2013年我国电接触功能复合材料行业简介

中国产业研究报告网讯：

    内容提要：电接触功能复合材料兼备其组成相的优点，因而具有优良的综合性能。其使用不仅具有重大的技术意义，由于明显降低贵金属用量而具有巨大的经济意义。

    （1）产品用途

    电工合金是电机、电器、仪器仪表、电子等工业用关键功能材料，按其功能不同，一般可分为电接触材料（又称电触头材料）、磁性材料、热双金属、测温材料、电热合金、导电材料、熔体材料、其他特种合金材料等。这些材料的共同特点是：用量不多，但要求品种多、规格全、性能高，其质量直接影响电工产品的性能水平。制造高质量的电工合金不但有助于制造品质优良的电工产品，而且可大大节约能源和原材料。所以电工合金的品种、质量、工艺技术水平已成为电机、电器等工业产品性能水平的标志之一。

    电接触材料（包括银基电接触材料、铜基电接触材料）是电工合金的关键功能材料，用于高低压开关触头，其性能直接影响到发电装备和输变电装备的技术水平。银基电触头普遍应用于各种低压电器，是低压电器的核心元件，广泛用于配电系统、家电、交通和控制机械设备中。

    在电气、电子领域，电接触材料主要用作电触点、导电刷、集电环、换向片、整流片和接插件等，是电通断环节中重要的功能性元件。采用电接触元件的电机、电气开关、继电器、接插件等作为基础件在信息工程、家用电子电器、汽车工程等领域大量使用。这些电接触元件的性能直接影响所应用产品及整个系统的可靠性、稳定性、精度及使用寿命。同时，随着各类产品向高精度和微型化发展，对电接触元件的性能提出了更高的要求：具有优良的导电性、小而稳定的接触电阻、高的化学稳定性、耐磨性和抗电弧烧损能力。电接触元件必须在电阻率、接触电阻、密度、硬度、化学成分、抗熔焊性、抗腐蚀性、可焊性等方面可靠地满足应用的要求。

    （2）产品分类

    电接触材料主要采取贵金属与廉价金属或非金属微观或宏观的复合形式，其中银基材料在电接触功能复合材料中占主导地位，其属于新材料技术领域的高性能金属材料。（详细分类见《国家重点新产品计划优先发展技术领域》（2010年））通过先进的复合工艺，银基电接触功能复合材料既能保留了贵金属银和基材的主要特色，又能通过复合效应获得原组分所不具备的性能，互相补充，彼此兼顾。

    电接触材料按照非贵金属相的形态和分布以及应用广泛程度，可以分为颗粒及纤维增强复合材料和层状复合材料两大类。电接触功能复合材料兼备其组成相的优点，因而具有优良的综合性能。其使用不仅具有重大的技术意义，由于明显降低贵金属用量而具有巨大的经济意义。

    电接触材料按其应用领域可以分为用于轻负载电触头、低压电器用电触头和中高压电器用电触头的制造。

    1）轻负载电触头是指用于电子信息技术领域及控制、测量、调节系统中的工作电压小于30V、电流小于60A的电触头。这类电触头所用材料主要是银基复合电接触材料。

    2）低压电器用电触头是指用于交流电压小于1,200V（或直流电压小于1,500V）、电流为6-6,300A、接通和分断电流可达100kA电器中的电触头。这类电触头所用材料主要是银基、铜基复合电接触材料。低压电器是电接触材料的主要应用领域。

     低压电器用电触头材料的品种

 
     低压电器用银基电触头材料是以第二相强化质点弥散分布于Ag基体中的一种复合材料，主要有以纯金属作为弥散强化相的银镍、银铁、银钨、银铝、银钼等复合材料；以氧化物作为弥散强化相的银氧化镉、银氧化锡、银氧化锌、银氧化铜等复合材料；以石墨为弥散强化相的银石墨复合材料。

    A、纯金属弥散强化银基电触头材料

     镍、铁、钨、钼等金属元素在液态银中只能有限溶解或不溶，在固态下与银几乎都不相溶，因此，将其加入银中可以显著提高材料的硬度和强度、改善电触头的抗电蚀性和抗变形性。这类材料通常使用粉末冶金方法制备，其工艺流程是采用机械混粉、共沉淀等方法制备混合粉末，再经过压制成型、烧结、精整等制成。

    B、氧化物弥散强化银基电触头材料

    氧化物弥散强化银基电触头材料多种多样，不同方法制备的电触头性能也有较大差异，目前应用较为广泛的主要有银氧化镉和银氧化锌。

    ①银氧化镉

    氧化物弥散强化银基电触头材料的典型代表银氧化镉因兼具银的高导热、导电性能和低接触电阻以及氧化镉颗粒抗熔焊、抗粘结能力，使其在各类低压电器中得到广泛应用，被誉为“万能触头”。

    ②银氧化锌

    银氧化锌电触头材料是由第二相氧化锌弥散分布于银基体中的金属复合材料，是目前公认的最有希望替代银氧化镉的材料，但接触电阻、温升、灭弧、加工性能仍然相对较差，特别是加工性能差，是制约银氧化锌发展的关键因素。到目前为止，银氧化锌也只能在部分场合替代银氧化镉。

    C、低压电器用电触头材料的电气性能和用途

    3）高压电器用电触头是指用于交流电压大于1,200V（或直流电压大于1,500V）中的高压电器中的电触头，包括真空电器用电触头。这类电触头所用材料主要是铜基复合电接触材料。 常用的有Cu50W合金、Cu50Cr合金和CuAl2O3合金。Cu50W合金主要用于真空电路中、小于等于10kA的高压开关电接点及电火花放电电极等；Cu50Cr合金用于真空开关电器；CuAl2O3合金有高的强度、导电和导热性，特别是有高的抗软化温度和再结晶温度，用于电阻焊机的电极、X射线管、微波管、混合电路封装、换向器、开关部件等。