Stopy srebra z dodatkiem metali ziem rzadkich

Głuchowski, W.; Rdzawski, Z.; Durst, K.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Stopy srebra z dodatkiem metali ziem rzadkich

Autorzy

Głuchowski W. , Rdzawski Z. , Durst K.

Identyfikatory

Warianty tytułu

Silver alloys with an addition of rare earth metals

Języki publikacji

Abstrakty

W niniejszym artykule przedstawiono możliwości zwiększania właściwości użytkowych stopów srebra przeznaczonych do zastosowań przemysłowych. Zamieszczono również charakterystykę metali ziem rzadkich uwzględniającą ich rolę jako dodatku stopowego, szczególnie do srebra. Zaprezentowano wyniki badań struktury i właściwości użytkowych nowego stopu srebra z dodatkiem 1 % miszmetalu (mieszanina metali ziem rzadkich) przeznaczonego do wytwarzania styków elektrycznych. Proces wytwarzania stopu obejmował topienie i odlewanie w piecu próżniowym, wyciskanie techniką intensywnych odkształceń plastycznych (metoda KOBO/R) oraz ciągnienie. Z otrzymanych drutów wykonano styki elektryczne przeznaczone do badań eksploatacyjnych w odniesieniu do aktualnie produkowanego stopu stykowego AgNi0,15. Stop Ag+1 % miszmetalu cechował się wyższymi właściwościami mechanicznymi od stopu AgNi0,15 zarówno w stanie po odkształceniu plastycznym, jak i po wyżarzaniu. Stop Ag+1 % miszmetalu wykazywał korzystne właściwości do zastosowania na styki łączników elektrycznych. W stosunku do badanego materiału odniesienia AgNi0,15 wykazał on aż 3-krotnie mniejsze ubytki masy styków. Nowy materiał w zastosowaniu na styki łączników elektrycznych wykazuje również dobrą rezystancję zestykową w czasie pracy łączeniowej.

In this paper improving possibilities of functional properties of industrial silver alloys were indicated. Rare earth metals characteristic as an alloy additive was also presented. Structure and properties investigations results of new silver alloy with addition 1 % of mishmetal (mixture of rare earth metals) designed for electric contacts applications were shown. Material processing included melting and casting in vacuum furnace, extrusion by intense deformation technique (KOBO/R method) and drawing. Obtained wires were used for production of electric contacts which were designed for exploitation tests comparing to the actually produced AgNi0.15 electric contact material. Ag+1 % of mishmetal alloy had better mechanical properties then AgNi0.15 alloy after plastic deformation and after annealing. Silver-mishmetal alloy revealed advantageous properties as a electric contact material. Comparing to the AgNi0.15 alloy it had 3 times lower mass loss of electric contacts. New material revealed also lower contact resistivity during electric contact tests.

Słowa kluczowe

stopy srebra styki elektryczne przewodność elektryczna właściwości użytkowe metale ziem rzadkich

silver alloys electric contacts electrical conductivity functional properties rare earth metals

Wydawca

Wydawnictwo SIGMA-NOT

Czasopismo

Rudy i Metale Nieżelazne

Rocznik

2009

Tom

R. 54, nr 4

Strony

226--239

Opis fizyczny

Bibliogr. 62 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Głuchowski W.

autor

Rdzawski Z.

autor

Durst K.

