金屬陶瓷低截流、高分斷真空觸頭材料的研究

闡明了真空觸頭截流、分斷機理及過程，提出了一種能預測真空觸頭材料截流水平相對高低的理論判據(jù)，該判據(jù)系統(tǒng)地探明了觸頭材料截流水平與材料電阻率、游離電位、電子逸出功等參數(shù)的定量關系，提出了一種能預測觸頭材料分斷能力相對大小的理論判據(jù)，并指出：增大觸頭材料的原子量、密度、比熱等參數(shù) ；減小其電阻率、游離電位將提高觸頭的分斷能力。上述模型及結論均屬在國內外首次提出且得到了實驗驗證，用單片機改進了原截流測試裝置，分析了用Um=Ic*Z 原理測量截流時電感線圈內阻對測量精度的影響，提出了一種新的更合理的電阻率計算模型并定量反映了材料成分、含量、分布、空隙率等對電阻率的影響。本研究究對新材料研制有重要理論意義和應用價值。

單一純金屬難以滿足觸頭的全部要求。隨著真空開關設備向大容量化發(fā)展，觸頭材料經(jīng)歷了由單一金屬向二元再到多元復合材料的開發(fā)過程。在不同的使用場合，對觸頭材料的要求也有不同程度的側重。觸頭電特性對材料物理性質的要求存在著諸多相互矛盾之處；

1.低截流水平要求材料具有低的導電、導熱性能和低的熔點。而高的開斷能力、抗熔焊性和抗電磨損性能要求與其相反的性質。這也是研制觸頭材料最大的難點之一。

2.具有抗熔焊能力的材料一般脆性較大，強度較差，這與要求觸頭較高的機械強度和抗變形、電磨損性能具有矛盾的方面。為解決或減小上述矛盾，多數(shù)材料工作者認為合金化是唯一選擇。在合金元素的選擇方面，根據(jù)不同要求，存在下述趨向。

空開關設備是利用真空環(huán)境的金屬蒸氣電弧來實現(xiàn)導體與絕緣體快速轉變的。為滿足真空開關的電器性能，對觸頭材料有一系列要求，其中包括開斷能力、絕緣性能、截流水平、耐壓強度、抗熔焊性能和抗電侵蝕性能等。不同種類的真空開關應用不同場合時，對觸頭的要求也不盡相同 。

由于真空觸頭所采用的材料均為二元及以上的合金材料，且主元素間要求具有假合金特性，故在生產(chǎn)制造工藝方面采用了粉末冶金和真空（可控氣氛）熔煉。

電觸頭熔滲法

熔滲法是生產(chǎn)難熔金屬與低熔點金屬假合金常用的方法。以高熔點金屬粉末壓制預燒結（或粉末燒結）成多孔體骨架，再將低熔點的金屬置于骨架的上面或下面，在高于該金屬熔點溫度下，使其熔融滲入到多孔骨架金屬中填充空隙，從而得到致密性產(chǎn)品。

電觸頭混粉燒結法

混粉燒結法是一種常規(guī)的粉末冶金生產(chǎn)工藝，即混粉/壓制/燒結工藝。它被廣泛用于陶瓷、硬質合金等生產(chǎn)，是一種發(fā)展得較為完善的冶金方法。根據(jù)燒結溫度的不同，分為固相燒結和液相燒結2種制度。

電觸頭真空電弧重熔法

在無渣和低氣壓環(huán)境或惰性氣氛下，自耗電極在直流電弧的高溫作用下迅速熔化，并在冷結晶器內進行再凝固，使得合金在這一高溫熔化過程中得到精練，從而達到凈化、改善結構、提高性能的目的。