1.2.3　特殊导电材料

特殊导电材料除了具有普通金属传导电流的作用之外，还兼有其他特殊功能，常用的有电阻合金、触点材料、熔体材料、电刷、电热合金、双金属片材料、热电偶材料以及半导体材料等。

（1）电阻合金

电阻合金是用于制造各种电阻元件的合金材料，可分为调节元件用电阻合金、精密元件用电阻合金、传感器元件用电阻合金及温度补偿元件用电阻合金等，广泛用于电机、电器、仪表和电子等工业中。例如康铜、新康铜、镍铬、镍铬铁、铁铬铝等合金的机械强度高，抗氧化和耐腐蚀性能好，工作温度较高，一般用于制造调节元件。而康铜、镍铬基合金和锰铜等耐腐蚀性好、表面光洁、接触电阻小且恒定，一般用于制造电位器和滑动变阻器（滑线电阻），如图1-21所示。

（2）触点材料

触点材料用于各种电气触点之间的连接，承担电路的接通、载流、分断和隔离的任务，要求其具有耐磨损、接触电阻小、耐高温、耐电弧的特性。在选择过程中，要综合考虑电源、负载的性质，电压、电流的大小，通断操作的频率等。例如，弹性合金既有一定的导电性又有良好的弹性，常用于制造仪器、仪表、接插件等器件中的弹性元件，如游丝、悬丝、簧片、膜盒等。强电和弱电用的触点性能要求不同，选用的材料也不同。常用的触点材料如表1-13所示。常见的各种金属触点如图1-22所示。

（3）熔体材料

熔体材料是熔断器的主要部件，当流过熔体的电流超过规定值时，经一段时间后，熔体将自动熔断，切断电源，从而起到保护电力线路和电气设备的作用。在选用时要根据电器特点、负载电流的大小、熔断器类型等多种因素共同确定。

常用的熔体材料有银、铜、铝、锡、铅和锌。锡、铅、锌是低熔点材料，熔化时间长；银、铜、铝是高熔点材料，熔化时间短。

银具有良好的导热性、导电性、耐腐蚀性、延伸性、焊接性和热稳定性，在电力和通信系统中，广泛用作高质量、高性能熔断器的熔体。

铜有良好的导电、导热性，机械强度高，但在温度较高时易被氧化，熔断特性不够稳定；铜熔体熔化时间短，金属蒸气少，有利于灭弧，宜作精度要求较低的熔体。

铝导电性能次于铜和银，但其耐氧化性能好，熔断特性较稳定，在某些场合可部分代替纯银作熔断器的熔体。

锡、铅熔化时间长，机械强度低，热导率小，宜作保护小型电动机等的慢速熔体。铅合金熔体也是最常见、最廉价的熔体材料。

总之，各类熔断器所选用的熔体材料不尽相同，不同的熔体对相同的熔化电流的熔化时间也相差较大。低熔点熔体熔化时间长，高熔点熔体熔化时间短。如保护晶体管的设备希望熔化时间越短越好，此时应选用快速熔体；若为保护电动机过载，则希望有一定的延时，此时应选用慢速熔体。延时熔断器的熔体通常由部分焊有锡的银线、铜线或银、铜与锡制成的熔体互相串联而成。快速熔断器常用细线径银线作熔体（图1-23）。

（4）电刷

电刷是用于电机换向器或集电环上传导电流的滑动接触体，一般电刷应具有较小的电阻率和摩擦系数、适当的硬度和机械强度。欲满足使用要求，不完全取决于电刷本身，还需从电机的结构、电刷的安装、调整及运行条件等多方面进行考虑。

电刷选用得是否恰当，对电机的运行有很大关系。一般的选择方法是根据电刷的电流密度、滑环或整流子的圆周速度（转速或角速度），在电刷技术特性表中找到所需要的电刷种类，再结合电机的特性（额定电压、电流）和运行条件（连续、断续、短时），就可以决定电刷的具体型号。

常用电刷可分为普通石墨型电刷、电化石墨型电刷和金属石墨型电刷三类。

①普通石墨型电刷适用于整流条件正常，负载均匀的电机（图1-24）。

②电化石墨型电刷适用于各种类型的电机（如负载变化大的电机）以及整流条件困难的电机（图1-25）。

③金属石墨型电刷适用于低电压、大电流、圆周速度不超过30m/s的直流电机和感应电机。如充电、电解和电镀用的直流发电机，小型低压牵引电动机以及汽车和拖拉机的启动电动机等（图1-26）。

（5）其他特殊导电材料

电热合金可用于制造各种电热具及电阻加热设备中的发热元件，具有良好的抗氧化性，可作高温热源长期使用。

双金属片材料由两层线胀系数差异较大的金属（或合金）牢固结合而成，主要用于温度控制、电流限制、温度补偿等装置的测量仪器中，如热继电器、日光灯启辉器等。

热电偶由两根不同的热电极（偶丝）组成，两电极的一端焊接在一起，为测量端，另一端（自由端）分别引出接仪表。由于两电极材料不同，因此热电势也不同，其差值与测量端温度（即被测温度）成正比。热电偶与显示仪表配合，可用于直接测量气体和液体介质及固体表面温度，其结构简单、使用方便、稳定可靠、测量范围宽，被广泛地用于测温与控制系统中。热电偶材料分热偶和补偿导线两类，两者要配合使用。

半导体材料是现代（电力）电子电路中的主要原材料，可分为元素半导体、化合物半导体、固溶体半导体、有机半导体和玻璃态半导体等。有一些物质，当其温度低于一定温度时，其电阻将会降为零，这类物质称为超导体。超导体在临界温度、临界磁场强度、临界电流以下时具有零电阻和完全抗磁的特性。超导体的应用也越来越广泛，如磁悬浮列车、超导发电、超导输电等。

此外，在电力系统中还有一些具有特殊光、电功能的新型材料，如光电材料、发光材料、压电材料、液晶材料等。总之，随着科学技术的不断进步与发展，特殊导电材料正朝着高品位、多样化的方向发展。