Investigadores de
Fudar Alloy han comparado el rendimiento de dos materiales de contacto, tungsteno de plata (AgW) y carburo de tungsteno de plata (AgWC), en diferentes entornos corrosivos a través de experimentos, lo que proporciona una referencia para la selección y optimización de materiales de contacto.
¿Por qué estudiar la resistencia a la corrosión de AgW y AgWC?
Los materiales de contacto AgW y AgWC se utilizan ampliamente en interruptores automáticos por su excelente conductividad eléctrica y resistencia a las quemaduras por arco. Sin embargo:
- Desafíos de los contactos AgW: El tungsteno es susceptible a la oxidación, especialmente en entornos de alta temperatura y alta humedad, lo que resulta en la formación de una película de tungstato no conductora, lo que lleva a un aumento en la resistencia de contacto.
Ventajas de los contactos AgWC: El carburo de tungsteno (WC) es químicamente más estable y tiene un potencial de corrosión cercano a la plata, lo que teóricamente debería hacerlo más resistente a la corrosión.
La capacidad de AgW y AgWC para soportar diferentes entornos corrosivos se evaluó sistemáticamente utilizando una prueba de calor húmedo alternante de alta y baja temperatura y una prueba de niebla salina.
Métodos y condiciones experimentales
Preparación de muestras
Los materiales de contacto AgW y AgWC se prepararon mediante el método de infiltración, donde las muestras de AgW se dividieron en tres grupos con 0,5 %, 1,5 % y 2,5 % de aditivos resistentes a la corrosión (indicados como AgW-1, AgW-2, AgW-3). A las muestras de AgWC se les añadió 1,5 % de aditivos como control.
| Material |
Contenido de ingredientes, % en peso |
| En |
W/WC |
T(Aditivo) |
| AgW-1 |
35 |
Balance |
0-0,5 |
| AgW-2 |
50 |
Balance |
1-1.5 |
| AgW-3 |
35 |
Balance |
2-2,5 |
| AgWC |
60 |
Balance |
1-1.5 |
Prueba de calor húmedo alternado de alta y baja temperatura
14 ciclos en una cámara de prueba de calor húmedo:
- Rango de temperatura: ciclos alternos de -25 °C a 90 °C;
- Rango de humedad: 0 % a 90 %;
- Simula entornos corrosivos en condiciones de condensación de alta humedad.
Prueba de niebla salina
Prueba de corrosión por niebla salina según la norma GB/T 6458:
- Temperatura: 35℃
- Concentración de solución de cloruro de sodio: 5%
- Tiempo de pulverización continua: 240 horas
Resultados experimentales y análisis
Prueba de calor húmedo alterno de temperatura alta-baja
- Contacto AgW: AgW-1 sin aditivos se oxida más rápido, la tasa de oxidación disminuye gradualmente después de que aumenta el contenido de aditivos (AgW-2, AgW-3), pero aún se encuentran signos de oxidación después de 14 ciclos.
- Contacto AgWC: No se encontró ningún fenómeno de oxidación después de 14 ciclos y la condición de la superficie estaba intacta.
Prueba de niebla salina
Todas las muestras de contacto no mostraron una oxidación significativa después de 240 horas de prueba.
Conclusión sobre la resistencia a la corrosión
: en entornos cálidos y húmedos, los contactos AgWC exhiben una resistencia a la corrosión significativamente mejor que los contactos AgW.
- En entornos de niebla salina, los contactos AgW y AgWC tienen una resistencia a la corrosión similar.
Grado de oxidación de la apariencia del producto después de la prueba de calor húmedo alternado de alta y baja temperatura y la prueba de niebla salina (evaluación visual)
| Material |
Contenido de ingredientes, % en peso |
Prueba de calor húmedo alternado de temperatura alta y baja |
Prueba de niebla salina |
| En |
W/WC |
T(Aditivo) |
Ciclo 6 |
Ciclo 14 |
72 horas |
240 horas |
| AgW-1 |
35 |
Balance |
0-0,5 |
Muy oxidado |
Muy oxidado |
No se observó oxidación |
No se observó oxidación |
| AgW-2 |
50 |
Balance |
1-1.5 |
No se observó oxidación |
Muy oxidado |
No se observó oxidación |
No se observó oxidación |
| AgW-3 |
35 |
Balance |
2-2,5 |
No se observó oxidación |
Ligeramente oxidado |
No se observó oxidación |
No se observó oxidación |
| AgWC |
60 |
Balance |
1-1.5 |
No se observó oxidación |
No se observó oxidación |
No se observó oxidación |
No se observó oxidación |
Fotografías del aspecto del producto después de la prueba
| Material |
Después de 14 ciclos de prueba de calor húmedo alternado de temperatura alta y baja |
Después de 240 horas de prueba de niebla salina |
| AgW-1 |
|
|
| AgW-2 |
|
|
| AgW-3 |
|
|
| AgWC |
|
|
Las superficies de los contactos eléctricos después de la prueba se examinaron utilizando un microscopio electrónico de barrido para analizar su grado de oxidación (a juzgar por los cambios en el contenido de Ag, O y W en la superficie). Las figuras 2 a 5 muestran la morfología de la superficie de los cuatro tipos de contactos eléctricos después del 14.º ciclo de la prueba de calor húmedo alternado de alta y baja temperatura.
