Beredning av högdispergerade AgZnO-kontaktmaterial

Ett relä är en elektrisk styrenhet som använder en liten ström för att styra en stor ström i en krets. Det är en "automatisk switch" som automatiskt justerar kretsen, ger säkerhetsskydd och växlar kretsen. Vanliga reläkontaktmaterial inkluderar AgSnO2, AgNi, AgCdO, AgZnO och AgCuO. Bland dem är AgCdO Copper Silver Contact Nit-material benägna att orsaka giftig kadmiumförorening under tillverkningsprocessen. EU började begränsa användningen av kadmiumhaltiga produkter den 1 juni 2006. AgZnO-material har egenskaperna kort ljusbågstid, hög brytprestanda, stark strömstötmotstånd och ofarlig för miljön under lågspänningsförhållanden. AgZnO-material dyker gradvis upp som ett substitut för icke-miljövänliga material som AgCdO. AgZnO-material används huvudsakligen i motorstartare, LED-reläer, effektreläer, universalbrytare, etc. Vanliga beredningsmetoder för AgZnO elektriska kontaktmaterial inkluderar mekanisk pulverblandningsmetod och legeringsoxidationsmetod. Bland dem används ofta den mekaniska pulverblandningsmetoden vid produktion av AgZnO-material på grund av dess fördelar med kort produktionscykel och enkel processdrift. Men på grund av den lilla storleken på ZnO-pulver är det svårt att sprida och lätt att agglomerera, vilket resulterar i instabila elektriska egenskaper hos AgZnO-material framställda med den mekaniska pulverblandningsmetoden. Denna studie använder ultraljudsdispersionsmetod för att förbereda AgZnO-material och jämför dem med mekanisk pulverblandningsprocess AgZnO. Skillnaderna i dess organisation och prestanda under olika beredningsprocessförhållanden analyseras för att erhållaSilver Point Contactmaterial med utmärkt prestanda, som lägger grunden för utvecklingen av nya elektriska kontaktmaterial för hushåll.

1.1 Mekanisk pulverblandningsmetod
De experimentella råvarorna är 200 mesh silverpulver (renhet Större än eller lika med 99,9%) och ZnO-pulver (renhet Större än eller lika med 99,9%). Efter att det blandade pulvret har pressats isostatiskt, sintras det vid 840 grader ~ 860 grader i 3 timmar i luftatmosfär och pressas sedan om och extruderas till trådar. Slutligen erhålls den färdiga produkten genom ritning och inspektion.

1.2 Ultraljudsspridningsmetod
Ultraljudsspridningsmetoden använder principen om kavitationseffekt. När ultraljudsvibrationer överförs till vätskan, på grund av den höga ljudintensiteten, kommer det att stimulera en stark kavitationseffekt i vätskan, vilket resulterar i ett stort antal kavitationsbubblor i vätskan. När dessa kavitationsbubblor genereras och exploderar, kommer ett stort antal mikrostrålar att genereras i vätskan, vilket bryter upp de större aggregerade pulverpartiklarna i vätskan. Samtidigt, på grund av vibrationen från ultraljudsvågen, blandas fast och vätska mer noggrant, vilket främjar en enhetlig blandning av Ag-pulver och ZnO-pulver.

Testmaterialen är alkohollösning, Ag-pulver och ZnO-pulver. Förhållandet mellan Ag-pulver och ZnO-pulver är 7,5:1, alkoholen är 5 L, ultraljudsvibrationstiden är 20 minuter, omrörningen spelar en extra blandningsroll och hastigheten är 120 r/min. Under kavitationseffekten av ultraljudsvågen krossas pulvret till fina partiklar och blandas jämnt. Sedan hälls den blandade vätskan i en bricka och placeras i en ugn för torkning. Efter torkning pressas det blandade pulvret isostatiskt, sintras vid 840 grader -860 grader i luftatmosfär i 3 timmar och pressas sedan och extruderas till trådar. Slutligen ritas och inspekteras de färdiga produkterna. Vår elektriska kontaktorSilverkontaktergenomgå flera lager av inspektioner för att säkerställa att varje produkt är en bra produkt.

