高抗电弧银基电接触材料增强相研究进展

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2025.20250074

摘要/Abstract

摘要：

银基电接触材料的抗电弧性能直接关系到电气可靠性.本文从被动和主动抗电弧两个角度，综述了银基电接触材料的抗电弧性能研究进展.在被动抗电弧方面，详细探讨了增强相的熔池润湿性改善、几何形状调控以及高导热导电陶瓷的应用.通过添加改善熔池润湿性的组元，以及采用纳米多孔结构、夹心结构等特殊几何形状的增强相可有效提升银基电接触材料的抗电弧性能.此外，高导热导电陶瓷的加入也为材料的抗电弧能力提供了新的思路.在主动抗电弧方面，分析了高耐压增强相、熔解断弧增强相、气化灭弧增强相以及固态相变灭弧增强相的作用机制.在智能化、电气化和大功率化发展的背景下，唯有协同提高主动与被动抗电弧作用，才能满足日益复杂的工况要求，这也将是未来电接触材料发展的重要方向.

关键词: 银基电接触材料, 抗电弧性能, 主动抗电弧, 被动抗电弧

Abstract:

The arc resistance of silver-based electrical contact materials is directly related to electrical reliability. This paper reviews the research progress of the arc resistance of silver-based electrical contact materials from two perspectives： passive and active arc resistance. In terms of passive arc resistance， the improvement of the melt pool wettability of the reinforcements， the regulation of geometric shapes， and the application of high thermal conductivity and electrical conductivity ceramics are discussed in detail. The addition of components that improve the melt pool wettability and the use of reinforcements with special geometric shapes， such as nanoporous structures and sandwich structures， have effectively enhanced the arc resistance of silver-based electrical contact materials. Moreover， the incorporation of high thermal conductivity and electrical conductivity ceramics has provided new insights into the arc resistance of these materials. Regarding active arc resistance， the mechanisms of high voltage-resistant reinforcements， dissolving arc interruption reinforcements， vaporizing arc quenching reinforcements， and solid-state phase transformation arc quenching reinforcements are analyzed. Under the development trends of intelligence， electrification， and high power， only by synergistically improving both active and passive arc resistance can the increasingly complex working conditions be met， which is an important direction for the future development of electrical contact materials.

Key words: silver-based electrical contact materials, arc resistance performance, active arc resistance, passive arc resistance

中图分类号:

TB 331

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图/表 4

图1 使用CuO制备的Ag-SnO2材料中裂纹尖端钝化机理示意图[32]

Fig.1 Schematic illustration of crack tip blunting mechanism in the prepared Ag-SnO2 materials with CuO[32]

图2 阴极电弧侵蚀作用下热与力对Ag-SnO2电接触材料的联合作用[34]

Fig.2 Combined action of heat and force on the Ag-SnO2 electrical contact materials under cathode arc erosion[34]

图3 新型Ag-TiN电接触材料的抗电弧机制[40]（a）—经10 000次电弧腐蚀后材料表面示意图；（b）—经50 000次电弧腐蚀后材料表面示意图.

Fig.3 Anti-arc mechanism of new Ag-TiN electrical contact material[40]

图4 Ag-多相(MgCoNiCuZn)O高熵氧化物的作用机制示意图[61]

Fig.4 Schematic diagram of the mechanism of action of Ag multiphase(MgCoNiCuZn)O high entropy oxide[61]

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