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能量集中在接觸面和附近

電弧放電過程中,電弧根部因銀觸點材料熔化、蒸發而引起能量集中釋放在接觸面及近表層而產生熱物理過程,這就是銀觸頭電燒蝕。

在開斷電流小、飛弧時間短的條件下,電蝕主要發生在熔池中材料局部微蒸發源。隨著電流的增加和放電時間的延長,在電弧基部形成熔池中的熔融金屬,並發生強烈的蒸發和熔化金屬的濺射。另外,弧根拉緊會造成電流密度、弧根溫度升高,導致水分蒸發和觸點材料增加。溫度對接觸電阻的影響較為複雜。隨著溫度升高,複合材料的電阻率增加,但同時隨著溫度升高引起的微表面形變導致機械強度下降,電阻也會下降。另外,由於薄膜表面層通常具有半導體特性,薄膜電阻會隨著溫度的升高而降低,但溫度會急劇加速薄膜層在大氣中的生長過程,從而使接觸電阻增大,銀觸點很容易燒壞。

在短時間通電時,接觸面溫度迅速升高,另一方面由於梁在電流附近的線路彎曲,造成接觸件的電力自發性斷裂,造成短弧,兩種情況都會導致接觸熔化,結果是接觸焊接。當通過接觸焊接電流的電流接近臨界值時,會發生一定程度的接觸熔焊。銀觸點材料和接觸表面直接影響焊接行為。表面和薄層上的不均勻性可以導致焊接的增強。銀基觸點材料以其較好的性能受到電氣行業的廣泛關注,但由於電弧的影響,銀觸點不可避免地產生熔焊、電弧侵蝕甚至噴出和失效行為,嚴重危害電氣元件的壽命。

如何避免失效的發生是銀觸頭材料發展的一個重要方面,許多研究人員從添加稀土元素等其他元素來改善其性能,並取得了一些成果,今後應從以下方面入手:改善銀基電氣元件接觸性能的理論。


發佈時間:2020年7月7日

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