1.3 Testning och karakterisering
Archimedes metoden används för att mäta provtätheten; Brinell hårdhetstestare används för att mäta provets hårdhet; bryggmetoden används för att detektera provets resistivitet; det metallografiska mikroskopet används för att observera provets mikrostruktur; svepelektronmikroskopet (SEM) används för att observera provets frakturmorfologi.

2.1 Metallografisk strukturanalys
Figur 1(a) och figur 1(b) är metallografiska strukturfoton av AgZnO-produkter framställda med mekanisk pulverblandningsmetod respektive ultraljudsdispersionsmetod. Det kan ses från den metallografiska strukturen att båda metoderna framgångsrikt kan framställa AgZnO-material, men ZnO-partiklarna i silvermatrisen av AgZnO-materialet som framställts genom mekanisk pulverblandningsmetod är agglomererade och ojämnt fördelade. Denna ojämna fördelning av förstärkningsfasen kommer att direkt påverka materialets prestanda, vilket resulterar i fluktuationer i materialets mekaniska och elektriska egenskaper. I AgZnO-materialet framställt med ultraljudsdispersionsmetod är ZnO-partiklarna jämnt fördelade på Ag-matrisen. Detta beror på att ultraljudsdispersionssystemet tillhör ett fast-vätskedispersionssystem. Jämfört med det fasta-fasta dispersionssystemet i pulverblandningsmetoden kan ZnO-pulverpartiklarna dispergeras helt i Ag. Efter pressning, sintring och legering kan de dispergeras i Ag-matrisen som små partiklar. Enligt dispersionssystemteorin är likformigheten hos fast-vätske-dispersionssystemet mycket större än för fast-fast-dispersionssystemet. Jämfört med pulverblandningsprocessen har AgZnO-materialet som framställts genom ultraljudsdispersion egenskaperna hos finare förstärkningsfas, mer enhetlig spridning och minskad agglomeration. Silvermatrisen som används i vår Solid Silver Contact Nit har bra kvalitet och kan ge relativt stabil prestanda.

2.2 Fraktur SEM-analys
Figur 2(a) och figur 2(b) är 500 gånger fraktur SEM-morfologifoton av AgZnO-produkter framställda med mekanisk pulverblandningsmetod respektive ultraljudsdispersionsmetod. Som jämförelse kan det ses att AgZnO-materialet framställt med mekanisk pulverblandningsmetod har dålig intern bindning och de agglomererade ZnO-partiklarna har ett stort antal porer. Det är lätt att spröda brott när man motstår yttre kraft, och brottet är ojämnt; medan AgZnO-materialet framställt med ultraljudsdispersionsmetod har tät intern bindning och en relativt jämn fraktur.
Figur 2(c) och figur 2(d) är 5000 gånger fraktur SEM-morfologifoton av AgZnO-produkter framställda med pulverblandningsmetod respektive ultraljudsdispersionsmetod. Som jämförelse kan man se att ZnO-partiklarna i AgZnO-materialet framställt med den mekaniska pulverblandningsmetoden är ojämnt fördelade och agglomererade. De sekundära partikelstorlekarna efter agglomerering varierar mycket, och fördjupningarna vid trådbrottet är av olika djup. Emellertid är ZnO-partiklarna i andra fasen med en storlek på cirka 1 μm jämnt fördelade på silvermatrisen inuti AgZnO-materialet som framställts med ultraljudsspridningsmetoden, och fördjupningens morfologi och storlek är mycket konsekventa. Efter att ZnO-partiklarna i den mekaniska pulverblandningsprocessen agglomererat, varierar de sekundära partikelstorlekarna mycket, vilket resulterar i regionala skillnader i materialets plasticitet. När de utsätts för yttre krafter ökar tendensen till spröd fraktur ytterligare [5]. Andrafaspartiklarna i materialet som framställts genom ultraljudsdispergeringsprocessen är uppenbarligen fina och likformiga, brottet är relativt platt, djupet på fördjupningarna är i princip detsamma, den inre kraften är relativt likformig under brott och materialet är isotropt . Materialet som används i vårSolida silverkontakterFor Electrical har hög hållfasthet och hårdhet, vilket kan säkerställa tillverkning av exakta dimensioner.

