用于吹电弧的电触头材料的应用制造技术

本发明专利技术涉及材料的应用，该材料包括导电金属母料和具有８和８０％之间的材料重量并且包括硬磁相的磁体，所述磁体未被磁化但是在施加到所述材料上的磁场的方向限定的平均取向是可磁化的，以便喷吹两个电触头衬垫之间的电弧，其中至少一个电触头衬垫包括所述材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电触头领域，更具体地，本专利技术涉及具有灭弧效应的电触头材料的应用。
技术介绍
这种类型的材料发现其主要应用于制造所谓的“低压”触头，即，针对这种低压触 头的工作范围大约是电压在10和1，000V之间以及电流在1和10，000A之间。这些触头一 般用于家庭、工业和汽车领域，既有直流电又有交流电，用于开关、继电器、接触器以及断路器等。当一对电触头衬垫在电压下断开时，通过电离电流穿过的气体，电流继续从一个 衬垫流向另一个衬垫。这种电离的气柱通常叫做“电弧”，其具有决定于不同参数的最长长 度，参数例如是气体的性质和压力、端子上的电压、触头材料、设备的几何形状、电路的阻抗寸。由电弧释放的能量足以熔化形成衬垫的材料，这不仅使金属部分退化而且有时候 还由于阻断设备而使它们熔合。在交流电应用中，电压通过零便于切断电弧。尽管如此，一些保护设备不得不切断 非常大的电流，这种大电流引起损坏触头的足够强大的电弧。另一方面，对于直流电应用，电弧非常稳定，特别是当电压明显高于IOV时。用于 切断电弧的一种解决方案包括增加其长度使得它变得不稳定并且自己消失。对于14V的电 压，一毫米数量级的距离是足够的，而对于42V的电压，特别是当存在电感性负载时，这个 距离可以是若干厘米。这使切断设备的设计极大地复杂化，并且产生的电弧的延续时间大 大地减少切断设备的寿命时间。这个问题尤其发生在汽车行业中，为了适应用在汽车中逐渐增多的大量电子装置 (在顶级车辆中高达上百个电机)该行业考虑使用具有42V直流或者更高直流的电路。在 这种电压下，限制与电弧相关的问题的益处是根本的。因此，电触头的材料应当满足下面三点要求-低并且稳定的接触电阻，以便避免当电流流过触头时过分发热；-在存在电弧的情况下的良好抗熔合性；-在电弧的作用下具有低烧蚀性。为了满足这些部分矛盾的要求，一种解决方案包括利用包括银或铜母料和插入在 这种母料中的成分(fraction)的假合金，该成分由约10%至50%体积的耐熔颗粒(例如， Ni、C、W、WC、Cd0、Sn02颗粒)组成，其尺寸通常在1 μ m和5 μ m之间。因此获得的材料能够 较好地经受电弧释放的能量。虽然这是一个令人感兴趣的解决方案，但是用这种方法不可 能减少熔化并且因为其重复性，衬垫的烧蚀和熔合问题可能在短期或中期内发生。在美国专利US3，626，124中描述的另一种解决方案包括利用包含单畴磁性颗粒 的材料。这种颗粒在没有施加的外部场的情况下沿着随机取向自发地被磁化。这些颗粒因此初始地被磁化并且不需要任何外部磁化源。由每个磁化的颗粒产生的磁场对切断电弧起 作用，便于电弧的吹灭。即便由于加热超过其居里温度(Curie temperature)，所述的颗粒 仍然是单畴颗粒，使得在触头先前断开时，吹除效率不受由于该切断电弧产生的热量的影 响。但是，每个颗粒单独地对切断电弧起作用，因此磁吹效应很小。因此这种方案不能令人 两意。 而且，当在交流电中时，问题在于制造能够切断很大电流的保护性设备(断路 器)，这种设备借助于已经提出的便于灭弧或避免弧再点燃的辅助装置电磁或气动吹灭。例如，这种使用在实际触头外部的装置的电磁消灭解决方案在欧洲专利文献EPl 482 525中描述。该专利文献公开一种磁装置，其设置在距离触头一定距离处并且产生磁 场，该磁场延伸到会在衬垫之间出现的电弧中，其目的是熄灭电弧。但是，由这种方案引起 的成本过高、超负荷(congestion)和重量过重使得它有问题，特别是用在汽车中。除了别的之外，已经提出用非常稳定并且因此难以电离的气体例如SF6R替存在 于分开两个触头的空间中的气体。但是应用这种解决方案很复杂。因此本专利技术的目的在于，通过提出一种用于制造触头衬垫的电触头材料的应用克 服这些缺点，无论是短期还是长期电弧的能量都不改变所述触头衬垫的操作。
技术实现思路
更具体说，本专利技术涉及材料的应用，该材料包括导电金属的母料和具有8%和 80%之间的材料重量并且包括硬磁相的磁体，所述磁体未被磁化并且是通过施加在所述材 料上的磁场的方向限定的平均取向可磁化的，以便吹灭电触头的两个衬垫之间的电弧，并 且因此减少电弧的持续时间，其中至少一个所述衬垫包括所述材料。本专利技术还涉及材料的应用，该材料包括导电金属的母料和具有8%和80%之间的 材料重量并且包括硬磁相的磁体，所述起初未磁化的磁体通过施加在所述材料上的磁场的 方向限定的平均取向被磁化，以便吹灭电触头的两个衬垫之间的电弧，并且因此减少电弧 的持续时间，其中至少一个衬垫包括所述材料。可替代地，该材料还包括在高于900°C的温度稳定的耐熔的成分。有利的是，磁体的至少一个相是以稀土族为基的磁化合物。为了能够根据本专利技术应用，所述材料能够产生磁感应场，在其表面测量该磁感应 磁场大于20mT，优选大于60mT，并且更优选大于100mT。对于根据本专利技术的应用，观察到对电弧熄灭的特别显著的效果，根据本专利技术，所述 衬垫在其之间限定一个轴线，所述衬垫的其中至少之一用所述材料制造并且具有产生与所 述轴线正交的磁场的磁化。有利的是，所述衬垫的其中至少之一包括具有磁体的所述材料，所述衬垫的其中 至少之一具有包括选自银和铜的材料的覆盖层或重迭层。