,所以其侵蚀也可能不同.所造成的一方的触点的材料耗损部分脱离本体而散失,一部分会沉积到另一方触点.这就是材料的转移.触点材料的电弧侵蚀电弧侵蚀是触点材料耗损的主要形式,是指由于电极表面电弧热力的作用,使触点材料以蒸发、液体喷溅、固态脱落等形式引起的材料损失.电弧特性及其对触点材料的热力作用与电极运动速度、负载特性及环境等有关.而在所输入电弧热力作用下触点材料所受的影响则决定取决于材料的成分、组织结构及物理化学性能.电弧侵蚀的两种主要形式为液态喷溅与汽化蒸发.前者是指在电弧能量的作用下材料表面微区熔化而形成液池,在各种力的作用下,液池内的熔融金属以微小液滴的形式飞溅,离开触点本体;后者是指在电弧能量的作用下触点表面层材料发生固-液、液-气相变,以蒸发的形式离开触点本体.影响材料侵蚀的主要过程是熔化、汽化和凝固.熔化,熔化金属在电弧作用力及机械力等的驱动下会产生流动,甚至喷溅,造成材料损耗.同时由于液相的存在还可能使难熔第二相微颗粒漂浮或沉降,引起表面层成分的变化.汽化,包括蒸发和沸腾.蒸发是液体表面的汽化,而沸腾却是在整个液体内部发生.材料各组分的熔点、沸点高,熔化潜热、汽化潜热大, 都是减少触点材料在电弧作用下损耗的有利因素.凝固,电弧熄灭后,触点表面迅速冷却, 表面熔池会凝固.凝固过程也会对触点表面的状态和形貌产生重大影响.触点材料熔化凝固过程具有反复、快速、熔池位置不确定等特性.触点大多是多组元材料,更容易表面形成裂纹及孔洞,结构的疏松,使电弧侵蚀量增大,接触电阻升高.触点材料的粘着、粘附与熔焊粘着是指触点接触面发生粘附而使其难以断开的现象.粘附是指由于热与压力的共同作用而使触点表面原子非常靠近时所发生的短程扩散而结合.影响上述现象的主要因素有触点温度、接触面积、压力、材料的变形抗力、表面膜性质等.触点的熔焊是指触点接触面由于电弧放电和焦耳热的影响而熔化、凝结,从而造成触点不能正常断开的现象.包括静熔焊和动熔焊.静熔焊是由接触电阻所产生的焦耳热而形成.动熔焊发生于接通或断开电路过程中,由电弧对触点瞬时集中热流输入的热量所引起.在接通电路过程中,电极间初始电弧和弹跳电弧使触点局部熔化.触点接通后,熔化的金属冷却凝固,触点间发生了冶金结合.上述现象会因弹跳电弧的存在而更严重. 对触点材料的基本要求电接触形式多种多样,过程非常复杂,使得触点材料服役过程中会经受电弧、电场、磁场、力、热及气氛等的共同作用.触点材料的工作过程是一个动态过程,即由断开到接通或由接通到断开.电弧与触点材料的相互作用决定了触点为烧损材料,烧损过程会发生复杂的冶金、物理及化学反应.对电触点材料的基本要求是:①具有良好的导电和导热性能.由于它是电路的一部分,所以要求良好的导电性是不言而喻,良好的导热性能是为了将工作过程中所产生的热量及时散出.②接触电阻低且稳定,不易生成对导电不利的各种膜.接触电阻是一项重要的指标,稳定包括其温升系数低.表面生成膜之后一般会影响其导电、导热性能.③抗电磨损即电弧烧损性能好.电弧烧损是触点材料使用过程中难以避免的一个现象,要求抗电弧烧损性能好也是必然的.④抗熔焊性能高.前已所述,熔焊对于触点材料来讲应该是"零容忍".⑤加工工艺性能好.触点材料的使用形状多种多样,有时需要进行一些机加工.⑥价格便宜等.触点材料的分类从上一节"对触点材料的基本要求"可知,单一的材料难以满足其要求.具有良好的导电和导热性能的银、铜等抗电弧烧损性能与抗熔焊性能不够好;而高熔点金属钨、钼等虽然抗电弧烧损性能与抗熔焊性能较好,但电阻偏高.所以,实际使用的触点材料大多是复合材料或合金.铜基触点材料◆ 铜钨系触点材料铜钨系触点材料是铜钨合金,能够兼具铜与钨的特性.具有良好的耐电弧侵蚀性,抗熔焊性,强度高等优点,适用于小容量的真空断路器和真空接触器..◆ 铜铋合金触点材料铜铋合金具有良好的抗熔焊性,较低的截流值,一定的开断能力,但强度较低,电弧侵蚀较大,一般用于 20 kV 以下的真空断路器中.◆ 铜铬材料铜铬材料具有耐电压水平高,断开容量大,有很强的吸气能力,耐损蚀特性好,截流值不太高等特点.但其耐压不如铜钨合金,抗熔焊性不如铜铋合金,截流值不如银钨合金.而且,铜与铬的互溶性差,难以通过烧结致密化.多用于 12 kV 以上的真空断路器.银基触点材料◆ 银钨系触点材料银钨系触点材料具有良好的热、电传导性,耐损蚀性,抗熔焊性,主要缺点是接触电阻不够稳定.为解决这一问题,可在银钨触点材料中添加镉、锌、镁及铁等金属元素.◆ 银金属氧化物电触点材料在银金属氧化物中,有代表性的是银氧化镉和银氧化锡.