电接点材料及其制造方法和电接点与流程

文档序号:11964742阅读:147来源:国知局
电接点材料及其制造方法和电接点与流程
本发明涉及在电子设备或电路等的电接点中利用的电接点材料及其制造方法,和使用该电接点材料得到的电接点。上述电接点在电路的切断器、断路器和开关器等的各种开关设备中使用。

背景技术:
作为在用于送配电或受配电网等的高压大电流电路中使用的切断器、断路器和开关器等的电接点,提出了使用W和Cu的复合材料、或W和Ag的复合材料而成的电接点等。在大电流开关时,在进行开关的两个电接点之间产生电弧(arch)。由接点的开关产生的电弧到消弧为止需要时间。因此,位于电弧的两端的接点部分,在消弧为止的期间连续暴露于高热中。该现象,即使将装置内用电弧易于消失的气氛(例如SF6气体中)充满,也不容易解决。接点材料优选为良导体。而且,电接点优选使用不易因电弧而熔融、蒸发的材料。但是,使用单一材料难以解决上述问题。因此,在其用途中主要使用组合有良导体和高熔点、高沸点的材料的Cu-W材料或Ag-W材料。例如,上述Cu-W材料不是在Cu基质中分散有W的结构,而具有在具有连续开气孔的W的骨架中填充有Cu的结构。在该结构中,无论是W还是Cu都连续。只要W、Mo具有骨架结构即可,即使是熔点低的Cu、Ag,由于W、Mo不会脱落(以由相邻W、Mo颗粒保持的状态残留),所以不易发生接点材料的消耗。相对于此,如果是W、Mo在Cu、Ag中分散的结构,在熔点低的Cu、Ag熔融时,颗粒状态的W、Mo脱落,容易发生接点材料的消耗。这样,因电接点的开关产生的电弧,有时会使电接点大量蒸发、消耗,所以存在寿命不足的问题。因此,在许多现有文献中,公开了以Cu-W材料为基本材料的电接点材料。该材料通过在Cu-W材料中添加各种物质而得到。在专利文献1中,公开了含有W基或WC基合金、稀土元素或稀土氧化物等的耐电弧性导电材料。特别记载了在含有稀土氧化物的电接点材料中,接点消耗量大幅降低。另外,稀土氧化物的添加,使W基材料中与Ag的润湿性恶化,容易产生气孔。因此,记载了进一步添加Fe、Co、Ni、Cu来减少气孔的方法。在专利文献2中,公开了包括含有W、Mo的第一成分、含有银(Ag)或铜(Cu)的第二成分、含有硼化锶或硼化镧等硼化物的第三成分的电接点材料。另外,记载了通过在上述电接点材料的第二成分中,添加Cr、Fe、Rh、Ru、I中的任一种,能够提高电接点材料的特性。当由具有上述组成的材料制作电接点时,能够改善电接点的消耗量、耐熔接性和接触电阻。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开昭63-083242号公报专利文献2:日本特开2002-294384号公报

技术实现要素:
发明所要解决的课题本发明的课题在于提供维持良好的电传导且耐电弧特性高的电接点。另外,提供对于因开关电接点发生的电弧的消耗少的电接点材料。用于解决课题的方法本发明的实施方式的电接点材料含有以下(一)、(二)、(三)的质量之和占总质量的95质量%以上、100质量%以下的材料。(一):5~50质量份的M1;(二):必须含有M2和铁族金属元素,与(一)合计为100质量份的M2、铁族金属和/或M2与铁族金属的合金;(三):相对于(一)和(二)的合计质量100质量份为0.05~8外部质量份的M3的硼氧化物和/或上述M3的硼氧化物的构成物。其中,上述M1为Cu或Ag中的任一种或两种和它们的合金,上述M2为W或Mo中的任一种或两种和它们的合金,上述M3为Ca、Sr、Ba、Mg、稀土金属中的任一种或两种以上的金属,上述M3的硼氧化物的构成物包括氧化硼以及上述M3的氧化物和/或碳氧化物。