專利名稱：真空閥和真空開關(guān)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠在真空中阻斷電流通過(guò)的真空閥以及用于搭載該真空閥的真空開關(guān)裝置，特別是涉及對(duì)真空閥接點(diǎn)的接觸電阻特性和再起弧特性的改善。
搭載在真空開關(guān)器或真空斷路器中的真空閥的接點(diǎn)由各種原材料構(gòu)成，這些原材料必須能夠維持和提高以耐熔融粘合特性、耐電壓特性、阻斷特性為代表的基本三要素，除此之外，還要求維持和提高斷路特性、耐消耗性、接觸電阻特性、溫升特性等性能。然而，上述的特性在許多情況下要求相互矛盾的材料物性，因此，只依靠一種元素是不可能充分滿足要求的。
因此，人們正在通過(guò)材料復(fù)合化和原材料包覆等手段來(lái)開發(fā)各種能夠滿足大電流斷路用途、耐高電壓用途等各種特定用途的接點(diǎn)材料，借此發(fā)揮其更優(yōu)良的特性。例如，作為能夠滿足基本三要素的大電流斷路用接點(diǎn)材料，已知的有含5重量％以下象Bi或Te之類熔融粘合防止成分的Cu-Bi合金和Cu-Te合金(特公昭41-12131號(hào)、特公昭44-23751號(hào))。
由于Cu-Bi合金在結(jié)晶晶界處析出的脆性Bi和Cu-Te合金在結(jié)晶晶界處和晶粒內(nèi)析出的脆性Cu2Te能使合金本身變脆，因此能夠?qū)崿F(xiàn)低的熔粘解脫力，所以它們的大電流斷路特性優(yōu)良。
另一方面，作為耐高壓·大電流斷路用接點(diǎn)材料，已知的有Cu-Cr合金。這種合金由于構(gòu)成成分之間的蒸氣壓差比上述的Cu-Bi合金和Cu-Te合金都少，因此可以期望發(fā)揮其均勻性能的優(yōu)點(diǎn)，故從使用方面考慮是優(yōu)良的材料。另外，作為耐高電壓的接點(diǎn)材料，已知的有Cu-W合金。這種合金由于具有高熔點(diǎn)材料的效果，因此能夠發(fā)揮優(yōu)良的耐電弧性。
在真空斷路器或真空開關(guān)器中，當(dāng)電流斷路之后在真空閥內(nèi)會(huì)產(chǎn)生飛弧，從而會(huì)誘發(fā)在接點(diǎn)之間再接通狀態(tài)(以后不繼續(xù)放電)的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象被稱為再起弧現(xiàn)象，但是這種現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)理尚不清楚。由于電路在一旦成為電流斷路狀態(tài)之后又突然地變成接通的狀態(tài)，因此容易產(chǎn)生異常的過(guò)電壓。特別是通過(guò)電容器組斷路時(shí)發(fā)生再起弧的實(shí)驗(yàn)，可觀察到有很大的過(guò)電壓發(fā)生或者過(guò)大的高頻電流通過(guò)。因此，人們力求開發(fā)一種能夠抑制再起弧現(xiàn)象發(fā)生的技術(shù)。
如上所述，再起弧現(xiàn)象發(fā)生的機(jī)理尚不清楚，但是根據(jù)本發(fā)明者們的實(shí)驗(yàn)觀察，再起弧現(xiàn)象在真空閥內(nèi)的接點(diǎn)與接點(diǎn)之間、接點(diǎn)與防弧板之間以相當(dāng)高的頻率發(fā)生。為此，本發(fā)明者們發(fā)現(xiàn)，例如，能夠抑制接點(diǎn)在受到電弧作用時(shí)放出突發(fā)性氣體的技術(shù)，能夠使接點(diǎn)表面狀態(tài)最佳化的技術(shù)等都是能夠抑制再起弧發(fā)生的極有效的技術(shù)，都可以大幅度地減少再起弧的發(fā)生次數(shù)。
然而，由于近年來(lái)對(duì)真空閥提出了耐高電壓化的要求、大電流斷路化的要求，特別是小型化的要求，使得接點(diǎn)的更低的再起弧化就成為必要的任務(wù)。也就是說(shuō)，近年來(lái)，隨著用戶使用條件的苛刻化，負(fù)荷正朝多樣化發(fā)展。作為最近的顯著傾向，可以舉出，負(fù)荷正在向電抗器電路、電容器電路方面相應(yīng)地?cái)U(kuò)大，從而使得對(duì)接點(diǎn)材料的開發(fā)和改良就成為當(dāng)務(wù)之急。
對(duì)于電容器電路來(lái)說(shuō)，由于施加2至3倍于常規(guī)的電壓，使得在電流斷路、電流開合時(shí)產(chǎn)生的電弧顯著地?fù)p傷了接點(diǎn)的表面，結(jié)果導(dǎo)致了接點(diǎn)表面的粗糙化或消耗脫落。這樣的表面粗糙化和脫落隨之導(dǎo)致了接觸電阻的增高，可以認(rèn)為，這就是引起再起弧發(fā)生的原因之一。雖然究竟哪一方面是最初的觸發(fā)原因尚不清楚，但是由于原因與結(jié)果的反復(fù)作用，使得再起弧現(xiàn)象的發(fā)生頻率和接觸電阻值不斷增大。然而，盡管再起弧現(xiàn)象從提高制品可靠性的觀點(diǎn)來(lái)看是重要的，然而，用于防止再起弧的技術(shù)，當(dāng)然連同引起再起弧的直接原因都還沒有搞清楚。
本發(fā)明者們對(duì)Cu-W合金或Cu-Mo合金在加熱過(guò)程中放出的氣體的總量、氣體的種類和放出的狀態(tài)，及其與再起弧發(fā)生的關(guān)系進(jìn)行了詳細(xì)的觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于那些在熔點(diǎn)附近的溫度下能夠在極短時(shí)間內(nèi)脈沖性地突然放出許多氣體的接點(diǎn)來(lái)說(shuō)，其再起弧的發(fā)生率也較高。
因此，通過(guò)將Cu、W原料、Cu、Mo原料、Cu-W接點(diǎn)合金或Cu-Mo接點(diǎn)合金預(yù)先加熱至其熔點(diǎn)附近或熔點(diǎn)以上的溫度來(lái)預(yù)先排除Cu-W合金中或Cu-Mo接點(diǎn)合金中突然放出氣體的一個(gè)原因，或者通過(guò)對(duì)Cu-W接點(diǎn)表面層或Cu-Mo接點(diǎn)表面層進(jìn)行高溫時(shí)效處理，或者通過(guò)改進(jìn)燒結(jié)技術(shù)來(lái)抑制Cu-W合金或Cu-Mo合金中孔隙或組織的偏析，都可以減輕再起弧現(xiàn)象的發(fā)生。
然而，鑒于近年來(lái)對(duì)于進(jìn)一步抑制再起弧發(fā)生的要求，人們認(rèn)為有進(jìn)一步改善的必要，因此對(duì)其他相關(guān)技術(shù)的開發(fā)就變得很重要。
如上所述，作為耐高壓的接點(diǎn)材料，可以使用比上述的Cu-Bi合金、Cu-Te合金和Cu-Cr合金更優(yōu)良的Cu-W合金或Cu-Mo合金，但是，對(duì)于更強(qiáng)的低再起弧化的要求來(lái)說(shuō)，這些材料還不能說(shuō)是十分理想的接點(diǎn)材料。也就是說(shuō)，即使是對(duì)于迄今為止可以作為優(yōu)選材料使用的Cu-W合金或Cu-Mo合金來(lái)說(shuō)，在過(guò)苛的高電壓領(lǐng)域以及在伴隨發(fā)生沖擊電流的電路中仍然發(fā)生再起弧現(xiàn)象以及存在由于Cu-W合金或Cu-Mo合金的材料特性所引起的接觸電阻特性不穩(wěn)定的問(wèn)題，人們指出該問(wèn)題應(yīng)作為課題來(lái)研究。
因此，人們希望在將上述基本三要素保持一定水平的基礎(chǔ)上開發(fā)出一種尤其是在再起弧特性和接觸電阻特性方面皆優(yōu)良的真空閥用接點(diǎn)材料。
本發(fā)明的目的之一是通過(guò)使Cu-W合金或Cu-Mo合金的冶金等各方面的條件最佳化來(lái)提供一種具有能夠同時(shí)提高接觸電阻特性和再起弧特性的接點(diǎn)的真空閥，以及用于搭載該真空閥的真空開關(guān)裝置。
為了達(dá)到上述目的，在一個(gè)通過(guò)真空中進(jìn)行接點(diǎn)的開合來(lái)實(shí)現(xiàn)電流斷路和接通的真空閥中，上述的接點(diǎn)使用由下述成分構(gòu)成的接點(diǎn)材料來(lái)制造，所說(shuō)成分為作為耐電弧成分其平均粒徑為0.4～9μm并且其含量為65～85重量％的W、作為再起弧穩(wěn)定化輔助成分其含量為0.09～1.4重量％的CuxSb化合物、作為導(dǎo)電成分其含量為余量的Cu或CuSb合金。
當(dāng)W的平均粒徑超過(guò)6μm時(shí)，就會(huì)損害CuxSb化合物的均勻分散性。而如果不足0.4μm，則殘存于原料中的氣體量增多，不利于作為接點(diǎn)材料使用。W量處于65～85重量％的范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)接觸電阻特性和再起弧特性兩方面都有利，因此是較好的范圍。當(dāng)W的量超過(guò)82重量％時(shí)，其接觸電阻特性降低，而當(dāng)W的量不足70重量％，其再起弧特性降低。CuxSb化合物的量處于0.09～1.4％的范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)接觸電阻特性和再起弧特性兩方面都有利，因此是較好的范圍。當(dāng)CuxSb化合物的量超過(guò)1.4％時(shí)，接觸電阻特性和再起弧特性二者皆降低。當(dāng)CuxSb化合物的量不足0.09％時(shí)，接點(diǎn)合金中的Sb量難以控制，因此在接點(diǎn)表面上的Sb成分不能均勻地分散分布，從而使接觸電阻特性和再起弧特性二者都降低。
另外，在一個(gè)通過(guò)真空中進(jìn)行接點(diǎn)的開合來(lái)實(shí)現(xiàn)電流斷路和接通的真空閥中，上述的接點(diǎn)使用由下述成分構(gòu)成的接點(diǎn)材料來(lái)制造，所說(shuō)的成分為作為耐電弧成分其平均粒徑為0.4～9μm而且其含量為65～85重量％的W與平均粒徑為0.4～9μm并且其含量為0.001～5重量％的Mo按照粗細(xì)為0.4～10μm的范圍進(jìn)行一體化而形成的物質(zhì)、作為再起弧穩(wěn)定化輔助成分其含量為0.09～1.4重量％的CuxSb化合物、作為導(dǎo)電成分其含量為余量的Cu或CuSb合金。
少量預(yù)定量Mo的存在，可以在進(jìn)行斷路動(dòng)作或開合動(dòng)作時(shí)使W能承受熱的和機(jī)械的沖擊，能夠改善W的塑性變形能力，并能發(fā)揮抑制W在極微小部分產(chǎn)生碎片的效果。其結(jié)果使得再起弧的發(fā)生頻率特別是其不穩(wěn)定幅度有所降低。當(dāng)Mo量超過(guò)5重量％時(shí)，其效果降低。
另外，在一個(gè)通過(guò)真空中進(jìn)行接點(diǎn)的開合來(lái)實(shí)現(xiàn)電流斷路和接通的真空閥中，上述的接點(diǎn)使用由下述成分構(gòu)成的接點(diǎn)材料來(lái)制造，所說(shuō)成分為作為耐電弧成分其平均粒徑為0.4～9μm而且其含量為50～75重量％的Mo、作為再起弧穩(wěn)定化輔助成分其含量為0.09～1.4重量％的CuxSb、作為導(dǎo)電成分其含量為余量的Cu或CuSb合金。
當(dāng)Mo的平均粒徑超過(guò)9μm時(shí)，就會(huì)損害CuxSb化合物的均勻分散性。而如果不足0.4μm，則殘存于原料中的氣體量增多，不利于作為接點(diǎn)材料使用。當(dāng)Mo量處于50～75重量％的范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)接觸電阻特性和再起弧特性兩方面都有利，因此是較好的范圍。當(dāng)Mo量超過(guò)75重量％時(shí)，其接觸電阻特性降低，而當(dāng)Mo量不足50重量％時(shí)，其再起弧特性降低。CuxSb化合物的量處于0.09～1.4％的范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)接觸電阻特性和再起弧特性兩方面都有利，因此是較好的范圍。當(dāng)CuxSb化合物的量超過(guò)1.4％時(shí)，接觸電阻特性和再起弧特性二者皆降低。當(dāng)CuxSb化合物的量不足0.09％時(shí)，接點(diǎn)合金中的Sb量難以控制，因此在接點(diǎn)表面上的Sb成分不能均勻地分散分布，從而使接觸電阻特性和再起弧特性二者都降低。
