材料科技與裝置（雙月刊）電接觸材料的分類及製備方法２０１５年第５期
張科 ，操齊高，鄭晶，馬光
（西北有色金屬研究院，陝西
西安７１００１６）
摘要：電接觸材料是電流傳輸與轉換過程中重要材料之一，其在電子行業具有重要的應用。根據近十年來國內外的文章和專利報道，綜述了現有電接觸材料的種類、應月及製備方法，重點介紹了責金屬及其合金電接觸材料的種類及製備方法，並對今後電接觸材料的研究發展方向提出展望。
關鍵詞：電接觸材料；觸頭；複合材料
中圖分類號：ｔｇ１４６．１
文獻標識碼：ａ
０ 引言
１）ａｇ及其合金觸頭
電接觸材料（亦稱觸點材料或觸頭材料）是電能傳遞和
訊號輸送過程中重要材料之一。在電氣、電子領域，電接觸一金屬氧化物系（ｃｕ，
材料主要用作電觸點、導電刷、集電環、換向片、整流片和
接外掛程式等，是電通斷環節中重要的功能性元件。這些電接觸
等。元件的效能直接影響所應用產品及整個系統的可靠性、穩定目前，獲得深入研究並廣泛應用的銀基電接觸材料主要有：
性、精度及使用壽命。同時，隨著各類產品向高精度和微型
化發展，對電接觸元件的效能提出了更高的要求：電接觸元一金屬氧化物系（ｓｎ，ｃａ，件必須在電阻率、接觸電阻、密度、硬度、化學成分、抗熔
等 ］。
焊性、抗腐蝕性、可焊性、可靠性、穩定性、精度及使用壽２）ａｕ及其合金觸頭
命等方面滿足應用的要求ｌ１
］。隨著電子技術的發展，電
一一其他，ａｕ—
接觸材料的研製和生產得到了行業的高度重視。
ｐｄ—ａｇ—ｐｔ一其他，６２．５ａｕ一一２２ａｇ—傳統的電接觸材料是***等。
ｉｒ、ｒｕ、ｒｈ等）及其合金材料，成本較高，且使用壽命較３）ｐｔ及其合金觸頭
短。現代的電接觸材料主要是貴／廉金屬構成的複合材料一６ｒｕ—ｒｈ，
例如：以ｃｕ為基材，ａｇ為復合層的ｃｕ／ａｇ合金層狀復合
一材料等。這樣不僅會節約成本，還能提高電接觸材料的硬度、抗熔焊性、抗腐蝕性、可靠性、穩定性、精度及使用
壽命等效能。
４）ｐｄ及其合金觸頭
上述關於電接觸材料的性質、用途、使用環境、種類一一
（４ｏ～
等內容非常繁雜。對於設計者來說，如何正確選擇觸頭材７５）ａｇ一（餘量
質，是乙個十分重要而又棘手的問題。如果能將全部觸頭
材料按照使用條件和用途明確分類，在應用中是非常方便
５）ｃｕ及其合金觸頭
的。然而觸頭在接觸時發生的各種現象與周圍條件的關係一８ｓｎ一０．２５ｐ，ｃｕｍ極為複雜 ］，而且還有不少問題未徹底搞清楚，因此將觸ｂｅ，ｃｕ一
頭材料進行簡單明瞭而合理的分類，實際上是相當困難的。
６）其他金屬及合金觸頭—等。
電接觸材料的分類
１．２按使用條件分類
１．１按組成成分分類
按照電接觸材料實際使用情況大致分為：微負載觸頭，
輕負載繼電器、微型開關，中負載開關，重負載斷路器；
電接觸材料按照合金元素來分主要有：ａｇ及其合
按照使用的具體領域分為：電接點材料，電刷材料，金［、ａｕ及其合金［、ｐｔ及其合金 ，，、ｐｄ及
其合金［、ｃｕ及其合金 ，、ｗ及其合金 ｌｉ７＿、ｍｏ及其繞組材料，導電環、換向片或整流片材料，接外掛程式材料；
合金系¨１等電接觸材料。目前，已有報
道的電接觸材料的具體組成如下：
＊作者簡介：張科（１９８５一），男，工程師，主要從事電接觸材料的製備及應用方面的研究
伽５５２０１５年第５期材料綜述材料科技與裝置（雙月刊）
觸頭的使用條件中關於負載情況，通常將電壓分為高圈
壓（２００ｖ左右及高於２００ｖ）、低壓電流分為小（最多為幾安）、中（最多到１００ａ）、大（拌有強烈電田—因
弧的電流負載）三類［】］。
圖１中將電接觸材料的使用條件和具體用途進行分類。
囤—＿＿［亙
圖２中將適合於相應電流、電壓範圍內使用的觸頭材料成分分別列方框內，並按照實際使用領域中負載情況由小到大分為微負載、輕負載、中負載、重負載。
１．３按工作方式分類
電接觸按照其工作原理可分為３類［：固定電接觸（如鉚釘接觸、焊接接觸、螺栓接觸等），滾動和滑動電接觸（載流軸承與電車之間的接觸、電機電刷與換向器之間