2.3 Analys av mekaniska och fysikaliska egenskaper
Figur 3(a) och figur 3(c) är densitets- och resistivitetsjämförelsediagram för AgZnO-produkter framställda genom mekanisk pulverblandning respektive ultraljudsdispergering. Jämförelsen visar att densiteten hos AgZnO-produkter framställda genom ultraljudsdispergering är högre än för AgZnO-produkter framställda genom pulverblandning. Detta beror på att AgZnO-pulvret i den mekaniska pulverblandningsmetoden agglomereras under blandning, och porerna i agglomeraten kan inte förtätas under sintringsprocessen. Enligt sintringsteori [6] är förtätningsprocessen för fastfassintring det viskösa flödet och volymdiffusionen av atomer. Under sintringsprocessen har den agglomererade ZnO dålig fluiditet, och Ag-Ag-självdiffusionshastigheten är mycket högre än den ömsesidiga diffusionshastigheten mellan Ag-ZnO-komponenter, vilket resulterar i en låg grad av förtätning efter att den fasta fasen förtätats, vilket leder i sin tur till låg densitet. Ultraljudsspridningsmetoden kan bryta ZnO i enhetliga små partiklar och sprida dem i Ag-matrisen, vilket kraftigt ökar Ag-ZnO-kontaktytan och utökar Ag-Ag-ledningsnätverket. Densiteten är relativt hög efter sintringsförtätning. Resistiviteten är relaterad till området för det ledande Ag-Ag-nätverket i materialet. Eftersom arean av det ledande Ag-Ag-nätverket som bildas av ultraljudsdispersionsmetoden ökas, uppvisar AgZnO-materialet som framställts med metoden en lägre resistivitet. Vårt SolidSilverkontakterhar en högre densitet och starkare konduktivitet.

Figurerna 3(b) och 3(d) är jämförelsediagrammen för hårdhet och förlängning av AgZnO-produkter framställda genom mekanisk pulverblandning respektive ultraljudsdispersionsmetoder. Det kan ses från figuren att hårdheten hos AgZnO framställd med ultraljudsdispersionsmetod är betydligt högre. Detta beror på att hårdhetsegenskaperna hos metallmatriskompositmaterialet som består av förstärkningsfasen och matrismaterialet huvudsakligen bestäms av kompositmaterialets komponentegenskaper och bindningsprestandan mellan komponenterna och förstärkningsfasen. När den andra fasen är jämnt fördelad i matrisfasen i form av fina dispergerade partiklar, ju mindre den andra fasens partikelstorlek är, desto mer signifikant förstärkningseffekt kommer att produceras, vilket ökar materialets hårdhet. Denna förstärkning kallas andrafasförstärkning. Materialets förlängning är positivt korrelerad med materialets plasticitet. De fina dispergerade andrafaspartiklarna kan avsevärt förbättra materialets plasticitet och uppvisa bättre plasticitet.

Det elektriska kontaktmaterialet AgZnO framställdes genom mekanisk pulverblandning och ultraljudsdispergering, och effekterna av olika processer på materialegenskaperna jämfördes. Slutsatserna är följande:

(1) Jämfört med den mekaniska pulverblandningsprocessen är den omfattande prestandan för AgZnOSilver Electrical For Contactor-materialet som framställts av ultraljudsdispergering bättre. De fina andra fasens ZnO-partiklar är jämnt fördelade i silvermatrisen och bättre mekaniska egenskaper erhålls;

(2) Ultraljudsspridningsprocessen förbättrar effektivt ZnO-agglomerationsfenomenet inom organisationen. Av den mikroskopiska brottstrukturen kan man se att den inre bindningen är god, ett relativt tätt system erhålls och stabiliteten hos olika materialegenskaper förbättras.

 

Samarbetspartner

Vår elektriska kontaktorSilverkontakterär gjorda av högrent silvermaterial med utmärkt ledningsförmåga och korrosionsbeständighet, vilket säkerställer stabil drift i olika elektrisk utrustning. Med exakt bearbetningsteknik och strikt kvalitetskontroll kan våra silverkontakter inte bara avsevärt öka livslängden för elektriska apparater, utan också avsevärt minska strömförluster och underhållskostnader. Oavsett om det gäller högfrekvensbrytare, reläer eller kontaktorer, är Solid Silver Contact Rivet ett pålitligt val. Att välja våra silverkontakter innebär att välja effektiva, hållbara och högkvalitativa elektriska lösningar för att hjälpa din utrustning att fungera stabilt under lång tid.