अत्यधिक प्रकीर्णित AgZnO संपर्क सामग्री तैयार करना

रिले एक विद्युत नियंत्रण उपकरण है जो सर्किट में बड़े करंट को नियंत्रित करने के लिए छोटे करंट का उपयोग करता है। यह एक "स्वचालित स्विच" है जो सर्किट को स्वचालित रूप से समायोजित करता है, सुरक्षा सुरक्षा प्रदान करता है और सर्किट को स्विच करता है। सामान्य रिले संपर्क सामग्रियों में AgSnO2, AgNi, AgCdO, AgZnO और AgCuO शामिल हैं। उनमें से, AgCdO कॉपर सिल्वर कॉन्टैक्ट रिवेट सामग्री से विनिर्माण प्रक्रिया के दौरान विषाक्त कैडमियम प्रदूषण होने का खतरा होता है। यूरोपीय संघ ने 1 जून, 2006 को कैडमियम युक्त उत्पादों के उपयोग को प्रतिबंधित करना शुरू कर दिया था। AgZnO सामग्रियों में कम आर्किंग समय, उच्च ब्रेकिंग प्रदर्शन, मजबूत वर्तमान झटका प्रतिरोध और कम वोल्टेज स्थितियों के तहत पर्यावरण के लिए हानिरहितता की विशेषताएं हैं। AgZnO सामग्री धीरे-धीरे AgCdO जैसी गैर-पर्यावरण अनुकूल सामग्री के विकल्प के रूप में उभर रही है। AgZnO सामग्री का उपयोग मुख्य रूप से मोटर स्टार्टर, एलईडी रिले, पावर रिले, यूनिवर्सल सर्किट ब्रेकर आदि में किया जाता है। AgZnO विद्युत संपर्क सामग्री के लिए सामान्य तैयारी विधियों में यांत्रिक पाउडर मिश्रण विधि और मिश्र धातु ऑक्सीकरण विधि शामिल हैं। उनमें से, छोटे उत्पादन चक्र और सरल प्रक्रिया संचालन के फायदे के कारण यांत्रिक पाउडर मिश्रण विधि का उपयोग अक्सर AgZnO सामग्रियों के उत्पादन में किया जाता है। हालाँकि, ZnO पाउडर के छोटे आकार के कारण, इसे फैलाना मुश्किल है और एकत्र करना आसान है, जिसके परिणामस्वरूप यांत्रिक पाउडर मिश्रण विधि द्वारा तैयार AgZnO सामग्री के विद्युत गुण अस्थिर हो जाते हैं। यह अध्ययन AgZnO सामग्री तैयार करने के लिए अल्ट्रासोनिक फैलाव विधि का उपयोग करता है, और उनकी तुलना यांत्रिक पाउडर मिश्रण प्रक्रिया AgZnO से करता है। विभिन्न तैयारी प्रक्रिया स्थितियों के तहत इसके संगठन और प्रदर्शन में अंतर प्राप्त करने के लिए विश्लेषण किया जाता हैसिल्वर पॉइंट संपर्कउत्कृष्ट प्रदर्शन वाली सामग्रियां, नई घरेलू विद्युत संपर्क सामग्रियों के विकास की नींव रखती हैं।

1.1 यांत्रिक पाउडर मिश्रण विधि
प्रायोगिक कच्चे माल 200 मेश सिल्वर पाउडर (शुद्धता 99.9% से अधिक या उसके बराबर) और ZnO पाउडर (शुद्धता 99.9% से अधिक या उसके बराबर) हैं। मिश्रित पाउडर को आइसोस्टैटिक रूप से दबाने के बाद, इसे वायु वातावरण में 3 घंटे के लिए 840 डिग्री ~ 860 डिग्री पर सिंटर किया जाता है, और फिर फिर से दबाया जाता है और तारों में निकाला जाता है। अंत में, ड्राइंग और निरीक्षण द्वारा तैयार उत्पाद प्राप्त किया जाता है।

1.2 अल्ट्रासोनिक फैलाव विधि
अल्ट्रासोनिक फैलाव विधि गुहिकायन प्रभाव के सिद्धांत का उपयोग करती है। जब अल्ट्रासोनिक कंपन तरल में संचारित होता है, तो उच्च ध्वनि तीव्रता के कारण, यह तरल में एक मजबूत गुहिकायन प्रभाव को उत्तेजित करेगा, जिसके परिणामस्वरूप तरल में बड़ी संख्या में गुहिकायन बुलबुले होंगे। जैसे ही ये गुहिकायन बुलबुले उत्पन्न होते हैं और फूटते हैं, तरल में बड़ी संख्या में माइक्रोजेट उत्पन्न होंगे, जो तरल में बड़े एकत्रित पाउडर कणों को तोड़ देंगे। साथ ही, अल्ट्रासोनिक तरंग के कंपन के कारण, ठोस और तरल अधिक अच्छी तरह से मिश्रित होते हैं, जिससे एजी पाउडर और जेएनओ पाउडर के समान मिश्रण को बढ़ावा मिलता है।