在某一实施方式中,上述(三)的M3的硼氧化物的一部分或全部分解,以氧化硼(B2O3、B2O2、B4O3·2H2O、B4O5中任一种以上)以及M3氧化物(M32O3、M3O2)和/或M3的碳氧化物(M3CO3)中的任一种或两种以上的形态存在。在某一实施方式中,铁族金属的质量和M2与铁族金属的合金的质量的合计,相对于上述(一)和上述(二)的合计质量100质量份,占0.005~1质量份。在某一实施方式中,以M3aBbOc表示上述(三)的硼氧化物时,含有a=2、b=2、c=5所示的第一硼氧化物和a=1、b=2、c=4所示的第二硼氧化物中的任一种或两种。本发明的实施方式的电接点使用上述任一项的电接点材料构成。本发明的实施方式的电接点材料的制造方法,包括:准备(一):5~50质量份的M1的工序;准备(二):与(一)的合计为100质量份的M2和铁族金属的工序;和准备(三):相对于(一)和(二)的合计质量100质量份为0.05~8外部质量份的M3的硼氧化物和/或上述M3的硼氧化物的构成物的工序。其中,上述M1为Cu或Ag中的任一种或两种和它们的合金,上述M2为W或Mo中的任一种或两种和它们的合金,上述M3为Ca、Sr、Ba、Mg、稀土金属中的一种或两种以上的金属,上述M3的硼氧化物的构成物包括氧化硼以及上述M3的氧化物和/或碳氧化物;使用上述(二)和上述(三)形成骨架合金的工序;和使上述(一)熔浸于上述骨架合金的工序。在某一实施方式中,准备上述(三)的工序包括:准备上述氧化硼的粉末和上述M3的氧化物或碳氧化物的粉末作为上述M3的硼氧化物的构成物的工序;和混合上述氧化硼的粉末和上述M3的氧化物或碳氧化物的粉末,进行热处理的工序。发明的效果根据本发明的实施方式,能够得到适合于主要切断大电流的切断器、断路器和开关器等的各种开关设备的接点的电接点材料。使用本发明的实施方式的电接点材料的电接点,因切断器等的开关造成的消耗比现有的接点少,且寿命长。附图说明图1是本发明的电接点材料的组织的示意图。图2是开关器的示意图。图3是电接点的消耗的示意图。(a)表示使用前的图,(b)、(c)和(d)表示使用后的图。图4是电接点消耗的机理(现有的电接点)。图5是电接点消耗的机理(本发明的实施方式的电接点)。图6是本发明的开关器的一种形态。具体实施方式根据本发明的实施方式,提供在M1-M2的接点材料的基本构成(作为一例列举Cu-W)中还具有铁族金属(和M2与铁族金属的合金)和M3的硼氧化物的接点材料。其中,该M1是指Cu或Ag中的任一种或两种和它们的合金。M2是指W或Mo中的任一种或两种和它们的合金。M3是指Ca、Sr、Ba、Mg、稀土金属中的任一种或两种以上的金属。另外,上述铁族金属是指Fe、Co、Ni中的任一种或两种以上的金属。上述M3的硼氧化物(例如,SrB2O4)也可以以其一部分或全部分解的状态存在于接点材料中。另外,M3的硼氧化物也可以由将其代替的多种材料构成。在本说明书中,有时将它们称为“M3的硼氧化物的构成物”。该“M3的硼氧化物的构成物”包括M3的氧化物(例如,SrO2)和/或碳氧化物(SrCO3)、以及氧化硼(例如,B2O3)。本实施方式的接点材料,也可以仅含有“M3的硼氧化物”和“M3的硼氧化物的构成物”中的任一种,当然,也可以含有两者。其中,典型地,必须含有M3的硼氧化物。下面,主要使用图2~图5,对具有电接点的开关器,关于从关闭状态到打开的过程进行说明。