电触头真空开关对触头材料性能的要求

空开关设备是利用真空环境的金属蒸气电弧来实现导体与绝缘体快速转变的。为满足真空开关的电器性能，对触头材料有一系列要求，其中包括开断能力、绝缘性能、截流水平、耐压强度、抗熔焊性能和抗电侵蚀性能等。不同种类的真空开关应用不同场合时，对触头的要求也不尽相同 。

电触头材料性能的优劣是影响真空开关设备工作特性及电寿命的关键因素之一。早期的真空开关几乎全部采用W、Mo等难熔纯金属作触头材料。这类触头材料由于有一系列优点，如有适当的分断能力、良好的耐压强度和抗熔焊性、适当的热传导系数和导电率、燃弧时烧蚀速度小、触头使用寿命长等，被广泛地用于分断小电流的真空开关中。但高熔点纯金属触头材料存在诸多缺点，如分断电流、截流水平高等，从而限制了真空开关的使用范围。

电弧和电接触理论指出，具有高开断能力的真空开关一般应具有：

1.断大电流时不发生电弧集聚，且扩散分布于整个触头表面；

2.开断大电流后触头表面无局部过热区，以利于介质强度迅速恢复；

3.具有较高的分断速度，特别是起始分断速度，避免电弧起始停滞时间过长。

单一纯金属难以满足触头的全部要求。随着真空开关设备向大容量化发展，触头材料经历了由单一金属向二元再到多元复合材料的开发过程。在不同的使用场合，对触头材料的要求也有不同程度的侧重。触头电特性对材料物理性质的要求存在着诸多相互矛盾之处；

1.低截流水平要求材料具有低的导电、导热性能和低的熔点。而高的开断能力、抗熔焊性和抗电磨损性能要求与其相反的性质。这也是研制触头材料最大的难点之一。

2.具有抗熔焊能力的材料一般脆性较大，强度较差，这与要求触头较高的机械强度和抗变形、电磨损性能具有矛盾的方面。为解决或减小上述矛盾，多数材料工作者认为合金化是唯一选择。在合金元素的选择方面，根据不同要求，存在下述趋向。

由于真空触头所采用的材料均为二元及以上的合金材料，且主元素间要求具有假合金特性，故在生产制造工艺方面采用了粉末冶金和真空（可控气氛）熔炼。

电触头熔渗法

熔渗法是生产难熔金属与低熔点金属假合金常用的方法。以高熔点金属粉末压制预烧结（或粉末烧结）成多孔体骨架，再将低熔点的金属置于骨架的上面或下面，在高于该金属熔点温度下，使其熔融渗入到多孔骨架金属中填充空隙，从而得到致密性产品。

电触头混粉烧结法

混粉烧结法是一种常规的粉末冶金生产工艺，即混粉/压制/烧结工艺。它被广泛用于陶瓷、硬质合金等生产，是一种发展得较为完善的冶金方法。根据烧结温度的不同，分为固相烧结和液相烧结2种制度。

电触头真空电弧重熔法

在无渣和低气压环境或惰性气氛下，自耗电极在直流电弧的高温作用下迅速熔化，并在冷结晶器内进行再凝固，使得合金在这一高温熔化过程中得到精练，从而达到净化、改善结构、提高性能的目的。

用作真空开关的触头材料，由于其不同于常规材料的特殊性能要求，使得对其服役过程，失效形式，性能指标等均已超出材料学一般概念范畴。就已获得大范围应用的诸多系列合金材料来说，并不能完全满足所有性能指标。这涉及到电弧过程与电接触、热过程等基础试验理论和方法的突破，以改变当前依靠研发人员的经验和大量型式试验对材料的筛选 。

中文名称

电触头材料

英文名称

electric contact materials

定　　义

适用于电路通电或连接的导电材料。按工作电流的负荷大小分为电力工业中用的强电或中电电触头，仪器仪表、电子装置、计算机等设备中的弱电电触头。

应用学科

材料科学技术（一级学科），金属材料（二级学科），特殊用途金属材料（三级学科），电阻合金（四级学科）

2017年11月1日，《铜钨及银钨电触头》发布。

2018年5月1日，《铜钨及银钨电触头》实施。

《高压电触头材料》论述了断路器、高压隔离开关、接地开关、负荷开关及组合电器所用的各种电触头材料的制造技术、性能要求及其检测等。