Fe掺杂Ag/SnO2电接触材料的耐电弧烧蚀性能
2021-04-06师浩军侯海云周辛梓刘松涛
师浩军,侯海云,周辛梓,郭 敏,刘松涛
(1.西安工程大学 环境与化学工程学院,陕西 西安 710048;2.西安工程大学 材料工程学院,陕西 西安 710048)
0 引 言
Ag/SnO2电接触材料作为一种绿色环保的电接触材料,具备良好的耐电弧烧蚀性能,成功替代了Ag/CdO电接触材料[1-3],在低压电器领域应用广泛。但由于SnO2与Ag基体间的润湿性差,在电弧的作用下SnO2颗粒极易与Ag基体分离,并在电接触材料表面形成SnO2聚集,导致接触电阻增加,温度升高[4-6],材料损失严重,严重损害了Ag/SnO2电接触材料的使用性能和寿命。因此,改善Ag与SnO2间的界面润湿性成为提高Ag/SnO2电接触材料耐电弧烧蚀性的关键因素。
为了改善Ag与SnO2间的界面润湿性,添加Cu[7-8]、La[9-10]、Ti[11]、Fe[12-14]、Zr[11]及Ni[15]等不同金属元素成为常用的改性手段,这些添加元素改善了Ag与SnO2间的界面润湿性,缓解了SnO2颗粒与Ag基体的分离倾向,提高了Ag/SnO2电接触材料的耐电弧烧蚀性。其中,Fe元素作为一种常见的添加元素受到人们的关注。研究发现,Fe掺杂使Ag与纳米SnO2间润湿性得到改善[12-14]。添加Fe后,电接触材料燃弧阴极斑点分散,烧蚀轻微,具有较好的耐电弧侵蚀性能[13]。但到目前为止,关于掺杂Fe改善Ag与SnO2润湿性的机理仍不清楚,因此,研究掺杂Fe改善Ag与SnO2润湿性的机理对进一步提高Ag/SnO2电接触材料的耐电弧烧蚀性十分重要。
本文利用溶胶-凝胶法制备不同Fe掺杂量SnO2粉体,测试并分析制得的不同Fe掺杂量SnO2粉体的微观结构和吸附性能,并采用高能球磨工艺制备不同Fe掺杂量Ag/SnO2电接触材料。测试Fe掺杂Ag/SnO2电接触材料的电弧烧蚀性,提出Fe掺杂改善Ag/SnO2耐电弧烧蚀性的影响机理。……
