[发明专利]真空断路器用电极材料的制造方法、真空断路器用电极材料和真空断路器用电极

说明书

技术领域

本发明涉及真空断路器用电极材料的制造方法，真空断路器用电极材料和真空断路器用电极，本发明特别是涉及采用钼（Mo）—铬（Cr）合金材料的隔断性能良好的高电压大容量的真空断路器用电极材料的制造方法，真空断路器用电极材料和真空断路器用电极。

背景技术

在真空断路器中，在可维持真空状态的陶瓷制的圆筒状的绝缘容器内，固定侧和活动侧的两个电极在同一轴上相对设置，由此，构成真空管主体，通过设置于真空管主体的附近的操作器，沿打开方向移动活动侧的电极，切断电流。

在近年的真空断路器中，象在比如，JP特开2003—92050号文献（专利文献1）和JP特开2010—113821号文献（专利文献2）等中记载的那样，固定侧和活动侧的各电极为在电弧发生时，产生纵磁场的结构。另外，在活动侧的电极移动的移开时，两个电极离开，维持预定的间隙，通过纵磁场，将在分开的电极之间产生的电弧扩散，可进行大电流的切断。

在纵磁场型的各电极中，在导电杆的端部，固定有杯形接触件，在该端面上固接有构成电弧发生部的接触板。杯形接触件为下述的结构，其中，在与导电杆相反一侧的一端的外周面部分，形成相对轴线而倾斜的多个狭缝，具有电流流过的多条通路，所谓的线圈部。通过该杯形接触件的使用，在纵磁场型的电极的活动侧在打开方向移动时，通过流过线圈部的电流，产生纵磁场，灵活使用该纵磁场，将在接触板部分处点弧的电弧扩散，切断电流。

在高电压，大容量的真空断路器中，对于接触和离开动作反复的纵磁场型的各电极，构成其接触面的接触板的电极材料采用电流切断性能，耐电压性能等的电特性良好的材料。一般，对于真空断路器用电极材料，按照预定的比例，将导电性良好的铜（Cu）和耐电弧性成分的Cr，Mo等混合，对该混合物进行加压成形，然后，在真空中等的非氧气氛下烧结，制造烧结体，采用该烧结体。

比如，在JP第3926994号专利（专利文献3）中，提出有下述的电极材料，其作为电流切断性能，耐电压性能等的电特性良好的电极材料，在制造Cu—Cr系的电极材料时，将用作基材的Cu，与提高电特性的Cr和使Cr颗粒细微化的耐热元件的各粉末混合，然后，获得烧结体。

该电极材料的组成范围是这样的，按照重量比计，Cu在20～80%的范围内，Cr在10～80%的范围内，Mo在0.001～80%的范围内，钨（W）在0.01～80%的范围内，钽（Ta）在0.001～80%的范围内，铌（Nb）在0.001～80%的范围内，钒（V）在0.001～80%的范围内。

另外，在JP特开2002—15644号文献（专利文献4）中，提出下述的触点材料，该触点材料作为焊接，消耗少，可改善耐弧性能，低接触阻力，可靠性高的真空断路器用触点材料，包括高导电成分，其中，银（Ag）和金（Au）中的至少一种的含量在20～45重量%的范围内；触点材料，其中，W，Mo中的至少一种的含量在55～80重量%的范围内；高导电成分相，在该触点材料的金属组织中，最大截面积在0.001～0.005mm²的颗粒按照多个分散地设置。另外还提出，在该电极材料的制造的最终步骤，还进行将高导电成分渗透于烧结体的空孔中的渗透步骤。

在象在上述专利文献3中记载的那样，在真空断路器用电极材料中，为了提高事故电流等的电流切断性能（在下面称为“大电流切断性能”），耐电压性能等的电特性，Cu系电极材料中的Cu基材中的Cr，Mo等的高熔点材料的含量大，使Cr等的粒径减小，均匀地分散，是良好的。但是，如果过于增加作为高熔点材料的Cr，Mo等的含量，则真空断路器用电极材料具有下述的缺点，即，因Cu的含量的降低，导电率下降，接触阻力值上升，并且大电流切断性能下降，另外，无法满足隔断电容负荷时的切断性能（在下面称为“电容器开闭性能）。另外，象专利文献4中记载的那样，特别是在混合有Cu粉末和W粉末而制造的Cu-W系的电极材料中，由于大电流切断性能，电容器开闭性能低，故无法用于真空断路器。

人们知道，用于高电压大容量的真空断路器的电极材料必须增加作为高熔点材料的Cr等的含量。但是，使用这样的电极材料，具有大电流隔断性能降低，接触电阻增加的问题。

另外，如果探讨真空断路器的电流隔断时的电极的接触板部分的冲击电压（在下面称为简称为“IMP”）特性，则在电弧发生时的接触板的外周部附近，电场强度高，产生电场集中，容易产生IMP耐电压绝缘破坏。由此，在采用纵磁场型的电极的真空断路器中，人们希望电极的接触板部分中的IMP耐电压的提高和更进一步的大电流切断性能，电容器开闭性能的提高。