परीक्षण सामग्री अल्कोहल घोल, एजी पाउडर और ZnO पाउडर हैं। एजी पाउडर और ZnO पाउडर का अनुपात 7.5:1 है, अल्कोहल 5 एल है, अल्ट्रासोनिक कंपन समय 20 मिनट है, सरगर्मी एक सहायक मिश्रण भूमिका निभाती है, और गति 120 आर/मिनट है। अल्ट्रासोनिक तरंग के गुहिकायन प्रभाव के तहत, पाउडर को बारीक कणों में कुचल दिया जाता है और समान रूप से मिलाया जाता है। फिर मिश्रित तरल को एक ट्रे में डाला जाता है और सूखने के लिए ओवन में रखा जाता है। सूखने के बाद, मिश्रित पाउडर को आइसोस्टैटिक रूप से दबाया जाता है, 3 घंटे के लिए वायु वातावरण में 840 डिग्री -860 डिग्री पर सिंटर किया जाता है, और फिर दबाया जाता है और तारों में निकाला जाता है। अंत में, तैयार उत्पादों को तैयार किया जाता है और उनका निरीक्षण किया जाता है। हमारे संपर्ककर्ता विद्युतचांदी संपर्कयह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रत्येक उत्पाद एक अच्छा उत्पाद है, निरीक्षण की कई परतों से गुज़रें।

1.3 परीक्षण और लक्षण वर्णन
नमूना घनत्व को मापने के लिए आर्किमिडीज विधि का उपयोग किया जाता है; ब्रिनेल कठोरता परीक्षक का उपयोग नमूना कठोरता को मापने के लिए किया जाता है; नमूना प्रतिरोधकता का पता लगाने के लिए ब्रिज विधि का उपयोग किया जाता है; मेटलोग्राफिक माइक्रोस्कोप का उपयोग नमूना माइक्रोस्ट्रक्चर का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है; स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM) का उपयोग नमूना फ्रैक्चर आकृति विज्ञान का निरीक्षण करने के लिए किया जाता है।

2.1 मेटलोग्राफिक संरचना विश्लेषण
चित्र 1(ए) और चित्र 1(बी) क्रमशः यांत्रिक पाउडर मिश्रण विधि और अल्ट्रासोनिक फैलाव विधि द्वारा तैयार एजीजेडएनओ उत्पादों की मेटलोग्राफिक संरचना तस्वीरें हैं। मेटलोग्राफिक संरचना से यह देखा जा सकता है कि दोनों विधियाँ AgZnO सामग्री को सफलतापूर्वक तैयार कर सकती हैं, लेकिन यांत्रिक पाउडर मिश्रण विधि द्वारा तैयार AgZnO सामग्री के सिल्वर मैट्रिक्स में ZnO कण एकत्रित और असमान रूप से वितरित होते हैं। सुदृढ़ीकरण चरण का यह असमान वितरण सीधे सामग्री के प्रदर्शन को प्रभावित करेगा, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री के यांत्रिक और विद्युत गुणों में उतार-चढ़ाव होगा। अल्ट्रासोनिक फैलाव विधि द्वारा तैयार AgZnO सामग्री में, ZnO कण Ag मैट्रिक्स पर समान रूप से बिखरे हुए हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि अल्ट्रासोनिक फैलाव प्रणाली एक ठोस-तरल फैलाव प्रणाली से संबंधित है। पाउडर मिश्रण विधि की ठोस-ठोस फैलाव प्रणाली की तुलना में, ZnO पाउडर कणों को Ag में पूरी तरह से फैलाया जा सकता है। दबाने, सिंटरिंग और मिश्रधातु के बाद, उन्हें एजी मैट्रिक्स में छोटे आकार के कणों के रूप में फैलाया जा सकता है। परिक्षेपण प्रणाली सिद्धांत के अनुसार, ठोस-तरल परिक्षेपण प्रणाली की एकरूपता ठोस-ठोस परिक्षेपण प्रणाली की तुलना में बहुत अधिक होती है। इसलिए, पाउडर मिश्रण प्रक्रिया की तुलना में, अल्ट्रासोनिक फैलाव द्वारा तैयार AgZnO सामग्री में बेहतर सुदृढीकरण चरण, अधिक समान फैलाव और कम ढेर की विशेषताएं होती हैं। हमारे सॉलिड सिल्वर कॉन्टैक्ट रिवेट में प्रयुक्त सिल्वर मैट्रिक्स की गुणवत्ता अच्छी है और यह अपेक्षाकृत स्थिर प्रदर्शन प्रदान कर सकता है।