银氧化镉触点材料 (AgCdO) 被称为"万能触点",具有耐电磨损, 抗熔焊,接触电阻低而且稳定的特点,其应用最为广泛,是一种多用途的触点材料,应用电流范围从几安培到几千安培的多种低压电器上.遗憾的是,镉的离子与蒸汽都有毒.引起急性中毒时,会出现前额部疼痛、眩晕、无力、恶心、上腹部痛,并引起气管炎、支气管炎、肺水肿、胸痛、关节痛、心脏扩大、肝肿大,呕血及血性腹泻.重者由于肺水肿或肺炎而引起死亡.慢性中毒,会使嗅觉降低直至消失,引起镉鼻炎、牙颈部和齿龈变成金黄色 (镉环)、头痛眩晕、食欲不振、胃痛恶心、呕吐、消瘦、尿蛋白、鼻出血、黏膜皲裂、慢性咽喉炎、肺气肿、进行性肺硬化、肝肾损害,并伴随有明显的神经衰弱及植物神经官能症,还能引起骨质疏松,重者造成劳动能力丧失.欧盟已经限制银氧化镉的应用.可用银氧化锡取代银氧化镉作为触点材料.目前,已应用于各种接触器,电动机起动器和保护开关,低功率断路器,仪器仪表等方面.目前,国内主要生产厂都已具有生产银氧化锡材料的能力,产量逐年递增.银氧化锡具有优良、稳定的抗熔焊性能及良好的抗电弧侵蚀能力,在 500~3000 A 的电流范围内,AgSnO2 有比 AgCdO 更好的抗电弧侵蚀能力,已在较大应用领域替代传统的 AgCdO 电触点材料.◆ 银镍、银石墨电触点材料银镍触点材料导电、导热性良好,接触电阻低且稳定,电弧侵蚀小而均匀,但是在大电流下抗熔焊性能差,通常与银石墨触点配对使用.为了进一步提高性能,可加入少量铜、锡或锌制成合金粉,进行内氧化,然后与镍粉及石墨粉混合,烧结,挤压,其耐电弧腐蚀性,抗熔焊性能够与银氧化镉相近.图 2 与图 3 为银触点与铜触点.图 2 银触点图 3 铜触点节银代银触点材料世界上银的储藏量很少,我国更是一个银资源缺乏的国家.采用加入价格相对便宜的元素或化合物,研究新型银氧化物触点材料,研究非传统组分的银基材料等方法,可大大节省银的用量.普遍认为代替银的最合适的元素是铜,因为它在导热性、导电性上与银最相近,而且铜的价格便宜,储量较多.贵金属为核心的触点材料贵金属为核心的触点材料的种类很多,银基触点材料其实也是贵金属为核心的触点材料.此外还有钯 (Pd) 系、金 (Au) 系、铂 (Pt) 系等合金.由于价格昂贵,往往只有在低负载精密触点,要求化学稳定性很高的测量仪器用触点,或要求抗电材料转移的电钟用精密触点,频繁操作的接插件,现代旋转式选择器等等才用金、钯、铂系合金. 微异型复合电接触材料微异型复合电接触材料的截面形状为矩形、正方形、半圆形、梯形等,是由多层金属或合金构成的截面微小类电接触材料,该类材料典型界面如图 1 所示.微异型复合电接触材料的横截面积大多在 1mm 以下,最小高度为 0.1mm,最小宽度为 0.2 mm.复合材料的最上层一般用作电接触层,通常选择金、金镍等金基合金,主要是为了降低复合材料的接触电阻,提高可靠性;中间层多为银、银钯等银基合金、金基合金;镍和其他合金.基底层一般选择铜、镍、铜镍合金、锡磷青铜和其他合金.主要用于通讯继电器、印刷线路板继电器、微型开关、数码开关等可靠性要求极高的场合.图4 为典型微异型复合电接触材料截面示意图.图 4 典型微异型复合电接触材料截面触点材料的制造工艺触点材料是金属、合金或金属基复合材料,其制造工艺可以是熔融铸造与金属粉末烧结,但是以烧结为主.电触点材料的制造工艺可分为两类,一类是传统工艺,包括一般粉末冶金法和熔渗法(浸渍法),熔渗法需要预先烧结高熔点材料的骨架,再将低熔点材料溶化后渗入骨架的间隙,其实也属于粉末冶金的范畴.另一类是有利于提高触点材料性能的新工艺,如烧结挤压法、等静压法、电火花成型烧结法和合金内氧化法等,也是粉末冶金领域的发展与延伸.当然,也有不属于粉末冶金领域的制备方法.(1) 合金内氧化法.将金属氧化物通过一种或多种组分合金,在均匀的熔融合金内部进行选择性氧化,此法制成的触点具有较高的密度和较好的抗电弧腐蚀性,合金内氧化法大多用于制造银金属氧化物触点.(2) 超声波场中压制-浸渍法.将混合好的合金粉末装入模具中,并使模具中的粉末处于超声波场,在超声波的作用下,使合金粉末组织均匀、致密,最后烧结,可比常规压制获得较高的密度.(3) 烧结挤压(轧制) 工艺.将粉末装入特制的模具,通以直流与中频叠加电流,粉末颗粒间隙产生微放电现象,在短时间内高效率地制取组织均匀、高强度、高密度的烧结制品,该工艺是提高材料致密性和加工性的有效方法.(4) 离子注入.在强电场作用下,把某些金属离子注入到触点材料表面,可大大改善触点的耐电弧腐蚀性等.(5) 电弧熔炼法.先用粉末冶金法 (一般是混粉烧结) 将所要求的触点合金 (如铜钨、铜铬) 做成电极,再在自耗电弧炉内进行熔化,从而制得晶粒细小、密度偏析小、致密度高以及抗电弧腐蚀性好的触点材料.