Przygotowanie silnie zdyspergowanych materiałów kontaktowych AgZnO

Przekaźnik to elektryczne urządzenie sterujące, które wykorzystuje mały prąd do sterowania dużym prądem w obwodzie. Jest to „automatyczny przełącznik”, który automatycznie reguluje obwód, zapewnia ochronę bezpieczeństwa i przełącza obwód. Typowe materiały styków przekaźnika obejmują AgSnO2, AgNi, AgCdO, AgZnO i AgCuO. Wśród nich, materiały nitów kontaktowych AgCdO z miedzi i srebra są podatne na powodowanie toksycznego zanieczyszczenia kadmem podczas procesu produkcyjnego. UE zaczęła ograniczać stosowanie produktów zawierających kadm 1 czerwca 2006 r. Materiały AgZnO charakteryzują się krótkim czasem wyładowania łukowego, wysoką odpornością na zerwanie, dużą odpornością na udary prądowe i nieszkodliwością dla środowiska w warunkach niskiego napięcia. Materiały AgZnO stopniowo pojawiają się jako substytut materiałów nieprzyjaznych dla środowiska, takich jak AgCdO. Materiały AgZnO są stosowane głównie w rozrusznikach silników, przekaźnikach LED, przekaźnikach mocy, uniwersalnych wyłącznikach automatycznych itp. Typowe metody przygotowania materiałów styków elektrycznych AgZnO obejmują metodę mechanicznego mieszania proszku i metodę utleniania stopu. Wśród nich metoda mechanicznego mieszania proszków jest często stosowana w produkcji materiałów AgZnO ze względu na jej zalety w postaci krótkiego cyklu produkcyjnego i prostego przebiegu procesu. Jednakże, ze względu na mały rozmiar proszku ZnO, jest on trudny do dyspergowania i łatwy do aglomeracji, co skutkuje niestabilnymi właściwościami elektrycznymi materiałów AgZnO przygotowanych metodą mechanicznego mieszania proszków. W badaniu wykorzystano metodę dyspersji ultradźwiękowej do przygotowania materiałów AgZnO i porównano je z procesem mechanicznego mieszania proszków AgZnO. W celu uzyskania analizuje się różnice w jego organizacji i działaniu w różnych warunkach procesu przygotowaniaKontakt Silver Pointmateriałów o doskonałych parametrach, kładąc podwaliny pod rozwój nowych domowych materiałów stykowych.

1.1 Mechaniczna metoda mieszania proszku
Surowcami doświadczalnymi są proszek srebra 200 mesh (czystość większa lub równa 99,9%) i proszek ZnO (czystość większa lub równa 99,9%). Po izostatycznym sprasowaniu zmieszanego proszku spieka się go w temperaturze 840 ~ 860 stopnia przez 3 godziny w atmosferze powietrza, a następnie ponownie prasuje i wytłacza w postaci drutów. Wreszcie gotowy produkt otrzymuje się poprzez rysowanie i kontrolę.

1.2 Metoda dyspersji ultradźwiękowej
Metoda dyspersji ultradźwiękowej wykorzystuje zasadę efektu kawitacji. Kiedy wibracje ultradźwiękowe są przenoszone na ciecz, ze względu na wysokie natężenie dźwięku, będą stymulować silny efekt kawitacji w cieczy, powodując dużą liczbę pęcherzyków kawitacyjnych w cieczy. Gdy te pęcherzyki kawitacyjne są generowane i eksplodowane, w cieczy zostanie wygenerowana duża liczba mikrostrumieni, rozbijając większe zagregowane cząstki proszku w cieczy. Jednocześnie, dzięki wibracjom fali ultradźwiękowej, ciało stałe i ciecz są dokładniej mieszane, co sprzyja równomiernemu mieszaniu proszku Ag i proszku ZnO.

Materiałami testowymi są roztwór alkoholu, proszek Ag i proszek ZnO. Stosunek proszku Ag do proszku ZnO wynosi 7,5: 1, alkohol wynosi 5 l, czas wibracji ultradźwiękowej wynosi 20 minut, mieszanie pełni rolę mieszania pomocniczego, a prędkość wynosi 120 obr/min. Pod wpływem kawitacji fali ultradźwiękowej proszek jest kruszony na drobne cząstki i równomiernie mieszany. Następnie wymieszaną ciecz wylewa się na tacę i umieszcza w piekarniku do suszenia. Po wysuszeniu zmieszany proszek prasuje się izostatycznie, spieka w temperaturze 840 stopni -860 stopni w atmosferze powietrza przez 3 godziny, a następnie prasuje i wytłacza w postaci drutów. Na koniec gotowe produkty są rysowane i sprawdzane. Nasz stycznik elektrycznySrebrne stykiprzechodzą wielopoziomową kontrolę, aby mieć pewność, że każdy produkt jest produktem wysokiej jakości.

