用粉末冶金方法生產的、用於電氣設備和儀表以及某些特殊用途的材料和製品。主要是電觸頭材料，此外還有電阻焊電極和電火花電極材料、 金屬-石墨電刷材料、電熱合金和熱電偶材料等。
簡介,參考書目,
簡介
在發明發電機和電動機的初期，使用的都是石墨或其他純金屬的電刷；到20世紀初，開始套用粉末冶金方法製成的銀-石墨、銅-石墨電刷，並在一些繼電器和儀表中套用粉末冶金純鎢觸頭。到30年代，用粉末冶金方法分別研製成功鎢-銀、鎢-銅類高壓用觸頭材料和銀-鎳、銀-氧化鎘等低壓用觸頭材料，用它們代替純銀、純銅觸頭，性能有很大改善。目前主要使用的觸頭材料是銀基、銅基、鎢基和鉑族貴金屬基等各種觸頭材料系列，其中大部分是用粉末冶金方法生產的。70～80年代，隨著真空開關電器的發展，又研製成功粉末冶金鉻-銅系觸頭。
電觸頭材料電觸頭是各種電力設備和自動化儀表中的關鍵元件。通過它的分斷和接通,達到保護電器,傳遞、承受和控制電流的目的。小型的電觸頭也叫電接點。電觸頭材料一般要求具有以下性能:好的導電導熱性,一定的機械強度,低而穩定的接觸電阻,高的抗電弧燒損性和抗熔焊性，高的抗介質腐蝕性和易於機械加工等性能。這些性能，一般純金屬或合金很難全部滿足。而用粉末冶金製得具有兩相結構的複合材料（一相為銀或銅，另一相為高熔點金屬或金屬化合物）則能較好地滿足。其中銀或銅相提供好的導電導熱，容易機械加工和焊接等性能；而較高熔點的金屬或金屬化合物相則提供高的機械強度，抗電弧燒損和抗熔焊等性能。
電觸頭按使用的條件可分為高壓（電壓大於 1kV）、低壓（電壓為 1kV以下）和弱電(電流為毫安級或以下)三類。
高壓觸頭材料 使用特點是工作電壓高，斷流容量大，要求具有高的抗電弧燒損性。常用的高壓觸頭多為含鎢的複合材料(或鎢基材料),如銅-鎢(鎢-銅)、銀-鎢（鎢-銀）、銀-碳化鎢 (碳化鎢-銀)、鎢-銅-鎳等。它們是用高熔點的金屬鎢或碳化鎢作為骨架，將銀或銅充填入骨架的間隙組成的複合材料。高熔點骨架保證觸頭的機械強度、抗電弧燒損性和抗熔焊性，銅和銀不但能提高導電導熱性和改善加工性能，而且在電弧高溫下蒸發時可吸收大量電弧能量,降低電弧溫度,從而改善使用條件和降低電弧燒損量。這類觸頭有兩種製造方法：①壓制燒結法,用固相或液相燒結；②熔滲法,用熔融的銀或銅充填經過壓制燒結製成的鎢或碳化鎢多孔骨架的孔隙；熔滲法製得的材料電弧燒損量低，因此多用此法生產。高壓觸頭材料目前已向耐330kV以上超高壓發展。
低壓觸頭材料 特點是使用電壓和斷流容量較低，但開關比較頻繁，要求運行可靠、使用壽命長。這類觸頭主要用銀基材料，如銀-鎳、銀-鐵、銀-石墨、銀-氧化鎘、銀-氧化銅、銀-氧化錫等系列；也有用銅基、鎢基或鉑族金屬基的。在銀中加入鎳或鐵，可提高純銀的抗電弧燒損、抗熔焊和耐磨性能；加入石墨可提高耐磨性和不發生熔焊；因而都可提高觸頭通、斷電流的容量，延長使用壽命。如銀-鎳和銀-石墨觸頭配對使用，使用壽命較純銀提高几十倍。利用特殊加工方法產生垂直於工作面的纖維組織結構還可進一步改善抗電弧燒損性等性能。 銀-氧化鎘是目前套用最廣泛、品種牌號最多的銀基觸頭材料。在銀中加入氧化鎘，不僅能提高觸頭的強度和硬度，而且在電弧作用溫度下發生氧化鎘的蒸發和分解，吸收電弧能，從而減少觸頭的電弧燒損，有利於滅弧和防止熔焊，因此這種觸頭具有優異的綜合性能。銀－氧化鎘觸頭材料的製成使低壓電器的容量和使用壽命達到一個新的水平。這種材料中的氧化鎘含量為 5～15%,還可添加少量其他元素以改進性能。銀-氧化鎘材料的最大缺點是鎘蒸氣有毒,為此發展了無毒的銀-氧化錫、銀-氧化銅、銀-氧化鋅等觸頭材料，部分地取代了銀-氧化鎘觸頭。