Instytut Metali Nieżelaznych, Gliwice

Bibliografia

1. Głuchowski W.: Mikrostruktura i własności nowych stopów srebra utwardzanych dyspersyjnie. XXXIII Szkoła Inżynierii Materiałowej Kraków-Ustroń, 4-7 października 2005.
2. Rdzawski Z., Głuchowski W.: Nowe stopy srebra utwardzane wydzieleniowo i dyspersyjnie o podwyższonych własnościach mechanicznych i wysokiej przewodności elektrycznej. Raport z realizacji Zadania 5.2 Projektu Badawczego Zamawianego PBZ-103/T08/2003, październik 2007 [niepublik.].
3. Rdzawski Z., Głuchowski W., Stobrawa J.: Nowe stopy srebra utwardzane wydzieleniowo i dyspersyjnie o podwyższonych własnościach mechanicznych i wysokiej przewodności elektrycznej. Monografia „Nowe materiały na osnowie srebra i z dodatkiem srebra do zastosowań w nowoczesnych dziedzinach gospodarki” PBZ-KBN-103/T08/2003 Gliwice 2007, s. 127-147.
4. Głuchowski W., Rdzawski Z.: Silver-mishmetal alloy for application at elevated temperature. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 2008, t. 26, nr 2, s. 123-126.
5. Głuchowski W., Rdzawski Z.: Thermal stability of properties in silver-rare earth metals alloys. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 2008, t. 28, nr 2, s. 143-150.
6. Głuchowski W., Rdzawski Z.: Stabilization of mechanical properties in silver alloys by addition of Lanthanides. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering 2008, t. 30, nr 2, s. 129-134.
7. Głuchowski W., Rdzawski Z.: Wpływ dodatku lantanu i ceru w stopach srebra na wzrost i stabilizację właściwości mechanicznych. IX Konferencja Metale Szlachetne, Łopuszna 17-19 września 2008.
8. Stobrawa J., Rdzawski Z.: Szanse dla rozwoju przetwórstwa srebra i jego stopów. Rudy Metale 2004, t. 49, nr 12.
9. Yi H. P., Song X. H., Liu L., Liu R., Kang W., Fang J., Zhang J. S., Liu Q., Han Z., Zheng Y. K.: Effect of alloying additions to Ag on thermal conductivity, electrical and mechanical properties of Ag-sheathed Bi-2223 tapes. Physica C 426-431, 2005, p. 1176-1180.
10. Ling Hua, Jaimoo Yoo, Jaewoong Ko, Haidoo Kim, Hyungsik Chung, Guiwen Qiao: Fabrication of Bi-2223 Ag-Au-Mg alloy sheathed tapes with a controlled melting process. Physica C 320 1999, s. 45-50.
11. Meng-fei Luo, Xian-xin Yuan, Xiao-ming Zheng: Catalyst characterization and activity of Ag-Mn, Ag-Co and Ag-Ce composite oxides for oxidation of volatile organic compounds. Applied Catalysis A: General 1998, nr 175, s. 121-129.
12. Joon Jang, Seung Kon Ryu: Physical property and electrical conductivity of electroless Ag-plated carbon fiber-reinforced paper. Journal of Materials Processing Technology 2006, nr 180, s. 66-73.
13. Klasen H.: A historical review of the use of silver in the treatment of burns. II. Renewed interest for silver. Burns 2000, nr 26, s. 131-138.
14. Shin H. J., Jeong H. T., Lee D. N.: Deformation and annealing textures of silver wire. Materials Science and Engineering 2000, A279, s. 244-253.
15. Benner L., Suzuki T., Meguro K., Tanka S.: Precious Metals Science and Technology. IPMI 1991.
16. Kocks U., Mecking H.: Physics and phenomenology of strain hardening: the FCC case. Progress in Materials Science 2003, nr 48, s.171-273.
17. Kocks U.: Realistic constitutive relations for metal plasticity. Materials Science and Engineering 2001, A317, s. 181-187.
18. Kovacs I., Voros G.: Tensile stress-strain curves of polycrystalline silver. Physica Status Solidi (A) Applied Research 1994, t. 142, nr 1, s. 59-67.
19. Hassan G. A., Hassan H. H.: Strain hardening characteristics of 99.7% pure silver. Physica Status Solidi (A) Applied Research 1990, t. 119, nr 2, s. 471-477.
20. Zhu Y. T., Lowe T. C., Langdon T. G.: Performance and applications of nanostructured materials produced by severe plastic deformation. Scripta Materialia 2004, t. 51, nr 8, s. 825-830.
