Electrical properties of Ag-C and Cu-C contact materials

• Autorzy: Pietrzak K. , Gładki A. , Frydman K. , Wójcik-Grzybek D. , Kaszyca K. , Borkowski P.

Warianty tytułu

PL

Właściwości elektryczne materiałów stykowych Ag-C i Cu-C

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Industrial production of various forms of carbon, including graphene, nanotubes, and fullerenes, expanded the range of composite materials for which they constitute the reinforcing phase of metallic matrices. It was expected that the graphene form (GF) reinforcing phase would improve the electrical, thermal, and mechanical properties of such composites. Composites with Cu and Ag matrices, having a wide range of applications in micro- and optoelectronics, aerospace and automotive industries, proved to be particularly promising. A specific group of these composites is used in a variety of electrical circuits for electrical switches, contactors, circuit breakers, voltage regulators, and arcing tips. Among others, this group includes composites such as Ag-W, Ag-WC, Ag-WC-C, or Cu-W. The presented results of electrical tests performed for the Cu (Ag) /GF composites extend the number of properties of materials used in air and vacuum electrical contacts.

PL

Przemysłowe otrzymywanie rozmaitych form węgla – grafenu, nanorurek, fulerenów – rozszerzyło gamę materiałów kompozytowych, w których stanowią one fazę wzmacniającą matryc metalicznych. Oczekiwano, że grafenowa faza wzmacniająca polepszy cechy elektryczne, cieplne i wytrzymałościowe takich kompozytów. Szczególnie obiecującymi są kompozyty z matrycami Cu lub Ag znajdujące zastosowania w mikroelektronice i optoelektronice, przemysłach lotniczym i samochodowym. Specyficzna grupa tych kompozytów stosowana jest w rozmaitych elementach układów elektrycznych jako wyłączniki etc. Do grupy tej należą między innymi kompozyty Ag-W; Ag-WC, Ag-WC-C lub Cu-W. Prezentowane wyniki badań elektrycznych kompozytów Cu(Ag)/GF poszerzają zbiór właściwości materiałów stosowanych w powietrznych i próżniowych stykach elektrycznych.

Słowa kluczowe

EN

contact materials; composite materials; graphene form

PL

materiały stykowe; materiały kompozytowe; formy grafenowe

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych
• Czasopismo: Materiały Elektroniczne
• Rocznik: 2016
• Tom: T. 44, nr 2
• Strony: 4--10
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Pietrzak K.

• Institute of Electronic Materials Technology 133 Wólczynska Str., 01-919 Warsaw

autor

Gładki A.

• Institute of Electronic Materials Technology 133 Wólczynska Str., 01-919 Warsaw

autor

Frydman K.

• Institute of Electronic Materials Technology 133 Wólczynska Str., 01-919 Warsaw

autor

Wójcik-Grzybek D.

• Institute of Electronic Materials Technology 133 Wólczynska Str., 01-919 Warsaw

autor

Kaszyca K.

• Institute of Electronic Materials Technology 133 Wólczynska Str., 01-919 Warsaw

autor

Borkowski P.

• Department of Electrical Apparatus, Lodz University of Technology B. Stefanowskiego 18/22, 90-924 Lodz, Poland

Bibliografia

• [1] Bukhanovsky V. V., Grechanyuk N. I., Minakova R. V., Mamuzich I., Kharchenko V. V., Rudnitsky N. P.: Production technology, structure and properties of Cu–W layered composite condensed materials for electrical contacts. International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, 2011, 29, 5, 573 – 58
• [2] Findik F., Uzun H.: Microstructure, hardnes and electrical properties of silver - based refractory contact materials, Materials & Design, 2003, 24, 489 – 492
• [3] Wu C., Weng D. Yi, W., Li S., Zhou J., Zheng F.: Arc erosion behavior of Ag/Ni electrical contact materials, Materials & Design, 2015, 85, 511 – 519
• [4] Xu W., Canfield N. L., Wang D., Xiao J., Nie Z., Zhang J. - G.: A three-dimensional macroporous Cu/SnO2 composite anode sheet prepared via a novel method, Journal of Power Sources, 2010, 195, 21, 7403 –7408
• [5] Kaczmar J. W., Pietrzak K., Włosiński W.: The production and application of metal matrix composite materials, Journal of Materials Processing Technology, 2000, 106, 1 – 3, 58 – 67
• [6] Berner A., Mundim K .C., Ellis D. E., Dorfman S., Fuks D., Evenhaim R.: Microstructure of Cu–C interface in Cu-based metal matrix composite, Sensors and Actuators A: Physical, 1999, 74, 1 – 3, 86 – 90
• [7] Borkowski P., Walczuk E., Wójcik-Grzybek D., Frydman K.: Electrical properties of Ag-C contact materials containing different allotropes of carbon, 25th International Conference on Electrical Contacts and 56th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts, 2010, Charleston, 167 - 175
• [8] Pietrzak K., Sobczak N., Chmielewski M., Homa M., Gazda A., Zybala R., Strojny-Nedza A.: Effect of carbon allotropic forms on microstructure and thermal properties of Cu-C composites produced by SPS, Journal of Materials Engineering and Performance, 2016, 25(8), 3077 - 3083
• [9] Kováčik J., Bielek J.: Electrical conductivity of Cu/graphite composite material as a function of structural characteristics, Scripta Materialia, 1996, 35(2), 239 - 246
• [10] Novoselov K. S., Geim A. K., Morozov S. V., Jiang D.: Two-dimensional gas of massless Dirac Fermions in graphene, Nature, 2005, 438 (7065), 197 - 200
• [11] Bonaccorso F., Lombardo A., Tawfique H., Zhipei S., Colombo L., Ferrari A. C.: Production and processing of graphene and 2d crystals, Materials Today, 2012, 15(12), 564 - 589
• [12] Lehman J. H., Terrones M., Mansfield E. et al.: Evaluating the characteristics of multiwall carbon nanotubes, Carbon, 2011, 49, 2581 – 2602
• [13] Pop E. V., Varshney A., Roy K.: Thermal properties of graphene, Fundamentals and Applications MRS Bull, 2012, 37, 1273
• [14] Wejrzanowski T., Grybczuk M., Chmielewski M., Pietrzak K., Kurzydlowski K. J., Strojny-Nedza A.: Thermal conductivity of metal-graphene composites, Materials and Design, 2016, 99, 163 – 173
• [15] Chen F., Ying J., Wang Y. et al.: Effect of graphene content on the microstructure and properties of copper matrix composites, Carbon, 2016, 96, 836 - 842
• [16] Neubauer E. , Kitzmantel M., Hulman M., Angerer P.: Potential and challenges of metal-matrix-composites reinforced with carbon nanofibers and carbon nanotubes, Composite Science and Technology, 2010, 70, 2228 - 2236

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).