弱電觸頭材料 弱電用觸頭一般尺寸較小，其使用特點是通過的電流極小，開斷時不產生電弧，但操作次數頻繁，要求十分可靠，所以接點材料必須接觸電阻小而又有很穩定的抗氧化和抗腐蝕性能。這類觸頭主要用金、銀、鉑、鈀等貴金屬及其合金製成，用熔煉法生產。但是在某些接觸壓力較大的弱電接觸時，如振動器、某些信號繼電器和儀表，則較多使用粉末冶金生產的純鎢、鎢錸或鎢鉬合金接點(表1)。 電阻焊電極和電火花電極材料電阻焊是利用電流通過工件時接觸電阻發熱，並在外壓力作用下進行焊接的過程。用於夾持被焊接工件，通過所需電流並傳遞外壓力的電極稱為電阻焊電極。電阻焊電極材料應具有好的導電性，高的高溫硬度和強度，不會同被焊接材料發生化學反應或粘附等性能。這種電極材料除用熔煉法製成的各種銅合金外，已更多地採用粉末冶金法製成的鎢－銅、碳化鎢-銅、鎢-鎳-鐵-鉬、鎢-鎳-銅等材料。它們具有比銅合金高得多的高溫硬度、強度和抗熔焊、抗電弧燒損性能，而且抗變形性能好，使用壽命長。此外，粉末冶金彌散強化銅-氧化鋁 (Cu-Al2O3)合金不僅導電性好，而且高溫機械性能高，也已用作電阻焊電極材料。電火花加工所用的銅、銀、鎢、石墨電極，現也逐步改用鎢-銅、鎢-銀等複合材料。
金屬－石墨電刷材料電刷的作用是將電流從一個轉動或滑動的元件傳送到一個靜止的元件，因此電刷材料也稱為滑動觸頭材料。電刷材料除要求有高導電性外，還要有很好的潤滑性和耐磨性。石墨電刷的潤滑和耐磨性能好，但耐受電流密度較小（最大為100kA/m2）。用金屬-石墨（主要為銅-石墨）製成的電刷，其耐受電流密度可提高一倍(195～230kA/m2),而且耐磨性和抗彎強度也顯著提高。常用的電刷材料成分範圍為：石墨 5～70%、錫<10%、鋅<12%、鉛<10%，其餘為銅。其抗彎強度為1.8～18kgf/mm2，電阻率為4～500Ω·m。
電熱合金和熱電偶材料常用的電熱合金（鐵基合金、鎳基合金）是用熔煉法生產的，只能用於製造在低於1200℃條件下工作的發熱元件。更高溫度條件下工作的發熱元件，就要用熔點更高的金屬，如鉬、鉭、鎢等。它們通常用粉末冶金法生產。其使用特點見表2。 測量1600℃以上高溫的熱電偶，要用粉末冶金法製作的高熔點材料製成。用鎢錸熱電偶可測到2800℃高溫。常用配對的鎢錸熱電偶有WRe 5/WRe 20，WRe 3/WRe 25，WRe 5/WRe 26，W/WRe 26等。鎢錸熱電偶必須在氫或惰性氣體或真空條件下使用。
電觸頭材料電觸頭是各種電力設備和自動化儀表中的關鍵元件。通過它的分斷和接通,達到保護電器,傳遞、承受和控制電流的目的。小型的電觸頭也叫電接點。電觸頭材料一般要求具有以下性能:好的導電導熱性,一定的機械強度,低而穩定的接觸電阻,高的抗電弧燒損性和抗熔焊性，高的抗介質腐蝕性和易於機械加工等性能。這些性能，一般純金屬或合金很難全部滿足。而用粉末冶金製得具有兩相結構的複合材料（一相為銀或銅，另一相為高熔點金屬或金屬化合物）則能較好地滿足。其中銀或銅相提供好的導電導熱，容易機械加工和焊接等性能；而較高熔點的金屬或金屬化合物相則提供高的機械強度，抗電弧燒損和抗熔焊等性能。
電觸頭按使用的條件可分為高壓（電壓大於 1kV）、低壓（電壓為 1kV以下）和弱電(電流為毫安級或以下)三類。
高壓觸頭材料 使用特點是工作電壓高，斷流容量大，要求具有高的抗電弧燒損性。常用的高壓觸頭多為含鎢的複合材料(或鎢基材料),如銅-鎢(鎢-銅)、銀-鎢（鎢-銀）、銀-碳化鎢 (碳化鎢-銀)、鎢-銅-鎳等。它們是用高熔點的金屬鎢或碳化鎢作為骨架，將銀或銅充填入骨架的間隙組成的複合材料。高熔點骨架保證觸頭的機械強度、抗電弧燒損性和抗熔焊性，銅和銀不但能提高導電導熱性和改善加工性能，而且在電弧高溫下蒸發時可吸收大量電弧能量,降低電弧溫度,從而改善使用條件和降低電弧燒損量。這類觸頭有兩種製造方法：①壓制燒結法,用固相或液相燒結；②熔滲法,用熔融的銀或銅充填經過壓制燒結製成的鎢或碳化鎢多孔骨架的孔隙；熔滲法製得的材料電弧燒損量低，因此多用此法生產。高壓觸頭材料目前已向耐330kV以上超高壓發展。