(6) 复合法.将两种或两种以上的金属丝片材通过冷镦、滚焊、轧制等方式进行接触面复合成型,材料之间结合紧密,界面无缺陷、厚度均匀.该方法多用于贵金属电接触材料的生产.触点材料的选择原则(1) 对于一般要求的小电流、阻性负载继电器、开关的触点,可以用纯银材料,要稍高的可用银铈合金、细晶银和其他稀土.(2) 对于中小负载的交流继电器的触点,一般来说使用银氧化镉合金较理想.随负载的增大,可选氧化镉含量较高一点的氧化镉合金.若负载电流不大,但对接触电阻要求较高时,可选用银镍合金.一般使用 AgNi10,直流负载稍大一点的,可选用 AgNi20.(3) 对于较大电流的直流负载或抗熔焊要求较高的继电器,使用银氧化锡比较理想.特别是在汽车中使用的感性负载和灯负载,由于存在较大的浪涌电流,要求在大电流下抗粘结、减少金属转移,并且要求有高的抗电腐蚀能力和低的接触电阻,用银氧化锡比较适宜.(4) 一些大负载的交流继电器,可采用氧化镉含量高的银氧化镉合金,比如 AgCdO15 或者银氧化锡氧化铟合金.(5) 对于一些经受浪涌电流较大的触点,为了使触点同时具备较高的抗熔焊性能和良好的接触电阻,可采用不相同的材料组成触点对.(6) 对于接触可靠性要求较高的小负载触点,往往采用 AgPd 材料或在 AgPd 合金触点的表面覆上一层2~ 3 μm 的 AuNi 合金.触点材料的应用触点材料应用于继电器、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、汽车电器、漏电保护开关等.继电器继电器 (图 5) 是家电行业使用最广泛的电器之一.除固态继电器 (SSR) 外,大多数为机电继电器,其触点材料大量采用 AgCdO,尤其是 20 A 以上各类功率继电器、磁保持继电器、高频继电器.图 5 继电器图 6 冷冻机家用电器的开关及继电器洗衣机、冰箱、冷冻机、电炊具、热水器等,电流等级为 1 A、2 A、4 A、6 A、10 A、16 A、25 A、32 A、40 A 及 63 A,大多数是电阻负载,但洗衣机、冷冻机(图 5) 的马达则是电感负载.触点的电寿命为 1~2 万次,触点材料的可选择范围如表1 所示.表 1 家用电器的开关及继电器触点材料的选择范围额定电流 Ir / A 开断电流 Is/ A 适用触点材料< 1 < 10 Ag、AgCu3~10、细晶Ag 1~6 < 60 AgNi10、AgNi15、AgNi20> 10 > 60 AgCdO10照明开关照明开关 (图 7) 的额定电流为 6 A,10 A,16 A,试验电流为 1.25 倍 Ir,触点电寿命要求 5 万次以上.触点材料的应用可选择范围如表 2 所示.(若使用电压为 110V,只能选用 AgCdO).图 7 照明用低压开关柜表 2 照明开关触点材料的选择范围额定电流 Ir / A 开断电流 Is/ A 适用触点材料< 6 < 10 Ag、细晶Ag、AgCu3~10> 6 ≤ 20 细晶Ag、AgCu3~10在电风扇控制开关中,产生峰值电流时 AgCdO10线路保护开关抗熔焊性是选择线路保护开关 (图 8) 用触点材料的主要因素.因为断路时会产生很大电流,断开时不能熔焊是十分重要的要求.在欧洲要求断开能力为交流 10 000 A,甚至 20 000 A 或直流 1000 A.触点材料常以不同材料配对使用,视短路电流大小而选择.如表 3 所示.表 3 线路保护开关触点材料的选择范围开断电流 Is / A 适用触点材料(配对)< 200 AgNi10- AgNi10 AgCdO10- Ag(或细晶Ag)> 200 AgC3~5-Cu AgCd10- AgCd10 AgC3-AgNi10~20 AgZn08- AgZn08图 8 线路保护开关故障电流开关这类开关的额定电流等级为 25A,40A,63 A 和 100 A,要求触点材料有很好的抗熔焊性,其应用选择范围如表 4 所示.表 4 故障电流开关触点材料的选择范围额定电流 Ir / A 开断电流 Is / A 适用触点材料< 1 < 11 Ag、细晶Ag、AgNi10、AgCu3~10 1~10 11 AgNi10~15、AgCdO10参考文献[1] 堵永国, 张为军, 胡君遂.电接触与电接触材料(六), 电工材料, 2006,3:49-54[2] 钱宝光, 耿浩然, 郭忠全, 等. 电触头材料的研究进展与应用, 机械工程材料, 2004, 28(3):8-9[3] 王建永, 李增峰, 汤慧萍, 等. 电触头材料发展概况, 中国有色金属学会第十二届材料科学与合金加工学术年会论文集, 2007:132-138[4] 陈晓华, 贾成厂, 刘向兵.粉末冶金技术在银基触点材料中的应用,粉末冶金技术, 2009,19(4):41-46[5] 陈妙农. 家用电器用银基触点材料发展状况, 家电科技, 2005,(4):31-35[6] 章景兴. 触点材料的生产和应用, 机电元件, 2002, 22(3):27-32。