1.3 Testowanie i charakterystyka
Do pomiaru gęstości próbki stosuje się metodę Archimede'a; do pomiaru twardości próbki służy twardościomierz Brinella; do pomiaru rezystywności próbki stosuje się metodę mostkową; mikroskop metalograficzny służy do obserwacji mikrostruktury próbki; skaningowy mikroskop elektronowy (SEM) służy do obserwacji morfologii pęknięć próbki.

2.1 Analiza struktury metalograficznej
Rycina 1(a) i Figura 1(b) to zdjęcia struktury metalograficznej produktów AgZnO przygotowanych odpowiednio metodą mechanicznego mieszania proszków i metodą dyspersji ultradźwiękowej. Ze struktury metalograficznej wynika, że ​​obydwie metody pozwalają z powodzeniem przygotować materiały AgZnO, jednak cząstki ZnO w srebrnej osnowie materiału AgZnO przygotowanego metodą mechanicznego mieszania proszków są aglomerowane i nierównomiernie rozmieszczone. To nierównomierne rozmieszczenie fazy wzmacniającej będzie miało bezpośredni wpływ na działanie materiału, powodując wahania właściwości mechanicznych i elektrycznych materiału. W materiale AgZnO przygotowanym metodą dyspersji ultradźwiękowej cząstki ZnO są równomiernie rozproszone na osnowie Ag. Dzieje się tak, ponieważ ultradźwiękowy system dyspersji należy do systemu dyspersji ciało stałe-ciecz. W porównaniu z systemem dyspersji ciało stałe-ciało stałe metodą mieszania proszku, cząstki proszku ZnO można całkowicie zdyspergować w Ag. Po sprasowaniu, spiekaniu i stopowaniu można je zdyspergować w osnowie Ag w postaci drobnoziarnistych cząstek. Zgodnie z teorią układu dyspersyjnego jednorodność układu dyspersyjnego ciało stałe-ciecz jest znacznie większa niż w przypadku układu dyspersyjnego ciało stałe-ciało stałe. Dlatego w porównaniu z procesem mieszania proszków materiał AgZnO przygotowany metodą dyspersji ultradźwiękowej charakteryzuje się drobniejszą fazą wzmacniającą, bardziej równomierną dyspersją i zmniejszoną aglomeracją. Srebrna matryca zastosowana w naszym nitu kontaktowym z litego srebra ma dobrą jakość i może zapewnić stosunkowo stabilną pracę.

2.2 Analiza SEM pęknięć
Figura 2(a) i Figura 2(b) przedstawiają zdjęcia morfologii SEM 500-krotnego złamania produktów AgZnO przygotowanych odpowiednio metodą mechanicznego mieszania proszków i metodą dyspersji ultradźwiękowej. Dla porównania można zauważyć, że materiał AgZnO przygotowany metodą mechanicznego mieszania proszków ma słabe wiązania wewnętrzne, a zaglomerowane cząstki ZnO mają dużą liczbę porów. Łatwo jest kruche pęknięcie, gdy opiera się sile zewnętrznej, a pęknięcie jest nierówne; podczas gdy materiał AgZnO przygotowany metodą dyspersji ultradźwiękowej ma ścisłe wiązanie wewnętrzne i stosunkowo gładkie pękanie.
Figura 2(c) i Figura 2(d) przedstawiają zdjęcia morfologii SEM 5000-krotnego złamania produktów AgZnO przygotowanych odpowiednio metodą mieszania proszków i metodą dyspersji ultradźwiękowej. Dla porównania można zauważyć, że cząstki ZnO w materiale AgZnO przygotowanym metodą mechanicznego mieszania proszków są nierównomiernie rozproszone i aglomerowane. Wielkości cząstek wtórnych po aglomeracji są bardzo zróżnicowane, a wgłębienia w miejscu pęknięcia drutu mają różną głębokość. Jednakże cząstki ZnO drugiej fazy o wielkości około 1 μm są równomiernie rozmieszczone na srebrnej osnowie wewnątrz materiału AgZnO przygotowanego metodą dyspersji ultradźwiękowej, a morfologia i wielkość wgłębień są bardzo spójne. Po aglomeracji cząstek ZnO w procesie mechanicznego mieszania proszku, rozmiary cząstek wtórnych znacznie się różnią, co skutkuje regionalnymi różnicami w plastyczności materiału. Poddane działaniu sił zewnętrznych tendencja do kruchego pękania ulega dalszemu zwiększeniu [5]. Cząstki drugiej fazy w materiale przygotowanym w procesie dyspersji ultradźwiękowej są oczywiście drobne i jednolite, pęknięcie jest stosunkowo płaskie, głębokość wgłębień jest w zasadzie taka sama, siła wewnętrzna jest stosunkowo jednolita podczas pękania, a materiał jest izotropowy . Materiał użyty w naszymSolidne srebrne stykiFor Electrical ma wysoką wytrzymałość i twardość, co może zapewnić produkcję precyzyjnych wymiarów.