另外，在一個(gè)通過(guò)真空中進(jìn)行接點(diǎn)的開合來(lái)實(shí)現(xiàn)電流斷路和接通的真空閥中，上述的接點(diǎn)使用由下述成分構(gòu)成的接點(diǎn)材料來(lái)制造，所說(shuō)的成分為作為耐電弧成分其平均粒徑為0.4～9μm而且其含量為50～75重量％的Mo與平均粒徑為0.4～9μm而且其含量為0.001～5重量％的W按照粗細(xì)為0.4～10μm的范圍進(jìn)行一體化而形成的物質(zhì)、作為再起弧穩(wěn)定化輔助成分其含量為0.09～1.4重量％的CuxSb化合物、作為導(dǎo)電成分其含量為余量的Cu或CuSb合金。
少量預(yù)定量W的存在(通過(guò)與Mo一體化而形成MoW)，可以在進(jìn)行斷路動(dòng)作或開合動(dòng)作時(shí)使Mo能承受熱的和機(jī)械的沖擊，能夠改善Mo的塑性變形能力，并且能夠發(fā)揮抑制在接觸面上引起的Mo在極微小部分產(chǎn)生碎片的效果。其結(jié)果使得再起弧的發(fā)生頻率特別是其不穩(wěn)定幅度有所降低。當(dāng)W量超過(guò)5重量％時(shí)，其效果降低。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案中，上述的CuSb合金是按照Sb在0.5％以下進(jìn)行固溶的。
按照Sb在0.5％以上進(jìn)行固溶而生成的CuSb合金會(huì)使電導(dǎo)率顯著降低，因此不能作為接點(diǎn)材料使用。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案中，上述的CuxSb化合物中的x是在1.9～5.5范圍內(nèi)的數(shù)值。
當(dāng)Cu的比例x在1.9～5.5的范圍以外時(shí)，難以獲得接點(diǎn)表面的平滑性。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案中，上述的CuxSb化合物可以是選自Cu5.5Sb、Cu4.5Sb、Cu3.65Sb、Cu3.5Sb、Cu3Sb、Cu11Sb4、Cu2Sb之中的任一種或一種以上。
當(dāng)符合于上述這些形態(tài)時(shí)，即使在焊銀工序之后或斷路時(shí)受到加熱之后，接點(diǎn)中的Sb成分也能穩(wěn)定而且容易均勻地殘存于接點(diǎn)中。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案中，上述的CuxSb化合物的平均粒徑(當(dāng)其平面形狀為圓形時(shí)是指該圓形的直徑。在長(zhǎng)方形、橢圓形或多角形時(shí)是指由該面積換算成圓形時(shí)的直徑)為0.02～20μm。
當(dāng)平均粒徑在20μm以上時(shí)，再起弧特性明顯降低，同時(shí)，接觸電阻特性也明顯降低。而如果是平均粒徑不足0.02μm的原料，則難以經(jīng)濟(jì)地制得均一的原料。而且，當(dāng)選擇不足0.02μm的那部分進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，雖然其接觸電阻特性沒有異常，但是其再起弧特性顯著地不穩(wěn)定。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案中，上述CuxSb化合物的粒子按平均粒子間距0.2～300μm高度地分散。
當(dāng)化合物粒子的間距不足0.2μm時(shí)，接點(diǎn)的制造工藝在技術(shù)上有困難。當(dāng)間距在300μm以上時(shí)，CuxSb化合物顯示出凝聚和粗化的傾向，而且由于化合物的脫落等原因而難以獲得接點(diǎn)表面的平滑性。而且，再起弧發(fā)生的頻率也顯著不穩(wěn)定。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案中，上述接點(diǎn)的上述接觸面的平均表面粗糙度(Rave.)在10μm以下，其最小值(Rmin.)在0.05μm以上。
當(dāng)表面粗糙度在10μm以上時(shí)，接觸電阻特性顯著地不穩(wěn)定。而為了獲得粗糙度在0.05μm以下的表面，在生產(chǎn)工藝上還存在難題。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案中，在上述接點(diǎn)的上述接觸面以外的其他表面上形成一層厚度至少為0.3mm的Cu層。
電極或?qū)щ姲羯系暮搞y作業(yè)容易進(jìn)行。
在本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選方案中，通過(guò)在上述接點(diǎn)的上述接觸面上施加至少10KV電壓的狀態(tài)下，對(duì)1～10mA的電流進(jìn)行斷路來(lái)對(duì)上述接觸面的表面進(jìn)行精加工。
在1～10mA的范圍內(nèi)，可以使再起弧的發(fā)生頻率顯著減少。如果不足1mA，則不能產(chǎn)生應(yīng)有的效果。如果超過(guò)10mA，則會(huì)導(dǎo)致接觸面凹凸不平，并且會(huì)導(dǎo)致再起弧發(fā)生的不穩(wěn)定，同時(shí)也導(dǎo)致接觸電阻的不穩(wěn)定。
(作用)在實(shí)施例中再起弧發(fā)生的一般情況
一般說(shuō)來(lái)，電弧具有停滯和集中于電弧電壓較低的區(qū)域的傾向。當(dāng)通過(guò)使磁場(chǎng)(例如縱向磁場(chǎng)技術(shù))作用于接點(diǎn)來(lái)將電流斷路時(shí)，由于斷路而產(chǎn)生的電弧并不停滯和集中于電弧電壓較低的區(qū)域而是在接點(diǎn)的電極面上移動(dòng)。因此，如能減輕在接點(diǎn)面上的局部過(guò)度損傷，就有助于改善斷路特性和減少再起弧的發(fā)生頻率。也就是說(shuō)，由于電弧在接點(diǎn)電極上容易移動(dòng)，因此，只要促進(jìn)電弧的擴(kuò)散，就能使得用于處理斷路電流的接點(diǎn)電極面積有實(shí)質(zhì)性的增加，從而有助于提高斷路電流的特性。另外，由于減輕了電弧的停滯和集中，結(jié)果阻止了接點(diǎn)電極在局部區(qū)域的蒸發(fā)現(xiàn)象，并減輕了表面的粗糙化，從而有助于抑制再起弧的發(fā)生。
然而，當(dāng)把一定值以上的電流斷路時(shí)，電弧就會(huì)停滯于接點(diǎn)面上預(yù)測(cè)不到的某點(diǎn)或多點(diǎn)的部位，并使接點(diǎn)異常地熔化至斷流極限。另外，異常熔化還會(huì)誘發(fā)接點(diǎn)電極材料的瞬時(shí)爆炸或蒸發(fā)，由此而產(chǎn)生的金屬蒸氣顯著地阻礙了在開極過(guò)程(開極途中)中的真空斷路器的絕緣恢復(fù)性，從而導(dǎo)致斷流極限的進(jìn)一步降低。進(jìn)而，上述的異常熔化會(huì)形成巨大的熔體液滴，從而導(dǎo)致了接點(diǎn)電極粗糙化，并因此導(dǎo)致耐電壓特性降低、再起弧發(fā)生次數(shù)增加和材料的異常消耗。作為造成這種現(xiàn)象生成原因的電弧是否會(huì)停滯于接點(diǎn)的電極面上，如上所述，這是完全不能預(yù)先測(cè)出來(lái)的，因此，希望能夠向接點(diǎn)賦予一種不讓產(chǎn)生的電弧停滯而是使其移動(dòng)擴(kuò)散的表面條件。
本發(fā)明中再起弧的發(fā)生時(shí)期如上所述，再起弧現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)理尚未搞清楚，但是，根據(jù)本發(fā)明者們的實(shí)驗(yàn)觀察，再起弧在真空閥內(nèi)的接點(diǎn)與接點(diǎn)之間、接點(diǎn)與防弧板之間的區(qū)域以相當(dāng)高的頻率發(fā)生。為此，本發(fā)明者們?nèi)缒苷业揭环N用于例如抑制接點(diǎn)在受到電弧作用時(shí)放出的突發(fā)性氣體、使接點(diǎn)表面狀態(tài)最佳化以及抑制再起弧的發(fā)生都極為有效的技術(shù)，就能大幅度地減少了再起弧的發(fā)生次數(shù)。本發(fā)明者們通過(guò)上述模擬再起弧發(fā)生實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)再起弧的發(fā)生進(jìn)行了詳細(xì)的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在直接涉及接點(diǎn)材料的場(chǎng)合和涉及電極結(jié)構(gòu)、防弧板結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)的場(chǎng)合，都與無(wú)法預(yù)期的高電壓暴露等電學(xué)的和機(jī)械的外部條件等有關(guān)。然而，鑒于近年來(lái)對(duì)真空閥提出的耐高電壓化的要求、大電流斷路化的要求以及小形化的要求，可以認(rèn)為，僅僅依靠上述對(duì)接點(diǎn)的改良所獲的效果已經(jīng)到了極限，因此有必要在上述那些措施之外尋找改良最適化的措施。
本發(fā)明者們把陶瓷制的絕緣容器外管、接點(diǎn)、防弧板、金屬蓋體、導(dǎo)電棒、密封零件、波紋管等各種構(gòu)成零件一會(huì)兒安裝到適宜的真空閥內(nèi)，一會(huì)兒又從其中取出，以此進(jìn)行模擬的再起弧發(fā)生實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，直接承受電弧的接點(diǎn)的組成、材質(zhì)及其狀態(tài)、制造條件等對(duì)再起弧是否發(fā)生是很重要的。特別是當(dāng)材質(zhì)為脆性的情況下，由于投入時(shí)和斷路時(shí)的沖擊，可以觀察到有許多微小的金屬粒子放出并飛散到電極空間中，并且發(fā)現(xiàn)，與Cu-Bi、Cu-Te、Cu-Cr合金相比，以使用高硬度、高熔點(diǎn)的Cu-W或Cu-Mo合金較為有利。更重要的觀察結(jié)果是，即使同為Cu-W或Cu-Mo合金，其微小金屬粒子放出和飛散到電極空間中的程度也存在差異，以在Cu-W或Cu-Mo的制造過(guò)程中，特別是燒結(jié)溫度較高者更有利于抑制再起弧的發(fā)生。
另外，本發(fā)明者們對(duì)再起弧現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)期與Cu-W或Cu-Mo材料的狀態(tài)之間的關(guān)系進(jìn)行了觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)(a)就接點(diǎn)的組織及其狀態(tài)(偏析、均一性)而言，與制造工藝，特別是與混合條件的最佳化有關(guān)而與電流斷路開合的經(jīng)過(guò)次數(shù)無(wú)關(guān)，其特征是可以觀察到無(wú)規(guī)則的再起弧現(xiàn)象發(fā)生；(b)就粘附或吸附在接點(diǎn)表面上的氣體或水分的量和狀態(tài)而言，這屬于對(duì)已預(yù)先完成的接點(diǎn)在加工后的管理環(huán)境的問(wèn)題，與燒結(jié)技術(shù)無(wú)直接關(guān)系，其特征是從電流斷路開合次數(shù)較早的時(shí)期就能觀察到再起弧現(xiàn)象的發(fā)生；(c)就隱藏于接點(diǎn)內(nèi)部的雜質(zhì)的量、狀態(tài)等接點(diǎn)內(nèi)部的狀態(tài)而言，原料粉末的品質(zhì)(對(duì)Cu粉、W粉或Mo粉的選擇)和原料的混合狀態(tài)成為重要的事項(xiàng)，可以在電流斷路次數(shù)較后的階段觀察到再起弧的發(fā)生，考慮到這些原因，預(yù)示著制造工藝的重要性。
