电气接插元件触头材料选择及优劣分析

电触头材料是用于开关、继电器、电气连接及电气接插元件的电接触材料，一般分强电（电力工业中的接触器、隔离开关、断路器等）用触头材料和弱电（仪器仪表、电子装置、计算机等）用触头材料两种。

电触头作为中高压开关设备中的核心部件，起着开断、导通的作用，广泛应用于各种高压负荷开关、SF₆断路器、有载分接开关以及大开断容量隔离开关和接地开关中。

1.电触头材料的种类

（1）纯金属 如铜、银、金、铂、把、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及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。

把的价格比铂低，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-铐、金-把等。

（3）金属陶瓷 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电的良好通路，材料的电阻率不大。(www.xing528.com)

金属陶瓷材料可以直接压制成所需的触头形状，不再迸行机械加工，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、银-碳化钨-石墨。

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、金或把等贵重金属的镀层。

2.电触头材料的技术参数（见表1-21）

表1-21 电触头材料的技术参数

知识窗

纳米材料

纳米村料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1O^-9～1O^-7m）或由它们作为基本单元构成的村料。

纳米村料的特殊性能是由于纳米村料的特殊结构,使之产生四大效应,即小尺寸效应、量子效应（含宏观量子隧道效应）、表面效应和界面效应,从而具有传统村料所不具备的物理、化学性能。由于纳米村料在磁、热、光、电、催化、生物等方面具有奇异的特性,使其在诸多领域有着非常广泛的应用前景,并已经成为当今世界科技前沿的热点之一。