Les chercheurs de
Fudar Alloy ont comparé les performances de deux matériaux de contact, l'argent-tungstène (AgW) et le carbure d'argent-tungstène (AgWC), dans différents environnements corrosifs au moyen d'expériences, ce qui constitue une référence pour la sélection et l'optimisation des matériaux de contact.
Pourquoi étudier la résistance à la corrosion de l’AgW et de l’AgWC ?
Les matériaux de contact AgW et AgWC sont largement utilisés dans les disjoncteurs pour leur excellente conductivité électrique et leur résistance aux brûlures par arc. Cependant :
- Défis des contacts AgW : Le tungstène est sensible à l'oxydation, en particulier dans des environnements à haute température et humidité élevée, ce qui entraîne la formation d'un film de tungstate non conducteur, conduisant à une augmentation de la résistance de contact.
Avantages des contacts AgWC : Le carbure de tungstène (WC) est chimiquement plus stable et possède un potentiel de corrosion proche de l'argent, ce qui devrait théoriquement le rendre plus résistant à la corrosion.
La capacité de l'AgW et de l'AgWC à résister à différents environnements corrosifs a été systématiquement évaluée à l'aide d'un test de chaleur humide alterné à haute et basse température et d'un test au brouillard salin.
Méthodes et conditions expérimentales
Préparation des échantillons
Les matériaux de contact AgW et AgWC ont été préparés par méthode d'infiltration, où les échantillons AgW ont été divisés en trois groupes avec 0,5 %, 1,5 % et 2,5 % d'additifs résistant à la corrosion (notés AgW-1, AgW-2, AgW-3). ). Des échantillons d'AgWC ont été ajoutés avec 1,5% d'additifs à titre de contrôle.
| Matériel |
Contenu des ingrédients ， % en poids |
| Ag |
avec toilettes |
T (Additif) |
| AgW-1 |
35 |
Équilibre |
0-0,5 |
| AgW-2 |
50 |
Équilibre |
1-1,5 |
| AgW-3 |
35 |
Équilibre |
2-2.5 |
| AgWC |
60 |
Équilibre |
1-1,5 |
Test de chaleur humide alternée haute-basse température
14 cycles dans une chambre de test de chaleur humide :
- Plage de température : -25°C à 90°C cycles alternés ;
- Plage d'humidité : 0 % à 90 % ;
- Simule les environnements corrosifs dans des conditions de condensation à forte humidité.
Test au brouillard salin
Test de corrosion au brouillard salin selon la norme GB/T 6458 :
- Température : 35℃
- Concentration de la solution de chlorure de sodium : 5%
- Temps de pulvérisation continue : 240 heures
Résultats expérimentaux et analyse
Test de chaleur humide alternée à haute et basse température
- contact AgW : AgW-1 sans additifs s'oxyde le plus rapidement, le taux d'oxydation diminue progressivement après l'augmentation de la teneur en additifs (AgW-2, AgW-3), mais des signes d'oxydation sont toujours trouvés après 14 cycles.
- Contact AgWC : Aucun phénomène d'oxydation n'a été constaté après 14 cycles, et l'état de surface était intact.
Test au brouillard salin
Tous les échantillons de contact n'ont montré aucune oxydation significative après 240 heures de test.
Conclusion sur la résistance à la corrosion
: dans les environnements chauds et humides, les contacts AgWC présentent une résistance à la corrosion nettement meilleure que les contacts AgW.
- Dans les environnements de brouillard salin, les contacts AgW et AgWC sont proches en termes de résistance à la corrosion.
Degré d'oxydation de l'apparence du produit après le test de chaleur humide alterné à haute et basse température et le test au brouillard salin (évaluation visuelle)
| Matériel |
Contenu des ingrédients ， % en poids |
Test de chaleur humide alternée à haute et basse température |
Test au brouillard salin |
| Ag |
avec toilettes |
T (Additif) |
Cycle 6 |
Cycle 14 |
72 heures |
240 heures |
| AgW-1 |
35 |
Équilibre |
0-0,5 |
Fortement oxydé |
Très fortement oxydé |
Aucune oxydation observée |
Aucune oxydation observée |
| AgW-2 |
50 |
Équilibre |
1-1,5 |
Aucune oxydation observée |
Fortement oxydé |
Aucune oxydation observée |
Aucune oxydation observée |
| AgW-3 |
35 |
Équilibre |
2-2.5 |
Aucune oxydation observée |
Légèrement oxydé |
Aucune oxydation observée |
Aucune oxydation observée |
| AgWC |
60 |
Équilibre |
1-1,5 |
Aucune oxydation observée |
Aucune oxydation observée |
Aucune oxydation observée |
Aucune oxydation observée |
Photographies de l'apparence du produit après le test
| Matériel |
Après 14 cycles de test de chaleur humide alterné à haute et basse température |
Après 240 heures de test au brouillard salin |
| AgW-1 |
|
|
| AgW-2 |
|
|
| AgW-3 |
|
|
| AgWC |
|
|
Les surfaces des contacts électriques après le test ont été examinées à l'aide d'un microscope électronique à balayage pour analyser leur degré d'oxydation (à en juger par les changements dans la teneur en Ag, O et W de la surface). Les figures 2 à 5 montrent la morphologie de surface des quatre types de contacts électriques après le 14ème cycle de l'essai de chaleur humide alternée haute-basse température.