綜上所述，再起弧現(xiàn)象的發(fā)生時(shí)期從表面上看與電流斷路次數(shù)的進(jìn)展無(wú)關(guān)，但是，根據(jù)上述(a)、(b)、(c)中的各個(gè)不同發(fā)生時(shí)期，可以判斷其原因是各不相同的?？梢哉J(rèn)為，這是導(dǎo)致在各個(gè)真空閥中再起弧現(xiàn)象發(fā)生不穩(wěn)定的重要原因之一。
本發(fā)明合金的作用本發(fā)明的合金由W(WMo)或Mo(MoW)、Cu(CuSb固溶體)和CuxSb化合物構(gòu)成，其中，W(WMo)或Mo(MoW)具有一種能夠提高接點(diǎn)全體耐弧性(電弧消耗)和伴隨斷路投入動(dòng)作或開合動(dòng)作所導(dǎo)致的機(jī)械消耗特性的功能；Cu(CuSb固溶體)具有一種能夠在確保接點(diǎn)全體導(dǎo)電性的基礎(chǔ)上將接觸電阻穩(wěn)定地維持在低電阻值的功能；CuxSb化合物分擔(dān)著緩和由于W(WMo)或Mo(MoW)的過(guò)熱所導(dǎo)致的Cu、CuSb固溶體和CuxSb化合物的過(guò)度蒸發(fā)損失以及作為再起弧穩(wěn)定化成分的功能。CuxSb化合物最終起到作為再起弧穩(wěn)定化成分的功能。
作用(1)本發(fā)明的合金使得Cu-W合金中的W(WMo)或Mo(MoW)的量以及W(WMo)或Mo(MoW)的粒徑達(dá)到最佳化。將被W(WMo)或Mo(MoW)包圍著的導(dǎo)電性成分(Cu相、CuSb固溶體)的大小限定在50μm以下或者在50μm以下但占有預(yù)定面積以上的狀態(tài)，就能謀求接點(diǎn)合金全體組織的細(xì)微均勻化。另外，通過(guò)將CuxSb化合物的粒徑限定在預(yù)定值(0.1～20μm)的范圍內(nèi)，以及將CuxSb化合物的平均粒子間距控制在預(yù)定值(0.2～300μm)的范圍內(nèi)，可以使CuxSb化合物處于高度分散的狀態(tài)，此外還能使CuxSb化合物凝集在接點(diǎn)面上，并能減少CuxSb化合物從接點(diǎn)面上脫落，因此，當(dāng)接點(diǎn)面受到電弧作用時(shí)就能使選擇地優(yōu)先蒸發(fā)和飛散的CuxSb化合物的量降低至最低限度，同時(shí)使CuxSb化合物粒子均勻地分布在接點(diǎn)面上并使CuxSb化合物成分呈薄膜狀均勻地分布在接點(diǎn)面上。其效果是發(fā)揮了再起弧特性和接觸電阻特性的穩(wěn)定性。
作用(2)通過(guò)將合金中的W(WMo)或Mo(MoW)的平均粒徑與CuxSb化合物的平均粒徑控制在大體上相同的水平(大小)，也可以減輕W(WMo)或Mo(MoW)粒子的飛散脫落現(xiàn)象。另外，通過(guò)改進(jìn)Cu(CuSb固溶體)與W(WMo)或Mo(MoW)之間的濕潤(rùn)性，也可以提高W(WMo)或Mo(MoW)粒子與Cu(CuSb固溶體)之間的粘合強(qiáng)度。即使在受到產(chǎn)生電弧時(shí)的熱沖擊，也能抑制CuxSb化合物從接點(diǎn)面上消失，而這種消失對(duì)再起弧的發(fā)生是十分有害的。其效果是發(fā)揮了再起弧特性和接觸電阻特性的穩(wěn)定性。
作用(3)通過(guò)控制W(WMo)或Mo(MoW)的存在狀態(tài)，可以達(dá)到合金組織的均勻化，因此，即使在受到電弧的作用之后，接點(diǎn)表面也能對(duì)再起弧的發(fā)生獲得穩(wěn)定的狀態(tài)。
作用(4)作為變形例，可以看出，Cu-W或Cu-Mo中的Mo或W的存在有利于減輕由于受到通電時(shí)或斷路時(shí)的沖擊所造成的微小金屬粒子放到和飛散到電極空間中的現(xiàn)象。通常，在通電時(shí)或斷路時(shí)，可以看到在W或Mo表面上有碎片產(chǎn)生，而且這些碎片有時(shí)會(huì)飛散或脫落，但是，通過(guò)使Cu-W或Cu-Mo中存在Mo或W，可以強(qiáng)化Cu與Mo或Cu與W的結(jié)合，并因此改善了在極微小的面積內(nèi)的塑性變形能力。這種效果可以與上述的把CuxSb化合物的平均粒徑和平均粒子間距控制在預(yù)定值以內(nèi)所獲的效果疊加起來(lái)。結(jié)果使得脫落粒子的發(fā)生減少，而且即使存在脫落粒子，也能發(fā)揮使這些粒子的先端部在某種程度上變成圓角的效果。因此可使作為表示接點(diǎn)表面狀態(tài)程度的電場(chǎng)強(qiáng)化系數(shù)β從100以上改善至100以下。這特別有利于減輕在斷路時(shí)的微小金屬粒子向電極空間的放出和飛散。CuxSb化合物顯示出最終作為再起弧穩(wěn)定化成分的功能。其結(jié)果，即使在受到通電時(shí)或斷路時(shí)的沖擊，也能減少或抑制微小金屬粒子的生成并因此減少了金屬粒子的放出和飛散量，從而有利于對(duì)再起弧的控制和有利于接觸電阻特性的穩(wěn)定化。這樣，由于具有最佳化的平均粒徑和平均粒子間距的上述CuxSb化合物的效果和由W(WMo)或Mo(MoW)所帶來(lái)的對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)化系數(shù)β的改善所帶來(lái)的利益，可以同時(shí)獲得穩(wěn)定的接觸電阻特性和再起弧特性。
由于這些所希望的作用的協(xié)同效果，使得本合金中的CuxSb化合物能在維持通電、斷路時(shí)的電流特性的基礎(chǔ)上，使Cu-W或Cu-Mo合金獲得穩(wěn)定的接觸電阻特性，并能抑制再起弧發(fā)生的頻率。
對(duì)附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明通過(guò)下面結(jié)合附圖所作的詳細(xì)解釋，將可容易地對(duì)本發(fā)明及其中舉出的許多優(yōu)點(diǎn)獲得更完整的認(rèn)識(shí)和更好的理解，其中

圖1的表圖，概括了用于說(shuō)明本發(fā)明的真空閥第1實(shí)施例的實(shí)施例1～29和比較例1～13的條件；圖2的表圖概括了用于說(shuō)明本發(fā)明的真空閥第1實(shí)施例的實(shí)施例1～29和比較例1～13的特性；圖3的表圖概括了用于說(shuō)明本發(fā)明的真空閥第2實(shí)施例的實(shí)施例30～58和比較例14～26的條件；圖4的表圖概括了用于說(shuō)明本發(fā)明的真空閥第2實(shí)施例的實(shí)施例30～58和比較例14～26的特性。
現(xiàn)在參考附圖，其中，相同的參考數(shù)字符號(hào)表示在所有這幾個(gè)圖中的相同或相應(yīng)的部分，更具體地可以參考圖1中的符號(hào)，下面將描述本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案。
本發(fā)明第1實(shí)施例的要旨是一種用于搭載有Cu-W類接點(diǎn)的真空閥中的接點(diǎn)材料，為了抑制和減輕在真空閥中的再起弧現(xiàn)象的發(fā)生以及獲得接觸電阻的穩(wěn)定化，使接點(diǎn)材料由預(yù)定的W(WMo)、CuxSb化合物和Cu(CuSb固溶體)構(gòu)成，這種材料可以獲得對(duì)構(gòu)成成分的量、大小、狀態(tài)進(jìn)行最適宜的控制的效果。因此，對(duì)構(gòu)成成分的量、大小、狀態(tài)(粒徑或平均粒子間距)的控制是重要的事項(xiàng)。
下面示出用于說(shuō)明本實(shí)施例效果的評(píng)價(jià)條件和評(píng)價(jià)方法等。
(1)再起弧特性加工一套相互對(duì)向接觸的直徑30mm、厚5mm的圓盤狀接點(diǎn)，使該接點(diǎn)中的一方具有250mm曲率半徑的接觸面，而使另一方具有平面的接觸面，對(duì)它們皆按10μm的平均表面粗糙度進(jìn)行精加工，然后將該圓盤狀接點(diǎn)安裝到一個(gè)可拆卸式真空閥中，測(cè)定對(duì)一個(gè)6KV×500A的電路斷路20000次時(shí)的再起弧發(fā)生的頻率。在安裝該接點(diǎn)時(shí)，僅進(jìn)行了烘烤加熱(450℃×30分鐘)，而在使用焊料焊接時(shí)就不再伴隨進(jìn)行加熱。
(2)接觸電阻特性在將上述接點(diǎn)安裝于可拆卸式真空閥中之后立即測(cè)定其接觸電阻，其方法是在兩者之間施加1kg的荷重，并施加24V×110A的電壓電流，在此狀態(tài)下測(cè)出接觸面之間的電位下降值，然后據(jù)此算出新樣品時(shí)(試驗(yàn)前)的接觸電阻值(x)。進(jìn)而在將上述6KV×500A的電路斷路20000次以進(jìn)行再起弧的試驗(yàn)結(jié)束之后，立即在與上述相同電壓電流條件下測(cè)出其電位下降值，然后據(jù)此算出試驗(yàn)后的接觸電阻值(y)。
然而，在本實(shí)例的接點(diǎn)材料中，即使在樣品新時(shí)，接觸電阻也會(huì)隨著接點(diǎn)的各種條件和精加工情況的不同而在30～200μΩ的范圍內(nèi)變化。因此，本發(fā)明用試驗(yàn)前和試驗(yàn)后的接觸電阻的比例來(lái)評(píng)價(jià)接觸電阻特性。以試驗(yàn)后的接觸電阻值(y)變化為相當(dāng)于樣品新時(shí)的接觸電阻值(x)的若干倍(y/x)作為接觸特性，結(jié)果示于圖1的表中。
(3)各接點(diǎn)制造方法的一個(gè)實(shí)例在制造[Cu-W-CuxSb]合金時(shí)，在工業(yè)上通常有5種方法可供選擇。
方法1首先制造CuxSb化合物，再將該CuxSb化合物粉碎以制成CuxSb化合物粉末。然后分別按預(yù)定量稱取Cu粉末(或CuSb固溶體粉末)、W粉末、CuxSb化合物粉末，將其充分混合，在例如4噸/cm2的壓力下加壓成型，在燒結(jié)后將其作為接點(diǎn)原料使用。
方法2首先在例如1200℃下制造一種事先調(diào)整到預(yù)定空隙量的(CuW)骨架、(CuSb固溶體W)骨架、(W)骨架。另外制造CuxSb化合物、CuSb合金。然后將Sb成分(上述CuxSb化合物、CuSb合金)和Cu成分在例如1150℃的溫度下熔融浸滲于上述每一種骨架的預(yù)定空隙中，所獲產(chǎn)品作為接點(diǎn)原料使用。
方法3由于在Cu-W合金中的CuxSb化合物的量要比(Cu+W)的量少得多，因此，CuxSb在合金中必須達(dá)到充分均勻混合。作為均勻混合的方法，例如首先把CuxSb化合物最終所需量中的一部分或全部與大體上同體積的W混合(必要時(shí)可以追加Cu)，得到第1次的混合粉末(必要時(shí)可反復(fù)進(jìn)行至第n次混合)。
再將該第1次混合粉末(或第n次混合粉末)與剩余的W粉末混合，最終獲得了混合狀態(tài)十分良好的(W+CuxSb化合物)混合粉末。將該(W+CuxSb化合物)混合粉末與預(yù)定量的Cu粉末混合，然后在氫氣氛中(也可以在真空中)和在例如1060℃的溫度下進(jìn)行一次或多次組合的燒結(jié)和加壓，從而制成Cu-W-CuxSb接點(diǎn)原料，然后將其按預(yù)定形狀加工成接點(diǎn)。
另外，也可以把CuxSb化合物最終所需量中的一部分或全部與大體上同體積的Cu粉末混合(必要時(shí)可追加W)，得到第1次的混合粉末(必要時(shí)可反復(fù)進(jìn)行至第n次混合)。
再將該第1次混合粉末(或第n次混合粉末)與剩余的Cu粉末混合，最終獲得了混合狀態(tài)十分良好的(Cu+CuxSb化合物)混合粉末。將該(Cu+CuxSb化合物)混合粉末與預(yù)定量的W粉末混合，然后在氫氣氛中(也可以在真空中)和在例如1060℃的溫度下進(jìn)行一次或多次組合的燒結(jié)和加壓，從而制成{Cu-W-CuxSb}接點(diǎn)原料，然后將其按預(yù)定形狀加工成接點(diǎn)。
方法4按照使用離子鍍裝置或?yàn)R射裝置的物理方法或者使用球磨裝置的機(jī)械方法制得一種在W粉表面上被覆有CuxSb化合物的W粉，將該被覆有CuxSb化合物的W粉與Cu粉混合，然后在氫氣氛中(也可以在真空中)和在例如1060℃的溫度下進(jìn)行一次或多次組合的燒結(jié)和加壓，從而制成{Cu-W-CuxSb}接點(diǎn)原料。
方法5使用搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)和攪拌運(yùn)動(dòng)疊加的方法，該方法也是在將Cu粉、W粉與CuxSb化合物粉末均勻混合的技術(shù)中特別有益的方法。按照該方法就不會(huì)出現(xiàn)一般在使用丙酮等溶劑時(shí)所看到的結(jié)塊或變成凝聚物的現(xiàn)象，從而提高了作業(yè)效率。
