选材原则：真空开关管触头材料的要求与选择

真空开关管上使用的材料必须能长期地保证其原有的特性，在多次或长期的使用条件下不产生变化及损坏，为此必须很好地加以考虑，即应能耐受并符合真空开关管制造上的加工条件及组装条件；气体的渗透量要小，确保真空开关管的真空度不应降低；放气量小，特别是燃弧区的触头，必须经过充分地脱气处理。

1.触头材料

对触头材料的主要性能要求：①抗熔性好；②绝缘强度高；③电流遮断能力大；④截断电流低；⑤接触电阻低，容易导电的材料；⑥含气量少的材料。

选用的材料还涉及到其加工方法。铜之类的材料可在真空条件下熔炼，而钨类材料由于不用粉末冶金无法加工，因而易残留气体。所以，钨类材料作为开断大电流触头是不合适的。

真空开关管对触头材料所要求的主要要求为抗熔性、绝缘强度、开断性能、截流值与材料的机械强度、蒸气压、热传导率。从表4-1～表4-3中可以看到，所要求的特性相互是有矛盾的。特别是要提高开断能力与降低截流值这两种特性完全相抵触。因此，用一种材料是不可能满足真空开关管所有特性的要求，即使纯金属也是不可能的。目前，都是根据真空开关管的具体规格来选用合适的触头材料。比如在用于接触器时，以考虑截流值小为主；用于负荷开关时，以绝缘强度为主；用于断路器时，以开断能力为主。

表4-1　两类材料比较

表4-2　触头材料与绝缘强度（触头开距为1mm时）(www.xing528.com)

表4-3　触头性能要求与材料物理特性的关系

2.绝缘外壳

目前，一般都用玻璃或陶瓷做真空灭弧室的绝缘外壳。如采用玻璃，要在硬质玻璃圆筒的两端，用热膨胀系数与这相似的合金材料作为密封材料。用陶瓷作为外壳时，则把高纯度的氧化铝瓷件与特别的合金封焊。采用玻璃材料时，加工比较方便，造价低，但主要用于电流较小的场合。对陶瓷材料，技术性能好，但加工工艺要求高，相应的价格也较贵。

3.波纹管

金属波纹管使用的材料主要有磷青铜和不锈钢。由于真空开关管在制造过程中要热加工，使磷青铜的操作寿命明显降低。因此，现在都采用不锈钢来制作。

按波纹管的结构种类，可分为模压波纹管和焊接波纹管。制作模压波纹管时，先将薄的金属板做成细长的管子，再用液压成型机把它压成所需的形状。制造焊接波纹管时，先将波纹管冲压成环形，叠合好再把内外壁焊上。与模压管相比，焊接波纹管的节距小，波节多，且耐压力也大。如果尺寸相同，焊接波纹管的寿命要长得多。但是由于它的成本高，实际上很少使用。真空开关管的寿命，主要考虑在频繁的重复运动下，保证完好的密封、弹性效果。