原位反应合成法制备AgSnO2Bi2O3电接触材料及其性能研究

以熔炼-雾化法合成AgSnBi合金粉体为原料,采用原位反应合成法制取AgSnO2Bi2O3中间体粉体;采用粉末冶金技术制备了AgSnO2Bi2O3电接触材料,重点探究了成型压力、烧结温度等对其物理性能及断口微观组织的影响规律。采用扫描电子显微镜(SEM)、X-ray衍射分析仪(XRD)、电导率仪、维氏硬度计等对AgSnO2Bi2O3电接触材料的微观形貌、物相组成及物理性能进行相应的表征。研究结果表明:熔炼-雾化法制得的AgSnBi合金粉体形貌上呈球状及棒状颗粒,平均颗粒尺寸为10~20 μm。AgSnBi合金粉体氧化前的物相主要由Sn,Ag4Sn、Ag3Sn及Bi相构成;随着氧化温度的升高,AgSnBi合金粉体的氧化增重量先快速增加而后趋于稳定,并于800℃、2h条件下实现完全氧化。由物理性能关系曲线分析得出在成型压力1200MPa、烧结温度920℃、颗粒粒径400目条件下,AgSnO2Bi2O3电接触材料的电阻率、硬度及密度达到最佳值,分别为2.32μΩ·cm、78.2HV0.5与9.352g/cm^3。由微结构分析得出AgSnO2Bi2O3电接触材料自然断口表面不存在明显的韧窝带,其断裂类型判定为脆性断裂。

Bi对AgSnO_2触头材料接触电阻的影响

AgSnO2是最有可能替代AgCdO的触头材料,但AgSnO2在使用过程中存在接触电阻过高的缺陷。如何降低AgSnO2的接触电阻是本文重点讨论的问题。首先利用粉末冶金法制备AgSnO2Bi2O3和AgSnO2两种触头材料,并对两种触头材料进行了电弧实验,通过扫描电镜对触头材料电弧侵蚀后的形貌进行了观察和分析。然后,通过润湿性实验,测量了AgSnO2和AgSnO2Bi2O3两种触头材料的润湿角。结果发现,Bi元素的加入改善了Ag液对SnO2的浸润性,使润湿角减小,从而使AgSnO2Bi2O3经电弧侵蚀后表面形成河流状组织,避免了SnO2富集在触头表面形成绝缘层。最后,通过电性能实验验证了AgSnO2Bi2O3的接触电阻小于AgSnO2的接触电阻。通过以上实验证明,Bi元素的加入达到了降低AgSnO2触头材料接触电阻的目的。