另外，在混合作業(yè)中，賦予攪拌容器的攪拌運(yùn)動(dòng)的攪拌數(shù)R與賦予攪拌容器的搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)的搖動(dòng)數(shù)S之比R/S如果選擇在10～0.1左右的優(yōu)選范圍內(nèi)，則向處于破碎、分散、混合過(guò)程中的粉末輸入的能量也就落入優(yōu)選的范圍內(nèi)，從而具有可以使混合作業(yè)中的粉末發(fā)生變質(zhì)或污染的程度盡可能降低的特征。
使用以往的混砂機(jī)進(jìn)行混合時(shí)，可以在粉碎過(guò)程中向粉末施加壓碎的作用，但是，在將搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)與攪拌運(yùn)動(dòng)疊加的本方法中，由于上述的R/S比率基本上分布在10～0.1左右的范圍內(nèi)，因此能在粉末相互之間呈粘聚程度的條件下進(jìn)行混合，這樣可以保持良好的透氣性，因此可以提高燒結(jié)性，從而可以獲得優(yōu)質(zhì)的成型體或燒結(jié)體或骨架。另外，由于不輸入必要量以上的能量，所以不會(huì)引起粉末變質(zhì)。使用這種狀態(tài)的混合粉末作原料，也可以使燒結(jié)和熔融浸漬后的合金產(chǎn)生盡可能少的氣體，從而有利于再起弧特性的穩(wěn)定化。
現(xiàn)在參照下面示出的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明的第1實(shí)施例。
實(shí)施例1～3首先說(shuō)明組裝斷路試驗(yàn)用實(shí)驗(yàn)閥的概要。準(zhǔn)備一個(gè)其端面被研磨成平均表面粗糙度為約1.5μm的陶瓷制絕緣容器(主成分Al2O3)，在組裝之前對(duì)該陶瓷制絕緣容器進(jìn)行1650℃的前加熱處理。
作為密封零件，準(zhǔn)備一種厚度為2mm的42重量％Ni-Fe合金板。
作為焊接材料，準(zhǔn)備一種厚度為0.1mm的72重量％Ag-Cu合金板。
將上述準(zhǔn)備的各種部件按照可達(dá)到氣密封接合的方式配置于兩個(gè)被接合物(陶瓷制絕緣容器的端面與密封零件)之間，提供給密封零件與陶瓷絕緣容器之間的密封工序使用，以便將真空度抽至5×10-4Pa。
下面示出供試接點(diǎn)材料的內(nèi)容、評(píng)價(jià)內(nèi)容及評(píng)價(jià)結(jié)果等。
對(duì)于{Cu-W-CuxSb-余量Cu}的合金(x＝2)來(lái)說(shuō)，準(zhǔn)備一種平均粒徑為1.5μm的W粉作為原料粉，使用從上述制造方法1～5中選擇的適宜方法來(lái)制造{60～92重量％W-CuxSb-余量Cu}的接點(diǎn)材料。將這些材料加工成預(yù)定形狀的接點(diǎn)試驗(yàn)片，再將其接觸面精加工至表面粗糙度為2μm后作為試驗(yàn)片使用。接點(diǎn)材料的內(nèi)容示于圖1的表中，評(píng)價(jià)的條件和結(jié)果示于圖2的表中。
首先，測(cè)定在圖1表中的實(shí)施例2所示的{75重量％W-Cu2Sb-余量Cu}合金的再起弧特性和接觸電阻特性，將測(cè)得值作為標(biāo)準(zhǔn)值。
與此相對(duì)照，在比較例1的{60重量％W-Cu2Sb-余量Cu}合金的情況下，在對(duì)6KV×500A的電路進(jìn)行20000次斷路時(shí)的再起弧特性顯示1.34～2.16％這樣高的再起弧發(fā)生頻率和不穩(wěn)定性，這比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的{75重量％W-Cu2Sb-余量Cu}合金的情況要差得多，因此不好。
關(guān)于在再起弧特性測(cè)定之后的接觸電阻特性，在實(shí)施例1中，由于合金中的Cu含量所帶來(lái)的效果，使得其接觸電阻特性相當(dāng)于以實(shí)施例1為100時(shí)的1/2左右(42.4～61.8)，能在大部分區(qū)域發(fā)揮低的而且穩(wěn)定的接觸電阻特性。
另一方面，當(dāng)W含量象實(shí)施例1那樣為{65重量％W-Cu2Sb-余量Cu}合金時(shí)和象實(shí)施例3那樣為{85重量％W-Cu2Sb-余量Cu}合金時(shí)，其再起弧發(fā)生頻率顯示0.96～0.99和0.93～0.95的允許范圍。另一方面，以實(shí)施例2的接觸電阻值作為100進(jìn)行對(duì)比時(shí)，其接觸電阻值顯示出基本上沒有不利影響的100.1～128和118.6～142.5的范圍。
與此相對(duì)照，在比較例2的{92重量％W-Cu2Sb-余量Cu}合金的情況下，雖然顯示0.91～0.94范圍內(nèi)穩(wěn)定的再起弧發(fā)生頻率和不穩(wěn)定性，但是其接觸電阻值高達(dá)719～1634而且顯示出很大的不穩(wěn)定性，這樣不僅不能提供實(shí)用，而且通過(guò)其他的試驗(yàn)表明，在通電時(shí)其溫升值也高。通過(guò)500A的斷路試驗(yàn)，可以觀察到在接點(diǎn)面上產(chǎn)生了由于過(guò)熱而在局部引起的龜甲狀裂紋。還可觀察到在斷路表面上生成了巨大的龜裂并有一部分表面脫落。雖然其再起弧特性處于好的范圍內(nèi)，但是由于Cu含量的不足而導(dǎo)致其導(dǎo)電性降低并成為產(chǎn)生焦耳熱的主要原因，而且其接觸電阻值存在大幅度增高的部分。
如上所述，對(duì)于比較例1的{60重量％W-Cu2Sb-余量Cu}合金來(lái)說(shuō)，可以觀察到再起弧的頻繁發(fā)生和接觸電阻值的大幅度增加。另外，對(duì)于比較例2的{92重量％W-Cu2Sb-余量Cu}合金來(lái)說(shuō)，可以觀察到其接觸電阻值較大幅度地增加，因此不好。對(duì)于本發(fā)明的目的來(lái)說(shuō)，當(dāng)W量在65～85重量％(實(shí)施例1～3)的范圍內(nèi)時(shí)，可以顯示綜合的穩(wěn)定性。
實(shí)施例4～7上述實(shí)施例1～3示出了{(lán)W-Cu2Sb-余量Cu}合金中的Mo量為0時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，當(dāng)以實(shí)施例2的再起弧特性作為1.00時(shí)，對(duì)于{75重量％W-Cu2Sb-余量Cu}合金來(lái)說(shuō)，當(dāng)其中的Mo量為0.001～5％時(shí)，其再起弧特性顯示0.94～0.98倍的相對(duì)值，這說(shuō)明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。另外，當(dāng)以實(shí)施例2的接觸電阻值作為100時(shí)，上述合金的接觸電阻顯示95.4～159.6倍的相對(duì)值，這說(shuō)明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。
根據(jù)對(duì)接點(diǎn)表面的觀察，當(dāng)存在預(yù)定量的Mo時(shí)，具有在某種程度上抑制W碎片的傾向。然而，在比較例3中的Mo量為12％的情況下，顯示出0.96～1.36的再起弧特性，因此不好，與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性相比，可發(fā)現(xiàn)其再起弧頻繁地發(fā)生和大幅度不穩(wěn)定的發(fā)生，因此不好，除此之外，還顯示128.7～273.2的接觸電阻值，與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性相比，可發(fā)現(xiàn)其接觸電阻值發(fā)生大幅度的不穩(wěn)定，因此不好。另外，根據(jù)對(duì)接點(diǎn)表面的觀察，顯示出對(duì)W碎片的抑制效果差。WMo的一體化粒子成為組成上偏析的狀態(tài)。當(dāng)存在這種偏析時(shí)，再起弧特性和接觸電阻值都存在不穩(wěn)定的傾向。由此可以看出，當(dāng)Mo量如圖1表中實(shí)施例4～7所示那樣處于0.001～5％的范圍內(nèi)時(shí)，可以顯示綜合的穩(wěn)定性。
實(shí)施例8～9上述實(shí)施例1～3和比較例1～2示出了{(lán)W-Cu2Sb-余量Cu}合金中的W量為60～92重量％、W的平均粒徑為1.5μm時(shí)的效果，或者，對(duì)于上述實(shí)施例4～7和比較例3來(lái)說(shuō)，示出了{(lán)WMo-Cu2Sb-余量Cu}合金中的Mo量為0.001～12重量％、WMo一體化粒子的平均粒徑為1.5μm時(shí)的效果，但是，不限定于平均粒徑為1.5μm時(shí)也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖1表中的實(shí)施例8～9所示，在Mo量為0、W量為75重量％的{75重量％W-Cu2Sb-余量Cu}合金的情況下，即使平均粒徑為0.4μm或9μm，也能使再起弧發(fā)生倍率顯示0.88～1.02的相對(duì)值，這表明其特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。
當(dāng)以實(shí)施例2的接觸電阻為100時(shí)，其接觸電阻倍率顯示95.2～138.2倍的相對(duì)值，基本上處于好的范圍內(nèi)。
與此相對(duì)照，當(dāng)W的平均粒徑為0.1μm(比較例4)時(shí)，雖然其接觸電阻倍率為90.5～99.6，屬于極優(yōu)良的范圍，但是其再起弧發(fā)生倍率為2.66～3.18，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性差得多，因此不好?？梢哉J(rèn)為，其原因是由于所用的W的平均粒徑為極細(xì)的0.1μm的緣故，對(duì)接點(diǎn)原料中氣體量的調(diào)查結(jié)果表明，接點(diǎn)原料中的氣體不能充分除去而殘留下來(lái)的事實(shí)特別容易導(dǎo)致再起弧的頻繁發(fā)生。
另外，當(dāng)平均粒徑為較粗的15μm時(shí)，其再起弧發(fā)生倍率顯示3.42～6.28(倍)的相對(duì)值，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性差得多，而且其穩(wěn)定性也較差。另外，當(dāng)以實(shí)施例2的接觸電阻為100時(shí)，其接觸電阻倍率顯示118～784倍的相對(duì)值，基本上屬于不好的范圍(比較例4～5)。另外，由于再起弧頻繁地發(fā)生，因此評(píng)價(jià)沒有進(jìn)行到預(yù)定的20000次而是到2000次便中止。在接點(diǎn)原料中的氣體含量大幅度地增加。
實(shí)施例10～15上述的實(shí)施例1～9示出了{(lán)W-CuxSb-余量Cu}合金中的輔助成分相當(dāng)于x＝2時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖1表中的實(shí)施例10～15所示，以實(shí)施例2的再起弧特性為1.00，當(dāng)輔助成分的CuxSb中的x為1.9～5.5時(shí)，其再起弧特性顯示0.98～1.04倍的相對(duì)值，這表明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。當(dāng)以實(shí)施例2的接觸電阻值為100時(shí)，其接觸電阻顯示95.4～124.1倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。
