合金內氧化法是將固溶體合金在氧氣氛下進行熱處理,使溶質元素形成氧化物,並均勻地分布在合金基體金屬中。
合金內氧化法是一種比較先進的製備電觸頭材料的工藝方法。該法因工藝簡單、成本費用低及觸頭性能優良,在國內外被廣泛採用。
原理,實現,套用,
原理
以銅銀合金內氧化為例，作為面心立方結構(FCC)的銀晶體與銅合金能形成固溶體,由於銀與銅元素原子結構不同,它們基本上都形成有限固溶體。銅以置換方式進入銀晶格中,使銀晶格發生畸變,經過加工後的銀銅合金在一定條件下的氧氣氛中,進行以下過程:
首先,氧與合金表面的銅發生反應,生成表面反應層:[Cu]+[O]→CuO
然後,氧通過間隙擴散,推開相鄰的Ag-Ag或Ag-Cu原子進入晶格間隙中(銅濃度很低,銅原子使銀晶格產生的畸變不大,故合金結構仍為銀晶格結構),與間隙周圍的銅(假如存在的話,不存在則氧繼續跳入下一間隙中)發生化學反應[Cu]+[O]→CuO,銅與氧在此溫度下的標準生成自由能󰀁G0為一很大的負值,故此反應能夠自發進行。此時氧化速度主要取決於氧的擴散速度。
實現
實現合金內氧化的基本條件是:
(1)
在氧化處理溫度下,氧在基體金屬中的溶解度要大;
(2)
在氧化處理溫度下,合金元素和氧應能溶解於基體金屬中,而合金元素的氧化物則應是不可溶的;
(3)
氧與基體不能形成穩定的氧化物,而與合金元素應能形成穩定的氧化物;
(4)
合金元素的原子在基體金屬中的擴散速度必須低於氧在基體金屬中的擴散速度。
套用
20世紀20年代至30年代問世的銀金屬氧化物(AgMeO)電觸頭材料由於具有較好的耐電磨損性、抗熔焊性和導電性,因此廣泛套用於各種輕重負荷的低壓電器、家用電器、汽車電器、航空航天電器中。
