高彈性銀—鎳鈦電接觸材料問世

原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/9/487080.shtm

借鑒貝殼、骨骼等天然生物材料具有微觀三維互穿結構的特性和優勢，中國科學院金屬研究所（以下簡稱金屬所）研究員劉增乾、張哲峰團隊與國內外科研人員合作，發明了一種兼具高彈性、高電導率和高強度的新型銀—鎳鈦塊體電接觸材料。9月22日，相關研究成果發表于Applied Materials Today，并且申請了兩項發明ZL。文章第一作者為金屬所博士研究生張明陽。

《中國科學報》從金屬所研究團隊獲悉，電接觸材料是承擔電路通斷控制、導電以及承載作用的關鍵結構—功能一體化材料，其性能直接關系到電力系統與電器設備的安全穩定。銀基電接觸材料具有電導率和熱導率高、接觸電阻小而穩定等優點，廣泛應用于不同電力負荷范圍的電路與電器中。

除導電和抗電弧侵蝕外，電接觸材料還需具備優異的力學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，特別是對于導電彈簧等電子器件。然而研究發現，銀基塊體金屬材料的彈性應變極限大都不超過0.5%。因此，如何在保證高電導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展的關鍵難題。

以金屬所為首的科研團隊利用銀和鎳鈦之間超過300℃的熔點差異，采用工業生產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的多孔鎳鈦骨架中，并通過綜合調控骨架燒結溫度和熔滲溫度，在避免發生界面反應的前提下，實現了銀熔體完全填充骨架，獲得了不含雜質相的致密銀—鎳鈦塊體復合材料。彈性、強度與電導率的優異結合，使得新型銀—鎳鈦電接觸材料有望在電路與電器等領域獲得廣泛應用。