與此相對(duì)照，如比較例6那樣，當(dāng)CuxSbW中的x不足1.9時(shí)，其接觸電阻倍率在98.0～124.1的范圍內(nèi)，與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性相比，屬于同等特性的范圍，但是，其再起弧發(fā)生倍率為0.98～4.18，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性不穩(wěn)定得多。
其原因是由于CuxSbW中的x不足1.9，所以Sb的分布不能很均勻地分散，從而導(dǎo)致存在一個(gè)沒有Sb的廣泛區(qū)域(Sb偏析)，其程度隨所處場(chǎng)所的不同而異。
綜上所述，{W-CuxSb-Cu}合金中的x優(yōu)選在2.75～5.5的范圍內(nèi)。
實(shí)施例16～18上述實(shí)施例1～15示出了{(lán)W-CuxSb余量Cu}合金中輔助成分CuxSb的量為0.11重量％時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖1表中的實(shí)施例16～18所示，以實(shí)施例2的再起弧特性為1.00，當(dāng)輔助成分CuxSb的量為0.09～1.4％時(shí)，其再起弧特性顯示0.94～1.04倍的相對(duì)值，這表明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。當(dāng)以實(shí)施例2的接觸電阻值為100時(shí)，其接觸電阻顯示99.7～146.6倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。
與此相對(duì)照，如比較例7所示，以實(shí)施例2的接觸電阻值為100，當(dāng)CuxSb中的x為0.03％時(shí)，其接觸電阻顯示90.0～95.9倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。但是，當(dāng)以實(shí)施例2的再起弧特性為1.00時(shí)，其再起弧特性顯示0.31～3.36的再起弧倍率，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性不穩(wěn)定得多。其原因是由于在合金制造時(shí)在技術(shù)上的理由，無(wú)法經(jīng)濟(jì)地獲得CuxSb十分均勻地分散的合金的緣故。
另外，如比較例8所示，以實(shí)施例2的接觸電阻值為100，當(dāng)CuxSb中的x為2.3％時(shí)，其接觸電阻顯示181.5～446.0倍的相對(duì)值，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性不穩(wěn)定得多。另外，當(dāng)以實(shí)施例2的再起弧特性為1.00時(shí)，該比較例顯示2.02～6.62倍的再起弧倍率，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性不穩(wěn)定得多。其原因是由于CuxSb的量過(guò)大，容易引起鍍銀不良，無(wú)法經(jīng)濟(jì)地制得CuxSb十分均勻地分散的合金的緣故。
綜上所述，{W-CuxSb-Cu}合金中的作為輔助成分的CuxSb的量?jī)?yōu)選在0.09～1.4重量％的范圍內(nèi)。
實(shí)施例19～20上述實(shí)施例1～18示出了{(lán)W-CuxSb-余量Cu}合金中作為輔助成分的CuxSb的粒徑為7μm時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖1表中的實(shí)施例19～20所示，以實(shí)施例2的再起弧特性作為1.00，當(dāng)CuxSb的粒徑為0.02～20μm時(shí)，其再起弧特性顯示0.94～0.99倍的相對(duì)值，這表明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。另外，當(dāng)以實(shí)施例2的接觸電阻值作為100時(shí)，其接觸電阻特性顯示97.1～124.8倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。
與此相對(duì)照，如比較例9所示，以實(shí)施例2的接觸電阻值作為100，當(dāng)輔助成分CuxSb的粒徑不足0.02μm時(shí)，難以大量地制得一種具有CuxSb粒子均勻細(xì)微地分散的組織的接點(diǎn)原料，因此只好中止了試驗(yàn)并將不足0.02μm的范圍從有效范圍中排除。
另外，如比較例10所示，以實(shí)施例2的接觸電阻值作為100，當(dāng)CuxSb的粒徑為34μm時(shí)，其接觸電阻顯示216.3～417.4倍的相對(duì)值，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性差得多，而且也很不穩(wěn)定。另外，當(dāng)以實(shí)施例2的再起弧特性作為1.00時(shí)，顯示0.99～2.46的再起弧倍率，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性不穩(wěn)定得多。
其原因是，由于存在接觸電阻大的粗CuxSb粒子，因此要使接觸點(diǎn)恰好落在該粗CuxSb粒子上就存在概率的問(wèn)題，因此接觸電阻表現(xiàn)得很不穩(wěn)定，另外，由于粘合性不好的CuxSb粒子的數(shù)量較多，因此容易引起銀焊料的粘結(jié)不良，從而難以經(jīng)濟(jì)地獲得CuxSb十分均勻地分散的合金。
綜上所述，{W-CuxSb-Cu}合金中作為輔助成分的CuxSb的粒徑優(yōu)選在0.02～20.0％的范圍內(nèi)。
實(shí)施例21～24上述實(shí)施例1～20示出了{(lán)W-CuxSb-余量Cu}合金中作為輔助成分的CuxSb粒子的平均間距為25μm時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖1表中的實(shí)施例21～24所示，以實(shí)施例2的再起弧特性作為1.00，當(dāng)CuxSb粒子的平均間距為0.2～300μm時(shí)，其再起弧特性顯示0.98～1.24倍的相對(duì)值，這說(shuō)明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。另外，當(dāng)以實(shí)施例2的接觸電阻值作為100時(shí)，其接觸電阻特性顯示95.3～144.7倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。
與此相對(duì)照，如比較例11所示，當(dāng)輔助成分CuxSb粒子的平均間距不足0.2μm時(shí)，其情況與上述比較例9相同，也就是難以大量地制得一種CuxSb粒子間距不足0.2μm而且具有微細(xì)分散的組織的接點(diǎn)原料，因此只好中止試驗(yàn)并且將其從本發(fā)明的有效范圍中排除。
另外，如比較例11所示，以實(shí)施例2的再起弧特性作為1.00，當(dāng)CuxSb粒子的平均間距為600μm時(shí)，顯示2.16～5.58倍的再起弧倍率，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性差得多并且很不穩(wěn)定。
另外，當(dāng)以實(shí)施例2的接觸電阻作為100時(shí)，其接觸電阻顯示128.7～275.5倍的相對(duì)值，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性差得多并且很不穩(wěn)定。
由于接觸電阻大的CuxSb粒子與CuxSb粒子相互之間的間隔增大，使得接觸電阻較小的Cu相或CuSb合金相的間距也隨之增大，因此使得其組織成為粗大的組織狀態(tài)，從而使得其接觸電阻值隨著接觸點(diǎn)位置的不同而發(fā)生很大幅度的不穩(wěn)定。即使對(duì)于再起弧特性來(lái)說(shuō)，由于粗大組織狀態(tài)的原因也會(huì)導(dǎo)致隨著陰極斑點(diǎn)位置的不同而顯示同樣的不穩(wěn)定狀態(tài)，從而使再起弧值發(fā)生大幅度的不穩(wěn)定。
綜上所述，{W-CuxSb-Cu}合金中作為輔助成分的CuxSb的平均粒子間距優(yōu)選在0.2～300μm的范圍內(nèi)。
實(shí)施例25～27上述實(shí)施例1～24示出了在{W-CuxSb-余量Cu}合金中作為導(dǎo)電成分中的Sb的量(固溶于CuSb固溶體中的Sb的量)為0.01重量％時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖1表中的實(shí)施例25～27所示，以實(shí)施例2的再起弧特性作為1.00，當(dāng)導(dǎo)電性成分中的Sb的量為0.004～0.5μm時(shí)，其再起弧特性顯示0.90～1.02倍的相對(duì)值，這表明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。當(dāng)以實(shí)施例2的接觸電阻值作為100時(shí)，其接觸電阻特性顯示98.3～145.5倍的相對(duì)值，這也表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。
但是，如比較例13所示，以實(shí)施例2的再起弧特性作為1.00，當(dāng)導(dǎo)電性成分中Sb的量為0.5μm以上時(shí)，顯示1.00～2.24倍的再起弧倍率，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性差。另外，在比較例13中，當(dāng)以實(shí)施例2的接觸電阻值作為100時(shí)，其接觸電阻顯示392.4～617.7倍的相對(duì)值，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性差得多并且也很不穩(wěn)定。
實(shí)施例28、29上述實(shí)施例1～27示出了在{W-CuxSb-余量Cu}合金中以CuSb固溶體作為導(dǎo)電性成分時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，以實(shí)施例2的再起弧特性作為1.00時(shí)，不管是在使用{Cu+CuSb固溶體}或{Cu}中任一種作為導(dǎo)電成分的情況下，其再起弧特性皆顯示0.96～0.99倍的相對(duì)值，這表明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。當(dāng)以實(shí)施例2的接觸電阻值作為100時(shí)，其接觸電阻顯示90.8～123.3倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。
另外，上述實(shí)施例1～29示出了在制成{W-CuxSb-余量Cu}合金之后，在其接觸面的表面粗糙度(Rave.)為2μm時(shí)對(duì)再起弧特性、接觸電阻特性所帶來(lái)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，當(dāng)平均表面粗糙度(Rave.)在10μm以下時(shí)，即使其最小值(Rmin.)在0.05μm以上，其接觸電阻特性也能與實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。
上述實(shí)施例1～29示出了用銀焊法將{W-CuxSb-余量Cu}合金直接焊到電極或?qū)щ姲羯弦詷?gòu)成電路時(shí)給再起弧特性、接觸電阻特性所帶來(lái)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，即使不在{W-CuxSb-余量Cu}合金的接觸面上而是在其他表面上形成一層厚度至少為0.3mm的Cu層來(lái)改善其鍍銀粘結(jié)性時(shí)，其再起弧特性和接觸電阻特性也能與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。
