在工廠工作的人不會陌生，原來的電力設備中，包括電機試驗設備中，都會配有大大小小的熔斷器，我們習慣稱之為保險絲。Ms.參今天從熔斷器為切入點，和大家分享一下與之直接相關的熔體材料。
1什麼是熔斷器
熔斷器是指當電流超過規定值時，以本身產生的熱量使熔體熔斷，斷開電路的一種電器。熔斷器是根據電流超過規定值一段時間後，以其自身產生的熱量使熔體熔化，從而使電路斷開；運用這種原理製成的一種電流保護器。熔斷器廣泛應用於高低壓配電系統和控制系統以及用電設備中，作為短路和過電流的保護器，是應用最普遍的保護器件之一。
2熔斷器涉及到的熔體材料
熔斷器中，隨著銀價的上漲，銀熔體的成本已佔整隻熔斷器成本價一半以上，對快速熔斷器來說，迫切希望尋找能替代純白銀的熔體材料，經過多年模索論證，證實在一定規格範圍內，完全可以以鋁熔體替代銀熔體。
在快速熔斷器中，進行以鋁代銀後，經過初步核算，鋁熔體材料成本價將是純銀熔體的五十分之一左右。其次，若在熔體保證動作特性關鍵部分仍為銀材，主要擔負散熱功能部分進行以銅代銀，80年代起，一些熔斷器生產廠曾行該項目研究，最終制出了銀-銅複合帶。複合帶中銀、銅部分的尺寸由要製作的熔體尺寸而定。一般說，熔斷器的電流規格越大，用它製作熔體，其成本下降越多。在快速熔斷器行業，新型熔體材料研製成功，將提高它與直流快速開關等各種保護電器的競爭能力。
從滅弧性能和經濟效益衡量，銅質熔體的優點很多，若能改善抗氧化能力和高溫度下才能熔化的缺點，那末銅質熔體的應用範圍還會擴大，現採用新開拓的錫鎘合金、半導體確代替原來的純錫或鋁錫合金等治金效應材料將進一步降低銅熔體的熔化係數和工作溫升，確保產品在分斷小過載電流時，動作特性的穩定性。在全範圍熔斷器中，不僅在熔體的適當位置覆上治金效應材料，而且在治金效應點附近還要套上聚四氟乙烯或聚乙烯製成的產氣滅弧管。日本製作的高壓全範圍熔斷器，其中的熔體是用金硅合金製造。
3熔體材料的品種、特性及技術性能參數
熔體材料的品種與特性熔體材料基本上可分為純金屬熔體材料；共晶型低熔點合金熔體材料；高電阻率合金熔體材料如鎳鉻絲、康銅絲以及複合熔體材料如銀一銅複合帶等。
● 銀
銀是最好的熔體材料，它具有高的電導率和熱導率，用它製作的熔體對觸刀的熱傳導好，因此正常工作條件下，熔斷器的溫升就低，這樣就能較容易地設計出對短路電流高度敏感的熔斷器（快速熔斷器)。銀又具有好的抗蠕變強度和抗疲勞強度，所以銀熔體壽命長。在高溫下，銀也會氧化，但其氧化膜電導率高，而且在高於180℃的溫度下能分解成純銀，試驗證明，銀熔體的最高工作溫度可達500℃。
此外，銀還具有良好的機械加工性能，容易進行精密衝壓，用它製造的熔體尺寸精度好，因而熔斷器的熔化特性分散性就小，一般高質量、高精度的產品多采用銀材為熔體。銀在受熱過程中能與其他金屬形成共晶而不致損壞其穩定性，因此銀與觸刀或導電板間的連接性好，銀與石英砂的相容性也好，從性能上講，銀是最合適的熔體材料，但屬貴重金屬，價格昂貴，銀資源缺乏是世界性的問題。
根據德國地質研究院和美國採礦工業部研究報告所列數據，西方世界的白銀儲存量，按目前的消耗水平，使用期限不超過30年。我國銀資源亦甚缺乏，從70年代後期起，在熔斷器行業進行了以鋁代銀等節銀研究，目前已逐步採用鋁或銀銅複合材料代替白銀作熔體材料。
● 銅
銅具有與銀最相近的物理性能，故也廣泛被用作熔體材料，但銅質熔體在空氣中容易被氧化，而且氧化膜不導電，溫度應力和機械應力雖能破壞氧化膜，但老的氧化膜一旦開裂或剝落，新的氧化膜又會生成，導致嚴重鏽蝕，因此銅質熔體的使用壽命遠不如銀質熔體。其次，銅質熔體對週期性變化的負載特別敏感，在週而復始的負載電流作用下，銅質熔體到熔化所需要的時間要比它連續通以同樣電流所需要的時間短得多。若銅質熔體置於石英砂中，情況稍有改善，因為溫度沿熔體上的分佈將變得較均勻。
通過對不同表面處理工藝的銅質熔體在各種溫度（650℃及以下）氧化情況的試驗研究，認為用鍍銀方法也不能使銅質熔體免遭氧化腐蝕，而且銅的熱電常數比較大，因此銅不宜作快速熔斷器的熔體，但用銅作一般線路和電力設備保護用的熔斷器熔體還是很經濟的，一則銅的價格比銀便宜得多(接近1/50），而且銅也具有優良的精加工性能和良好的電導率和熱導率，使用時在熔體的適當位置添加低熔點的合金點就可解決銅材熔點高的問題。
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