Estudo sobre a resistência à corrosão de contatos elétricos de prata, tungstênio e carboneto de prata e tungstênio

Entre os materiais de contato elétrico, os contatos elétricos AgW e AgWC são amplamente utilizados como contatos móveis em vários disjuntores devido à sua boa condutividade elétrica, propriedades eletrotérmicas e boa resistência ao desgaste elétrico. Os contatos elétricos AgW são facilmente processados ​​e podem suportar grande erosão de arco de corrente, por isso são significativamente mais usados ​​em disjuntores do que AgWC. No entanto, nos últimos anos, com a melhoria contínua dos requisitos para a utilização de disjuntores, especialmente em ambientes relativamente agressivos, como offshore, alta temperatura e alta umidade, requisitos mais elevados foram colocados na resistência à corrosão dosRebites soldados de tungstêniomateriais. Para evitar que os contatos elétricos sejam corroídos antes do uso, resultando em maior resistência de contato ou mesmo não condução, a indústria atualmente adota geralmente o método de galvanoplastia de prata após a soldagem para isolar o tungstênio ou o carboneto de tungstênio do ar. No entanto, como a camada de prata galvanizada queima durante a inspeção do disjuntor antes de sair da fábrica ou no estágio inicial de uso, a camada de prata galvanizada não pode resolver o problema de corrosão dos contatos elétricos durante o uso. Além de galvanizar uma camada de prata na superfície do contato elétrico, a infiltração direta de uma camada de prata na superfície durante o processo de fabricação do contato também é um método. Recentemente, houve estudos sobre como melhorar a resistência à corrosão do AgW através da adição de aditivos.

Para tanto, este estudo comparou a resistência à corrosão de contatos elétricos AgW e AgWC em ambientes alternados de calor úmido e névoa salina de alta e baixa temperatura por processo de infiltração de metalurgia do pó para esclarecer a força de sua resistência à corrosão.

1.1 Preparação de contatos elétricos AgW e AgWC
Pó Ag, pó W e pó T (aditivo) são misturados uniformemente com um misturador de pó, o pó misturado é granulado e, em seguida, inicialmente prensado em forma e, em seguida, a folha verde prensada e a folha Ag infiltrada são colocadas no forno para infiltração para obter contatos elétricos AgW com diferentes composições. Contatos elétricos AgWC com diferentes composições podem ser obtidos usando pó WC em vez de pó W e usando o mesmo método. O tempo de mistura é de 2 horas a 6 horas e a temperatura de infiltração é de 1.000 graus a 1.300 graus.

De acordo com o método acima, quatro produtos, AgW-1 (T: 0-0,5%), AgW-2 (T: 1%-1,5%), AgW -3 (T: 2%-2,5%) e AgWC (T: 1%-1,5%), foram preparados respectivamente (ver Tabela 1 para detalhes). Oito grãos de cada produto foram retirados e a camada superficial de prata foi removida para expor as partículas de tungstênio e carboneto de tungstênio. Quatro deles foram levados para teste de calor úmido alternado de alta e baixa temperatura, e os quatro restantes foram levados para teste de névoa salina.

1.2 Teste de calor úmido alternado de alta e baixa temperatura
O tungstênioPontos de contato elétricoforam colocados em uma câmara de teste de calor úmido alternada de alta e baixa temperatura. As condições de teste são mostradas na Figura 1. A temperatura foi elevada de 25 graus para 90 graus por 1 hora, mantida constante em 90 graus por 9 horas, caiu de 90 graus para 25 graus por 1 hora, mantida constante a 25 graus por 1 hora, caiu de 25 graus para -25 graus por 1 hora, manteve-se constante em -25 graus por 9 horas e aumentou de -25 graus para 25 graus por 1 hora , completando um ciclo. A umidade era de 0% a -25 graus, 50% a 25 graus e 90% a 90 graus.

