触头材料

[拼音]：chutou cailiao

[外文]：contact material

用于开关、继电器、电气连接及电气接插元件的电接触材料，又称电触头材料。一般分强电用触头材料和弱电用触头材料两种。根据使用对象的不同，对触头材料提出不同的要求。这些要求与触头的工作条件和在操作过程中产生的各种物理现象有关。

开关、继电器触头用来接通和分断电路。自动化电路对电器的触头有很多的要求，例如对操作寿命（动作次数）的要求高。当电路的电压和电流达到一定值并通断电路时，触头间会产生电弧或火花，对触头会产生腐蚀作用。电气连接器及接插元件一般是在不带电情况下接通与分断电路，操作过程中接触部分不产生电弧或火花。由于它们在运行时不经常插拔，接通与分断次数不多（一般在数百次以下），因此它们与开关、继电器的触头有不同的要求。

性能

为提高触头工作的可靠性，对触头材料的基本要求是：

（1）触头材料的电导率与热导率要高，以降低触头通过电流时的热损耗，减轻触头表面的氧化；

（2）触头材料的熔化温度与沸点高、熔化与蒸发潜热高，以减少在电弧或火花作用下触头的磨损量和不易使触头发生熔焊；

（3）触头材料对周围环境的化学性能要稳定，触头受环境污染后接触电阻的变化小，接触电阻稳定；

（4）触头材料的硬度与弹性要适当，硬度太大时，接触的面积小，弹性较大的材料在触头闭合时，由于触头间的弹跳使磨损加大；

（5）触头材料易于加工和焊接；

（6）触头材料的价格要低。对强电用触头材料，重要的要求是：

（1）具有低的接触电阻，防止通过额定电流时过热；

（2）电磨损率和机械磨损率小，具有较长的使用寿命；

（3）抗熔焊性能好，在故障情况下能顺利分断电路；

（4）剩余电流小，灭弧能力强，分断大电流时能迅速灭弧，而且不会引起电弧重燃或持续电流。对弱电用触头材料，要求：

（1）低而稳定的接触电阻和小的电磨损率，较长的使用寿命；

（2）具有较高的最小起弧电压和最小起弧电流，使触头尽可能在无电弧情况下操作；

（3）这种触头闭合力小，故机械磨损不是重要问题。对直流触头，要求在直流操作条件下，从触头的一方到对方的材料转移要小。

分类

触头材料可分为 3类。

（1）纯金属：如铜、银、金、铂、钯、镍、钨等。铜是电器中最广泛采用的触头材料之一。它有良好的导电与导热性能，良好的加工工艺性，价格也不高。但铜触头在受热情况下，触头表面易产生氧化。铜的硬度较低，抗电弧能力不强，在电弧作用下较容易熔焊，使触头发生相互焊接。银有高的导电与导热性能。氧化银的电阻率很低，银触头的容许工作温度较高。但纯银材料抗电弧作用能力不强，硬度和机械强度较低，因此，只适用于小容量的触头和不经常通断的触头和连接器。金、铂等材料属贵重金属，它们有很高的化学稳定性，触头电阻特别稳定，但由于价格很高，因此仅用于弱电的触头材料。钯的价格比铂低，其电阻率和硬度与铂差不多，它是铂的代用材料。镍、钨材料有较高的熔点与沸点，有较好的抗电弧作用。它们和它们的合金常用于灭弧触头。

（2）合金：采用不同的合金材料可改善纯金属触头材料性能的不足，如银-铜、银-金、银-镍、银-镉、铂-铑、金-钯等等。

（3）金属陶瓷：是将不同的金属材料粉末混合在一起，压制成型后经烧结而成。与熔炼而成的合金不同，它保留了原混合材料的各自性能，以充分发挥它们原有的互不相同的性能。例如银-钨制成的金属陶瓷材料，钨的微粒烧结后形成坚硬的骨架，骨架中含蓄着银。当受到电弧作用时，银被熔化但不能流出骨架，因而材料的抗电弧耐磨损性能得到提高。钨骨架内铸入的银是导电的良好通路，材料的电阻率不大。金属陶瓷材料可以直接压制成所需的触头形状，不再进行机械加工，提高了材料的利用率。常用的金属陶瓷材料有：铜－石墨、铜－钨、银－镍、银－氧化镉、银－氧化钨、银－氧化锡、还有多元材料的银－碳化钨－石墨等等。

用于低电压、弱电流电路的电气接插元件的接触材料，为了保证接触的可靠性，一般在接触表面上镀以银、金或钯等贵重金属的镀层。

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