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金属-石墨烯涂覆的电触头制造技术

技术编号:40147212 阅读:13 留言:0更新日期:2024-01-24 00:32
本公开涉及一种电触头(1),包括导电非银材料的衬底(3),以及直接位于衬底的表面(5)上的导电金属‑石墨烯复合涂层(4)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及一种电触头,包括衬底和所述衬底上的涂层。


技术介绍

1、在开关隔离开关中,使用电触头。由于在电弧区与主接触区之间的转换期间,移动触头相对于固定触头滑动,这些触头既受到在接通/断开期间经由电弧产生的电磨损,也受到机械磨损。移动触头和固定触头两者均由镀银的铜制成。镀银用于保护铜表面不被氧化。

2、然而,镀银的触头容易焊接,并且具有高摩擦系数。因此,润滑油脂用于维持高接触力以及低摩擦和磨损。

3、使用油脂润滑存在若干个问题,例如油脂随时间的蒸发和损失,磨损颗粒卡在油脂中,降解导致更高的粘度,以及在高温(例如在电弧放电时),油脂分解并变干,从而形成电阻膜。这些不稳定性将最终导致开关设备的接触电阻增加和整体温度升高。此外,可能需要更大的力来操作该设备。

4、不容易获得具有长期热稳定性和耐腐蚀性的润滑剂。固体润滑剂添加剂(例如石墨或mos2)需要在机械/摩擦与电性能之间进行权衡。

5、cn 111519232公开了在电触头的铜基底金属上的纯银涂层的顶部上使用银-石墨烯涂层,以防止镀银触头的硫化和腐蚀。纯银涂层将基底金属与银-石墨烯涂层分离,从而防止基底金属中的硫和氧的内部氧化。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种改进的电触头。

2、根据本专利技术的一个方面,提供了一种电触头,该电触头包括导电非银材料的衬底,以及直接被布置在衬底的表面上的导电金属-石墨烯复合涂层。

3、根据本专利技术的另一方面,提供了一种开关设备,该开关设备包括本公开的电触头的实施例。

4、根据本专利技术的另一方面,提供了一种涂覆用于电触头的导电非银材料衬底的方法。该方法包括提供包括石墨烯和金属离子的金属-石墨烯电解质溶液。该方法还包括通过电沉积涂覆衬底,由此石墨烯和金属离子被共沉积以直接在衬底的表面上形成导电金属-石墨烯复合涂层。

5、通过将石墨烯(g)包括在电触头的金属(例如银)涂层中,可以显著降低摩擦系数,从而不再需要油脂润滑。石墨烯因此可以针对涂层提供自润滑属性。石墨烯还提高了耐腐蚀性和耐热性,从而允许触头能够更好地承受电弧。该复合涂层仍然可以保持导电性和低电阻,从而允许该触头用作导电触头,特别是当石墨烯含量低时,例如低于涂层的1重量百分比(wt%)。

6、应注意,任何方面的任何特征均可适用于任何其他方面(如适用)。同样,任何方面的优点中的任一个可应用于其他方面中的任一个。从以下详细公开内容、所附从属权利要求以及附图中,所附实施例的其他目的、特征和优点将变得显而易见。

7、一般而言,权利要求中使用的所有术语应根据其在
中的普通含义进行解释,除非本文另有明确定义。所有对“一个(a/an)/该(the)元件、装备、组件、装备、步骤等”的引用应被公开解释为指元件、装置、组件、装备、步骤等的至少一个实例。除非另有明确说明。除非明确说明,否则本文所公开的任何方法的步骤不必按照公开的确切顺序来执行。对本公开的不同特征/组件使用“第一”、“第二”等仅旨在将这些特征/组件与其他类似的特征/组件区分开,而不是赋予这些特征/组件任何顺序或等级。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电触头(1),包括:

2.根据权利要求1所述的触头,其中所述金属-石墨烯复合涂层(4)的金属是银或铜,优选银。

3.根据前述权利要求中任一项所述的触头,其中所述涂层(4)中的石墨烯含量在0.1至1重量%的范围内,优选0.1至0.5重量%。

4.根据前述权利要求中任一项所述的触头,其中所述石墨烯为片(7)的形式,所述片(7)具有在1-50nm的范围内的厚度。

5.根据权利要求4所述的触头,其中所述片(7)具有在5-80μm的范围内的最长直径。

6.根据前述权利要求中任一项所述的触头,其中所述触头(1)被配置作为滑动触头。

7.根据前述权利要求中任一项所述的触头,其中所述衬底(3)材料是或包括铜和/或铝,优选地,其中所述衬底材料是铜。

8.一种开关设备(10),包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的电触头(1)。

9.根据权利要求8所述的开关设备,其中所述开关设备(10)被配置用于额定AC电压或DC电压至多为70kV的应用,例如低压应用。

10.根据权利要求8或9所述的开关设备,其中所述开关设备(10)是隔离开关。

11.根据权利要求10所述的开关设备,其中所述电触头(1)是所述隔离开关(10)的电弧接触装置的一部分。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的开关设备,其中所述电触头(1)是滑动触头。

13.根据权利要求12所述的开关设备,其中所述滑动触头(1)是刀形触头。

14.一种涂覆用于电触头(1)的导电非银材料的衬底(3)的方法,所述方法包括:

15.根据权利要求14所述的方法,其中所述金属离子(34)由银离子组成或包括银离子。

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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种电触头(1),包括:

2.根据权利要求1所述的触头,其中所述金属-石墨烯复合涂层(4)的金属是银或铜,优选银。

3.根据前述权利要求中任一项所述的触头,其中所述涂层(4)中的石墨烯含量在0.1至1重量%的范围内,优选0.1至0.5重量%。

4.根据前述权利要求中任一项所述的触头,其中所述石墨烯为片(7)的形式,所述片(7)具有在1-50nm的范围内的厚度。

5.根据权利要求4所述的触头,其中所述片(7)具有在5-80μm的范围内的最长直径。

6.根据前述权利要求中任一项所述的触头,其中所述触头(1)被配置作为滑动触头。

7.根据前述权利要求中任一项所述的触头,其中所述衬底(3)材料是或包括铜和/或铝,优选地,其中所述衬底材料是铜。

8.一种开关设备(10),包括至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员:安娜·安德松赵苏
申请(专利权)人:ABB瑞士股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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