低壓觸頭材料 特點是使用電壓和斷流容量較低，但開關比較頻繁，要求運行可靠、使用壽命長。這類觸頭主要用銀基材料，如銀-鎳、銀-鐵、銀-石墨、銀-氧化鎘、銀-氧化銅、銀-氧化錫等系列；也有用銅基、鎢基或鉑族金屬基的。在銀中加入鎳或鐵，可提高純銀的抗電弧燒損、抗熔焊和耐磨性能；加入石墨可提高耐磨性和不發生熔焊；因而都可提高觸頭通、斷電流的容量，延長使用壽命。如銀-鎳和銀-石墨觸頭配對使用，使用壽命較純銀提高几十倍。利用特殊加工方法產生垂直於工作面的纖維組織結構還可進一步改善抗電弧燒損性等性能。 銀-氧化鎘是目前套用最廣泛、品種牌號最多的銀基觸頭材料。在銀中加入氧化鎘，不僅能提高觸頭的強度和硬度，而且在電弧作用溫度下發生氧化鎘的蒸發和分解，吸收電弧能，從而減少觸頭的電弧燒損，有利於滅弧和防止熔焊，因此這種觸頭具有優異的綜合性能。銀－氧化鎘觸頭材料的製成使低壓電器的容量和使用壽命達到一個新的水平。這種材料中的氧化鎘含量為 5～15%,還可添加少量其他元素以改進性能。銀-氧化鎘材料的最大缺點是鎘蒸氣有毒,為此發展了無毒的銀-氧化錫、銀-氧化銅、銀-氧化鋅等觸頭材料，部分地取代了銀-氧化鎘觸頭。
弱電觸頭材料 弱電用觸頭一般尺寸較小，其使用特點是通過的電流極小，開斷時不產生電弧，但操作次數頻繁，要求十分可靠，所以接點材料必須接觸電阻小而又有很穩定的抗氧化和抗腐蝕性能。這類觸頭主要用金、銀、鉑、鈀等貴金屬及其合金製成，用熔煉法生產。但是在某些接觸壓力較大的弱電接觸時，如振動器、某些信號繼電器和儀表，則較多使用粉末冶金生產的純鎢、鎢錸或鎢鉬合金接點(表1)。 電阻焊電極和電火花電極材料電阻焊是利用電流通過工件時接觸電阻發熱，並在外壓力作用下進行焊接的過程。用於夾持被焊接工件，通過所需電流並傳遞外壓力的電極稱為電阻焊電極。電阻焊電極材料應具有好的導電性，高的高溫硬度和強度，不會同被焊接材料發生化學反應或粘附等性能。這種電極材料除用熔煉法製成的各種銅合金外，已更多地採用粉末冶金法製成的鎢－銅、碳化鎢-銅、鎢-鎳-鐵-鉬、鎢-鎳-銅等材料。它們具有比銅合金高得多的高溫硬度、強度和抗熔焊、抗電弧燒損性能，而且抗變形性能好，使用壽命長。此外，粉末冶金彌散強化銅-氧化鋁 (Cu-Al2O3)合金不僅導電性好，而且高溫機械性能高，也已用作電阻焊電極材料。電火花加工所用的銅、銀、鎢、石墨電極，現也逐步改用鎢-銅、鎢-銀等複合材料。
金屬－石墨電刷材料電刷的作用是將電流從一個轉動或滑動的元件傳送到一個靜止的元件，因此電刷材料也稱為滑動觸頭材料。電刷材料除要求有高導電性外，還要有很好的潤滑性和耐磨性。石墨電刷的潤滑和耐磨性能好，但耐受電流密度較小（最大為100kA/m2）。用金屬-石墨（主要為銅-石墨）製成的電刷，其耐受電流密度可提高一倍(195～230kA/m2),而且耐磨性和抗彎強度也顯著提高。常用的電刷材料成分範圍為：石墨 5～70%、錫<10%、鋅<12%、鉛<10%，其餘為銅。其抗彎強度為1.8～18kgf/mm2，電阻率為4～500Ω·m。
電熱合金和熱電偶材料常用的電熱合金（鐵基合金、鎳基合金）是用熔煉法生產的，只能用於製造在低於1200℃條件下工作的發熱元件。更高溫度條件下工作的發熱元件，就要用熔點更高的金屬，如鉬、鉭、鎢等。它們通常用粉末冶金法生產。其使用特點見表2。 測量1600℃以上高溫的熱電偶，要用粉末冶金法製作的高熔點材料製成。用鎢錸熱電偶可測到2800℃高溫。常用配對的鎢錸熱電偶有WRe 5/WRe 20，WRe 3/WRe 25，WRe 5/WRe 26，W/WRe 26等。鎢錸熱電偶必須在氫或惰性氣體或真空條件下使用。
參考書目
В. С. Раковский， СПечеННыеМамериалы вмехНике, Металлургия, Москва, 1978.
松山芳治等:《粉末や金応用製品（Ⅲ）構成部品》，日刊工業新聞社，東京，1964。
松山芳治等:《粉末や金応用製品（Ⅲ）構成部品》，日刊工業新聞社，東京，1964。