2.2 फ्रैक्चर एसईएम विश्लेषण
चित्र 2(ए) और चित्र 2(बी) क्रमशः यांत्रिक पाउडर मिश्रण विधि और अल्ट्रासोनिक फैलाव विधि द्वारा तैयार एजीजेडएनओ उत्पादों की 500 गुना फ्रैक्चर एसईएम आकृति विज्ञान तस्वीरें हैं। तुलनात्मक रूप से, यह देखा जा सकता है कि यांत्रिक पाउडर मिश्रण विधि द्वारा तैयार AgZnO सामग्री में खराब आंतरिक बंधन होता है, और एकत्रित ZnO कणों में बड़ी संख्या में छिद्र होते हैं। बाहरी बल का विरोध करने पर फ्रैक्चर को भंगुर करना आसान होता है, और फ्रैक्चर असमान होता है; जबकि अल्ट्रासोनिक फैलाव विधि द्वारा तैयार AgZnO सामग्री में मजबूत आंतरिक बंधन और अपेक्षाकृत चिकनी फ्रैक्चर है।
चित्र 2(सी) और चित्र 2(डी) क्रमशः पाउडर मिश्रण विधि और अल्ट्रासोनिक फैलाव विधि द्वारा तैयार एजीजेडएनओ उत्पादों की 5000 गुना फ्रैक्चर एसईएम आकृति विज्ञान तस्वीरें हैं। तुलनात्मक रूप से, यह देखा जा सकता है कि यांत्रिक पाउडर मिश्रण विधि द्वारा तैयार AgZnO सामग्री में ZnO कण असमान रूप से बिखरे हुए और एकत्रित होते हैं। एकत्रीकरण के बाद द्वितीयक कणों का आकार बहुत भिन्न होता है, और तार फ्रैक्चर पर डिम्पल अलग-अलग गहराई के होते हैं। हालाँकि, लगभग 1 माइक्रोन के आकार वाले दूसरे चरण के ZnO कणों को अल्ट्रासोनिक फैलाव विधि द्वारा तैयार AgZnO सामग्री के अंदर सिल्वर मैट्रिक्स पर समान रूप से वितरित किया जाता है, और डिंपल आकृति विज्ञान और आकार अत्यधिक सुसंगत होते हैं। यांत्रिक पाउडर मिश्रण प्रक्रिया में ZnO कणों के एकत्रीकरण के बाद, द्वितीयक कण आकार में काफी भिन्नता होती है, जिसके परिणामस्वरूप सामग्री की प्लास्टिसिटी में क्षेत्रीय अंतर होता है। बाहरी ताकतों के संपर्क में आने पर, भंगुर फ्रैक्चर की प्रवृत्ति और बढ़ जाती है [5]। अल्ट्रासोनिक फैलाव प्रक्रिया द्वारा तैयार सामग्री में दूसरे चरण के कण स्पष्ट रूप से ठीक और समान हैं, फ्रैक्चर अपेक्षाकृत सपाट है, डिंपल की गहराई मूल रूप से समान है, फ्रैक्चर के दौरान आंतरिक बल अपेक्षाकृत समान है, और सामग्री आइसोट्रोपिक है . हमारे में प्रयुक्त सामग्रीठोस चांदी संपर्कइलेक्ट्रिकल के लिए उच्च शक्ति और कठोरता है, जो सटीक आयामों के निर्माण को सुनिश्चित कर सकती है।