电子产品有害物质限制标准
电子产品有害物质限制标准在现代社会中，电子产品已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
然而，电子产品的制造过程中也存在着一些有害物质，这些物质对人体健康和环境造成了潜在的危害。
为了保护消费者的权益和促进可持续发展，各国都制定了一系列的有害物质限制标准。
本文将对几种常见的有害物质进行介绍，并解释它们在电子产品中的使用限制。
一、铅（Lead）铅是一种有害重金属，长期接触会严重威胁人体健康，特别是对儿童和孕妇的影响更为明显。
由于其主要存在于电子产品的焊接点、屏幕和电子线路中，因此对铅的限制成为了电子产品行业中的一项重要标准。
目前，国际上对电子产品中铅的使用限制标准主要是RoHS指令（限制使用某些危险物质指令）。
根据RoHS，电子产品中的铅含量限制在0.1%以下。
尽管有些例外情况，如高温可靠性要求较高的电子产品，但绝大多数电子产品都需要遵守这一限制标准。
二、镉（Cadmium）镉是另一种有害重金属，对人体的肾脏、骨骼和呼吸系统有毒性影响。
在电子产品中，镉主要存在于电子电池中。
为了减少人类对镉的暴露，许多国家和地区都限制电子产品中镉的使用。
例如，欧盟RoHS指令限制电子产品中镉的含量不得超过0.01%，而中国和美国等国家也有类似的规定。
此外，为了进一步推动电子产品行业的可持续发展，一些电子厂商也逐渐采用无镉电池。
三、汞（Mercury）汞是一种毒性很高的重金属，其存在会对人体神经系统和免疫系统造成严重伤害。
在电子产品制造过程中，汞主要用于荧光灯管和按钮电池等。
为了限制电子产品中汞的使用，许多国家和地区都制定了相关标准。
例如，欧盟RoHS指令规定汞的含量不能超过0.1%。
同时，为了推动环保和健康的发展，很多电子厂商也开始广泛使用无汞光源和按钮电池。
四、六价铬（Hexavalent Chromium）六价铬是一种有毒的化学物质，长期接触会导致呼吸系统疾病和肺癌。
在电子产品中，六价铬主要存在于电子线路的电镀层和保护层中。
2015信息产业部63号
附件：543项行业标准编号、名称、主要内容等一览表序号标准编号标准名称标准主要内容代替标准采标情况实施日期机械行业2016-01-01 1JB/T 12496-2015电石炉本标准规定了电石炉的型式参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存等。
本标准适用于电石炉。
2016-01-01 2JB/T 12497-2015锰硅电炉本标准规定了锰硅电炉的型式参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存等。
本标准适用于锰硅电炉。
3JB/T 12498-2015热连轧热卷箱本标准规定了热连轧热卷箱的型式与基本参数，技术要2016-01-01求，试验方法、检验及验收规则，标志、包装、运输及贮存。
本标准适用于热连轧生产线上对中间坯进行的卷取和开1序号标准编号标准名称标准主要内容代替标准采标情况实施日期卷的热连轧热卷箱。
2016-01-01 4JB/T 12499-2015热连轧转鼓式飞剪本标准规定了最大剪切力为6500 kN～9500 kN热连轧转鼓式飞剪的型式与基本参数，技术要求，试验方法，检验及验收规则，标志、包装、运输及贮存。
本标准适用于在热态下对中间坯进行切头、切尾、碎断的转鼓式飞剪。
对于最大剪切力小于6500 kN的飞剪或最大剪切力大于9500 kN的飞剪可参照使用。
5JB/T 12500-2015小方坯连铸机本标准规定了小方坯连铸机的型式与参数、技术要求、2016-01-01试验方法、验收规则、标志、包装、运输及贮存。
本标准适用于浇铸半径为R4m～R10m，浇铸钢种为普通碳素钢、中碳钢、高碳钢、低合金钢和部分合金钢，浇铸2序号标准编号标准名称标准主要内容代替标准采标情况实施日期断面为70mm×70mm～250mm×250mm，铸机布置形式为二机二流到十机十流的小方坯连铸机。
