仪器仪表中用到的含金材料有哪些

2016-06-17
研发部

                                         断开接触器

    在电器设备、仪器系统中有许多接触器、开关、电位器、继电器、连接器等,它们的主要作用是传递电讯号、电能以及接通或切断各种电路。在各类电转换装置中,大量使用了电触点、电刷、滑环、换向片、整流片、接插件等各种元件。它们的材质性能直接影响电转换器件以及整个仪器仪表的可靠性、精度、寿命和使用价值。金及其合金是很好的电接触材料,尤其在轻负荷小接触压力条件下使用更显示其优良的特性。目前广泛应用的电接触材料,主要是银、金、铂、钯为基的贵金属合金及电接触层的复合材料。此类电接触材料中,用得最多的是Ag,其次是Au及其合金。弱电流小功率接触材料中大多采用金基合金。

1、断开接触材料

       金的化学稳定性最好,接触电阻低、导电性和导热性良好,用作断开接触材料中的金属接点。但金的弹性差,屈服点很低,生弧极限伏安特性差。易起孤焊接,在小电流作用下会形成尖刺。因此,含金不小于60%-70%,加入铂、钯、银、铜、镍、铁、钴等元素组成的合金,不但保持了纯金的优良的化学稳定性,并改善了纯金电接触性能。金合金在硫化和盐雾等气氛下不发生晦暗,不易受有机气氛污染,保持了接点的接触电阻的稳定性。常见的断开接触材料有Au-Ni系、Au-9Ni-0.5Cd系和Au-9Ni-0.5Y系合金。由纯度>99.9%的金和镍为原料制造。

2、滑动接触材料中的金基合金

       金的抗氧化性和耐腐蚀性仅次于铂。金基合金具有优良的化学和电学性能,低而稳定的接触电阻,低噪音电平以及良好的抗有机气氛污染能力。金合金的电阻系数都比较低,电阻温度系数较高;硬度和强度较低,不耐磨。在金中加入合金元素后可提高硬度、强度和耐磨性,降低电阻温度系数和对铜热电势,有些合金可使电阻系数提高到200μΩcm以上。此类合金有Au-Ag系、Au-Ag-Cu系、Au-Ag-Cu-Mn系、Au-Pd系和Au-Cu系。

       在金基接触材料中,Au-Ag系合金普遍用于低阻值电位器绕线电阻、电刷及导电环材料。如Au-Ag-Cu和Au-Ag-Cu-Mn系合金,Au-33.5Ag-3Cu-3Mn及Au-33.5Ag-3Cu-2.5Mn-0.5Gd合金,具有极高的耐磨性,在航空工业中得到广泛应用。在Au-Ni系合金加入铬、铁、钇、锆、铜等元素,特别适用于低、中阻绕组、电刷材料,具有低电阻温度系数、低噪音、长寿命、耐磨等特点。Au-Pd系合金是高阻绕线材料,在Au-Pd合金中加入铁、钼、钒、铬、铝、镍、铜等,具有硬度和强度高、电阻系数达到最大值而电阻温度系数出现极小值、并且对铜热电势小、抗腐蚀性强等特性。此类合金作为电刷及导电环材料具有耐腐蚀、耐磨、强度和弹性高、接触应力松弛小、接触元件工作可靠、使用寿命长等优点。

3、电阻和测温材料

       金合金电阻应变计用于分析和测量工程部件,操作简单、灵敏、准确。电阻应变计的关键元件是应变敏感栅。敏感栅可以做成各种各样的形状和型式。敏感栅材料的优劣,直接影响应变计的特性,作为电阻应变敏感栅材料,除了必须具备精密电阻材料的性能以外,还必须具有稳定而高的应变灵敏度系数。

       作为电阻和测温材料,金基合金研究得相当多。它们的电阻率低,电阻温度系数α大,对微量杂质极为敏感,而且大都存在有序-无序相转变和脱溶现象,如Au-Cu合金是具有Cu3Au和CuAu型有序与介于其间的无序;Au-25Cr合金虽然有11×l0-6Ω/℃的电阻温度系数,但其电阻率只有36.9μΩ/cm。

       金用作热电偶材料。利用其热电效应(热电势w)制成的测温计,既热电偶。金热电偶的热电势与温度呈直线关系,故金热电偶具有灵敏、准确、简单等优点,通常用作标准热电偶。

      上述三类仪表用金占金用途的很小部分,但产品价值高。目前主要需求国是日本、德国和美国,国内市场很小。

来源:内江洛伯尔材料科技有限公司