图2是包括开关器和内藏该开关器的密闭容器5的切断器10的示意图。在图2的上方表示在前端具有电接点1的第一接点(切断器构件)1A,在下方表示同样具有电接点1的第二接点1B。第一接点1A和第二接点1B设置在密闭容器5中。SF6气体4充满密闭容器5。接点1A、1B具有:在各个前端进行电弧的开关的电接点1、保持电接点1的作为良导体的柄(Shank)2、将柄2和密闭容器外的电路电连接的引线3。当用该开关器切断(使接点从闭合到打开)大电流时,在第一接点1A和第二接点1B之间发生电弧。电弧的发生难以直接观察。因此,发生时的详细行为不明确。但是,该行为能够通过使用后的第一接点1A和第二接点1B的观察来推测。图3(a)表示使用前的接点的示意图,图3(b)、(c)、(d)表示使用后的接点的示意图。优选在使用后,如图3(b)所示接点均匀地被消耗,但是实际上,如图3(c)和(d)所示,接点部分在整体上不一定因电弧均匀地消耗。在图3(c)和(d)所示的例子中,与对置的接点的距离近的电接点1的一部分极端地消耗,而另一方面,与对置的接点的相同的距离或形状的部分中,也有几乎没消耗的部分。在消耗剧烈时,如图3(d)所示,在电接点中,有时消耗部分6会达到柄2,或者产生大量裂痕7。使用图4(a)~(d)说明这样的消耗不均衡发生的原因。图4(a)~(d)是使用CU-W复合材料作为电接点材料时的接点的表面附近的剖面图。从接点打开、产生间隙的瞬间电弧12就开始发生(图4(a))。在功函数低的部分,容易最开始发生电弧。由于各组成的功函数以从低到高的顺序为Ag、Cu(M1)<Mo、W(M2),所以最开始的电弧容易从Cu或Ag产生。接点一般精加工为在表面没有凹凸的光滑的面。因此,电接点表面部11中最开始的电弧的发生位置是随机的。通过发生的电弧12,在Cu或Ag及其周围的位置,熔点低的材料在高温中蒸发,仅残留熔点高的W或Mo的一部分(图4(b))。此时,在电接点表面部11设置有消耗了的部分6。电接点的表面比电弧发生前粗糙(不平整)。这样,在此处形成主要由W或Mo构成的凹凸表面。接下来发生电弧的发生点选自功函数低的部分和表面粗糙且前端突出的部分中的任一个。在最开始的电弧发生时,如上所述,由于接点表面被精加工为光滑的表面,所以发生位置是随机的。但是,电接点表面,由于在一端最开始的电弧发生后,由最开始的电弧造成蒸发消耗,因此,在表面产生凹凸。在电接点表面的凹凸中的凸的部分中,极易发生下一次的电弧。这与向建筑物的雷击落到突出的避雷针的现象相同。电弧的发生容易从因这之前的电弧发生而蒸发、消耗的位置发生(图4(c))。因此,电接点中局部的消耗愈发容易发生(图4(d))。结果导致接点的寿命(使用次数或电弧的发生次数)缩短。为了避免该现象,在凸部发生时,使接下来发生的电弧在该凸部以外的其他位置发生即可。为此,只要在表面设置大量功函数较低的位置(典型地,功函数极低的位置)即可。在图5(a)~(d)中,表示在Cu-W的复合材料中分散有功函数低的颗粒13的结构的材料。通过使其为该结构,最开始电弧12发生后(图5(a)和(b)),接下来的电弧12从在电接点的表面大量设置的功函数低的部分发生(图5(c)和(d))。因此,电弧的发生、蒸发、消耗遍及电接点的表面整体,寿命变长。本发明的发明人选择Ca、Sr、Ba、Mg、稀土金属中的任一种或两种以上的金属的硼氧化物作为功函数较低的物质。另外,这些硼氧化物的部分或全部也可以分解为氧化硼和Ca、Sr、Ba、Mg、稀土金属的氧化物或碳氧化物中的任一种或两种以上,形成上述的硼氧化物的构成物的形态。