2016-01-01 6JB/T 12501-2015筒型混铁车本标准规定了筒型混铁车的型式与基本参数、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输及贮存。
RoHS 《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》
RoHS标准1. 什么是RoHS？RoHS是《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》（the Restriction of the use of certain hazardo us substances in electrical and electronic equipment）的英文缩写。
2. 有害物质是指哪些？RoHS一共列出六种有害物质，包括：铅Pb，镉Cd，汞Hg，六价铬Cr6+，多溴二苯醚PBDE，多溴联苯P BB。
3. 为什么要推出RoHS?首次注意到电气、电子设备中含有对人体健康有害的重金属是2000年荷兰在一批市场销售的游戏机的电缆中发现镉。
事实上，电气电子产品在生产中目前大量使用的焊锡、包装箱印刷的油墨都含有铅等有害重金属。
4. 何时实施RoHS?欧盟将在2006年7月1日实施RoHS，届时使用或含有重金属以及多溴二苯醚PBDE，多溴联苯PBB等阻燃剂的电气电子产品将不允许进入欧盟市场。
5. RoHS具体涉及那些产品？RoHS针对所有生产过程中以及原材料中可能含有上述六种有害物质的电气电子产品，主要包括：白家电，如电冰箱，洗衣机，微波炉，空调，吸尘器，热水器等；黑家电，如音频、视频产品，DVD，CD，电视接收机，IT产品，数码产品，通信产品等；电动工具；电动电子玩具；医疗电气设备。
6. 目前RoHS进展情况？一些大公司已经注意到RoHS并开始采取应对措施，如SONY公司的数码照相机已经在包装盒上声明：本产品采用无铅焊接；采用无铅油墨印刷。
信息产业部2004年也出台了《电子信息产品污染防治管理办法》内容与RoHS类似，并于十月份成立了“电子信息产品污染防治标准工作组”，研究和建立符合我国国情的电子信息产品污染防治标准体系；开展与电子信息产品污染防治有关的标准研究和制修订工作，特别是加快制定产业急需的材料、工艺、名词术语、测试方法和试验方法等基础标准。
RoHS的误区A：目前有些工厂在导入RoHS制程中常常会走入误区,如下几点较为常见:1、RoHS中铜合金、钢合金、铝合金都有豁免，但时至今天还有客户投诉铜合金内铅超标（一万多PPM）。
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
二氧化锡的制备及研究
分子量(Molecular Weight)： 150.69
CAS No.： 18282-10-5
以上是二氧化锡的主要参数。我国生产二氧化锡已有较长历史,但均采用传统的硝酸法生产工艺。即将锡溶于硝酸,生成偏锡酸,经多次水洗、干燥、煅烧、粉碎,得到黄色的二氧化锡,该法硝酸消耗大,环境污染严重,锡消耗高,产品纯度低,色泽达不到高档用品要求。因此,尽管我国是锡出口国,却要高价进口二氧化锡。
2、 水热法。水热法是在特制的密闭反应容器里，采用水溶液为反应介质，在高温，高压的条件下进行有关化学反应的总称。通过对容器加热，为各种前驱物的反应和结晶提供了一个在常压条件下无法得到的特殊物理，化学环境。水热法制备的纳米粒子具有晶粒发育完整，粒度小，分布均匀，颗粒团聚较少，分散性好和成分纯净等特点，而且制备过程污染小，成本低，工艺简单，尤其是无需后期的高温处理，避免了高温处理过程中晶粒的长大，缺陷的形成和杂质的引入，制得的粉体具有较高的烧结活性。
5国内外产品比较
国内大多以云锡为主，纯度98%到99%不等，根据不同领域的需要有不同纯度的二氧化锡。
国内小作坊式的陶瓷釉料行业所用二氧化锡对质量要求不高，大多用到云锡为主的国内二氧化锡。但是诸如意大利著名品牌卡罗比亚、福禄等走高端路线的陶瓷生产商，则更多地选择在质量上保证产品稳定性的英国凯琳沃克（Keeling&Waiker）的二氧化锡。
别名氧化锡
化学式SnO₂
分子式(Formula)： SnO2
分子量(Molecular Weight)： 150.69
CAS No.：18282-10-5
2性质
二氧化锡结构 白色四角晶体,密度7,熔点1127摄氏度.不溶于水,稀酸和碱液.溶于浓 硫酸.与碱共溶形成锡酸盐.用于制造不透明玻璃,瓷铀和玻璃擦光剂.天然产的是锡石.可由锡在空气中灼烧而制得.
