銀基電接觸材料在PILZ繼電器中的應用研究
　　導體與導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或電能傳送的關鍵元件。近年來,隨著通信業、汽車、各類電子產品的飛速發展,對各類PILZ繼電器的需求增長非常迅猛,因而作為PILZ繼電器關鍵元件的電接觸材料具有很好的市場前景。理想的電接觸材料必須具備良好的靜態物理性能、動態物理性能和機械加工性能。

　　銀基電接觸材料在PILZ繼電器中的應用研究         我國目前正處于經濟和社會的轉型期,各種工業控制應用領域自動化程度在逐步提高、智能化技術飛速發展,同時也存在著許多潛在的危險和風險,安全儀表系統在這樣的背景下產生和推廣應用。但由于國內各行業領域對于安全生產的觀念和技術較西方發達國家落后數十年,致使現在大多需要采用功能安全技術的領域都采用國外成熟的產品。隨著我國經濟實力的增強,人們更多關注生產質量和安全,功能安全技術市場潛力很大,并且十二·五規劃也將功能安全儀表發展列入重點,因此本課題對于功能安全型安全PILZ繼電器的研究具有了迫切的現實意義。 本課題是基于功能安全標準對開關量輸入功能安全型安全PILZ繼電器的研究開發。首先對功能安全標準、功能安全技術以及安全PILZ繼電器分別進行了詳細的介紹,在此基礎上對安全PILZ繼電器硬件電路設計進行了深入的研究和功能實現。提出了設計具備雙通道、互監控、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、急停開關和安全門等安全開關輸入產品,并與相關執行器等組成安全控制系統。其安全等級可以達到SIL3等級要求,滿足工業日益增長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構發生改變,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,并對其導電性能及物理-機械性能進行測試,分析了稀土氧化物的種類、含量對AgSnO2材料組織和性能的影響。結果表明,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。對制備的電觸頭材料的導電性、密度、硬度等靜態物理性能進行測試和分析,并通過光學顯微鏡、環境掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡對表面微觀組織進行表征。根據PILZ繼電器國家標準設計并組裝電觸頭材料動態性能測試試驗系統,對AgW、AgWC、AgSnO2、AgCeO2、AgLa2O3電接觸材料進行10萬次動態開閉實驗,測試了材料轉移以及動態電性能。實驗結果表明,通過10萬動態開閉實驗,AgW觸頭的材料轉移zui小為5.5mg,電導率下降較小。對動態試驗后電觸頭表面的電侵蝕區域形貌進行了SEM和AFM表征,發現AgW觸頭表面侵蝕程度較小,耐電弧侵蝕能力較強。綜合考慮電觸頭材料的靜態性能,以及材料轉移、電導率變化和電侵蝕形貌等動態性能指標,AgW觸頭材料的綜合性能*,更適合作為PILZ繼電器材料使用。