硼氧化物的功函数的测定困难,得不到数值本身。但是,根据后述的实施例,推测它们的功函数低于现有技术所公开的硼、硼酸,氧化物等。使电接点材料以含有(一)5~50质量份的M1(Ag、Cu)、(二)50~95质量份(=与(一)合计为100质量份)的M2、铁族金属和/或M2与铁族金属的合金的方式构成,其理由在于,通过使熔点高、难以因电弧发生蒸发、消耗的(二)为50~95质量份,能够获得不会因电弧而在大范围一次性消耗的优点。另外,由于(二)熔点高,所以开关时不会与对置的接点发生熔接。当(二)小于50质量份时,作为熔点较低的金属的(一)的量增加。因此,电接点因电弧造成的消耗剧烈,而且也容易发生与对置的接点的熔接。相反地,在(二)超过95质量份的组成时,导电性降低,耐冲击性减少,因此并不理想。其中,在M2的量例如高至75~95质量份时,电接点材料的烧结性和熔浸性降低,有时制造变得困难。因此,通过在(二)中追加铁族金属,能够弥补该降低的烧结性和熔浸性。即,通过在组成中加入铁族金属,M2的骨架结构的制造变得容易。铁族金属的一部分或全部与M2金属进行合金化,显示进一步提高烧结性的效果。而另一方面,铁族金属和铁族金属与M2的合金导电性低。因此,将其添加一定量以上时,会对接点的电学特性产生不良影响。充分展现出上述优点且电学特性不下降的范围,在原料阶段为0.005~1质量份左右。关于(三)的添加效果、种类选定的原因在前面已说明。作为其量,(一)(二)的质量的合计为100质量份时,为0.05~0.8外部质量份即可。当(三)的量在该范围时,在电弧发生时大量(三)的颗粒在接点表面露出,该处容易成为电弧发生的基点。当(三)的量小于0.05外部质量份时,在接点表面没有总露出足够的数量,添加的效果有限。另外,硼氧化物一般具有阻碍烧结和熔浸的作用。因此,当(三)超过8外部质量份时,难以得到足够致密的电接点材料。当电接点材料不致密,在表面或内部有气孔时,其周边容易成为电弧的发生点,阻碍均匀的消耗。防止该问题是在上述(二)中加入铁族金属的目的之一。通过含有铁族金属,具有抑制因硼氧化物造成的阻碍烧结和熔浸的作用。图1是表示本发明的实施方式的电接点用材料的组织的示意图。(一)、(二)分别具有连续的结构。另外,具有(一)填充在(二)的骨架结构的间隙的结构。而且具有(三)以(一)、(二)的晶界部、(一)的颗粒内为中心而分散的结构。可以为(三)一部分或全部分解,形成氧化硼(B2O3、B2O2、B4O3·2H2O、B4O5)以及M3的氧化物(M32O3、M3O2)或碳氧化物(M3CO3)的状态。如上所述,(三)的硼氧化物,从功函数的观点考虑,最优选以硼氧化物原本的形态分散于电接点材料中。但是,由于烧制或熔浸的工序中、或整形加工时的加热等,也有其一部分或全部分解而分解成为氧化硼和M3氧化物、M3碳氧化物的情况。因分解所生成的氧化硼和M3氧化物,虽然没有达到硼氧化物的程度,但通过两者以一定量存在,也能够将功函数降低至充分获得效果的程度。因此,仅含有规定量的M3氧化物和氧化硼(M3硼氧化物的构成物)的情况也在本发明的范围内。其中,M3硼氧化物的构成物不限于由M3硼氧化物的分解而生成的物质,也可以是作为原料添加的氧化硼和M3氧化物(或M3碳氧化物)。M3的硼氧化物通常以“M3aBbOc”的形式表示,从获得的容易性和科学的稳定性方面考虑,希望包括上述式中“a=2、b=2、c=5”“a=1、b=2、c=4”中的任意一种或两种。作为前者,例如可以列举Sr2B2O5,作为后者,例如可以列举SrB2O4。将具有以上所示组成的电接点材料作为电接点使用非常适合。