2.3 यांत्रिक और भौतिक गुणों का विश्लेषण
चित्र 3(ए) और चित्र 3(सी) क्रमशः यांत्रिक पाउडर मिश्रण और अल्ट्रासोनिक फैलाव द्वारा तैयार AgZnO उत्पादों के घनत्व और प्रतिरोधकता तुलना आरेख हैं। तुलना से पता चलता है कि अल्ट्रासोनिक फैलाव द्वारा तैयार AgZnO उत्पादों का घनत्व पाउडर मिश्रण द्वारा तैयार AgZnO उत्पादों की तुलना में अधिक है। इसका कारण यह है कि यांत्रिक पाउडर मिश्रण विधि में AgZnO पाउडर मिश्रण के दौरान एकत्र हो जाता है, और सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान समूह में छिद्रों को सघन नहीं किया जा सकता है। सिंटरिंग सिद्धांत [6] के अनुसार, ठोस-चरण सिंटरिंग की सघनीकरण प्रक्रिया परमाणुओं का चिपचिपा प्रवाह और आयतन प्रसार है। सिंटरिंग प्रक्रिया के दौरान, एकत्रित ZnO में खराब तरलता होती है, और Ag-Ag स्व-प्रसार दर Ag-ZnO घटकों के बीच पारस्परिक प्रसार दर से बहुत अधिक होती है, जिसके परिणामस्वरूप ठोस चरण के सघन होने के बाद घनत्व की डिग्री कम होती है, जो बदले में घनत्व कम हो जाता है। अल्ट्रासोनिक फैलाव विधि ZnO को समान छोटे कणों में तोड़ सकती है और उन्हें Ag मैट्रिक्स में फैला सकती है, जिससे Ag-ZnO संपर्क क्षेत्र में काफी वृद्धि हो सकती है और Ag-Ag प्रवाहकीय नेटवर्क क्षेत्र का विस्तार हो सकता है। सिंटरिंग सघनीकरण के बाद घनत्व अपेक्षाकृत अधिक होता है। प्रतिरोधकता सामग्री में Ag-Ag प्रवाहकीय नेटवर्क के क्षेत्र से संबंधित है। चूँकि अल्ट्रासोनिक फैलाव विधि द्वारा निर्मित Ag-Ag प्रवाहकीय नेटवर्क का क्षेत्र बढ़ जाता है, विधि द्वारा तैयार AgZnO सामग्री कम प्रतिरोधकता प्रदर्शित करती है। हमारा ठोसचांदी संपर्कउच्च घनत्व और मजबूत चालकता है।

चित्र 3(बी) और 3(डी) क्रमशः यांत्रिक पाउडर मिश्रण और अल्ट्रासोनिक फैलाव विधियों द्वारा तैयार AgZnO उत्पादों की कठोरता और बढ़ाव तुलना आरेख हैं। चित्र से देखा जा सकता है कि अल्ट्रासोनिक फैलाव विधि द्वारा तैयार AgZnO की कठोरता काफी अधिक है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सुदृढीकरण चरण और मैट्रिक्स सामग्री से बनी धातु मैट्रिक्स मिश्रित सामग्री की कठोरता विशेषताएँ मुख्य रूप से मिश्रित सामग्री की घटक विशेषताओं और घटकों और सुदृढीकरण चरण के बीच संबंध प्रदर्शन द्वारा निर्धारित की जाती हैं। जब दूसरे चरण को मैट्रिक्स चरण में बारीक बिखरे हुए कणों के रूप में समान रूप से वितरित किया जाता है, तो दूसरे चरण के कण का आकार जितना छोटा होगा, उतना ही महत्वपूर्ण सुदृढ़ीकरण प्रभाव उत्पन्न होगा, जिससे सामग्री की कठोरता बढ़ जाएगी। इस सुदृढ़ीकरण को द्वितीय चरण सुदृढ़ीकरण कहा जाता है। सामग्री का बढ़ाव सकारात्मक रूप से सामग्री की प्लास्टिसिटी से संबंधित है। बारीक बिखरे हुए दूसरे चरण के कण बेहतर प्लास्टिसिटी दिखाते हुए सामग्री की प्लास्टिसिटी में काफी सुधार कर सकते हैं।

AgZnO विद्युत संपर्क सामग्री यांत्रिक पाउडर मिश्रण और अल्ट्रासोनिक फैलाव द्वारा तैयार की गई थी, और सामग्री गुणों पर विभिन्न प्रक्रियाओं के प्रभावों की तुलना की गई थी। निष्कर्ष इस प्रकार हैं:

(1) यांत्रिक पाउडर मिश्रण प्रक्रिया की तुलना में, अल्ट्रासोनिक फैलाव द्वारा तैयार एगज़्नोसिल्वर इलेक्ट्रिकल फॉर कॉन्टैक्टर सामग्री का व्यापक प्रदर्शन बेहतर है। दूसरे चरण के महीन ZnO कण सिल्वर मैट्रिक्स में समान रूप से बिखरे हुए हैं, और बेहतर यांत्रिक गुण प्राप्त होते हैं;

(2) अल्ट्रासोनिक फैलाव प्रक्रिया संगठन के अंदर ZnO संचयन घटना को प्रभावी ढंग से सुधारती है। सूक्ष्म फ्रैक्चर संरचना से, यह देखा जा सकता है कि आंतरिक संबंध अच्छा है, अपेक्षाकृत सघन प्रणाली प्राप्त होती है, और विभिन्न भौतिक गुणों की स्थिरता में सुधार होता है।

 

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