上述實(shí)施例1～29中示出了，在制成{W-CuxSb-余量Cu}合金后再將其接觸面加工成2μm的表面粗糙度(Rave.)時(shí)可以給再起弧特性和接觸電阻特性帶來(lái)效果，但是在由{W-CuxSb-余量Cu}合金形成的接觸面上，通過(guò)在施加至少10KV電壓的狀態(tài)下對(duì)1～10mA的電流進(jìn)行斷路來(lái)對(duì)表面進(jìn)行精加工，可以獲得更穩(wěn)定的再起弧特性和接觸電阻特性。
下面描述本發(fā)明真空閥的第2實(shí)施例。
本發(fā)明第2實(shí)施例的要旨是一種用于搭載有Cu-Mo類接點(diǎn)的真空閥中的接點(diǎn)材料，為了抑制和減輕在真空閥中的再起弧現(xiàn)象的發(fā)生以及獲得接觸電阻的穩(wěn)定化，使接點(diǎn)材料由預(yù)定的Mo(MoW)、CuxSb化合物和Cu(CuSb固溶體)構(gòu)成，這種材料可以獲得對(duì)構(gòu)成成分的量、大小、狀態(tài)進(jìn)行最適宜的控制的效果。因此，對(duì)構(gòu)成成分的量、大小、狀態(tài)(粒徑或平均粒子間距)的控制是重要的事項(xiàng)。
另外，為了說(shuō)明本實(shí)施例的效果而對(duì)再起弧特性和接觸電阻特性進(jìn)行的評(píng)價(jià)與前面實(shí)施例中進(jìn)行的評(píng)價(jià)相同，可以參考前文說(shuō)明書第11頁(yè)。
下面描述Cu-Mo類接點(diǎn)制造方法的一個(gè)實(shí)例。
在制造[Mo-CuxSb-Cu]合金時(shí)，在工業(yè)上通常有5種方法可供選擇。
方法1首先制造CuxSb化合物，再將該CuxSb化合物粉碎以制成CuxSb化合物粉末。然后分別按預(yù)定量稱取Cu粉末(或CuSb固溶體粉末)、Mo粉末、CuxSb化合物粉末，將其充分混合，在例如4噸/cm2的壓力下加壓成型，在燒結(jié)后將其作為接點(diǎn)原料使用。
方法2首先在例如1200℃下制造一種事先調(diào)整到預(yù)定空隙量的(MoCu)骨架、(Mo-CuSb固溶體)骨架、(Mo)骨架。另外制造CuxSb化合物、CuSb合金。然后將Sb成分(上述CuxSb化合物、CuSb合金)和Cu成分在例如1150℃的溫度下熔融浸滲于上述每一種骨架的預(yù)定空隙中，所獲產(chǎn)品作為接點(diǎn)原料使用。
方法3由于在Cu-Mo合金中的CuxSb化合物的量要比(Cu+Mo)的量少得多，因此，CuxSb在合金中必須達(dá)到充分均勻混合。作為均勻混合的方法，例如首先把CuxSb化合物最終所需量中的一部分或全部與大體上同體積的Mo混合(必要時(shí)可以追加Cu)，得到第1次的混合粉末(必要時(shí)可反復(fù)進(jìn)行至第n次混合)。
再將該第1次混合粉末(或第n次混合粉末)與剩余的Mo粉末混合，最終獲得了混合狀態(tài)十分良好的(Mo+CuxSb化合物)混合粉末。將該(Mo+CuxSb化合物)混合粉末與預(yù)定量的Cu粉末混合，然后在氫氣氛中(也可以在真空中)和在例如1060℃的溫度下進(jìn)行一次或多次組合的燒結(jié)和加壓，從而制成{Mo-CuxSb-Cu}接點(diǎn)原料，然后將其按預(yù)定形狀加工成接點(diǎn)。
另外，也可以把CuxSb化合物最終所需量中的一部分或全部與大體上同體積的Cu粉末混合(必要時(shí)可追加Mo)，得到第1次的混合粉末(必要時(shí)可反復(fù)進(jìn)行至第n次混合)。
再將該第1次混合粉末(或第n次混合粉末)與剩余的Cu粉末混合，最終獲得了混合狀態(tài)十分良好的(Cu+CuxSb化合物)混合粉末。將該(Cu+CuxSb化合物)混合粉末與預(yù)定量的Mo粉末混合，然后在氫氣氛中(也可以在真空中)和在例如1060℃的溫度下進(jìn)行一次或多次組合的燒結(jié)和加壓，從而制成{Mo-CuxSb-Cu}接點(diǎn)原料，然后將其按預(yù)定形狀加工成接點(diǎn)。
方法4按照使用離子鍍裝置或?yàn)R射裝置的物理方法或者使用球磨裝置的機(jī)械方法制得一種在Mo粉表面上被覆有CuxSb化合物的Mo粉，將該被覆有CuxSb化合物的Mo粉與Cu粉混合，然后在氫氣氛中(也可以在真空中)和例如1060℃的溫度下進(jìn)行一次或多次組合的燒結(jié)和加壓，從而制成{Mo-CuxSb-Cu}接點(diǎn)原料。
方法5使用搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)和攪拌運(yùn)動(dòng)疊加的方法，該方法也是在將Cu粉、Mo粉與CuxSb化合物粉末均勻混合的技術(shù)中特別有益的方法。按照該方法就不會(huì)出現(xiàn)一般在使用丙酮等溶劑時(shí)所看到的結(jié)塊或變成凝聚物的現(xiàn)象，從而提高了作業(yè)效率。
另外，在混合作業(yè)中，賦予攪拌容器的攪拌運(yùn)動(dòng)的攪拌數(shù)R與賦予攪拌容器的搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)的搖動(dòng)數(shù)S之比R/S如果選擇在10～0.1左右的優(yōu)選范圍內(nèi)，則向處于破碎、分散、混合過(guò)程中的粉末輸入的能量也就落入優(yōu)選的范圍內(nèi)，從而具有可以使混合作業(yè)中的粉末變質(zhì)或污染的程度盡可能降低的特征。
使用以往的混砂機(jī)進(jìn)行混合時(shí)，可以在粉碎過(guò)程中向粉末施加壓碎作用，但是，在將搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)與攪拌運(yùn)動(dòng)疊加的本方法中，由于上述的R/S比率基本上分布在10～0.1左右的范圍內(nèi)，因此能在粉末相互之間呈粘聚程度的條件下進(jìn)行混合，這樣可以保持良好的透氣性，因此可以提高燒結(jié)性，從而可以獲得優(yōu)質(zhì)的成型體或燒結(jié)體或骨架。
另外，由于不輸入必要量以上的能量，所以不會(huì)引起粉末變質(zhì)。使用這種狀態(tài)的混合粉末作原料，也可以使燒結(jié)和熔融浸漬后的合金產(chǎn)生盡可能少的氣體，從而有利于再起弧特性的穩(wěn)定化。
現(xiàn)在參考下面舉出的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)地描述本發(fā)明的第2實(shí)施例。
實(shí)施例30～32同樣地，首先測(cè)定在圖3表中的實(shí)施例31所示的{60重量％Mo-Cu2Sb-余量Cu}合金的再起弧特性和接觸電阻特性，將測(cè)得值作為標(biāo)準(zhǔn)值。
與此相對(duì)照，在比較例14的{44重量％Mo-Cu2Sb-余量Cu}合金的情況下，在對(duì)6KV×500A的電路進(jìn)行20000次斷路時(shí)的再起弧特性顯示1.31～2.05％這樣高的再起弧發(fā)生頻率和不穩(wěn)定性，這比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的{60重量％Mo-Cu2Sb-余量Cu}合金的情況要差得多，因此不好。
關(guān)于在再起弧特性測(cè)定之后的接觸電阻特性，在實(shí)施例30中，由于合金中的Cu含量所帶來(lái)的效果，使得其接觸電阻特性相當(dāng)于以實(shí)施例30為100時(shí)的1/2左右(40.2～58.7)，能在大部分區(qū)域發(fā)揮低的而且穩(wěn)定的接觸電阻特性。
另一方面，當(dāng)Mo含量相當(dāng)于實(shí)施例30的{50重量％Mo-Cu2Sb-余量Cu}合金和實(shí)施例32的{60重量％Mo-Cu2Sb-余量Cu}合金的情況下，分別顯示0.86～0.90和0.83～0.85的允許范圍內(nèi)的再起弧發(fā)生頻率。
另一方面，當(dāng)以實(shí)施例31的接觸電阻值作為100進(jìn)行對(duì)比時(shí)，其接觸電阻分別顯示95.1～121和112.6～135.4的范圍。
與此相對(duì)照，在比較例15的{82重量％Mo-Cu2Sb-余量Cu}合金的情況下，雖然顯示0.8～0.84范圍內(nèi)穩(wěn)定的再起弧發(fā)生頻率，但是其接觸電阻值高達(dá)683.5～1553.1而且顯示很大的不穩(wěn)定性，這樣不僅不能提供實(shí)用，而且通過(guò)其他的試驗(yàn)表明，在通電時(shí)其溫升值也高。通過(guò)500A的斷路試驗(yàn)，可以觀察到在接點(diǎn)面上產(chǎn)生了由于過(guò)熱而在局部引起的龜甲狀裂紋。除此之外，還可觀察到在斷路表面上生成了巨大的龜裂并有一部分表面脫落。雖然比較例15的再起弧特性處于好的范圍內(nèi)，但是由于Cu含量的不足而導(dǎo)致其導(dǎo)電性降低并成為產(chǎn)生焦耳熱的主要原因，而且其接觸電阻值存在大幅度增高的部分。
如上所述，對(duì)于比較例14的{44重量％Mo-Cu2Sb-余量Cu}合金來(lái)說(shuō)，可以觀察到再起弧的頻繁發(fā)生和接觸電阻值的大幅度增加。另外，對(duì)于比較例15的{82重量％Mo-Cu2Sb-余量Cu}合金來(lái)說(shuō)，可以觀察到其接觸電阻值較大幅度地增加，因此不好。對(duì)于本發(fā)明的目的來(lái)說(shuō)，當(dāng)Mo量象實(shí)施例30～32所示那樣在50～75重量％的范圍內(nèi)時(shí)，可以顯示綜合的穩(wěn)定性。
實(shí)施例33～36上述實(shí)施例30～32示出了{(lán)Mo-Cu2Sb-余量Cu}合金中的W量為0時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖4表中所示，當(dāng)以實(shí)施例31的再起弧特性作為1.00時(shí)，對(duì)于實(shí)施例33～36的{60重量％Mo-Cu2Sb-余量Cu}合金來(lái)說(shuō)，當(dāng)其中的W量為0.001～5％時(shí)，其再起弧特性顯示0.84～0.88倍的相對(duì)值，這說(shuō)明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。另外，當(dāng)以實(shí)施例31的接觸電阻值作為100時(shí)，上述合金的接觸電阻顯示90.6～129.0倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。
根據(jù)對(duì)接點(diǎn)表面的觀察，當(dāng)存在預(yù)定量的W時(shí)，具有在某種程度上抑制Mo碎片的傾向。然而，如比較例16所示，當(dāng)Mo量為12％時(shí)，顯示0.86～1.36的再起弧特性，屬于較好的范圍，能夠發(fā)揮與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31大體上同等的再起弧特性。
然而，比較例16的接觸電阻倍率為122.3～259.5，與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例1的特性相比，可以發(fā)現(xiàn)大幅度的不穩(wěn)定，因此不好。另外，根據(jù)對(duì)接點(diǎn)表面的觀察，MoW的一體化粒子成為組織上偏析的狀態(tài)并顯示出對(duì)Mo碎片的抑制效果差。當(dāng)存在這種偏析時(shí)，再起弧特性和接觸電阻值都存在不穩(wěn)定的傾向。由此可以看出，當(dāng)W量如實(shí)施例33～36所示那樣處于0.001～5％的范圍內(nèi)時(shí)，可以顯示綜合的穩(wěn)定性。
實(shí)施例37、38上述實(shí)施例30～32和比較例14、15示出了{(lán)Mo-Cu2Sb-余量Cu}合金中的Mo量為44～82重量％、Mo的平均粒徑為1.5μm時(shí)的效果，或者，對(duì)于上述實(shí)施例33～36和比較例16來(lái)說(shuō)，示出了{(lán)MoW-Cu2Sb-余量Cu}合金中的W量為0.001～12重量％、MoW一體化粒子的平均粒徑為1.5μm時(shí)的效果，但是，不限定于平均粒徑為1.5μm時(shí)也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖3表中的實(shí)施例37、38所示，在W量為0、Mo量為60重量％的{60重量％Mo-Cu2Sb-余量Cu}合金的情況下，即使平均粒徑為0.4μm～9μm，也能使再起弧發(fā)生倍率顯示0.79～0.97的相對(duì)值，這表明其特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。
