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纳米氧化铝铜基体触头材料，其材料成分配比为(重量百分比)：纳米氧化铝0.01－3；碳化钨0.01－4；铜镧预合金0.01－1；余量铜。该材料除具备良好的导热，导电性外还兼具高抗熔焊，不粘连，低电阻，低温升，长寿命，最主要是抗电弧烧蚀性更好，是一种全新概念的纳米触头材料，性价比高。

权利要求书

纳米氧化铝铜基体触头材料
本发明系属冶金技术领域，为纳米氧化铝铜基体触头材料。
技术开发背景主要是从两方面考虑：其一，是在局部范围内代替银基体触头材料，使其有相较于银基体触头材料更好的性价比。其二，就是在全世界范围内，能够很好解决电弧烧蚀集中问题的办法还没有找到，理论也不成熟，实践尚处摸索阶段。本发明做了大胆尝试，引入全新纳米概念，在现阶段解决电弧集中烧蚀问题上提供了较好方法，使开关通断时拉弧均匀分散。延长开关使用寿命。
基于上述理论与实践概况，本发明提出用纳米氧化铝(AL₂Q₃)做主要强化相，实现电触头物理，化学，电侵蚀等参数性能的全面提升。代替目前普遍采用金刚石粉(C)做强化相的触头材料，因金刚石粉(C)的添加增加了工艺过程的复杂性，同时使得粉末冶金法的加工过程变得困难，即它的延展性较差。废品率较高，成本上升。
虽然银基体纳米氧化物触头材料已有研究并生产(主要是AgSnO₂)，但纳米氧化物铜基触头的思想还无人提出，本发明在多次实验及电性能测试后发现，该材料电阻率低，导热率高，寿命长，抗机械冲击性强，强度及硬度高，耐腐蚀，高抗熔焊，热稳定性好。
研究发现，电弧侵蚀是造成触头材料寿命低的主要因素，非纳米级材料在电弧燃烧状况下，电弧会集中在少量添加组元粒子上燃烧，富集而损害性大。而纳米氧化铝(AL₂Q₃)的添加使电弧由收缩型转变为扩散型，并均匀地分布于触头表面，延长了触头使用寿命。
由于纳米氧化铝(AL₂Q₃)材料的热稳定性高，其与铜基体的润湿性较好，同时其增大了铜晶粒之间的粘度，使熔化的铜不易喷溅，这就使开关的通断性能更强，而纳米氧化铝(AL₂O₃)的添加并没有明显降低铜基体的电导特性。
但同时也发现，当纳米氧化铝(AL₂O₃)添加到某一临界百分比含量时，材料变得不具有韧性，无法烧结成型。同时使加工及压延难度加大，模具耗费量大。但为了使得触头材料在保证一定韧性前提下，强度达到更高要求，则用少量碳化钨(WC)弥补。从而使得触头材料在电弧作用下有更好的相变，表面动力学特性，电磁搅拌，冶金效应。电弧侵蚀下的高温使得材料成分梯度变化较小，组元均匀。
本发明的目的在于提供一种纳米氧化铝铜基体触头材料，除具有低电阻，高载流、高抗熔焊，耐腐蚀，韧性好外，最重要的是优于其它同类材料的耐电弧侵蚀性。
本发明的目的如下实现：纳米氧化铝铜基体触头材料，其成份配比为(重量百分比)：纳米氧化铝0.01-3；碳化钨0.01-4；铜镧预合金0.01-1；余量铜。
本发明以是铜为基体相的材料，二相组元为纳米氧化铝(AL₂O₃)，碳化钨(WC)作为补充相，调节材料的硬度和韧性之间的平衡，使得抗电弧烧蚀能力更强。另外加入的铜镧预合金使液相烧结的冶金动力学特性较好，改善假合金状态下的铜晶粒之间润湿性。同时低熔点的镧可以起到灭弧作用。加入各组元目地为：
纳米氧化铝(AL₂O₃)提高触头材料的硬度，强度，关键起均匀电弧，提高触头抗弧灭弧能力。
碳化钨(WC)提高触头材料硬度，强度。补充纳米氧化铝(AL₂O₃)的临界重量百分比的不足。同时提高材料抗熔焊能力。
铜镧预合金起到润湿及灭弧的作用。
本发明的优点在于：与同类材料及银基触头材料比有更好的性价比优势。抗电弧侵蚀作用更强，加工性更好，是替代其它金刚石铜基体材料的更好材料。
下面给出实施例：
实施例1
纳米氧化铝铜基体触头材料，其成份配比(重量百分比)；纳米氧化铝0.01；碳化钨0.01；铜镧预合金0.01；余量铜。
其性能指标：电阻率1.98uΩ.cm，密度8.73g/cm³，硬度HB(HV)46
实施例2
纳米氧化铝铜基体触头材料，其成份配比(重量百分比)，纳米氧化铝1；碳化钨2；铜镧预合金0.05；余量铜。
其性能指标：电阻率2.08uΩ.cm，密度8.69g/cm³，硬度HB(HV)65
实施例3
纳米氧化铝铜基体触头材料，其成份配比(重量百分比)，纳米氧化铝3；碳化钨4；铜镧预合金1；余量铜。
其性能指标：电阻率2.12uΩ.cm，密度8.66g/cm³，硬度HB(HV)75