金屬材料的物理特性ppt(材料物理性能及表征)

在最初的推文中，女士參與了大家關于保險絲和常用熔化材料的談論。無論是對于熔斷器制造商還是用戶，都需要了解熔體材料的特性，以保證制造和使用過程的安全。

熔體材料的選擇主要取決于電導率、熱導率、熔點、儀表電阻差、電阻溫度系數、蠕變極限和疲勞強度、標準電極電位、可制造性等能否滿足設計產品的性能指標。

1熔體材料的電導率和熱導率

良好的導電性和導熱性是熔化材料的主要條件。在電路中，保險絲是一個高發熱元件，整個電路和電氣設備都要求它在正常情況下將電能損耗降到最低。通過選擇具有良好導電性和導熱性的材料，很容易實現這些要求。同時，這種熔體單位體積的載流能力大，一旦熔體的形狀和尺寸發生變化，就更容易設計出具有不同熔化特性的熔斷器。而且這種熔體的保險絲中斷短路電流時，金屬蒸汽較少，有利于滅弧。因此，使用高導電性和導熱性的材料作為熔體有利于提高熔斷器的性能指標。

2熔體材料的熔點

熔點應根據產品的功能來確定。一般來說，為了防止熔斷器熔體在長期額定電流下熔斷，需要保證熔斷器熔體在額定電流下的穩定工作溫度和熔化溫度有一定的差別。如果熔體材料的熔點較低，則在額定電流下的熔化溫度更接近穩定工作程度，其熔化系數會更小。相反，如果材料的熔點較高，達到熔化溫度所需的熔化電流必然會增加，其熔化系數也會提高。為了保護保險絲免受小過載，其熔化系數將盡可能小。

顯然，低熔點材料很容易滿足上述要求，但低熔點金屬或合金的電導率往往較低。當熔體的電阻恒定時，由低熔點金屬制成的熔體具有大的橫截面積。在短路電流的作用下，這種熔體會產生更多的金屬蒸汽，對滅弧極為不利。因此，使用低熔點材料作為熔化物會降低保險絲切斷短路電流的能力。一般使用場合不需要熔斷器時，采用低熔點金屬或合金作為熔體。高性能保險絲大多由高熔點金屬制成。通常，一些冶金效果材料被添加到該熔體中，這也將具有防止過載的能力。

3熔體材料的米電阻值允差

熔體材料的儀表電阻值穩定，熔斷器的時間——電流特性的分散度小。國外銅熔體材料的表阻公差控制在3.5%以內，其產品的時間3354電流特性在電流方向的公差可控制在10%以內。雖然我國用于熔體的T2銅帶已經完成，但用其制造的產品很難將電流方向的電流特性公差控制在15%以內。目前符合IEC和新國標的新產品均采用新銅帶，表阻公差為3.5%。人們會用儀表電阻容差來衡量類似熔體材料的質量。

4熔體材料的電阻溫度系數、蠕變極限和疲勞強度

熔斷器的動作特性與熔體電阻值的變化密切相關。如果熔體材料的電阻溫度系數比較大，一旦環境溫度發生變化，熔體的電阻就會發生比較大的變化，這肯定會影響熔斷器特性的穩定性。因此，在選擇材料時，通常希望具有較小的電阻溫度系數。熔斷器在工作過程中會受到反復的熱應力，而那些蠕變極限和疲勞強度較好的材料在高溫下具有較好的強度，因此在循環載荷下不易老化。

5熔體材料的工藝性

熔體材料的機械加工性能和可焊性，在選用時也是值得考慮的問題之一。熔體的尺寸精度將直接影響熔斷器熔化時間——電流特性的精度。為改善熔斷器的熔化特性或提高它分斷短路電流的能力，往往在熔體的某些部分要加工出小孔或狹頸，而且對其尺寸精度要求很高，關鍵尺寸的公差都控制在±0.01mm以內，所以高性能熔斷器都要求其熔體材料能進行精密加工。

無論哪種結構型式的熔斷器，其熔體均要和觸刀或端帽焊接在一起。據統計，熔斷器的質量在很大程度上取決于接觸電阻值。當熔體與熔斷器的觸頭接觸連接不良時，接觸電阻可達熔體電阻的50%，此時，熔斷器在額定工作狀態下就要過熱，并因之縮短了它的使用期限。除此之外，當接觸連接不良時，各試品試驗結果的重復性也就被破壞了。所以大額定電流熔斷器的熔體是以焊接方式同熔斷器觸頭連接的，以保證接觸連接的良好質量。對于小額定電流熔斷器，有時也采用軟焊料進行釬焊，但更多的是采用機械緊壓。在可更換熔體熔斷器中，熔體是以螺栓緊固方式同熔斷器的觸頭連接。

6熔體材料的標準電極電位

要保證接觸電阻長期使用的穩定性，熔體和觸刀或端帽材料的標準電極電位要相近，否則在兩材料接觸處容易產生電化腐蝕，此時接觸處電阻將要產生意外變化，甚至兩元件發生松脫現象。

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