拨动开关中的抗电弧侵蚀机制研究

在大电流拨动开关中，电弧侵蚀是影响触点寿命和可靠性的核心问题。银基复合触点材料凭借其优异的导电性、导热性及抗电弧性能，成为高压直流快充等场景下的关键材料。其抗电弧侵蚀机制主要体现在以下三方面：

一、材料组分协同作用
银基复合材料通过添加金属氧化物（如AgSnO₂、AgZnO）或难熔相（如Ti₂SnC、WC），形成多相结构。例如，Ag-Ti₂SnC复合材料中，Ti₂SnC在电弧高温下分解为Ti/Sn氧化物，但氧化程度受材料转移控制。当Ti₂SnC含量为4%时，富Ti/Sn相氧化程度降低，同时高含量Ti₂SnC可缩短断弧持续时间，抑制电弧持续侵蚀。

二、电弧迁移与能量分散
银基复合材料的界面电子结构影响电弧迁移路径。第一性原理计算表明，Ag/Ti和Ag/Sn界面电子发射倾向更强，而Ag/C界面因电子转移至C原子，电弧跳跃概率降低。通过增加Ti₂SnC含量，电弧迁移点增多、速度提升，能量分散至更广区域，避免局部过热导致的材料熔化喷溅。

三、冶金学效应与稳定态形成
电弧作用下，银基复合材料经历动态冶金过程。以AgNi为例，镍颗粒在电弧高温下溶解于银熔体，冷却后弥散析出，形成细化的Ni/Ag组织结构。这种稳定态结构可降低接触电阻波动，减少电弧重燃概率。类似地，AgC材料通过碳粒氧化生成CO气体逸出，在触头表面形成多孔富银层，始终保持低接触电阻与抗熔焊性。