银合金触头材料在低压电器产品中的应用
电工电气 (2009 No.10)作者简介：王文(1965- )，男，工程师，本科，从事低压电器产品研发工作。
为了满足低压电器产品的应用要求，触头工作性能应具有如下的特性：尽可能高的电导率与热导率；高的再结晶温度、熔化温度、沸点温度、熔化潜热、气化潜热、电子逸出功和游离电位；适当高的密度、硬度和弹性；尽量小的蒸气压力、摩擦系数、热电势、汤姆逊系数、液态金属浸润角、表面膜隧道电阻以及与周围介质某种成分的化学亲合力。
但到目前为止，在低压电器产品中实际应用的银合金触头都不能完全满足以上所有的要求。
在实际应用的场合中通常选用的银合金触头材料有AgNi、AgCdO、AgSnO 2、AgW、AgC、AgWC。
1 银合金触头材料的特性目前低压电器产品中用的银合金触头材料主要考虑以下四个方面：高的电导率；良好的电弧开断性能；较高的抗熔焊性能；较低的表面接触电阻。
1.1 AgNi合金触头材料的特性银合金触头材料在低压电器产品中的应用王文(苏州光威电器有限公司，江苏 苏州 215144)Abstract: Induction was made to several often used alloy contacts in contactors, switches and circuit-breakers etc low-voltage electrical ap-paratus products, and their performance, characteristics. Analysis was made to the differences of theses electrical apparatus products adopting different contact materials such as silver-nickel alloy, silver-graphite alloy, silver-tungsten alloy, silver-cadmium oxide alloy, silver-tin oxide al-loy etc. According to years of practical working experience, summary was made to the application and selection for different contact materials. Key words: low-voltage electrical apparatus; silver alloy contact; characteristic; applicationWANG Wen（Suzhou Guangwei Electrical Appliance Co.,Ltd, Suzhou 215144, China ）Application of Silver Alloy Contact Material in Low-VoltageElectrical Apparatus ProductAgNi合金触头有一特性是在温度极高时，两共存熔体的互相溶解度增加，使AgNi合金材料的镍颗粒形成均匀弥散分布，并大量熔解和弧根处产生的银熔成一体。
低压电器中的常用材料
低压断路器常用材料主要包括以下材料:1、热双金属材料2、电阻合金材料3、触头材料4、绝缘压塑料5、磁性材料6、弹性材料热双金属材料热双金属是由两层不同膨胀系数的金属（或合金）组元彼此牢固结合而成的复合材料。
其中热膨胀系数较高的一层，称为主动层，热膨胀系数较低的一层，称为被动层。
有时为了获得特殊性能，还可以复合第三层（中间层）。
由主动层产生的张力和由被动层所产生的拉力组成的合力矩使热双金属的弯曲受到限制时，将产生推力，热能转变为机械能。
热双金属材料可分为：高灵敏度型、通用型、低温型、高温型、特殊型和电阻系列等类别。
热双金属材料的主要性能有：电阻率、比弯曲、弹性模量E、线性温度范围、允许使用温度范围和密度等。
比弯曲：单位厚度的平直热双金属试样每变化单位温度时纵向中心线的曲率变化之半。
单位名称为每摄氏度，单位符号为/10-6C 一1。
目前最常用的双金属材料有：5J4140、5J20110 （5J11 ）、5J1480 （5J18）、5J1578（5J16 ）、R5 R10 R15 （R12）、R25 R30 R50等。
其中，5J4140、5J20110 （5J11 ）、5J1480 （5J18）、5J1455 （R50）、5J1430 （ R33等用于电流规格较小的直热式（由双金属元件直接通电发热）断路器。
5J表示双金属，5J20110中的20为比弯曲K值，110为20C时的电阻率（^Q - cg。
一些中等规格电流如40、50、63A断路器等，它的旁热式或直热式大量使用R15 （R12）、R25 R30、R50等。
它们使用3Ni24Cr2 （镣籍钢）为主动层，Ni36为被动层，加上中间层如错铜Cu—Zr （多用于R15 R12）和镣层（用于R3d R50）。
改变中间层的厚度，可以调节电阻率的大小。
R后面的数值越小，适用的电流等级越大，反之，适用的电流等级越小。
同时还表示该材料20C时的电阻率3 Q •cm）。