本发明的实施方式的电接点材料和电接点,能够通过以下工序得到。(1)M2骨架制造M2骨架能够从在作为M2的W或Mo的粉末中混合铁族金属粉末和硼氧化物粉末得到的混合物制作。即,Cu、Ag以外的电接点材料的成分,在制造M2骨架的阶段添加。作为W粉末、Mo粉末,优选选择平均粒径为0.1~100μm左右且纯度为99%以上的粉末。其中,在本说明书中,“平均粒径”是指通过激光解析法求得的、d50平均粒径(累积50%的中位径)。对于铁族金属,优选选择粒径尽可能小的铁族金属,使其不发生凝聚。适于使用的铁族金属平均粒径为200μm以下,更希望为100μm以下。在该混合工序之前,准备所希望的硼氧化物粉末,作为硼氧化物粉末,例如,能够使用市售的粉末。或者通过混合Ca、Sr、Ba或稀土金属的氧化物和/或碳氧化物以及碳化硼或碳酸硼等的含有硼的物质,在氧化气氛中进行热处理,能够得到Ca、Sr、Ba、稀土金属的硼氧化物。根据此时的氧浓度、热处理温度,可以得到形态不同(上述a、b、c的数量不同)的硼氧化物。另外,通过将所得到的硼氧化物在氧化气氛等的非还原气氛中用磨碎机等进行粉碎,也能够得到粒径更小的硼氧化物粉末。混合所得到的硼氧化物粉末、M2粉末和铁族金属粉末。在混合中能够使用磨碎机、搅拌机、亨舍尔混合机、球磨机或擂溃机等。此时,由于W和Mo粉末容易氧化,所以希望在甲醇气氛等非氧化气氛中进行处理。优选充分混合使得铁族金属粉末和硼氧化物粉末均匀地混合。其中,在专门添加(一)、(二)、(三)以外的成分时,用与添加上述硼氧化物时同样的方法进行。即,在制造M2骨架时以粉末状态添加。能够添加的成分为氧化物、硼化物、Cr、Ti、Zr、Ta等金属。可以另外含有这些成分,但由于基本上没有使电接点的性能提高的作用,所以以下在本说明中省略专门添加(一)、(二)、(三)以外的成分的情况的说明。将所得到的混合粉末,在根据需要加入成型用粘合剂的基础上,在5~150MPa左右进行模具压制或冷等静压成型,在H2气氛等还原性的气氛中加热到900~1600℃左右。接触的M2的颗粒彼此达到开始缩颈的状态就是充分的。在该时刻,M2颗粒间的气孔呈连续状态,并具有对于操作足够的强度。这样得到M2的骨架。所添加的铁族金属,具有制作与W、Mo的合金、有助于M2颗粒的缩颈、促进致密化的作用和增加骨架强度的作用。另一方面,硼氧化物与M2的润湿性(wettability)极低,妨碍M2颗粒的软化和缩颈,因此,当添加硼氧化物时,容易生成易于崩解、在操作性上存在问题的M2骨架。在本发明的实施方式中,如上所述添加有铁族金属,因此,即使添加硼氧化物,也能够得到具有对于操作和之后的制造处理足够的强度的M2骨架。(2)M1向M2的熔浸在(1)中得到的M2骨架中熔浸作为M1的Cu、Ag。对于Cu和Ag,只要M2骨架的连续气孔的直径小到一定程度,就能够在M1的熔点以上的温度利用毛细管现象进行熔浸。熔浸是使用陶瓷或碳等的耐热容器,将M2骨架埋设于对于熔浸足够的量的M1中,或者M1以熔融的状态设置与M2骨架相接的状态。在该状态,在H2气氛等的还原性气氛中加热到Cu的熔点的1084℃或Ag的熔点的962℃以上。利用毛细管现象在M2骨架中充分熔浸M1,完成材料。通过将所得到的材料加工成所期望的电接点形状,能够得到本发明的电接点材料。另外,从该材料中去除熔浸剩余的M1,根据需要加成所期望的形状,再根据需要与基体金属接合,由此能够得到本发明的电接点。以下,说明本发明的电接点材料的实施例。实施例(实施例1)以W骨架作为制作原料,准备平均粒径约4μm的W和平均粒径约1μm的Co及Sr的硼氧化物。