Figura 2. Morfología de la superficie y resultados del escaneo con microscopio electrónico después del 14.° ciclo de la prueba de calor húmedo alterno AgW-1
Figura 3. Morfología de la superficie y resultados del escaneo con microscopio electrónico después del 14.° ciclo de la prueba de calor húmedo alterno AgW-2
Figura 4. Morfología de la superficie y resultados del escaneo con microscopio electrónico después del 14.° ciclo de la prueba de calor húmedo alterno AgW-3
Figura 5. Morfología de la superficie y resultados de barrido con microscopio electrónico después del 14.º ciclo de la prueba de calor húmedo alterno de AgWC
Los datos de la tabla y los análisis con microscopio electrónico de barrido de las figuras 2 a 5 muestran que en la prueba de calor húmedo alterno de alta y baja temperatura, la resistencia a la oxidación del producto AgW mejora en consecuencia con el aumento del contenido de aditivos; el producto AgWC no se ve afectado por la humedad y el calor alternados, y la superficie del producto permanece sin cambios después de 14 ciclos.
Las figuras 6 a 9 muestran la morfología de la superficie de los cuatro tipos de contactos eléctricos después de 240 horas de prueba de niebla salina.
Figura 6. Morfología de la superficie y resultados del escaneo con microscopio electrónico de AgW-1 después de 240 horas de prueba de niebla salina
Figura 7. Morfología de la superficie y resultados del escaneo con microscopio electrónico de AgW-2 después de 240 horas de prueba de niebla salina
Figura 8. Morfología de la superficie y resultados del escaneo con microscopio electrónico de AgW-3 después de 240 horas de prueba de niebla salina
Figura 9. Morfología de la superficie y resultados del escaneo con microscopio electrónico de AgWC después de 240 horas de prueba de niebla salina
Como se puede observar en los datos tabulares y los análisis SEM en las Figuras 6 a 9, no se produjo una oxidación significativa de los contactos eléctricos de AgW y AgWC después de las 240 horas de prueba de niebla salina.
Análisis del mecanismo de resistencia a la corrosión
La naturaleza de la corrosión del metal es una reacción redox. En un entorno de calor húmedo alternado de alta y baja temperatura: -
Desventaja del contacto AgW: Mayor actividad de tungsteno, fácil de reaccionar con el electrolito para generar una película de tungstato, lo que conduce a una mayor corrosión.
- Ventaja de los contactos AgWC: Menor actividad de carburo de tungsteno, más cercano a las propiedades electroquímicas de la plata, tasa de corrosión significativamente menor.
En el entorno de niebla salina, la tasa de corrosión está más limitada por la temperatura y el proceso de oxidación en la superficie de los contactos AgW y AgWC se inhibe, por lo que el rendimiento es similar.
Conclusiones y aplicaciones prácticas
Los contactos AgWC superan significativamente a los contactos AgW en entornos cálidos y húmedos y se recomiendan para su uso en entornos de alta temperatura y alta humedad. En entornos de niebla salina, los dos tipos de contactos funcionan igualmente bien y los materiales se pueden seleccionar en función del costo y otros requisitos de rendimiento.
Por lo tanto, en términos de aplicación, los contactos AgWC son adecuados para entornos hostiles, como equipos marinos y fábricas con alta humedad, mientras que los contactos AgW siguen siendo rentables en entornos normales, con composiciones aditivas optimizadas para mejorar aún más la resistencia a la corrosión.
Este estudio no solo revela el comportamiento de corrosión de AgW y AgWC en diferentes entornos, sino que también proporciona una base científica para el diseño y la selección de materiales de contacto eléctrico. A medida que aumentan los requisitos de rendimiento de los materiales de contacto, los materiales de alto rendimiento como AgWC desempeñarán un papel importante en más campos. Para obtener más información sobre AgCdO y soluciones o productos relacionados, visite www.fudarworld.com o no dude en contactarnos.