當(dāng)以實(shí)施例31的接觸電阻為100時(shí)，其接觸電阻倍率顯示90.4～131.3倍的相對(duì)值，基本上處于好的范圍內(nèi)。
與此相對(duì)照，如比較例17所示，當(dāng)Mo的平均粒徑為0.1μm時(shí)，雖然其接觸電阻倍率為86.0～94.6，屬于極優(yōu)良的范圍，但是其再起弧發(fā)生倍率為2.39～2.86，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性差得多，因此不好?？梢哉J(rèn)為，其原因是由于所用的Mo的平均粒徑為極細(xì)的0.1μm的緣故，對(duì)接點(diǎn)原料中氣體量的調(diào)查結(jié)果表明，接點(diǎn)原料中的氣體不能充分除去而殘留下來(lái)的事實(shí)特別容易導(dǎo)致再起弧的頻繁發(fā)生。
另外，如比較例18所示，當(dāng)平均粒徑為較粗的15μm時(shí)，其再起弧發(fā)生倍率顯示3.08～5.65(倍)的相對(duì)值，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性差得多，而且其穩(wěn)定性也較差。另外，當(dāng)以實(shí)施例31的接觸電阻為100時(shí)，其接觸電阻倍率顯示112.9～745.4倍的相對(duì)值，基本上屬于不好的范圍。另外，由于再起弧頻繁地發(fā)生，因此評(píng)價(jià)沒有進(jìn)行到預(yù)定的20000次而是到2000次便中止。在接點(diǎn)原料中的氣體含量大幅度地增加。
實(shí)施例39～44上述的實(shí)施例30～38示出了{(lán)Mo-CuxSb-余量Cu}合金中的輔助成分相當(dāng)于x＝2時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖4表中的實(shí)施例39～44所示，以實(shí)施例31的再起弧特性為1.00，當(dāng)輔助成分的CuxSb中的x為1.9～5.5時(shí)，其再起弧特性顯示0.86～1.0倍的相對(duì)值，這表明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。當(dāng)以實(shí)施例31的接觸電阻值為100時(shí)，實(shí)施例39～44的接觸電阻顯示0.6～117.3倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。
與此相對(duì)照，如比較例19那樣，當(dāng)CuxSbW中的x不足1.9時(shí)，其接觸電阻倍率在93.1～117.9的范圍內(nèi)，與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性相比，屬于同等特性的范圍，但是，其再起弧發(fā)生倍率為0.88～3.97，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性相比不穩(wěn)定得多。其原因是由于比較例19的CuxSbW中的x不足1.9，所以Sb的分布不能很均勻地分散，從而導(dǎo)致存在一個(gè)沒有Sb的廣泛區(qū)域(Sb偏析)，其程度隨所處場(chǎng)所的不同而異。
綜上所述，{Mo-CuxSb-Cu}合金中的x優(yōu)選為X＝1.9以上～5.5。
實(shí)施例45～47上述實(shí)施例30～44示出了{(lán)Mo-CuxSb-余量Cu}合金中輔助成分CuxSb的量為0.11重量％時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖4表中的實(shí)施例45～47所示，以實(shí)施例31的再起弧特性為1.00，當(dāng)CuxSb的量為0.09～1.4％時(shí)，其再起弧特性顯示0.84～0.96倍的相對(duì)值，這表明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。當(dāng)以實(shí)施例31的接觸電阻為100時(shí)，其接觸電阻顯示99.7～146.6倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。
與此相對(duì)照，如比較例20所示，以實(shí)施例31的接觸電阻值為100，當(dāng)CuxSb中的x為2，而其用量為0.03重量％時(shí)，其接觸電阻顯示85.5～91.1倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。
但是，當(dāng)以實(shí)施例31的再起弧特性為1.00時(shí)，比較例20的再起弧特性顯示0.21～2.36的再起弧倍率，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性不穩(wěn)定得多。其原因是由于在合金制造時(shí)在技術(shù)上的理由，無(wú)法經(jīng)濟(jì)地獲得CuxSb十分均勻地分散的合金的緣故。
另外，如比較例21所示，以實(shí)施例31的接觸電阻值為100，當(dāng)CuxSb中的x為2，而其用量為2.3重量％時(shí)，其接觸電阻顯示172.4～423.7倍的相對(duì)值，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性不穩(wěn)定得多。
另外，當(dāng)以實(shí)施例31的再起弧特性為1.00時(shí)，比較例21顯示1.92～6.26倍的再起弧倍率，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性不穩(wěn)定得多。其原因是由于CuxSb的量過(guò)大，容易引起鍍銀不良，無(wú)法經(jīng)濟(jì)地制得CuxSb十分均勻地分散的合金的緣故。
綜上所述，{Mo-CuxSb-Cu}合金中作為輔助成分的CuxSb的量?jī)?yōu)選在0.09～1.4重量％的范圍內(nèi)。
實(shí)施例48～49上述實(shí)施例30～47示出了{(lán)Mo-CuxSb-余量Cu}合金中作為輔助成分的CuxSb的粒徑為7μm時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖4表中的實(shí)施例30～44所示，以實(shí)施例31的再起弧特性作為1.00，當(dāng)CuxSb的粒徑為0.02～20μm時(shí)，其再起弧特性顯示0.85～0.90倍的相對(duì)值，這表明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。另外，當(dāng)以實(shí)施例31的接觸電阻值作為100時(shí)，其接觸電阻特性顯示92.0～118.6倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。
與此相對(duì)照，如比較例22所示，以實(shí)施例31的接觸電阻值作為100，當(dāng)輔助成分CuxSb的粒徑不足0.02μm時(shí)，難以大量地制得一種具有CuxSb粒子均勻細(xì)微地分散的組織的接點(diǎn)材料，因此只好中止了試驗(yàn)并將不足0.02μm的范圍從有效范圍中排除。
另外，如比較例23所示，以實(shí)施例31的接觸電阻值作為100，當(dāng)CuxSb的粒徑為34μm時(shí)，其接觸電阻顯示205.5～396.5倍的相對(duì)值，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性差得多，而且也很不穩(wěn)定。另外，當(dāng)以實(shí)施例31的再起弧特性作為1.00時(shí)，顯示0.89～2.34的再起弧倍率，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性不穩(wěn)定得多。
其原因是，由于存在接觸電阻大的粗CuxSb粒子，因此要使接觸點(diǎn)恰好落在該粗CuxSb粒子上就存在概率的問(wèn)題，因此接觸電阻表現(xiàn)得很不穩(wěn)定，另外，由于粘合性不好的CuxSb粒子的數(shù)量較多，因此容易引起銀焊料的粘結(jié)不良，從而難以經(jīng)濟(jì)地獲得CuxSb十分均勻地分散的合金。
綜上所述，{Mo-CuxSb-Cu}合金中作為輔助成分的CuxSb的粒徑優(yōu)選在0.02～20.0重量％的范圍內(nèi)。
實(shí)施例50～53上述實(shí)施例30～49示出了{(lán)Mo-CuxSb-余量Cu}合金中作為輔助成分的CuxSb粒子的平均間距為25μm時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖4表中的實(shí)施例50～53所示，以實(shí)施例31的再起弧特性作為1.00，當(dāng)CuxSb粒子的平均間距為0.2～300μm時(shí)，其再起弧特性顯示出0.82～1.11倍的相對(duì)值，這表明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。另外，當(dāng)以實(shí)施例31的接觸電阻值作為100時(shí)，其接觸電阻特性顯示90.5～137.5倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。
與此相對(duì)照，如比較例24所示，當(dāng)輔助成分CuxSb粒子的平均間距不足0.2μm時(shí)，其情況與上述比較例22相同，也就是難以大量地制得一種CuxSb粒子間距不足0.2μm而且具有微細(xì)分散的組織的接點(diǎn)原料，因此只好中止試驗(yàn)并且將其從本發(fā)明的有效范圍中排除。另外，如比較例25所示，以實(shí)施例31的再起弧特性作為1.00，當(dāng)CuxSb粒子的平均間距為600μm時(shí)，顯示1.94～5.30倍的再起弧倍率，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性差得多并且很不穩(wěn)定。另外，當(dāng)以實(shí)施例31的接觸電阻作為100時(shí)，其接觸電阻顯示122.3～261.7倍的相對(duì)值，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性差得多并且很不穩(wěn)定。
由于接觸電阻大的CuxSb粒子與CuxSb粒子相互之間的間隔增大，使得接觸電阻較小的Cu相或CuSb合金相的間隙也隨之增大，使得其組織成為粗大的組織狀態(tài)，從而使得其接觸電阻值隨著接觸點(diǎn)位置的不同而發(fā)生很大幅度的不穩(wěn)定。即使對(duì)于再起弧特性來(lái)說(shuō)，由于粗大組織狀態(tài)的原因也會(huì)導(dǎo)致隨著陰極斑點(diǎn)位置的不同而顯示同樣的不穩(wěn)定狀態(tài)，從而使再起弧值發(fā)生大幅度的不穩(wěn)定。
綜上所述，{Mo-CuxSb-Cu}合金中作為輔助成分的CuxSb的平均粒子間距優(yōu)選象實(shí)施例50～53所示那樣在0.2～300μm的范圍內(nèi)。
實(shí)施例54～56上述實(shí)施例1～53示出了在{Mo-CuxSb-余量Cu}合金中作為導(dǎo)電成分中的Sb的量(固溶于CuSb固溶體中的Sb的量)為0.01重量％時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，如圖4表中的實(shí)施例54～56所示，以實(shí)施例31的再起弧特性作為1.00，當(dāng)導(dǎo)電性成分中的Sb的量為0.004～0.5μm時(shí)，其再起弧特性顯示0.86～0.97倍的相對(duì)值，這表明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。當(dāng)以實(shí)施例31的接觸電阻值作為100時(shí)，其接觸電阻特性顯示95.7～138.2倍的相對(duì)值，這也表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。