作为Sr硼氧化物,使用平均粒径约5μm的市售的SrB2O4(硼酸锶)粉末。利用亨舍尔混合机将这些粉末混合30分钟,得到混合粉末。接着,以50MPa的压力对混合粉末进行模具压制,得到长方体的成型体。在氧化物耐热容器中设置充分收纳成型体的凹状部的部位,在其中设置成型体,以H2气氛在1150℃进行60分钟烧制,得到理论密度比约为65%的骨架(气孔约35%)。在该骨架上,设置对于熔浸足够量的板状的Cu,以该状态在H2气氛、1100℃进行20分钟熔浸,得到本发明的实施例的电接点材料。在所得到的电接点材料中,(一)的Cu占20.0质量分,(二)的W占79.9质量分,Co占0.1质量分,(一)和(二)的合计为100质量份。此外,作为(三),含有1.0外部质量份的SrB2O4。关于(二),Co和W一部分合金化。从所得到的材料中除去没有熔浸完的剩余部分的Cu,制成长方体状,进一步通过切削盘进行切削加工,得到被倒角加工为如图3(a)所示的长方体的一个面的4个角部的周围呈圆滑的弧的形状的电接点。接着,将电接点1,包心固定(internalchillcasting,内冷铸造)于铜的柄2,接合于柄2的前端。然后通过锻造对柄2进行硬化处理。利用以上的方法,作为试样1,得到具有本发明的实施例的电接点的切断器构件。如图2所示,将2个该切断器构件与电接点部对置,经由引线3将电气的正极和负极与各自的端点连接。将两切断器构件固定于封入有高压的SF6气体4的密闭容器中5,使切断器为连接的状态(电流流通的状态)。施加的电流为2500安培,电压为230伏。在相对于对置的面的垂直方向所规定的电接点的厚度为5mm,将该试样作为试样1。在该状态,通过使密闭容器中的切断器构件的操作机构运转,进行重复10次电流的切断和开关的试验。在试验后停止通电,将SF6气体排出后,取出切断器构件,进行接点部分的研究。观察外观,如图3(b)所示,在开关的电接点1彼此相对的面的整个面,发生了平缓的消耗。测定的结果,电接点1的消耗量为2.63mm3。另外,作为试样2表示的实施例,与试样1的其他条件相同,为(三)含有SrB2O4、B2O3和SrO2的构成的实施例。SrB2O4有市售,但纯度高的较为昂贵。因此,购入廉价的B2O3和SrO2粉末,在将两者混合的状态下在氧化气氛中进行热处理,可以认为也能够获得同等的SrB2O4。热处理后所得到的粉末,没有完全成为SrB2O4,分析的结果是B2O3和SrO2分别各残留10质量%的混合物。试样2为使用该混合物作为市售的SrB2O4的替代物的试样。对于该试样2也进行与试样1同样的试验,在接点的表面整个面发生了平缓的消耗,消耗量为2.66mm3。(实施例2)接着,如表1~3所示,仅变更电接点材料,进行与实施例1同样的试验。试样3~49为本发明的实施例的试样,比较试样101~132为本发明的范围外的比较试验。关于(二),M2和铁族金属的一部分或全部合金化,但难以观察到最终以何种形态存在,因此,记载了在原料投加时刻的质量分率。作为最终产物,以M2(单体)、铁族金属、M2与铁族金属的合金中的任一种形态形成了作为(二)的相。另外,可知在M1和铁族金属之间发生一些反应,例如,成为Cu-Co的合金,但可以认为仅限于以(一)(二)的界面为中心的区域进行合金化,因此不考虑最终产物的它们的合金的形态。关于各个试样,首先从比较试样开始说明。比较试样101是一直以来使用的仅由Cu-W构成的电接点材料。比较试样101具有在W骨架中填充有Cu的结构。