Giới thiệu
Rơle là một thiết bị điều khiển điện sử dụng dòng điện nhỏ để điều khiển dòng điện lớn trong mạch. Đó là một "công tắc tự động" tự động điều chỉnh mạch, bảo vệ an toàn và chuyển mạch. Các vật liệu tiếp điểm rơle phổ biến bao gồm AgSnO2, AgNi, AgCdO, AgZnO và AgCuO. Trong số đó, vật liệu Đinh tán tiếp xúc bạc đồng AgCdO dễ gây ô nhiễm cadmium độc hại trong quá trình sản xuất. EU bắt đầu hạn chế sử dụng các sản phẩm có chứa cadmium vào ngày 1 tháng 6 năm 2006. Vật liệu AgZnO có đặc điểm là thời gian hồ quang ngắn, hiệu suất cắt cao, khả năng chống sốc dòng điện mạnh và vô hại với môi trường trong điều kiện điện áp thấp. Vật liệu AgZnO đang dần nổi lên như một vật liệu thay thế cho các vật liệu không thân thiện với môi trường như AgCdO. Vật liệu AgZnO chủ yếu được sử dụng trong bộ khởi động động cơ, rơle LED, rơle điện, cầu dao vạn năng, v.v. Các phương pháp chuẩn bị phổ biến cho vật liệu tiếp xúc điện AgZnO bao gồm phương pháp trộn bột cơ học và phương pháp oxy hóa hợp kim. Trong số đó, phương pháp trộn bột cơ học thường được sử dụng trong sản xuất vật liệu AgZnO do ưu điểm là chu kỳ sản xuất ngắn và quy trình vận hành đơn giản. Tuy nhiên, do kích thước bột ZnO nhỏ nên khó phân tán và dễ kết tụ dẫn đến tính chất điện không ổn định của vật liệu AgZnO được chế tạo bằng phương pháp trộn bột cơ học. Nghiên cứu này sử dụng phương pháp phân tán siêu âm để chế tạo vật liệu AgZnO và so sánh chúng với quá trình trộn bột cơ học AgZnO. Sự khác biệt trong tổ chức và hoạt động của nó trong các điều kiện quy trình chuẩn bị khác nhau được phân tích để thu đượcLiên hệ điểm bạcvật liệu có hiệu suất tuyệt vời, đặt nền móng cho sự phát triển của vật liệu tiếp xúc điện gia dụng mới.
1 thí nghiệm
1.1 Phương pháp trộn bột cơ học
Nguyên liệu thô thí nghiệm là bột bạc lưới 200 (độ tinh khiết lớn hơn hoặc bằng 99,9%) và bột ZnO (độ tinh khiết lớn hơn hoặc bằng 99,9%). Sau khi bột hỗn hợp được ép đẳng tĩnh, nó được nung ở nhiệt độ 840 độ ~ 860 trong 3 giờ trong môi trường không khí, sau đó được ép lại và ép đùn thành dây. Cuối cùng, thành phẩm thu được bằng cách vẽ và kiểm tra.
1.2 Phương pháp phân tán siêu âm
Phương pháp phân tán siêu âm sử dụng nguyên lý hiệu ứng cavitation. Khi rung động siêu âm truyền đến chất lỏng, do cường độ âm thanh cao sẽ kích thích hiệu ứng tạo bọt mạnh trong chất lỏng, dẫn đến số lượng lớn bọt tạo bọt trong chất lỏng. Khi các bong bóng tạo bọt này được tạo ra và phát nổ, một số lượng lớn các tia siêu nhỏ sẽ được tạo ra trong chất lỏng, phá vỡ các hạt bột tổng hợp lớn hơn trong chất lỏng. Đồng thời, do sự rung động của sóng siêu âm, chất rắn và chất lỏng được trộn kỹ hơn, từ đó thúc đẩy quá trình trộn đồng đều giữa bột Ag và bột ZnO.
Vật liệu thử nghiệm là dung dịch cồn, bột Ag và bột ZnO. Tỷ lệ bột Ag và bột ZnO là 7,5:1, lượng cồn là 5 L, thời gian rung siêu âm là 20 phút, việc khuấy đóng vai trò trộn phụ trợ và tốc độ là 120 vòng/phút. Dưới tác dụng tạo bọt của sóng siêu âm, bột được nghiền thành các hạt mịn và trộn đều. Sau đó, chất lỏng hỗn hợp được đổ vào khay và cho vào lò sấy khô. Sau khi sấy khô, bột hỗn hợp được ép đẳng tĩnh, thiêu kết ở nhiệt độ 840 độ -860 trong môi trường không khí trong 3 giờ, sau đó được ép và ép đùn thành dây. Cuối cùng, sản phẩm hoàn thiện sẽ được rút ra và kiểm tra. Contactor Điện của chúng tôiDanh bạ bạctrải qua nhiều lớp kiểm tra để đảm bảo rằng mọi sản phẩm đều là sản phẩm tốt.
