高彈性銀-鎳鈦電接觸材料研制成功

借鑒貝殼、骨骼等天然生物材料具有微觀三維互穿結(jié)構(gòu)的特性和優(yōu)勢，中國科學(xué)院金屬研究所(以下簡稱金屬所)研究員劉增乾、張哲峰團(tuán)隊與國內(nèi)外科研人員合作，發(fā)明了一種兼具高彈性、高電導(dǎo)率和高強(qiáng)度的新型銀-鎳鈦塊體電接觸材料。

電接觸材料是承擔(dān)電路通斷控制、導(dǎo)電以及承載作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)-功能一體化材料，其性能直接關(guān)系到電力系統(tǒng)與電器設(shè)備的安全穩(wěn)定。銀基電接觸材料具有電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率高、接觸電阻小而穩(wěn)定等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于不同電力負(fù)荷范圍的電路與電器中。

除導(dǎo)電和抗電弧侵蝕外，電接觸材料還需具備優(yōu)異的力學(xué)性能以滿足承載及長期服役需求，其中彈性變形能力尤為重要，特別是對于導(dǎo)電彈簧等電子器件。然而研究發(fā)現(xiàn)，銀基塊體金屬材料的彈性應(yīng)變極限大都不超過0.5%。因此，如何在保證高電導(dǎo)率的前提下提高彈性變形極限，是制約高彈性電接觸材料發(fā)展的關(guān)鍵難題。

以金屬所為首的科研團(tuán)隊利用銀和鎳鈦之間超過300 ℃的熔點差異，采用工業(yè)生產(chǎn)電接觸材料中常用的無壓熔滲工藝，將銀熔體浸滲到熱壓燒結(jié)的多孔鎳鈦骨架中，并通過綜合調(diào)控骨架燒結(jié)溫度和熔滲溫度，在避免發(fā)生界面反應(yīng)的前提下，實現(xiàn)了銀熔體完全填充骨架，獲得了不含雜質(zhì)相的致密銀-鎳鈦塊體復(fù)合材料。彈性、強(qiáng)度與電導(dǎo)率的優(yōu)異結(jié)合，使得新型銀-鎳鈦電接觸材料有望在電路與電器等領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用。

(來源：中國科學(xué)報)