[發明專利]含稀土元素鑭、鈰的溫度熔絲線材制成的合金型熱熔斷體

有效

• 申請號: 201010102484.2
• 申請日: 2010-01-28
• 公開（公告）號: CN101794692A
• 公開（公告）日: 2010-08-04
• 發明（設計）人: 吳峰
• 申請（專利權）人: 洪湖市藍光電子有限責任公司
• 主分類號: H01H85/06
• 分類號: H01H85/06;C22C30/04
• 代理公司: 荊州市亞德專利事務所 42216
• 代理人: 陳德斌

技術領域：

本發明涉及一種工作溫度為126℃～130℃的含稀土元素鑭、鈰的溫度熔絲線材制成的合金型熱熔斷體，屬合金型熱熔斷體技術領域。?

背景技術：

作為在一般戶內環境下使用的電器、電子設備及類似的組件中，為防止它們在故障的情況下出現超溫，通常使用合金型熱熔斷體進行保護。該合金型熱熔斷體的結構為：用給定熔點的合金作為溫度熔絲，在該溫度熔絲上涂覆助熔劑，再用絕緣體密封該涂覆了助熔劑的溫度熔絲。?

該合金型熱熔斷體的工作原理如下所述：?

在一般戶內環境下使用的電器、電子設備及類似的組件等儀器中安裝的合金型熱熔斷體，當它們在故障的情況下會出現超溫，且因該超溫會使熱熔斷體中的溫度熔絲熔化。由于已熔化的低熔點合金與已熔化的助熔劑共存時，熔化的低熔點合金向引線導體浸潤，因球狀化而斷裂，使通電回路被斷開。因斷電使儀器的溫度降低，導致已斷開的球狀化的熔化合金凝固，實現了通電回路的不恢復性切斷。由上述工作原理可知，要求電器、電子設備及類似的組件等允許的工作溫度應與低熔點合金的斷裂溫度幾乎相等。?

從平衡狀態圖可知，合金中有固相線溫度、液相線溫度及共晶點。當用共晶點溫度給合金加熱時，合金會由固相一舉變化為液相，但是，在共晶點以外的組成中，合金會從固相→固液共存相→液相的轉化。在?固相溫度、液相溫度之間有一個溫度寬度ΔT1，ΔT1將直接決定熱熔斷體及溫度熔絲的工作溫度的離散偏移，因此，為減小因ΔT1的存在而出現的熱熔斷體工作溫度的上下浮動，采用固相線、液相線之間的固液共存區域狹窄的小ΔT1的合金組成是該系列產品的要求條件之一。?

由于國內外環保意識的高漲及歐盟議會和歐盟理事會《關于在電氣電子設備中限制使用某些有害物質指令》的實施，合金型熱熔斷體的溫度熔絲中不能含有Pb、Cd、Hg等有害元素。不含有害元素是低熔點合金型熱熔斷體和溫度熔絲用線材的要求條件之二。?

由于合金型熱熔斷體的溫度熔絲自身的內電阻而導致其在正常使用時發熱，該發熱導致溫度熔絲的溫度上升為ΔT2，因此，與沒有該溫度上升時相比，合金型熱熔斷體實際上的工作溫度將降低ΔT2，同時，ΔT2的大小與通過合金型熱熔斷體中溫度熔絲的電流值有關，即Q＝I²RT，不同的儀器在不同的狀態下該電流值也不一樣。降低熱熔斷體的電阻率，減小ΔT2是低熔點合金型熱熔斷體和溫度熔絲用線材的要求條件之三。?

通常，當合金型熱熔斷體的實際工作溫度接近溫度熔絲的熔斷溫度時，其低熔點溫度熔絲的熱穩定性變差，耐熱老化能力很弱，溫度熔絲的表面在高溫下會產生一層氧化膜，隨著時間的推移，此氧化膜會進一步加厚，當厚度增加到一定程度時，在低熔點合金的表面就會形成一層由氧化膜構成的“框架”，此“框架”會束縛已經熔化的低熔點合金向引線導體浸潤并阻止其因球狀化而斷裂，最終導致熱熔斷體失去保護作用。因此，提高耐高溫老化能力是低熔點合金型熱熔斷體和溫度熔絲用線材的要求條件之四。?

合金型熱熔斷體在AC275V的高電壓下使用時，其低熔點合金在熔化后因球狀化而斷裂。但球狀化的速度與效果直接影響斷裂結果，當熔?化后的低熔點合金不能在鍍錫銅絲的兩側迅速形成球狀或只在一側形成球狀時，鍍錫銅絲前端的低熔點合金會形成“針狀物”，此時，該“針狀物”與“避雷針”的功效完全相同，降低了兩根鍍錫銅絲之間的爬電距離，容易產生電弧。同時，該電弧產生的助熔劑的碳化物、低熔點合金的飛散物及飛散物附著在絕緣體密封物上，將會再次產生更強的電弧，引燃助熔劑，噴射大量的火花，極易產生重大安全隱患。因此，提高安全分斷能力是低熔點合金型熱熔斷體和溫度熔絲用線材的要求條件之五。?

本發明人此前對In-Sn、Sn-Bi、Sn-Pb等多種成分的合金制作成熱熔斷體，其使用情況較難同時滿足上述五條的要求，較難適應合金型熱熔斷體的工業化產生。有的溫度離散性大，有的不耐高溫老化，有的分斷能力差。將In-Sn成分的低熔點合金制作成熱熔斷體后，將其在116℃溫度環境下進行高溫老化3000小時后，近18％的樣品已斷裂，同時有5％的樣品即使再次將溫度升高到145℃時也不會斷裂。將Sn-Pb成分的合金制作成熱熔斷體，在AC275V的電源回路中用1.1倍額定電流做分斷電流試驗時，近75％的樣品會噴射出火花。將Sn-Bi成分的合金制作成熱熔斷體，因Bi含量多導致脆弱，不適應熱熔斷體生產的焊接、總裝工藝；同時，制成產品后抗振動能力差，機械穩定性差，不能滿足一般戶內環境下使用的電器、電子設備及類似的組件等儀器在生產過程中的安裝工藝及穩定使用要求。?

發明內容：