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银氧化镉材料的欧盟限制政策与其它银金属氧化物电接触材料的发展①陈敬超1 孙加林2 张昆华2 杜 焰1 周晓龙1 甘国友1(1.昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南省新材料制备与加工重点实验室,昆明 650093;2.昆明贵金属研究所,昆明 650221)摘 要:本文介绍了欧盟对含镉物质及产品的限制政策,评述了银氧化镉替代材料的发展。
建议制定我国的相关政策与标准,以应对发达国家对有关银基电接触材料及相关产品的限制措施。
关键词:银氧化镉;银氧化锡;银基电接触材料;限制政策中图分类号:TM20 文献标识码:BRestr ictive Pol icy of European Un ion i nSilver Cad m iu m Ox ide and D evelopm en t of O therSilver M eta l Ox ide Electr ica l Con tactM a ter i a lsChen J ingchao1,Sun J ialin2,Zhang Kunhua2,D u Yan1,Zhou X iao long1,Gan Guoyou1(1.F acu lty of M a teria ls and M eta llu rgy E ng ineering,K unm ing U n iversity ofS cience and T echnology,T he K ey L ab.of A d vanced M a teria ls ofY unnan P rov ince,K unm ing650093,Ch ina;2.K unm ing Institu te of P recious M eta ls,K unm ing650221,Ch ina)Abstract:T he restrictive po licy of Eu ropean U n i on in silver cadm ium ox ide w as in troduced,and the developm en t of o ther silver m etal ox ide con tact m aterials that sub stitu ted to the silver cadm ium ox ide con tact m aterials w as review ed.To co rrespond w ith the restrictive po licy of developed coun tries in silver cadm ium ox ide con tact m aterials,it is suggested that the co rrelative po licy and standard of Ch ina m u st to be bu ild.Key words:silver cadm ium ox ide;silver tin ox ide;silver m atrix electrical con tact m aterials;restrictive po licy1 概 述在电接触材料中,银金属氧化物(A g M eO)材料由于具有较好的耐电磨损、抗熔焊性和导电性,在低压电器中得到广泛应用。
上世纪30年代末,F.R.H en sel及其合作者制造出了最早的银氧化镉(A gCdO)材料并首次进行了电性能试验[1～3]。
然而,由于A g M eO材料制造工艺的复杂性,直到195014①收稿日期:2002-11-223国家科技攻关(编号:2001BA326C)和云南省科技攻关(编号:2000B203)联合资助项目年之后,A gCdO材料才开始大规模采用。
A gCdO材料由于其优良的抗电弧侵蚀性、抗熔焊性和较低的接触电阻,长期以来被认为是最好的电接触材料。
广泛用于从几伏到上千伏的多种低压电器中,曾被称为万能触点[4～15]。
根据使用要求,A gCdO材料中氧化镉(CdO)的含量从9～15w t%。
银氧化镉材料的主要制备技术包括粉末冶金法和内氧化法。
直到上个世纪80年代,银氧化镉材料仍然是电接触材料家族中的重要成员,生产及用户遍及欧美、日本、韩国、中国等主要生产及消费大国。
中国银基触头材料的产量约500吨,其中绝大部分是银氧化镉材料,其生产已全部国产化。
由于镉元素及其化合物的存在,在银氧化镉材料的生产、使用、回收的全过程中都面临着“镉毒”污染的问题,引起了各国政府及材料生产、科研及其相关用户的高度重视,不少国家开始从法律政策上限制银氧化镉材料的生产使用,科研和产业部门已就银氧化镉材料的替代材料的研制开发进行了多年工作,取得了一系列的研究成果。
本文介绍了欧盟组织有关限制含镉材料使用的相关政策,对银氧化镉替代材料——银金属氧化物材料的发展作了有益的评述。
2 镉及其化合物的生物作用及欧盟的限制政策2.1 镉及其化合物的生物作用由镉元素导致的健康受到伤害的情况可以追溯到1940年,日本To jam a的居民受到所谓“Itai2Itai”的影响,骨骼变软、疼痛异常。
此外还造成了人体肾功能障碍、发育及生殖停止等,这些都是镉元素影响的结果[16]。