21. Pantoł K., Bochniak W.: Mechaniczna i strukturalna reakcja metalu poddanego walcowaniu w warunkach cyklicznie zmiennej drogi odkształcenia. Forming 2004 Strabske Pleso 9-11.09.2004 s. 192-197.
22. Korbel A., Bochniak W.: Refinement and control of the metal structure elements by plastic deformation. Scripta Materialia 2004, nr 51, s.755-759.
23. Bochniak W., Korbel A.: KOBO Type Forming: forging of metals under complex conditions of the process. Journal of Materials Processing Technology 2003, nr 134, s. 120-134.
24. Mohles V.: Orowan process controlled dislocation glide in materials containing incoherent particles. Materials Science and Engineering 2001, A309-310, s. 265-269.
25. Grundmann U., Hailmaier M., Schultz L.: High temperature deformation behaviour of mechanically alloyed microcrystaline ods silver. Scripta Materialia t. 37, nr 1, s. 103-109.
26. Grundmann U., Gerner M., Hailmaier M., Martin U., Schultz L., Oettel H.: Deformation behaviour of oxide-dispersionhardened silver. Materials Science and Engineering 1997, A234-236, s. 505-508.
27. Goretta K. C., Routbort J. L., Thayer R. L., Carroll J. P., Wolfenstine J., Kessler J., Schwartz J.: Deformation of Ag/1.2at.% Mg. Physica C: Superconductivity and its Applications 1996, t. 265, nr 3-4, s. 201-206.
28. Xue Z., Huang Y., Li M.: Particle size effect in metallic materials: a study by the theory of mechanism-based strain gradient plasticity. Acta Materialia 2002, nr 50, s. 149-160.
29. Rajkovic V., Bozic D., Jovanovic M.: Properties of copper matrix reinforced with various size and Mount of Al2O3 particles. Journal of Materials Processing Technology 2007 doi:10.1016/j. .matprotec.2007.08.019
30. Bzowski S., Gorczyca S.: Przemiany fazowe w stopach Cu-Ti. Prace Komisji Metalurgiczno-Odlewniczej PAN Kraków 1981.
31. Seol H-J., Park Y-G., Yong H. K., Takada Y., Kim H-I.: Age-hardening behaviour and microstructure of a silver alloy with high Cu content for dental application. Journal of Materials Science: Materials in Medicine 2005, t. 16, nr 11, s. 977-983.
32. Seol H-J., Lee D-H., Lee H-K., Takada Y., Okuno O., Kwon Y. H., Kim H-I.: Age-hardening and related phase transformation in an experimental Ag-Cu-Pd-Au alloy. Journal of Alloys and Compounds 2006, nr 407, s. 182-187.
33. Hasegawa T., Miyagawa Y., Nakamura K.: Mechanical properties of wiredrawn Ag-Pd-Cu alloys. Shika zairyo, kikai (Journal of the Japanese Society for Dental Materials and Devices) 1989, t. 8, nr 1, s. 60-76.
34. Ning Y.: Metastable phase and age hardening in rapidly--solidified silver-rich Ag-Gd alloys. Transactions of Nonferrous Metals Society of China (English Edition) 1996, t. 6, nr 4, s. 138-143
35. Stróż D., Panek T., Morawiec H.: Influence of the addition of third element to the precipitation process in Cu-Fe alloys. Materials Science and Engineering 1983, nr 58, s. 43-53.
36. Ducki K.: Badania struktury i odkształcalności stali austenitycznych umacnianych wydzieleniowo fazami międzymetalicznymi. Forming 2000, Ustroń, 19-22.09.2000, s. 167.
37. Ankem S., Margolin H., Greene C. A., Neuberger B. W., Oberson P. G.: Mechanical properties of alloys consisting of two ductile phases. Progress in Materials Science 2006, nr 51, s. 632-709
38. Dobrzański L. A.: Podstawy nauki o materiałach i metaloznawstwo: Materiały inżynierskie z podstawami projektowania materiałowego. Wydaw. Nauk.-Tech. Gliwice-Warszawa 2002.
39. Sun M., Pecht M., Martens R.: A kinetic model for noble plated electrical contact behavior. Scripta Materialia 2000, nr 42, s. 1-8.
40. Rudolphi A., Jacobson S.: Gross plastic fretting mechanical deterioration of silver coated electrical contacts. Wear 1996, nr 201, s. 244-254.
