Como a composição dos materiais de contato elétrica da liga afeta sua condutividade e resistência ao desgaste?

Alloy Materiais de contato elétrico são um componente -chave indispensável no equipamento elétrico moderno e são amplamente utilizados em dispositivos como interruptores, relés e disjuntores. O desempenho desses materiais afeta diretamente a eficiência operacional e a vida útil dos equipamentos elétricos. Entre eles, a condutividade e a resistência ao desgaste são dois indicadores de núcleo para medir o desempenho dos materiais de contato elétricos da liga. Essas duas características são determinadas principalmente pela composição do material. O seguinte discutirá em detalhes os efeitos de diferentes elementos metálicos e suas proporções na condutividade e resistência ao desgaste.

Prata (AG): Melhore a condutividade e a resistência à corrosão
A prata é um dos metais base mais usados ​​em materiais de contato elétricos de liga devido à sua condutividade elétrica e térmica extremamente alta. A prata também possui boa resistência à corrosão e pode manter um desempenho estável em ambientes úmidos ou poluídos.

Efeito na condutividade: a prata tem uma condutividade elétrica extremamente alta (cerca de 63% de IACs), de modo que as ligas à base de prata geralmente exibem excelente condutividade elétrica.

Efeito na resistência ao desgaste: a prata pura tem baixa resistência mecânica e é facilmente usada devido ao atrito. Para melhorar sua resistência ao desgaste, outros metais rígidos (como tungstênio, níquel, cobre etc.) geralmente são adicionados para formar um material composto.
Cobre (Cu): condutividade aprimorada e custos reduzidos
O cobre é um metal relativamente baixo com excelente condutividade elétrica e é frequentemente usado como substituto ou suplemento à prata.
Impacto na condutividade: a condutividade elétrica do cobre é perdendo apenas a prata (cerca de 59% de IACs), o que pode reduzir significativamente os custos do material, mantendo a alta condutividade elétrica.
Impacto na resistência ao desgaste: a dureza e a resistência do desgaste do cobre são melhores que a prata, mas ainda são insuficientes para atender apenas às necessidades de aplicações de alta carga. Portanto, o cobre é frequentemente usado em combinação com metais rígidos para melhorar ainda mais sua resistência ao desgaste.
Tungstênio (W): resistência ao desgaste aprimorada e resistência à alta temperatura
O tungstênio é um metal de alto ponto de fusão e alta resistência que é frequentemente usado para melhorar a resistência ao desgaste e a resistência à alta temperatura das ligas.
Impacto na condutividade: o tungstênio tem baixa condutividade elétrica; portanto, a adição de tungstênio à liga reduzirá ligeiramente a condutividade geral. No entanto, ao otimizar a proporção, a relação entre condutividade e resistência ao desgaste pode ser equilibrada.
Impacto na resistência ao desgaste: a alta dureza e a resistência da ablação do tungstênio o tornam um material de reforço ideal. Por exemplo, nas ligas de prata-tungstênio (AG-W), as partículas de tungstênio podem efetivamente resistir à erosão do arco e ao desgaste mecânico.
Níquel (NI): Melhorar a resistência da força e da oxidação O níquel é um metal duro com boa resistência à oxidação e resistência à corrosão, e é frequentemente usada para melhorar a resistência mecânica e a resistência ao desgaste das ligas.
Efeito na condutividade: o níquel tem baixa condutividade; portanto, a adição de níquel à liga reduzirá a condutividade geral. Mas dentro de um intervalo razoável, esse efeito pode ser controlado otimizando a fórmula.
Efeito na resistência ao desgaste: a adição de níquel melhora significativamente a dureza e a resistência ao desgaste da liga, especialmente em comutação de alta frequência ou ambientes de alta corrente.
TIN (SN) e chumbo (PB): Melhorar o desempenho da soldagem e o chumbo são frequentemente usados ​​em materiais de contato de baixa tensão para melhorar o desempenho da soldagem e reduzir a resistência ao contato.
Efeito na condutividade: a lata e o chumbo têm alta condutividade, o que ajuda a manter um bom desempenho de contato.
Efeito na resistência ao desgaste: a estanho e o chumbo têm baixa dureza e resistência relativamente baixa ao desgaste, portanto, geralmente são usados ​​apenas como componentes auxiliares.
A condutividade e a resistência ao desgaste dos materiais de contato elétrica da liga são o resultado do efeito combinado de vários elementos metálicos. Aqui estão algumas estratégias de otimização comuns:
Ligas à base de prata (como AG-W, AG-CU, AG-NI):
A prata fornece alta condutividade, tungstênio, cobre ou níquel aumentam a resistência ao desgaste e a resistência à alta temperatura.
Aplicável a ambientes de alta tensão e alta corrente.
Ligas baseadas em cobre (como Cu-W, Cu-Ni):
O cobre reduz os custos e mantém a boa condutividade, o tungstênio ou o níquel melhora a resistência ao desgaste.
Aplicável a cenários de aplicação de média e baixa tensão.
Materiais compostos (como AG-W-C, AG-NI-CE):
Combinando as vantagens de vários elementos para alcançar o melhor equilíbrio de condutividade, resistência ao desgaste e resistência à ablação.
Aplicável a campos especiais com requisitos de alto desempenho.

Ao controlar com precisão a proporção de cada componente, os materiais de contato elétricos da liga que atendem aos requisitos de aplicação específicos podem ser projetados. No futuro, com o desenvolvimento de novas tecnologias materiais, os pesquisadores continuarão a explorar fórmulas e processos mais eficientes para promover o desenvolvimento de materiais de contato elétricos em direção a um desempenho mais alto.