1.3 Kiểm tra và mô tả đặc tính
Phương pháp Archimede được sử dụng để đo mật độ mẫu; máy đo độ cứng Brinell được sử dụng để đo độ cứng của mẫu; phương pháp cầu được sử dụng để phát hiện điện trở suất của mẫu; kính hiển vi kim loại được sử dụng để quan sát cấu trúc vi mô của mẫu; kính hiển vi điện tử quét (SEM) được sử dụng để quan sát hình thái vết nứt của mẫu.
2 Kết quả và phân tích
2.1 Phân tích cấu trúc kim loại
Hình 1(a) và Hình 1(b) lần lượt là ảnh cấu trúc kim loại của các sản phẩm AgZnO được điều chế bằng phương pháp trộn bột cơ học và phương pháp phân tán siêu âm. Từ cấu trúc kim loại có thể thấy rằng cả hai phương pháp đều có thể điều chế thành công vật liệu AgZnO, nhưng các hạt ZnO trong nền bạc của vật liệu AgZnO được điều chế bằng phương pháp trộn bột cơ học bị kết tụ và phân bố không đều. Sự phân bố không đều của pha gia cố này sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tính năng của vật liệu, dẫn đến sự biến động về tính chất cơ và điện của vật liệu. Trong vật liệu AgZnO được chế tạo bằng phương pháp phân tán siêu âm, các hạt ZnO được phân tán đều trên nền Ag. Điều này là do hệ thống phân tán siêu âm thuộc hệ thống phân tán chất lỏng rắn. So với hệ phân tán rắn-rắn của phương pháp trộn bột, các hạt bột ZnO có thể phân tán hoàn toàn trong Ag. Sau khi ép, thiêu kết và hợp kim hóa, chúng có thể được phân tán trong ma trận Ag dưới dạng các hạt có kích thước nhỏ. Theo lý thuyết hệ phân tán, độ đồng nhất của hệ phân tán rắn-lỏng lớn hơn nhiều so với hệ phân tán rắn-rắn. Do đó, so với quá trình trộn bột, vật liệu AgZnO được điều chế bằng phương pháp phân tán siêu âm có đặc điểm là pha gia cố mịn hơn, độ phân tán đồng đều hơn và giảm sự kết tụ. Ma trận bạc được sử dụng trong Đinh tán tiếp xúc bằng bạc rắn của chúng tôi có chất lượng tốt và có thể mang lại hiệu suất tương đối ổn định.
2.2 Phân tích SEM gãy xương
Hình 2(a) và Hình 2(b) lần lượt là các bức ảnh hình thái SEM đứt gãy 500 lần của các sản phẩm AgZnO được điều chế bằng phương pháp trộn bột cơ học và phương pháp phân tán siêu âm. Khi so sánh, có thể thấy rằng vật liệu AgZnO được điều chế bằng phương pháp trộn bột cơ học có liên kết bên trong kém và các hạt ZnO kết tụ có số lượng lỗ chân lông lớn. Dễ bị gãy giòn khi chịu tác động của ngoại lực, vết nứt không đều; trong khi vật liệu AgZnO được điều chế bằng phương pháp phân tán siêu âm có liên kết bên trong chặt chẽ và vết nứt tương đối mịn.
Hình 2(c) và Hình 2(d) lần lượt là các bức ảnh hình thái SEM đứt gãy 5000 lần của các sản phẩm AgZnO được điều chế bằng phương pháp trộn bột và phương pháp phân tán siêu âm. Qua so sánh có thể thấy các hạt ZnO trong vật liệu AgZnO được chế tạo bằng phương pháp trộn bột cơ học có độ phân tán và kết tụ không đều. Kích thước hạt thứ cấp sau khi kết tụ rất khác nhau và các vết lõm ở vết đứt dây có độ sâu khác nhau. Tuy nhiên, các hạt ZnO pha thứ hai có kích thước khoảng 1 μm phân bố đều trên nền bạc bên trong vật liệu AgZnO được điều chế bằng phương pháp phân tán siêu âm, hình thái và kích thước lúm đồng tiền rất phù hợp. Sau khi các hạt ZnO trong quá trình trộn bột cơ học kết tụ lại, kích thước hạt thứ cấp rất khác nhau, dẫn đến sự khác biệt giữa các khu vực về độ dẻo của vật liệu. Khi chịu tác dụng của ngoại lực, xu hướng gãy giòn càng tăng cao [5]. Các hạt pha thứ hai trong vật liệu được chuẩn bị bằng quá trình phân tán siêu âm rõ ràng là mịn và đồng đều, vết nứt tương đối phẳng, độ sâu của vết lõm về cơ bản là giống nhau, nội lực tương đối đồng đều trong quá trình gãy và vật liệu có tính đẳng hướng . Vật liệu được sử dụng trong chúng tôiDanh bạ bạc nguyên khốiĐối với Điện có độ bền và độ cứng cao, có thể đảm bảo sản xuất kích thước chính xác.