镉及其化合物愈来愈受到广泛的关注,这是由于:1)它们趋于积累在生物体内:镉在人体内的生物学半衰期大约为10～30年,聚集于肾脏、骨骼及血液中,使其毒性增强[16];2)对于人类来说,镉及其化合物为第二类毒性化学物质[17],特别是易于导致肝癌、前列腺癌和肺癌[16];3)镉及其化合物在环境中的迁移率很高,易扩散传播[18]。
2.2 欧盟的限制政策在欧洲,曾在上个世纪60年代广泛应用于材料表面防护中含有镉元素的电镀工艺、作为塑料稳定剂或油漆中颜料的氧化镉,现已严禁使用或严格减少其用量(最大允许含量0.01%)[19]。
对于含镉电触点材料的使用则有专门的法规。
对现役轿车有约束力的法规限制了铅、汞、六价铬的使用(2000 53 EU)[20],同时也禁止镉在客车和重量低于3吨的商用车上的使用,包括相关的汽车部件生产,该法规将在2003年7月1日前生效。
从废弃垃圾和烟气净化装置中含有多种污染物,以及废旧电子电器设备难于回收的观点出发,欧盟准备限制或禁止有毒物质的使用,包括铅、汞、镉、六价铬、PBB、PBD E 等。
现已完成的法律程序涵盖了消费者使用的电子电器设备(加热器、空调、洗衣机、小家电、信息及通讯设备、家用电器、电动工具等),工业装备尚未列入其中[16]。
包括触点材料在内的限制或禁止有毒物质使用的法律将在2005年或最迟于2006年1月1日生效。
3 其它银金属氧化物电接触材料的发展3.1 银氧化锡电接触材料从环境保护和人类健康的角度出发,日本首先开始了替代银氧化镉材料的研究。
银氧化锡材料最先研制成功,通过对银锡合金的内氧化来制备银氧化锡(A gSnO2)材料[10]。
研究表明,在合金中添加铋、铟元素可使内氧化过程进行完全。
24由于较高的接触电阻,内氧化法制备的A gSnO2材料在欧洲的用量较小。
欧洲的制造商们更倾向于采用粉末冶金技术制备A gSnO2材料,包括采用烧结2挤压工艺等。
为了减少银和氧化锡在电弧作用下的分离倾向,常常把添加其它金属氧化物作为改善A gSnO2材料电接触性能的主要手段。
目前市售银氧化锡材料的分类也主要以添加物类型、添加方式和分布形式加以区别,相关技术的详细说明参看文献[21]、[22]。
我国材料科学工作者在A gSnO2材料的制备技术方面作了较多的研究,采用内氧化法已可以批量生产银氧化锡氧化铟(A g SnO2In2O3)材料,采用共沉淀法制备A gSnO2材料已获得国家发明专利[9]。
西安交通大学利用高能球磨技术制备纳米A gSnO2粉末,经热压烧结后得到SnO2颗粒均匀分布于银基体上的组织结构[23]。
此外,昆明理工大学与昆明贵金属研究所联合承担了国家“十五”科技攻关(项目编号: 2001BA326C)和云南省科技攻关项目(项目编号:2000B203),采用具有自主知识产权的反应合成技术制备A gSnO2材料获得成功[24,25],所制备的材料具有接触电阻小、硬度低、便于冷加工的特点,为A gSnO2材料的规模化生产提供了有利的技术支持。
3.2 银氧化锌电接触材料已有的研究结果表明,尽管A gSnO2电接触材料可在大范围内代替A gCdO电接触材料,但银氧化锡电接触材料在阻性载荷下的电接触特性却远低于银氧化锌材料(A gZnO)[26]。
A gZnO材料的制备方法也采用内氧化法和粉末冶金法。
其中,为了改善氧化锌颗粒与基体银的润湿性,常添加钨酸银(A g2W O4)和钼酸银(A g2M oO4),以保持氧化锌颗粒在电弧作用下与基体银的结合能力[27,28]。
在浪涌电流载荷下,A gZnO材料的电接触特性远低于A gSnO2电接触材料,这是A gZnO电接触材料目前研究的重要方向之一[26]。
3.3 其它银金属氧化物电接触材料除了上述银金属氧化物外,其它银金属氧化物电接触材料的发展也有了较大的进展。
包括银氧化铜(A gCuO)、银稀土氧化物(A gR EO)、银氧化铁氧化锆(A gFe2O3ZrO2)等材料也是银金属氧化物电接触材料研究中的热点。
堵永国等人采用化学沉淀或超声化学包覆法制备银与稀土氧化物复合粉末,经压制成形、烧结、锻压或挤压制备银稀土氧化物材料,综合性能超过A gCdO材料[29]。
本文作者采用反应合成技术进行了A gCuO材料制备工艺与性能的研究,取得了较为满意的效果。
F.H aunner等人研究了A g2Fe2O3材料在低压开关中的性能,加入ZrO2的A g2Fe2O3材料在120～1000A的开断电流范围内,其性能优于可替代A gCdO材料的A g2N i电接触材料[30]。
J.W ang等人在A gSnO2中加入L a2O3、B i2O3,研究结果表明,这种材料的通断性、平均温升与A gCdO(12)材料相同,而平均电弧侵蚀量低于A gCdO(12)材料[31]。
4 建议与对策我国是银基电接触材料的生产和使用大国,随着我国加入W TO,与世界经济一体化的速度正在加快。
据不完全统计,2001年国内控制继电器的产量达到8.84亿支,出口量达到5.75亿支,约占总产量的65%,但由于电工材料等问题,我国的相关产品价格较低,缺乏足够的市场竞争力,只能在低端产品市场徘徊。
随着发达国家针对我国出口产品设置的技术壁垒增多,我国的电器产品出口将面临着更加严峻的形势。
就银基电接触材料而言,必须加快新材料的研发和产业化步伐,其中政府、科研、生产与应用部门应相互协调,“官产学研”各负其责,是做好这项工作的基础。