根据另一方面，本专利技术涉及电触头衬垫的构成材料，该材料包括导电金属的母料 和具有8%和80%之间的材料重量并且包括硬磁相的磁体，所述磁体未被磁化并且是通过 施加在所述材料上的磁场的方向限定的平均取向可磁化的，其中至少一个磁相是以除钐之 外的稀土族为基的化合物。本专利技术还涉及电触头衬垫的构成材料，该材料包括导电金属的母料和具有8%至80%之间的材料重量并且包括硬磁相的磁体，起初未磁化的所述磁体通过施加在所述材料 上的磁场的方向限定的平均取向被磁化，其中至少一个磁相是以除钐之外的稀土族为基的 化合物。根据另一方面，本专利技术涉及用于制造电触头衬垫的方法，该方法包括如下步骤-用银或铜制作材料，以便形成所述材料的母料，以及形成包括硬磁体相的磁体， 所述磁体是未磁化的，至少其中一个磁相是以稀土族为基的化合物，-修整衬垫的形状，-将所述衬垫组装在支持物上，以及-磁化该衬垫。根据另一方面，本专利技术涉及一对电触头的衬垫，所述衬垫在其之间限定轴线，其中 所述衬垫中的至少一个用上面限定的材料制造，并且具有产生垂直于所述轴线的磁场的磁 化。在直流电的情况下，已经观察到针对一对电触头的衬垫很好的结果，所述电触头 在负极包括用上面限定的材料制造的电触头衬垫。附图说明当阅读下面参考附图做出描述时将能够更好地理解本专利技术，附图示出由电触头的 衬垫产生的磁场的不同取向。具体实施方式在本专利技术中所用的触头材料主要由以下部分构成 导电金属的母料，通常是银或铜；和 具有8%和80%之间的材料重量并且包括硬磁相的磁体，所述磁体起初是未磁 化的并且是通过施加在所述材料上的磁场的方向限定的平均取向可磁化的。因此，根据本专利技术所用的材料起初包含多畴磁体，所述多畴磁体形成起初整体未 磁化的组合件(assembly)并且然后其应当通过施加磁场被磁化。优选地，根据本专利技术所用 的材料起初不包含任何自发磁化的单畴实体。优选地，磁体具有10%至50%之间的材料重量，优选12%至30%之间的材料重 量，并且更优选1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种材料的应用，该材料包括导电金属的母料和具有所述材料８％和８０％之间的重量并且包括硬磁相的磁体，所述磁体是未磁化的并且是通过平均取向可磁化的，所述平均取向由施加在所述材料上的磁场的方向限定，以便吹灭电触头的两个衬垫之间的电弧，其中至少一个所述衬垫包括所述材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2008-5-22 08156731.51.一种材料的应用，该材料包括导电金属的母料和具有所述材料8%和80%之间的重 量并且包括硬磁相的磁体，所述磁体是未磁化的并且是通过平均取向可磁化的，所述平均 取向由施加在所述材料上的磁场的方向限定，以便吹灭电触头的两个衬垫之间的电弧，其 中至少一个所述衬垫包括所述材料。2.—种材料的应用，该材料包括导电金属的母料和具有所述材料8%和80%之间的重 量并且包括硬磁相的磁体，所述磁体起初未磁化，其被磁化为具有平均取向，所述平均取向 由施加在所述材料上的磁场的方向限定，以便吹灭电触头的两个衬垫之间的电弧，其中至 少一个所述衬垫包括所述材料。3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于所述磁体具有10%和50%之间的所述 材料的重量，优选在12%和30%之间的所述材料的重量，并且更优选在18%和22%之间的 所述材料的重量。4.根据任何前述权利要求所述的应用，其特征在于所述材料还包括在900°C以上的温 度稳定的耐高温成分。5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于所述耐高温成分包括选自下面组中的一种 或更多种元素:CdO、SnO2、ZnO、Bi203、C、WC、MgO、In2O3 以及 Ni、佝、Mo、Zr、W 或其氧化物。6.根据权利要求1-5中的任何一项所述的应用，其特征在于所述磁体的至少一个相是 以稀土族为基的硬磁性化合物。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于所述磁体是纳米结构的RE-Fe-B合金，其中 RE是稀土元素。8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于所述RE是钕或镨。9.根据权利要求1-8中的任何一项所述的应用，其特征在于所述材料能够产生磁感应 磁场，在其表面测量该磁感应磁场大于20mT，优选大于60mT，并且更优选大于100mT。10.根据任何前述权利要求所述的应用，其特征在于所述衬垫在其之间限定一个轴线， 所述衬垫中至少之一用所述材料制造并且具有产生与所述轴线垂直的磁场的磁化。11.根据任何前述权利要求所述的应用，其特征在于包括所述磁体的所述衬垫中至少 之一具有覆盖层，该覆盖层包括选自银和铜的材料。12.根据权利要求11所述的应用，其特征在于所述覆盖层还包括耐高温化合物，所述 耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：L多夫莱特，C布尔达，D让诺，P拉莫尼，D吉沃尔，S里瓦尔多，
申请(专利权)人：美泰乐技术国际公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]