41. Wojtasik K., Missol W.: PM helps develop cadmium-free electrical contacts. Metal powder report 2004, t. 59, nr 7, s. 34-39.
42. Rudolphi A., Jacobson S.: Stationary loading, fretting and sliding of silver coated copper contacts - influence of corrosion films and corrosive atmosphere. Tribology International 1997, t. 30, nr 3, s. 165-175.
43. Baohong T., Ping L., Kexing S., Yan L., Yong L., Fengzhang R., Juanhua S.: Microstructure and properties at elevated temperature of a nano-Al2O3 particles dispersion-strengthened copper base material. Materials Science and Engineering 2006, A436-436, s. 705-710.
44. Pops H.: An update and some new thoughts concerning the electrical properties of copper. Wire Journal International February 1998, s. 98-104.
45. Pops H.: Metallurgy and Technology of Commercial Copper Electrical Conductor Wires. Metallurgy, Processing and Applications of Metal Wires, The Minerals, Metals &Materials Society, 1996.
46. Korbel A., Bochniak W.: Analiza wpływu rodzaju domieszek na własności elektryczne i wytrzymałościowe miedzi stopowych. Pr. IMN t. 10, nr 4/81, s.149-154.
47. Korbel A., Bochniak W., Bochniak W., Pawełek A.: Optymalizacja własności wytrzymałościowych i elektrycznych miedzi stopowych. Archiwum Hutnictwa 1981, t. 26, z. 2, s. 253-264.
48. Bzowski S., Gorczyca S.: Kinetyka przemian homogenicznych w roztworach stałych o sieci regularnej. Prace Komisji Metalurgiczno-Odlewniczej PAN Kraków 1981.
49. Ferro R., Borzone G., Caccimani G., Parodi N.: Thermodynamics of rare earth alloys; systematic and experimental. Thermochimica Acta 1998, nr 314, s.183-204.
50. Fucheng Yin, Minhwa Huang, Xuping Su, Ping Zhang, Zhi Li, Ying Shi: Thermodynamic assessment of the Ag-Ce (silver-cerium) system. Journal of Alloys and Compounds 2002, nr 334, s. 154-158.
51. Zhi Li, Xuping Su, Fucheng Yin, Chuntao Chen: On the thermodynamic assessment of the Ag-La system. Journal of Alloys and Compounds 2000, nr 299, s. 195-198.
52. Meschel S. V., Kleppa O. J.: Thermochemistry of some binary alloys of silver with the lanthanide metals by high temperature direct synthesis calorimetry. Journal of Alloys and Compounds 2004, nr 376, s. 73-78.
53. Gschneider K. A., Calderwood F. W.: Bull. Alloy Phase Diagrams 1983, nr 4, s. 371.
54. Gschneider K. A., Calderwood F. W.: Bull. Alloy Phase Diagrams 1985, nr 6, s. 439.
55. Lundin R., Wilson J.: Rare earth metals. Advanced Materials & Processes t. 158, nr 1, s. 52.
56. Liu J. B., Meng L., Zhang L.: Rare earth microalloying in as-cast and homogenized alloys Cu–6 wt.% Ag and Cu–24 wt.% Ag. Journal of Alloys and Compounds 2006, nr 425, s. 185-190.
57. Zhang M., Chang Z. i in.: Investigation of the behaviour of rare earth element cerium in aluminium-lithium alloys by the method of internal friction. Journal of Materials Processing Technology 2001, nr 115, s. 294-297.
58. Elssnere G., Gebhardt E.: Investigations on internally oxidized silver alloys containing small amounts of rare earth metals. Zeitschrift fur Metallkunde/Materials Research and Advanced Techniques 1969, t. 60, nr 12, s. 922-929.
59. Mrowec S.: Zarys teorii utleniania metali. Wydaw. Śląsk 1971.
60. Kędzierski Z.: Przemiany fazowe w układach skondensowanych. Wydaw. Nauk. Dydakt. Kraków 2003.
61. Klasen H.: A historical review of the use of silver in the treatment of burns.II. Renewed interest for silver. Burns 2000, nr 26, s. 131-138.
62. Walczuk E., Borkowski P., Błaszczyk H., Holi K., Walczuk--Chwist J.: Badania porównawcze i ocena właściwości elektrycznych materiałów stykowych Ag + 1 % miszmetalu i AgNi0,15 [niepublik.].

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-AGHM-0007-0043