但是，如比較例26所示，以實(shí)施例31的再起弧特性作為1.00，當(dāng)導(dǎo)電成分中Sb的量為0.5μm以上時(shí)，顯示0.90～2.01倍的再起弧倍率，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性差。另外，在比較例26中，當(dāng)以實(shí)施例31的接觸電阻值作為100時(shí)，其接觸電阻顯示372.4～586.8倍的相對(duì)值，這要比作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性差得多并且也很不穩(wěn)定。
實(shí)施例57、58上述實(shí)施例30～56示出了在{Mo-CuxSb-余量Cu}合金中以CuSb固溶體作為導(dǎo)電性成分時(shí)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，以實(shí)施例31的再起弧特性作為1.00時(shí)，不管是象圖4的圖表中實(shí)施例57那樣使用{Cu+CuSb固溶體}作為導(dǎo)電成分，或者象實(shí)施例58那樣使用{Cu}作為導(dǎo)電成分，其再起弧特性皆顯示0.86～0.96倍的相對(duì)值，這表明其再起弧特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。當(dāng)以實(shí)施例31的接觸電阻值作為100時(shí)，其接觸電阻顯示86.3～117.0倍的相對(duì)值，這表明其接觸電阻特性與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例2的特性同等地穩(wěn)定。
另外，上述實(shí)施例1～56示出了在制成{Mo-CuxSb-余量Cu}合金之后，在其接觸面的表面粗糙度(Rave.)為2μm時(shí)對(duì)再起弧特性、接觸電阻特性所帶來(lái)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，當(dāng)平均表面粗糙度(Rave.)在10μm以下時(shí)，即使其最小值(Rmin.)在0.05μm以上，其接觸電阻特性也能與實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。
上述實(shí)施例1～58示出了用銀焊法將{Mo-CuxSb-余量Cu}合金直接焊到電極或?qū)щ姲羯弦詷?gòu)成電路時(shí)給再起弧特性、接觸電阻特性所帶來(lái)的效果，但是不限定于該條件也能發(fā)揮本發(fā)明的效果。
也就是說(shuō)，即使不在{Mo-CuxSb-余量Cu}合金的接觸面上而是在其他表面上形成一層厚度至少為0.3mm的Cu層來(lái)改善其鍍銀粘結(jié)性時(shí)，其再起弧特性和接觸電阻特性也能與作為標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例31的特性同等地穩(wěn)定。
上述實(shí)施例1～58示出了，在制成{Mo-CuxSb-余量Cu}合金后再將其接觸面加工成2μm的表面粗糙度(Rave.)時(shí)可以給再起弧特性和接觸電阻特性帶來(lái)效果，但是在由{Mo-CuxSb-余量Cu}合金形成的接觸面上，通過(guò)在施加至少10KV電壓的狀態(tài)下對(duì)1～10mA的電流進(jìn)行斷路來(lái)對(duì)表面進(jìn)行精加工，可以獲得更穩(wěn)定的再起弧特性和接觸電阻特性。
另外，上述的具有在第1、第2實(shí)施例中說(shuō)明的接點(diǎn)的真空閥，不管是搭載在真空開關(guān)裝置中還是搭載在真空斷路器中，皆能獲得同樣的效果。
如前面的詳細(xì)說(shuō)明，按照本發(fā)明，搭載{W-CuxSb-余量Cu}合金作為接點(diǎn)，使用W、WMo作為合金中的耐電弧成分，而且W、WMo在合金中的含量為65～85％，其粒徑為0.4～9μm。另外，采用CuxSb作為輔助成分，而且使CuxSb的含量為0.09～1.4重量％，CuxSb中的x＝1.9～5.5，CuxSb的粒徑為0.02～20μm，其平均粒子間距為0.2～300μm。另外，采用Cu、CuSb固溶體作為導(dǎo)電成分，而且在CuSb固溶體中以固溶狀態(tài)存在的Sb量在0.5％以下。其結(jié)果，不僅能把在受到電弧作用時(shí)選擇性地優(yōu)先蒸發(fā)的CuxSb的飛散控制到盡可能少的程度，而且即使受到電弧發(fā)生時(shí)的熱沖擊，也能抑制在接點(diǎn)面上產(chǎn)生對(duì)再起弧的發(fā)生有不利影響的明顯的龜裂產(chǎn)生，同時(shí)還能減輕W粒子的飛散脫落。這樣，使用CuxSb，可以期望改善合金組織的均一化作用等，因此，即使在受到電弧的作用之后，也能期望減輕接點(diǎn)表面的熔化和飛散損失，并且還能期望抑制再起弧的發(fā)生和提高接點(diǎn)的接觸電阻特性。
或者，搭載{Mo-CuxSb-余量Cu}合金作為接點(diǎn)，使用Mo、MoW作為合金中的耐電弧成分，而且Mo、MoW在合金中的含量為50～75重量％，其粒徑為0.4～9μm。另外，采用CuxSb作為輔助成分，而且使CuxSb的含量為0.09～1.4重量％，CuxSb中的x＝1.9～5.5，CuxSb的粒徑為0.02～20μm，其平均粒子間距為0.2～300μm。另外，采用Cu、CuSb固溶體作為導(dǎo)電成分，而且在CuSb固溶體中以固溶狀態(tài)存在的Sb量在0.5重量％以下。其結(jié)果，不僅能把在受到電弧作用時(shí)選擇性地優(yōu)先蒸發(fā)的CuxSb的飛散控制到盡可能少的程度，而且即使受到電弧發(fā)生時(shí)的熱沖擊，也能抑制在接點(diǎn)面上產(chǎn)生對(duì)再起弧的發(fā)生有不利影響的明顯的龜裂產(chǎn)生，同時(shí)還能減輕Mo粒子的飛散脫落。這樣，使用CuxSb，可以期望改善合金組織的均一化作用等，因此，即使在受到電弧的作用之后，也能期望減輕接點(diǎn)表面的熔化和飛散損失，并且還能期望抑制再起弧的發(fā)生和提高接點(diǎn)的接觸電阻特性。
顯而易見，根據(jù)上述的技術(shù)，本發(fā)明可以做出許多進(jìn)一步的改進(jìn)和變化方案。應(yīng)該理解，在權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)，只要不背離本文所描述的內(nèi)容，本發(fā)明皆能夠?qū)嵤?br> 權(quán)利要求
1.一種真空閥，在該真空閥中，通過(guò)在真空中進(jìn)行接點(diǎn)的開合來(lái)實(shí)現(xiàn)電流的斷路和接通，上述接點(diǎn)使用一種由平均粒徑為0.4～9μm并且其含量為65～85重量％的W、0.09～1.4重量％的CuxSb化合物、余量為Cu或CuSb合金共同構(gòu)成的接點(diǎn)材料制成。
2.一種真空閥，在該真空閥中，通過(guò)在真空中進(jìn)行接點(diǎn)的開合來(lái)實(shí)現(xiàn)電流的斷路和接通，上述接點(diǎn)使用一種由以平均粒徑為0.4～9μm并且其含量為65～85重量％的W與平均粒徑為0.4～9μm并且其含量為0.001～5重量％的Mo按照粗細(xì)為0.4～10μm的范圍進(jìn)行一體化而形成的物質(zhì)、0.09～1.4重量％的CuxSb化合物、余量的Cu或CuSb合金共同構(gòu)成的接點(diǎn)材料制成。
3.一種真空閥，在該真空閥中，通過(guò)在真空中進(jìn)行接點(diǎn)的開合來(lái)實(shí)現(xiàn)電流的斷路和接通，上述接點(diǎn)使用一種由平均粒徑為0.4～9μm并且其含量為50～75重量％的Mo、0.09～1.4重量％的CuxSb化合物、余量為Cu或CuSb合金共同構(gòu)成的接點(diǎn)材料制成。
4.一種真空閥，在該真空閥中，通過(guò)在真空中進(jìn)行接點(diǎn)的開合來(lái)實(shí)現(xiàn)電流的斷路和接通，上述接點(diǎn)使用一種由以平均粒徑為0.4～9μm并且其含量為50～75重量％的Mo與平均粒徑為0.4～9μm并且其含量為0.001～5重量％的W按照粗細(xì)為0.4～10μm的范圍進(jìn)行一體化而形成的物質(zhì)、0.09～1.4重量％的CuxSb化合物、余量為Cu或CuxSb合金共同構(gòu)成的接點(diǎn)材料制成。
5.如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)中所述的真空閥，其中，上述的CuSb合金固溶有0.5％以下的Sb。
6.如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)中所述的真空閥，其中，上述的CuxSb化合物中的x為x＝1.9～5.5。
7.如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)中所述的真空閥，其中，上述的CuxSb化合物是選自Cu5.5Sb、Cu4.5Sb、Cu3.65Sb、Cu3.5Sb、Cu3Sb、Cu11Sb4、Cu2Sb的物組中任一種以上的化合物。
8.如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)中所述的真空閥，其中，上述的CuxSb化合物的平均粒徑為0.02～20μm。
9.如權(quán)利要求1至4的任一項(xiàng)中所述的真空閥，其中，上述的CuxSb化合物按平均粒子間距0.2～300μm高度分散。
10.如權(quán)利要求1至9的任一項(xiàng)中所述的真空閥，其中，上述接點(diǎn)接觸面的平均表面粗糙度(Rave.)在10μm以下，其最小值(Rmin)在0.05μm以上。
11.如權(quán)利要求1至10的任一項(xiàng)中所述的真空閥，其中，在上述接點(diǎn)中上述接觸面之外的其他表面上形成一層厚度至少為0.3mm的銅層。
12.如權(quán)利要求1至11的任一項(xiàng)中所述的真空閥，其中，通過(guò)在上述接點(diǎn)的上述接觸面上施加至少10KV電壓的狀態(tài)下對(duì)1～10mA的電流進(jìn)行斷路來(lái)對(duì)上述接觸面的表面進(jìn)行精加工。
13.一種真空開關(guān)裝置，它搭載有在權(quán)利要求1至12中所述真空閥。
全文摘要
作為接點(diǎn),采用{W－CuxSb－余量Cu}合金;作為該合金中的耐電弧成分,采用粒徑為0.4～9μm并且含量為65～85%的W或WMo;作為輔助成分,采用粒徑為0.02～20μm并且含量為0.09～1.4%的CuxSb,x=1.9～5.5,平均粒子間距為0.2～300μm。另外,作為導(dǎo)電成分,采用Cu、CuSb固溶體,在該CuSb固溶體中存在0.5%以下呈固溶狀態(tài)的Sb。結(jié)果使得,在受到電弧作用時(shí),能夠減少由蒸發(fā)所引起的CuxSb的飛散,抑制在接點(diǎn)面上產(chǎn)生對(duì)再起弧的發(fā)生具有不利影響的明顯的龜裂,減輕W粒子的飛散脫落,減少接點(diǎn)表面的熔化和飛散損傷,并能同時(shí)提高接點(diǎn)的再起弧抑制特性和接觸電阻特性。
文檔編號(hào)H01H1/02GK1264142SQ00101829
公開日2000年8月23日 申請(qǐng)日期2000年2月1日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月2日
發(fā)明者奧富功, 草野貴史, 大島巖, 本間三孝, 山本敦史, 西村隆宣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