比较试样111~114是现有技术中使用的在Cu-W中加入有硼化物(例如,硼化锶)、稀土金属氧化物的电接点材料。另外,比较试样115、116是在Cu-W中加入有铁族金属和Y、La的氧化物,或者再加入有铁族金属的电接点材料。接着,说明本发明的实施例。试样3~7是分别变更试样1的(一)的Cu和(二)的W(或Mo)的配合比得到的试样。另外,试样8是使用Ag代替试样5的Cu的例子。此外,比较试样102中,(一)(二)的质量比在本发明的范围之外。试样6是作为M2使用Mo的例子。试样21~试样26是在关于(一)(二)显示优异性能的试样5中,对(三)的分量(外部质量份)进行各种变更得到的试样。此外,设为本发明的范围外的(三)的分量的比较试样为比较试样131、132。试样31~试样34中,以作为(三)显示最优的性能的试样23为基础,改变(三)的种类进行试验。试样41~试样44是将在试样23中使用的SrB2O4的一部分或全部置换为SrO2和B2O3或SrCO3得到的试样。此外,在试样41中,(三)中分别以10质量%的SrO2和B2O3来置换,在试样42中分别以25质量%的SrO2和B2O3来置换,在试样43中将全部的SrB2O4分别以50质量%的SrO2和B2O3来置换。在试样44中将全部的SrB2O4分别以50质量%的SrO2和SrCO3来置换。此外,硼氧化物以外的成分,记载与表2~3中的“其他”栏中。试样45~49是变更试样31的组成中的(二)所含的铁族金属的量、种类得到的试样。试样31的(二)为W69.9质量份+Co0.1质量份,而使该组成在W为69.0~69.995质量份的范围、在Fe为0.005~1.0质量份的范围变化。此外,试样48是作为铁族金属使用Ni的例子,试样48是作为铁族金属使用Co和Ni两者的例子。另外,试样50是W68.0质量份+Co2.0质量份的例子。表1表2表3关于评价,用3维形状测定器测定电接点部分。从使用前的体积减去使用后的体积的值,求出消耗量(mm3)。另外,一并进行整体上是否均匀消耗的评价。该评价,通过目测判断是否发生如图3(c)、(d)所示那样的局部消耗来进行。对发生局部消耗的试样标记为X,对如图3(d)那样在前表面发生均匀消耗的试样标记为A。在表4~表6中表示结果。表4试样编号/组成消耗量(mm3)局部的消耗试样33.60A试样43.25A试样52.50A试样62.75A试样73.45A比较试样1024.77A试样82.10A试样213.35A试样222.60A试样232.50A试样243.11A试样253.71A试样263.82A比较试样1315.20X比较试样132得不到致密的材料-表5试样编号/组成消耗量(mm3)局部的消耗试样312.50A试样322.70A试样332.65A试样342.55A试样412.50A试样422.95A试样432.70A试样442.52A试样452.77A试样462.72A试样472.59A试样482.66A试样492.66A试样503.39A表6试样编号/组成消耗量(mm3)局部的消耗比较试样1015.60X比较试样1114.80A比较试样1124.20X比较试样1134.90X比较试样1144.94X比较试样1154.41X比较试样1164.67X首先,试样3~试样7和比较试样102的结果,在切断大电流时,作为(一)(二)之比,(一)Cu为5~50质量份、(二)W为50~90质量份显示良好。比较试样102,没有出现熔接、直到铜制的柄部分的消耗或裂痕,但是与试样1、2相比消耗增大。可知将(一)增加到比较试样102以上时,消耗量增加,使用困难。