Figure 2. Morphologie de surface et résultats de balayage au microscope électronique après le 14e cycle du test de chaleur humide alternée AgW-1
Figure3. Morphologie de surface et résultats de balayage au microscope électronique après le 14e cycle du test de chaleur humide alternée AgW-2
Figure4. Morphologie de surface et résultats de balayage au microscope électronique après le 14e cycle du test de chaleur humide alternée AgW-3
Figure5. Morphologie de surface et résultats de balayage au microscope électronique après le 14ème cycle de test de chaleur humide alternée AgWC.
Les données du tableau et les analyses au microscope électronique à balayage des figures 2 à 5 montrent que dans le test de chaleur humide alternée à haute-basse température, la résistance à l'oxydation de le produit AgW est amélioré d'autant avec l'augmentation de la teneur en additifs ; le produit AgWC n'est pas affecté par l'alternance d'humidité et de chaleur, et la surface du produit reste inchangée après 14 cycles.
Les figures 6 à 9 montrent la morphologie de surface des quatre types de contacts électriques après 240 heures de test au brouillard salin.
Figure 6. Morphologie de surface et résultats de balayage au microscope électronique de AgW-1 après 240 heures de test au brouillard salin
Figure 7. Morphologie de surface et résultats de balayage au microscope électronique de l'AgW-2 après 240 heures de test au brouillard salin
Figure 8. Morphologie de surface et résultats de balayage au microscope électronique de l'AgW-3 après 240 heures de test au brouillard salin
Figure 9. Morphologie de surface et résultats de balayage au microscope électronique de l'AgWC après 240 heures de test au brouillard salin,
comme le montrent les données tabulaires et les analyses SEM des figures. 6 à 9, aucune oxydation significative des contacts électriques AgW et des contacts électriques AgWC ne s'est produite après les 240 heures d'essai au brouillard salin.
Analyse du mécanisme de résistance à la corrosion
La nature de la corrosion des métaux est une réaction redox. Dans un environnement de chaleur humide alterné à haute et basse température :
-Inconvénient du contact AgW : activité de tungstène plus élevée, facile à réagir avec l'électrolyte pour générer un film de tungstate, conduisant à une corrosion accrue.
- Avantage des contacts AgWC : Activité du carbure de tungstène plus faible, plus proche des propriétés électrochimiques de l'argent, taux de corrosion nettement inférieur.
Dans un environnement de brouillard salin, le taux de corrosion est plus limité par la température et le processus d'oxydation à la surface des contacts AgW et AgWC est inhibé, les performances sont donc similaires.
Conclusions et applications pratiques
Les contacts AgWC surpassent considérablement les contacts AgW dans les environnements chauds et humides et sont recommandés pour une utilisation dans des environnements à haute température et humidité élevée. Dans les environnements de brouillard salin, les deux types de contacts fonctionnent aussi bien et les matériaux peuvent être sélectionnés en fonction du coût et d'autres exigences de performances.
Par conséquent, en termes d'application, les contacts AgWC conviennent aux environnements difficiles tels que les équipements marins et les usines à forte humidité, tandis que les contacts AgW restent rentables dans les environnements normaux, avec des compositions d'additifs optimisées pour améliorer encore la résistance à la corrosion.
Cette étude révèle non seulement le comportement à la corrosion de l'AgW et de l'AgWC dans différents environnements, mais fournit également une base scientifique pour la conception et la sélection de matériaux de contact électrique. À mesure que les exigences de performance des matériaux de contact augmentent, les matériaux hautes performances comme l'AgWC joueront un rôle important dans davantage de domaines. Pour plus d'informations sur l'AgCdO et les solutions ou produits associés, veuillez visiter www.fudarworld.com ou n'hésitez pas à nous contacter.
