电压电流与环境气氛对触头材料电侵蚀规律的实验研究

摘要

电触头作为继电器的关键部位之一，很容易受到电弧、环境、机械三方面的侵蚀作用而失效[1]，其中电侵蚀影响最为明显。然而，电侵蚀是一门非常复杂的学科，涉及到的影响因素很多。因此，研究触头材料的抗电侵蚀性能，分析各种参数如电流电压、环境气氛等对材料抗电侵蚀性能的影响，对提高触头的耐电弧烧蚀能力，提高继电器工作可靠性具有重要的意义。
　　首先，本文针对实验室原有触头模拟装置存在的问题进行了改进，使之能满足实验要求。然后利用改进后的装置搭建了触头实验平台，开展28V，20A/45A/70A条件下AgNi和AgSnO2触头的烧蚀实验研究，分析电流与触头抗电侵蚀性能的关系，结果表明二者呈正相关，且随电流增大，AgNi材料转移方向发生了反转。为了探究是否AgMe的抗电侵蚀性能优于AgMeO，在多种电流条件下开展了多种AgMeO和AgMe触头的烧蚀实验，发现不同条件下二者的抗电侵蚀性能优劣并无明显规律。使用扫描电镜和能谱仪对AgMeO和AgMe触头进行形貌与成分分析，研究了部分触头增重的原因。
　　其次，由于铜基触头比银基更耐烧蚀，在270V/100A条件下，对Air中CuCr系和CuW系触头进行了实验研究，对材料抗电侵蚀性能进行了分析排序。然后，保持实验条件不变，开展N2下触头烧蚀实验，分析两种气氛下触头的抗电侵蚀性能优劣。对Air和N2条件下CuCr和CuW触头进行SEM和EDS分析，验证了上述结论。
　　最后，在高压大电流条件下进行了Air、N2、CO2、O2四种气氛下的CuW70触头烧蚀实验，发现在 N2中触头抗电侵蚀性能依然是四种气氛中最好的，而 O2中触头侵蚀远比在其他气体中严重。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究目的及意义

1.2 课题背景及国内外研究概况

1.3 本文主要研究内容

2 实验装置改进与平台搭建

2.1 实验装置改进

2.2 实验平台的搭建

2.3 本章小结

3 电流对部分银基触点抗电侵蚀性能影响的实验研究

3.1 实验方案

3.2 AgNi(10)触点抗电侵蚀性能分析

3.3 AgSnO2(10)触点抗电侵蚀性能分析

3.4形貌与成分分析

3.5 本章小结

4 部分铜基银基触头材料抗电侵蚀性能的规律研究

4.1实验方案

4.2 AgMe系/AgMeO系触头抗电侵蚀性能分析

4.3 CuCr系/CuW系触头抗电侵蚀性能分析

4.4 本章小结

5 环境气氛对触点抗电侵蚀性能影响的规律研究

5.1 Air/N2中触点抗电侵蚀性能分析

5.2 Air/N2/CO2/O2中触点抗电侵蚀性能分析

5.3 本章小结

6 总结与展望

6.1全文总结

6.2全文展望

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间科研成果