在消耗或裂痕发生中,最优异的为(一)为30质量份、(二)为70质量份的试样。试样3是作为(二)的W的质量比例最多的试样,但在试验后的表面观察到大量裂痕。W是熔点高但是脆的金属,延展性低。为脆的W的比例高的组成时,含有W的骨架的结构形成紧密而难以变形的结构。即使在该骨架中熔浸Cu延展性也无法提高。因此,容易由电弧的冲击在骨架中发生裂痕,而且发生的裂痕也容易传播。作为结果,能够判断将W的质量比例提高到比其更高的组成中,容易因电弧而发生裂痕,电接点容易从该裂痕缺损,不耐使用。试样8是使用Ag代替试样5的Cu的例子。作为M1使用Ag的试样的例子,与同样使用Cu的试样相比,消耗进一步减少。比较试样101是仅由Cu和W构成的现有的电接点材料。试样21~试样26和比较试样131、132,是采用关于(一)(二)显示优异特性的试样5的比率,并且将(三)的分量(外部质量份)进行各种变更得到的试样。关于改变(三)的配合比例进行试验的试样21~试样26和比较试样131、132,消耗最小的试样为作为(三)的SrB2O4为1.0外部质量份的试样23。在(三)的量最少的比较试样131中,几乎看不到添加效果,为与比较试样101几乎相同的消耗。从使(三)的添加量为0.05外部质量份的试样21中明显地看到添加的效果,因电弧造成的消耗几乎遍及电接点相对的面平缓地发生。该效果,在随着添加量增加,直至1.0外部质量份,显示该特性,但对于超过8质量份的比较试样132,烧结性显著恶化,难以制造。试样31~试样34是以作为(三)显示最优性能的试样23为基础,改变(三)的种类,进行试验。作为(三)使用的硼氧化物分别为LaBO3、BaB2O4、Mg3(BO3)2、CaB2O4。通过添加它们中的任一种,能够将显著的电接点的消耗抑制得低于Cu-W材料或现有技术,裂痕的发生也同样得到改善。试样41~44是将(三)的硼氧化物的一部分或全部置换为氧化硼与M3氧化物(M32O3、M3O2)或M3的碳氧化物(M3CO3)中的任一种得到的试样。任何一个试样都为与(三)为硼氧化物时大致同样的消耗,显示优异的特性。试样45~49和试样50是不改变(二)的总量,变更(二)中含有的铁族金属的量或种类得到的试样。从试验结果可以确认,相对于(一)(二)的合计100质量份,铁族金属的量为0.005~1.0质量份的范围时特别良好。当在该范围内时,烧结和熔浸特别良好。另外,由于因电弧而易于蒸发的铁族金属的量适当,与铁族金属的量多的情况(试样50)相比,能够将电接点对于电弧的消耗更充分地减少。此外,在形成M2与铁族金属的合金时,和铁族金属的量、M2与铁族金属的合金的量的合计,在(一)(二)的合计100质量份时,优选设定在0.005~1.0质量份的范围内。(实施例3)使用实施例2所示的试样41的电接点材料,用于由图6所示的棒材和杯材的形状的组合构成的电弧从多点发生的结构的电接点1。实施例3的切断器10中,配置于密闭容器5内的电接点1和柄2的形状等不同,但与图2所示的切断器10同样,能够适当地控制电接点材料的消耗。此外,在图6所示的切断器10中,剖面U字型(所谓的郁金香型)的切断器部件(图的右侧)连接有推拉电极的机构8。在具有这样的形态的切断器中,也适合利用本发明实施方式的电接点1。符号说明1电接点2柄3引线4SF6气体5密闭容器6电接点的消耗部分7裂痕8推拉机构10切断器11电接点表面部12电弧13功函数低的颗粒
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1