2.3 Phân tích tính chất cơ lý
Hình 3(a) và Hình 3(c) lần lượt là sơ đồ so sánh mật độ và điện trở suất của các sản phẩm AgZnO được điều chế bằng phương pháp trộn bột cơ học và phân tán siêu âm. So sánh cho thấy mật độ của sản phẩm AgZnO được điều chế bằng phương pháp phân tán siêu âm cao hơn so với sản phẩm AgZnO được điều chế bằng phương pháp trộn bột. Điều này là do bột AgZnO trong phương pháp trộn bột cơ học bị kết tụ trong quá trình trộn và các lỗ chân lông trong chất kết tụ không thể cô đặc lại trong quá trình thiêu kết. Theo lý thuyết thiêu kết [6], quá trình cô đặc của quá trình thiêu kết pha rắn là dòng chảy nhớt và sự khuếch tán thể tích của các nguyên tử. Trong quá trình thiêu kết, ZnO kết tụ có tính lưu động kém và tốc độ tự khuếch tán Ag-Ag lớn hơn nhiều so với tốc độ khuếch tán lẫn nhau giữa các thành phần Ag-ZnO, dẫn đến độ đậm đặc thấp sau khi pha rắn được cô đặc lại. lần lượt dẫn đến mật độ thấp. Phương pháp phân tán siêu âm có thể phá vỡ ZnO thành các hạt nhỏ đồng nhất và phân tán chúng trong ma trận Ag, làm tăng đáng kể diện tích tiếp xúc Ag-ZnO và mở rộng diện tích mạng dẫn điện Ag-Ag. Mật độ tương đối cao sau khi cô đặc thiêu kết. Điện trở suất có liên quan đến diện tích của mạng dẫn điện Ag-Ag trong vật liệu. Do diện tích của mạng dẫn điện Ag-Ag được hình thành bằng phương pháp phân tán siêu âm tăng lên nên vật liệu AgZnO được điều chế bằng phương pháp này có điện trở suất thấp hơn. vững chắc của chúng tôiDanh bạ bạccó mật độ cao hơn và độ dẫn điện mạnh hơn.
Hình 3(b) và 3(d) lần lượt là sơ đồ so sánh độ cứng và độ giãn dài của các sản phẩm AgZnO được điều chế bằng phương pháp trộn bột cơ học và phương pháp phân tán siêu âm. Từ hình vẽ có thể thấy độ cứng của AgZnO được điều chế bằng phương pháp phân tán siêu âm cao hơn đáng kể. Điều này là do các đặc tính độ cứng của vật liệu composite ma trận kim loại bao gồm pha gia cố và vật liệu ma trận chủ yếu được xác định bởi các đặc tính thành phần của vật liệu composite và hiệu suất liên kết giữa các thành phần và pha gia cố. Khi pha thứ hai được phân bố đều trong pha ma trận ở dạng hạt phân tán mịn, kích thước hạt pha thứ hai càng nhỏ thì hiệu ứng tăng cường đáng kể sẽ được tạo ra, điều này sẽ làm tăng độ cứng của vật liệu. Việc tăng cường này được gọi là tăng cường giai đoạn thứ hai. Độ giãn dài của vật liệu có mối tương quan dương với độ dẻo của vật liệu. Các hạt pha thứ hai phân tán mịn có thể cải thiện đáng kể độ dẻo của vật liệu, cho thấy độ dẻo tốt hơn.
3 Kết luận
Vật liệu tiếp xúc điện AgZnO được điều chế bằng cách trộn bột cơ học và phân tán siêu âm, đồng thời so sánh ảnh hưởng của các quá trình khác nhau đến tính chất vật liệu. Các kết luận như sau:
(1) So với quy trình trộn bột cơ học, hiệu suất toàn diện của vật liệu AgZnOSilver Electrical For Contactor được chuẩn bị bằng phương pháp phân tán siêu âm là tốt hơn. Các hạt ZnO pha thứ hai mịn được phân tán đều trong nền bạc và thu được các tính chất cơ học tốt hơn;
(2) Quá trình phân tán siêu âm cải thiện hiệu quả hiện tượng kết tụ ZnO bên trong tổ chức. Từ cấu trúc vết nứt vi mô, có thể thấy rằng liên kết bên trong tốt, thu được hệ thống tương đối dày đặc và độ ổn định của các tính chất vật liệu khác nhau được cải thiện.
Contactor Điện của chúng tôiDanh bạ bạcđược làm từ chất liệu bạc có độ tinh khiết cao, có khả năng dẫn điện và chống ăn mòn tuyệt vời, đảm bảo hoạt động ổn định trong các thiết bị điện khác nhau. Với công nghệ xử lý chính xác và kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt, các điểm tiếp xúc bạc của chúng tôi không chỉ có thể tăng đáng kể tuổi thọ của các thiết bị điện mà còn giảm đáng kể chi phí tổn thất điện năng và bảo trì. Cho dù ở các thiết bị chuyển mạch, rơle hay công tắc tơ tần số cao, Đinh tán tiếp xúc bằng bạc rắn là một lựa chọn đáng tin cậy. Lựa chọn tiếp điểm bạc của chúng tôi đồng nghĩa với việc lựa chọn giải pháp điện hiệu quả, bền bỉ, chất lượng cao giúp thiết bị của bạn hoạt động ổn định lâu dài.
