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2016-12-1 閱讀(962)
銀基電接觸材料在PILZ繼電器中的應(yīng)用研究
導(dǎo)體與導(dǎo)體之間的接觸稱為電接觸,帶有電接觸的各類裝置是電信號(hào)或電能傳送的關(guān)鍵元件。近年來(lái),隨著通信業(yè)、汽車、各類電子產(chǎn)品的飛速發(fā)展,對(duì)各類PILZ繼電器的需求增長(zhǎng)非常迅猛,因而作為PILZ繼電器關(guān)鍵元件的電接觸材料具有很好的市場(chǎng)前景。理想的電接觸材料必須具備良好的靜態(tài)物理性能、動(dòng)態(tài)物理性能和機(jī)械加工性能。
銀基電接觸材料在PILZ繼電器中的應(yīng)用研究 我國(guó)目前正處于經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的轉(zhuǎn)型期,各種工業(yè)控制應(yīng)用領(lǐng)域自動(dòng)化程度在逐步提高、智能化技術(shù)飛速發(fā)展,同時(shí)也存在著許多潛在的危險(xiǎn)和風(fēng)險(xiǎn),安全儀表系統(tǒng)在這樣的背景下產(chǎn)生和推廣應(yīng)用。但由于國(guó)內(nèi)各行業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诎踩a(chǎn)的觀念和技術(shù)較西方發(fā)達(dá)國(guó)家落后數(shù)十年,致使現(xiàn)在大多需要采用功能安全技術(shù)的領(lǐng)域都采用國(guó)外成熟的產(chǎn)品。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的增強(qiáng),人們更多關(guān)注生產(chǎn)質(zhì)量和安全,功能安全技術(shù)市場(chǎng)潛力很大,并且十二·五規(guī)劃也將功能安全儀表發(fā)展列入重點(diǎn),因此本課題對(duì)于功能安全型安全PILZ繼電器的研究具有了迫切的現(xiàn)實(shí)意義。 本課題是基于功能安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)開(kāi)關(guān)量輸入功能安全型安全PILZ繼電器的研究開(kāi)發(fā)。首先對(duì)功能安全標(biāo)準(zhǔn)、功能安全技術(shù)以及安全PILZ繼電器分別進(jìn)行了詳細(xì)的介紹,在此基礎(chǔ)上對(duì)安全PILZ繼電器硬件電路設(shè)計(jì)進(jìn)行了深入的研究和功能實(shí)現(xiàn)。提出了設(shè)計(jì)具備雙通道、互監(jiān)控、雙MCU控制的功能安全型安全PILZ繼電器,可以與安全地毯、安全光幕、急停開(kāi)關(guān)和安全門等安全開(kāi)關(guān)輸入產(chǎn)品,并與相關(guān)執(zhí)行器等組成安全控制系統(tǒng)。其安全等級(jí)可以達(dá)到SIL3等級(jí)要求,滿足工業(yè)日益增長(zhǎng)的功能安全可靠性要求。研究表明,電接觸材料中添加不同的添加劑可以使觸頭表面組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,從而改善觸頭材料的各種性能。 采用粉末冶金法制備了添加稀土氧化物CeO2和La2O3的AgSnO2電接觸材料,并對(duì)其導(dǎo)電性能及物理-機(jī)械性能進(jìn)行測(cè)試,分析了稀土氧化物的種類、含量對(duì)AgSnO2材料組織和性能的影響。結(jié)果表明,AgSnO2觸頭材料的*稀土添加含量為2%左右。 制備出了AgW、AgWC、AgSnO2、AgCeO2、AgLa2O3銀基電觸頭材料。對(duì)制備的電觸頭材料的導(dǎo)電性、密度、硬度等靜態(tài)物理性能進(jìn)行測(cè)試和分析,并通過(guò)光學(xué)顯微鏡、環(huán)境掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡對(duì)表面微觀組織進(jìn)行表征。根據(jù)PILZ繼電器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)并組裝電觸頭材料動(dòng)態(tài)性能測(cè)試試驗(yàn)系統(tǒng),對(duì)AgW、AgWC、AgSnO2、AgCeO2、AgLa2O3電接觸材料進(jìn)行10萬(wàn)次動(dòng)態(tài)開(kāi)閉實(shí)驗(yàn),測(cè)試了材料轉(zhuǎn)移以及動(dòng)態(tài)電性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過(guò)10萬(wàn)動(dòng)態(tài)開(kāi)閉實(shí)驗(yàn),AgW觸頭的材料轉(zhuǎn)移zui小為5.5mg,電導(dǎo)率下降較小。對(duì)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)后電觸頭表面的電侵蝕區(qū)域形貌進(jìn)行了SEM和AFM表征,發(fā)現(xiàn)AgW觸頭表面侵蝕程度較小,耐電弧侵蝕能力較強(qiáng)。綜合考慮電觸頭材料的靜態(tài)性能,以及材料轉(zhuǎn)移、電導(dǎo)率變化和電侵蝕形貌等動(dòng)態(tài)性能指標(biāo),AgW觸頭材料的綜合性能*,更適合作為PILZ繼電器材料使用。