的接觸、電力機車受電弓滑板與接觸網導線之間的接觸等），可分、合電接觸（各類開關器件的觸頭或觸點之間的
接觸）。此外，按照接觸傳導時是否產生電弧分為有弧電接觸和無弧電接觸［ａ］。
電接觸按上述工作方式電接觸材料可分為：固定接觸材料，開閉接觸材料，滑動和滑動接觸材料，彈性接觸材料。
圖１按用途分類的觸頭材料
（表中ｍｅ表示一般金屬元素）
圖２按使用電流、電壓和負載情況分類的觸頭材料
咖材料科技與裝置（雙月刊）電接觸材料的分類及製備方法２０１５年第５期
１．４按材料的製造工藝分類
按材料的製造工藝將電接觸材料分為：熔鑄加工合金接觸材料，粉末冶金接觸材料，內氧化合金接觸材料，電鍍電接觸材料，復合電接觸材料。
等***電鍍。同時，亦可在非***觸頭材料上電鍍***以達到使用效能和節約成本。
２．５復合法
複合材料一般可分為層狀複合材料、顆粒增強複合材料和纖維增強複合材料［１。本文所說的復合電接觸材料主要是指層狀複合材料。其製備方法主要包括焊接復合法（冷壓焊、釺焊、摩擦縫焊、液相、擴散焊、**焊、縫
２電接觸材料的製備方法
２．１熔鑄加工法
熔鑄加工合金接觸材料製備工藝：配料一熔煉一鑄造一熱加工或冷加工（鍛造／￥ｌ制／擠壓）一熱處理一精密加工（拉絲或軋制）一二次加工（壓制成型，沖孔，切斷，鐓鍛，熔焊）一觸頭。該製備方法主要用於金屬及其焊、高頻感應壓接、電子束焊接、超聲波壓接、電弧焊接等）和冷／熱軋制復合法。
實際生產中，層狀復合電接觸材料主要採用冷壓焊、釺焊、擴散焊、**焊等工藝方法製備。
合金材料電接觸材料的製備。
２．２粉末冶金法
粉末冶金法製備電接觸材料主要有以下４種，該方法適用於金屬一金屬氧化物系電觸頭材料的製備。下面以ａｇ
一金屬氧化物系電接觸材料的製備工藝為例來說明。１）配料一熔煉一霧化一ａｇ—ｍｅ合金粉一預氧化一成
形一燒結一冷／熱加工一二次加工一觸頭；
２）ａｇ粉、ｍｅ粉一機械合金化一ａｇ—ｍｅ合金粉一成形一燒結一內氧化一二次加工一觸頭；
３）ａｇ粉、ｍｅ粉一混合一成形一燒結一內氧化一二次加工一觸頭；
４）ａｇ粉、ｍｅｏ粉一混合一一成形一燒結一一二次加
工一觸頭。
２．３內氧化法
口—］＋＿困—區卜困
圖３雙面內氧化製備電接觸材料的工藝路線
圖４單面內氧化製備電接觸材料的工藝路線
合金內氧化法是將固溶體合金在氧氣氛下進行熱處理，使溶質元素形成氧化物，並均勻地分布在合金基體金屬中的一種比較先進的製備電觸頭材料的工藝方。內氧化分為
單面和雙面內氧化。以ａｇ一金屬氧化物系電接觸材料為例進行說明，製備工藝路線分別如圖３和圖４所示。
２．４金屬覆層法
採用金屬覆層法製備電接觸材料主要採用電鍍、化學鍍、真空蒸鍍、陰極真空噴鍍、離子鍍、熱浸鍍，其中應用最廣泛的是電鍍。採用電鍍法製備的電接觸材料主要有：
電鍍的電接觸材料。為了防止ａｇ基觸頭硫化和氧化可以在不同使用條件的接點，使用ａｕ、
３ 展望
目前，廣泛應用的主要是***基電接觸材料。筆者認為今後電接觸材料發展的主要方向主要有以下幾點：
１）通過改進和擴充套件製備工藝提高現有電接觸材料的效能，同時減少***的用量，比如ａｇｓｎｏ２亦是一類替代ａｇｃｄｏ最有前景的綠色環保觸點材料，其製備工藝方法的
改進和發展值得進一步研究。新型新增稀土元素的***
電接觸材料亦值得深入研究。
２）非***電接觸材料的廣泛研究，以期在某些領域
部分替代***基電接觸材料；
３）加強電接觸和電接觸材料的基礎理論研究、開發高效能低成本的多組元電接觸材料。參考文獻：
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ｅｌ２］謝明，王松，張吉明，等．新型銀稀土電接觸材料的研究及應用ｅｊ］．***
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２０１５年第５期材料綜述材料科技與裝置（雙月刊）
（上接５４頁）
一，ｆｕｃｈｏｎｇ。
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