电接触材料的种类及分类

知识点：电接触

电接触材料（亦称触点材料或触头材料）是电能传递和信号输送过程中重要材料之一。在电气、电子领域，电接触材料主要用作电触点、导电刷、集电环、换向片、整流片和接插件等，是电通断环节中重要的功能性元件。采用电接触元件的电机、电气开关、继电器、接插件等作为基础件在信息工程、家用电子电器、汽车工程等领域大量使用。这些电接触元件的性能直接影响所应用产品及整个系统的可靠性、稳定性、精度及使用寿命。同时，随着各类产品向高精度和微型化发展，对电接触元件的性能提出了更高的要求：具有优良的导电性、小而稳定的接触电阻、高的化学稳定性、耐磨性和抗电弧烧损能力。电接触元件必须在电阻率、接触电阻、密度、硬度、化学成分、抗熔焊性、抗腐蚀性、可焊性、可靠性、稳定性、精度及使用寿命等方面满足应用的要求。随着电子技术的发展，电接触材料的研制和生产得到了行业的高度重视。
      传统的电接触材料是贵金属（ Ag、Au、Pt、Pd、Os、Ir、Ru、Rh等）及其合金材料，成本较高，且使用寿命则较短。现代的电接触材料主要是贵/廉金属构成的复合材料，例如：以Cu为基材，Ag为复合层的Cu/Ag合金层状复合材料等。这样不仅会节约成本，还能提高电接触材料的硬度、抗熔焊性、抗腐蚀性、可靠性、稳定性、精度及使用寿命等性能。
       如何正确选择触头材质，对于设计者来说，是一个十分重要而又棘手的问题。如果能将全部触头材料按照使用条件和用途明确分类，在应用中是非常方便的。然而触头在接触时发生的各种现象与周围条件的关系极为复杂，而且还有不少问题未彻底搞清楚，因此将触头材料按照上述方法分类，实际上是相当困难的。
      1.按组成成分分类:电接触材料按照合金元素来分主要有：Ag及其合金、Au及其合金、Pt及其合金、Pd及其合金、Cu及其合金、W及其合金、Mo及其合金、Ti-Co-C系等电接触材料。目前，已有报道的电接触材料的具体组成如下：  

     1）Ag及其合金触头：Ag，Ag-Cu，Ag-Ni，Ag-Cu-Ni，Ag-Cu-Ni-Ce，Ag-Cu-Cd，Ag-Mg-Ni，Ag-Mg-Zr，Ag-In，Ag -Cd ，Ag-In-Cd ，Ag- Cd-Ni ，Ag-Co，Ag-Fe，Ag-金属氧化物系（Cu，Zn，Sn，Cd，La，Sb，Zn，Pb，Ni，Al，Zr，Mg），Ag-WC，Ag-Mo，Ag-C，Ag-Re等。

  2）Au及其合金触头：Au，(10,70,78,80,90)Au-Ag，69Au-25Ag-Pt，Au-Ag-Pt-其他，Au-Pd-Ag-Pt-其他，62.5Au-30Ag-Cu，75Au-22Ag-Ni，（60,82,95）Au-Ni，97.7Au-Cr，60Au-Pd等。

    3）Pt及其合金触头：Pt，Pt-Ir（<30 Wt.%Ir），(70,75,80,90)Pt-Ir，90Pt-Ru，76Pt-6Ru-Rh，Pt-Ir-Pd，(80,90)Pt-(10,20)Ir-Ru，(90,91.5,92.5)Pt-Ni，(70,80,90)Pt-Pd，90Pt-Au，(92,95)Pt-W。 

  4）Pd及其合金触头：Pd，(10,20,30,40,50,60)Pd-Ag，40Pd-30Ag-Cu，(20~50)Pd-(40~75)Ag-(余量)Cu，(60~85)Pd-Cu，Pd-Ag-Ni，90Pd-Ru，Pd-Pt-Au-Ag。 

    5）Cu及其合金触头：Cu-Ti-Si-C，30~60Cu-W，50Cu-WC，60~70Cu-Zn，Cu-8Sn-0.25P，Cu-Be，Cu-2Be-0.3Co。

      6）其他金属及合金触头：Rh，Re，W，Mo，C，Fe-Cu-Al，Fe-Cu-Pb等。

       2.按使用条件分类 :1）按照电接触材料实际使用情况大致分为：微负载触头，轻负载继电器、微型开关，中负载开关，重负载断路器；2）按照使用的具体领域分为：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；3）触头的使用条件中关于负载情况，通常将电压分为高压（200V左右及高于200V）、低压（15~50 V），电流分为小（最多为几安）、中（最多到100A）、大（拌有强烈电弧的电流负载）三类。表1中将电接触材料的使用条件和具体用途进行分类。

      表2 中将适合于相应电流、电压范围内使用的触头材料成分分别列与方框内，并按照实际使用领域中负载情况由小到大分为微负载、轻负载、中负载、重负载。

      3.按工作方式分类:电接触按照其工作原理可分为3类:固定电接触（如铆钉接触、焊接接触、螺栓接触等）,滚动和滑动电接触（载流轴承与电车之间的接触、电机电刷与换向器之间的接触、电力机车受电弓滑板与接触网导线之间的接触等），可分、合电接触（各类开关器件的触头或触点之间的接触）。此外，按照接触传导时是否产生电弧分为有弧电接触和无弧电接触。电接触按上述工作方式电接触材料可分为：固定接触材料，开闭接触材料，滑动和滑动接触材料，弹性接触材料。
     4.按材料的制造工艺分类：按材料的制造工艺将电接触材料分为：熔铸加工合金接触材料，粉末冶金接触材料，内氧化合金接触材料，电镀接触材料，复合电接触材料。

相关推荐链接：

1、电磁铁设备说明

2、磁铁与电磁铁的设计