1.2.3　特殊導電材料

特殊導電材料除了具有普通金屬傳導電流的作用之外，還兼有其他特殊功能，常用的有電阻合金、觸點材料、熔體材料、電刷、電熱合金、雙金屬片材料、熱電偶材料以及半導體材料等。

（1）電阻合金

電阻合金是用于制造各種電阻元件的合金材料，可分為調節元件用電阻合金、精密元件用電阻合金、傳感器元件用電阻合金及溫度補償元件用電阻合金等，廣泛用于電機、電器、儀表和電子等工業中。例如康銅、新康銅、鎳鉻、鎳鉻鐵、鐵鉻鋁等合金的機械強度高，抗氧化和耐腐蝕性能好，工作溫度較高，一般用于制造調節元件。而康銅、鎳鉻基合金和錳銅等耐腐蝕性好、表面光潔、接觸電阻小且恒定，一般用于制造電位器和滑動變阻器（滑線電阻），如圖1-21所示。

（2）觸點材料

觸點材料用于各種電氣觸點之間的連接，承擔電路的接通、載流、分斷和隔離的任務，要求其具有耐磨損、接觸電阻小、耐高溫、耐電弧的特性。在選擇過程中，要綜合考慮電源、負載的性質，電壓、電流的大小，通斷操作的頻率等。例如，彈性合金既有一定的導電性又有良好的彈性，常用于制造儀器、儀表、接插件等器件中的彈性元件，如游絲、懸絲、簧片、膜盒等。強電和弱電用的觸點性能要求不同，選用的材料也不同。常用的觸點材料如表1-13所示。常見的各種金屬觸點如圖1-22所示。

（3）熔體材料

熔體材料是熔斷器的主要部件，當流過熔體的電流超過規定值時，經一段時間后，熔體將自動熔斷，切斷電源，從而起到保護電力線路和電氣設備的作用。在選用時要根據電器特點、負載電流的大小、熔斷器類型等多種因素共同確定。

常用的熔體材料有銀、銅、鋁、錫、鉛和鋅。錫、鉛、鋅是低熔點材料，熔化時間長；銀、銅、鋁是高熔點材料，熔化時間短。

銀具有良好的導熱性、導電性、耐腐蝕性、延伸性、焊接性和熱穩定性，在電力和通信系統中，廣泛用作高質量、高性能熔斷器的熔體。

銅有良好的導電、導熱性，機械強度高，但在溫度較高時易被氧化，熔斷特性不夠穩定；銅熔體熔化時間短，金屬蒸氣少，有利于滅弧，宜作精度要求較低的熔體。

鋁導電性能次于銅和銀，但其耐氧化性能好，熔斷特性較穩定，在某些場合可部分代替純銀作熔斷器的熔體。

錫、鉛熔化時間長，機械強度低，熱導率小，宜作保護小型電動機等的慢速熔體。鉛合金熔體也是最常見、最廉價的熔體材料。

總之，各類熔斷器所選用的熔體材料不盡相同，不同的熔體對相同的熔化電流的熔化時間也相差較大。低熔點熔體熔化時間長，高熔點熔體熔化時間短。如保護晶體管的設備希望熔化時間越短越好，此時應選用快速熔體；若為保護電動機過載，則希望有一定的延時，此時應選用慢速熔體。延時熔斷器的熔體通常由部分焊有錫的銀線、銅線或銀、銅與錫制成的熔體互相串聯而成。快速熔斷器常用細線徑銀線作熔體（圖1-23）。

（4）電刷

電刷是用于電機換向器或集電環上傳導電流的滑動接觸體，一般電刷應具有較小的電阻率和摩擦系數、適當的硬度和機械強度。欲滿足使用要求，不完全取決于電刷本身，還需從電機的結構、電刷的安裝、調整及運行條件等多方面進行考慮。

電刷選用得是否恰當，對電機的運行有很大關系。一般的選擇方法是根據電刷的電流密度、滑環或整流子的圓周速度（轉速或角速度），在電刷技術特性表中找到所需要的電刷種類，再結合電機的特性（額定電壓、電流）和運行條件（連續、斷續、短時），就可以決定電刷的具體型號。

常用電刷可分為普通石墨型電刷、電化石墨型電刷和金屬石墨型電刷三類。

①普通石墨型電刷適用于整流條件正常，負載均勻的電機（圖1-24）。

②電化石墨型電刷適用于各種類型的電機（如負載變化大的電機）以及整流條件困難的電機（圖1-25）。

③金屬石墨型電刷適用于低電壓、大電流、圓周速度不超過30m/s的直流電機和感應電機。如充電、電解和電鍍用的直流發電機，小型低壓牽引電動機以及汽車和拖拉機的啟動電動機等（圖1-26）。

（5）其他特殊導電材料

電熱合金可用于制造各種電熱具及電阻加熱設備中的發熱元件，具有良好的抗氧化性，可作高溫熱源長期使用。

雙金屬片材料由兩層線脹系數差異較大的金屬（或合金）牢固結合而成，主要用于溫度控制、電流限制、溫度補償等裝置的測量儀器中，如熱繼電器、日光燈啟輝器等。

熱電偶由兩根不同的熱電極（偶絲）組成，兩電極的一端焊接在一起，為測量端，另一端（自由端）分別引出接儀表。由于兩電極材料不同，因此熱電勢也不同，其差值與測量端溫度（即被測溫度）成正比。熱電偶與顯示儀表配合，可用于直接測量氣體和液體介質及固體表面溫度，其結構簡單、使用方便、穩定可靠、測量范圍寬，被廣泛地用于測溫與控制系統中。熱電偶材料分熱偶和補償導線兩類，兩者要配合使用。

半導體材料是現代（電力）電子電路中的主要原材料，可分為元素半導體、化合物半導體、固溶體半導體、有機半導體和玻璃態半導體等。有一些物質，當其溫度低于一定溫度時，其電阻將會降為零，這類物質稱為超導體。超導體在臨界溫度、臨界磁場強度、臨界電流以下時具有零電阻和完全抗磁的特性。超導體的應用也越來越廣泛，如磁懸浮列車、超導發電、超導輸電等。

此外，在電力系統中還有一些具有特殊光、電功能的新型材料，如光電材料、發光材料、壓電材料、液晶材料等。總之，隨著科學技術的不斷進步與發展，特殊導電材料正朝著高品位、多樣化的方向發展。