触头材料的影响及优化

真空触头材料决定了真空电弧的性质，因此是决定真空灭弧室性能的首要因素，它对阳极斑点临界电流的影响十分显著。Rich等研究者对不同触头材料的阳极斑点临界电流进行了研究，得到了相同触头直径和开距下触头材料对应的阳极斑点临界电流满足以下递减关系：W＞Mo＞Cu＞Ag＞Al＞Sn。总结实验结果，他们发现阳极斑点临界电流I_th与阳极触头材料熔点相关，可以表示为I_th=T_m（KρC_h）^1/2/F，其中T_m、K、ρ、C_h分别是阳极材料的熔点温度、热导率、密度和热容，F是与触头结构和电流波形相关的参数。这一结论暗示，触头材料的熔点越高则临界电流值越大。Goldsmith等更进一步地对阴、阳极触头材料（Cu、Zn、Al、Mo）不同情况下的阳极斑点临界电流I_th进行了研究。实验发现，当阴、阳极触头材料相同时阳极起决定作用。阴、阳极触头材料不同时阴极表面金属蒸气压越高I_th越大，但阳极情况与之相反，表面金属蒸气压越高I_th反而越小。触头表面金属蒸气压与触头难熔程度密切相关。从该结论可知，选用易熔的阴极和难熔的阳极材料将有助于提高阳极斑点临界电流。

此外，Sato等研究了CuCr触头材料中Cr含量对阳极斑点临界电流的影响，发现随着Cr含量的增加（12.5%～75%），阳极斑点持续时间以及阳极表面熔化时间也增加。近期Yu等还对纳晶CuCr电极下的真空电弧阳极现象进行了研究，表明在目前的制备水平下纳晶触头材料阳极斑点临界电流小于其对应的常规触头材料。(www.xing528.com)