پیشرفت در فناوری مواد AgSnO2 دوپ شده از خاک کمیاب: پیشرفت های جدید در عملکرد و طول عمر تماس های برق نقره ای

با این حال، در کاربردهای عملی، مواد اکسید قلع{0}نقره سنتی هنوز هم فضایی برای بهینه سازی عملکرد دارند. به عنوان مثال، در شرایط سوئیچینگ جریان بالا، مواد تماس ممکن است افزایش فرسایش قوس الکتریکی، افزایش خطر جوشکاری و عملکرد پردازش ناپایدار را تجربه کنند. برای بهبود بیشتر عملکرد مواد، محققان اکسیدهای خاکی کمیاب را به سیستم مواد اکسید قلع{3} وارد کردند و عملکرد کلی ماده تماس را از طریق تنظیم ریزساختار بهبود بخشیدند.

از دیدگاه ریزساختار، ذرات اکسید خاکی کمیاب نقش پراکندگی-تقویت کننده ای در مواد دارند. آن‌ها می‌توانند ریزساختارهای پایداری در ناحیه آسیب‌دیده قوس- تشکیل دهند و در نتیجه ذوب و تبخیر موضعی را کاهش دهند. علاوه بر این، عناصر خاکی کمیاب می توانند توزیع ذرات اکسید قلع را در زمینه نقره بهبود بخشند، از تجمع ذرات جلوگیری کرده و یکنواختی کلی مواد را بهبود بخشند.

این بهینه سازی ریزساختار تأثیر قابل توجهی بر عملکرد مواد تماس الکتریکی دارد. در کاربردهای عملی، اجزایی مانند کنتاکت‌های الکتریکی نقره‌ای، کنتاکت‌های نقره آلیاژی و کنتاکت‌های جامد در هنگام تعویض مکرر جریان، قوس‌های قوی ایجاد می‌کنند. اگر مقاومت قوس ماده کافی نباشد، فرسایش تماسی، زبری سطح و حتی شکست چسبندگی به راحتی می تواند رخ دهد. مواد اکسید قلع نقره بهینه شده با دوپینگ خاکی کمیاب می توانند ساختار سطحی پایدارتری را در محیط فرسایش قوس الکتریکی حفظ کنند.

در سیستم های مواد تماسی، آلیاژهای مختلف مبتنی بر نقره{0}} سناریوهای کاربردی متفاوتی دارند. به عنوان مثال، کنتاکت‌های AgNi معمولاً در تجهیزات الکتریکی با بار متوسط ​​استفاده می‌شوند، در حالی که کنتاکت‌های نقره خالص یا کنتاکت‌های نقره خالص در سناریوهای رسانایی کم-جریان و-بالا مفید هستند. از سوی دیگر، مواد اکسید قلع نقره، رسانایی و مقاومت قوس را متعادل می‌کنند و بنابراین به تدریج به یکی از مواد مهم در وسایل برقی مدرن{6} ولتاژ پایین تبدیل می‌شوند.

از دیدگاه تولید، ماده اکسید کادمیوم نقره بهبود یافته عملکرد پردازش پایدارتری را در طول متالورژی پودر نشان می دهد. اکسیدهای خاکی کمیاب به طور یکنواخت پراکنده می توانند به طور موثری پایداری ساختاری پودر را پس از تف جوشی بهبود بخشند و بازده سیم های تمام شده یا مواد تماس را افزایش دهند. این برای تولید-مقیاس بزرگ کنتاکت های نقره ای و قطعات تماس الکتریکی با قابلیت اطمینان بالا بسیار اهمیت دارد.

با توسعه صنعت انرژی جدید، وسایل نقلیه الکتریکی و شبکه های هوشمند، نیاز به مواد تماس در تجهیزات الکتریکی همچنان افزایش می یابد. در آینده، تحقیق و توسعه مواد تماسی مبتنی بر نقره- بیشتر بر طراحی ریزساختار و فناوری کامپوزیت مواد متمرکز خواهد شد. با معرفی مواد کاربردی مانند عناصر خاکی کمیاب، پایداری و طول عمر کنتاکت‌های الکتریکی در محیط‌های بار{3} زیاد می‌تواند بیشتر بهبود یابد.

به طور کلی، تحقیق بر روی مواد اکسید کادمیوم نقره دوپ شده با اکسید خاکی کمیاب، مسیر جدیدی را برای توسعه فناوری مواد تماس جامد اکسید کادمیوم نقره ارائه می‌کند. با بهینه‌سازی فرآیند متالورژی پودر و ریزساختار مواد، مقاومت مواد در برابر فرسایش قوس الکتریکی و عملکرد ضد جوشکاری می‌تواند به طور قابل توجهی بهبود یابد و در عین حال رسانایی خوب حفظ شود.