2.3 Analiza właściwości mechanicznych i fizycznych
Figura 3(a) i Figura 3(c) to diagramy porównawcze gęstości i rezystywności produktów AgZnO przygotowanych odpowiednio przez mechaniczne mieszanie proszków i dyspersję ultradźwiękową. Z porównania wynika, że ​​gęstość produktów AgZnO przygotowanych metodą dyspersji ultradźwiękowej jest większa niż gęstość produktów AgZnO przygotowanych metodą mieszania proszków. Dzieje się tak dlatego, że proszek AgZnO w metodzie mechanicznego mieszania proszków ulega aglomeracji podczas mieszania, a pory w aglomeratach nie mogą zostać zagęszczone podczas procesu spiekania. Zgodnie z teorią spiekania [6], procesem zagęszczania spiekania w fazie stałej jest lepki przepływ i dyfuzja objętościowa atomów. W procesie spiekania zaglomerowany ZnO ma słabą płynność, a szybkość samodyfuzji Ag-Ag jest znacznie większa niż szybkość wzajemnej dyfuzji pomiędzy składnikami Ag-ZnO, co skutkuje niskim stopniem zagęszczenia po zagęszczeniu fazy stałej, co z kolei prowadzi do niskiej gęstości. Metoda dyspersji ultradźwiękowej może rozbić ZnO na jednolite małe cząstki i rozproszyć je w matrycy Ag, znacznie zwiększając powierzchnię styku Ag-ZnO i rozszerzając obszar sieci przewodzącej Ag-Ag. Gęstość jest stosunkowo wysoka po zagęszczeniu spiekania. Rezystywność jest związana z obszarem sieci przewodzącej Ag-Ag w materiale. Ze względu na zwiększenie powierzchni sieci przewodzącej Ag-Ag utworzonej metodą dyspersji ultradźwiękowej, materiał AgZnO przygotowany tą metodą wykazuje niższą rezystywność. Nasza SolidnośćSrebrne stykimają większą gęstość i większą przewodność.

Ryciny 3(b) i 3(d) przedstawiają wykresy porównawcze twardości i wydłużenia produktów AgZnO przygotowanych odpowiednio metodami mechanicznego mieszania proszków i dyspersji ultradźwiękowej. Z rysunku widać, że twardość AgZnO przygotowanego metodą dyspersji ultradźwiękowej jest znacznie większa. Dzieje się tak, ponieważ charakterystyka twardości materiału kompozytowego z osnową metaliczną, składającego się z fazy wzmacniającej i materiału osnowy, jest zdeterminowana głównie przez charakterystykę składową materiału kompozytowego i skuteczność wiązania pomiędzy składnikami a fazą wzmacniającą. Gdy druga faza jest równomiernie rozłożona w fazie matrycy w postaci drobno zdyspergowanych cząstek, im mniejszy jest rozmiar cząstek drugiej fazy, tym silniejszy będzie efekt wzmocnienia, co zwiększy twardość materiału. To wzmocnienie nazywa się wzmocnieniem drugiej fazy. Wydłużenie materiału jest dodatnio skorelowane z plastycznością materiału. Drobno zdyspergowane cząstki drugiej fazy mogą znacznie poprawić plastyczność materiału, wykazując lepszą plastyczność.

Materiał styku elektrycznego AgZnO przygotowano poprzez mechaniczne mieszanie proszków i dyspersję ultradźwiękową oraz porównano wpływ różnych procesów na właściwości materiału. Wnioski są następujące:

(1) W porównaniu z procesem mechanicznego mieszania proszków, wszechstronna wydajność materiału AgZnOSilver Electrical For Contactor przygotowanego za pomocą dyspersji ultradźwiękowej jest lepsza. Drobne cząstki ZnO drugiej fazy są równomiernie rozproszone w osnowie srebra, dzięki czemu uzyskuje się lepsze właściwości mechaniczne;

(2) Proces dyspersji ultradźwiękowej skutecznie poprawia zjawisko aglomeracji ZnO wewnątrz organizacji. Na podstawie mikroskopijnej struktury pęknięć widać, że wiązanie wewnętrzne jest dobre, uzyskuje się stosunkowo gęsty układ i poprawia się stabilność różnych właściwości materiału.

 

Partnera Spółdzielczego

Nasz stycznik elektrycznySrebrne stykiwykonane są z materiału srebrnego o wysokiej czystości, charakteryzującego się doskonałą przewodnością i odpornością na korozję, zapewniając stabilną pracę w różnych urządzeniach elektrycznych. Dzięki precyzyjnej technologii przetwarzania i ścisłej kontroli jakości nasze srebrne styki mogą nie tylko znacznie wydłużyć żywotność urządzeń elektrycznych, ale także znacznie zmniejszyć straty mocy i koszty konserwacji. Niezależnie od tego, czy chodzi o przełączniki, przekaźniki czy styczniki wysokiej częstotliwości, nit kontaktowy z litego srebra to niezawodny wybór. Wybór naszych srebrnych styków oznacza wybór wydajnych, trwałych i wysokiej jakości rozwiązań elektrycznych, które pomogą Twojemu sprzętowi działać stabilnie przez długi czas.