1.3 Teste de névoa salina
Os quatro tipos de rebite de tungstênio para buzina elétrica foram colocados em uma câmara de teste de corrosão por névoa salina e as condições de teste foram realizadas de acordo com GB/T 6458-1986. Parâmetros de teste principais: temperatura de teste de 35 graus; concentração de solução de cloreto de sódio 5%; Valor de pH 6.5-7.2; pulverização contínua.

A oxidação superficial deContatos de tungstênioPara Eletrodomésticos foi observado após o 6º e 14º ciclos do teste de calor úmido alternado de alta e baixa temperatura (final do teste) e do teste de névoa salina por 72 h e 240 h (final do teste). Os resultados específicos são mostrados na Tabela 2 e a aparência é mostrada na Tabela 3.

A superfície do contato elétrico após o teste foi detectada por microscopia eletrônica de varredura para analisar seu grau de oxidação (julgado pelas alterações no conteúdo de Ag, O e W na superfície). As Figuras 2 a 5 mostram as morfologias superficiais dos quatro tipos de contatos elétricos após o 14º ciclo do teste de calor úmido alternado de alta e baixa temperatura.

A partir da análise do microscópio eletrônico de varredura na Tabela 2 e Figuras 2 a 5, pode-se observar que no teste de calor úmido alternado de alta e baixa temperatura, a resistência à oxidação do produto AgW aumenta com o aumento do teor de aditivo; o produto AgWC não é afetado pelo calor úmido alternado e a superfície do produto permanece inalterada após 14 ciclos.

As Figuras 6 a 9 mostram a morfologia da superfície dos quatroContato de tungstênioPontos após 240 horas de teste de névoa salina.

A partir da análise do microscópio eletrônico de varredura na Tabela 2 e nas Figuras 6 a 9, pode-se observar que no teste de névoa salina, os contatos elétricos AgW e os contatos elétricos AgWC não sofreram oxidação óbvia após o teste de 240 h.

A essência da corrosão metálica é o processo de perda causado pela reação de oxidação-redução entre o metal ou liga e o gás ou líquido circundante em contato. Neste estudo, a temperatura de teste do teste de calor úmido alternado de alta e baixa temperatura e do teste de névoa salina foi muito inferior à temperatura de oxidação do tungstênio ou do carboneto de tungstênio no ar. Sob o ambiente de teste de calor úmido alternado de alta e baixa temperatura, ocorre condensação na superfície de contato e gases como CO2 e SO2 no ar se dissolvem na água para formar um eletrólito. O metal mais ativo, o tungstênio, perde elétrons e é oxidado, resultando em corrosão eletroquímica. Adicionar aditivos que são mais ativos que o tungstênio ao contato elétrico AgW para que os aditivos oxidem primeiro pode atrasar a oxidação do tungstênio. Os contatos elétricos AgWC apresentam corrosão eletroquímica muito lenta devido à fraca atividade do WC, que está mais próxima da atividade do Ag. No teste de névoa salina, embora a solução de NaCl seja usada como eletrólito, também ocorrerá corrosão eletroquímica, mas devido à baixa temperatura do teste, a taxa de corrosão é muito lenta.

(1) No teste de calor úmido alternado de alta e baixa temperatura, a taxa de oxidação dos rebites elétricos de contato de tungstênio AgW sem aditivos é a mais rápida, e a taxa de oxidação dos contatos elétricos AgW com aditivos é mais lenta. À medida que o teor de aditivos aumenta, a taxa de oxidação diminui.
(2) No teste de calor úmido alternado de alta e baixa temperatura, não foram encontrados sinais de oxidação nos contatos elétricos do AgWC após 14 ciclos de teste. A resistência à corrosão dos contatos elétricos AgWC é significativamente melhor que a dos contatos elétricos AgW.
(3) No teste de névoa salina, nenhuma oxidação óbvia ocorreu nos contatos elétricos AgW e nos contatos elétricos AgWC após 240 horas de teste.

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