[發明專利]陶瓷，使用該陶瓷的分級電阻率整料及制備方法

有效

• 申請號: 201210500791.5
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號: CN103137279A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: P.帕拉卡拉;S.庫馬;M.納亞克;S.E.里迪
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01C10/00
• 分類號: H01C10/00;H01C17/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 周李軍;林森

發明背景

本文呈現的實施方案總的涉及整料結構，更具體地，涉及電阻整料結構。

在電路中控制或改變電流或電壓的一種通常的方法為通過使用可變-電阻器或變阻器。通常，對于具有高額定功率的電設備，變阻器可用于設備啟動和關閉。例如，整流式DC電動機可具有手動變阻器起動機、三點變阻器起動機、四點變阻器起動機等，以將電樞電流從小的值逐步提高至額定的操作值，以保護DC電動機。然而，在操作期間，變阻器采用步進方式從一個電阻分支轉換至另一個。由于供應到電設備的高電壓和/或電流，這種轉換操作可導致在移動觸點和電阻分支之間電弧放電。

另一種已知的方案包括在堆疊中裝配的多個不連續電阻層，而移動觸點設計成在堆疊之上滑動。然而，隨著操作磨損，與移動觸點(本文中稱為“滑動表面”)接觸的堆疊的表面被移動觸點磨損，從而導致不均勻的滑動表面。因此，移動觸點在堆疊長度之上可能不能保持足夠的接觸壓力。此外，基于電阻層的硬度，堆疊的不同的電阻層可磨損至不同的水平，從而在滑動表面上形成‘臺階’。這可導致移動觸點在連續的電阻元件之間的臺階處卡住的可能性。滑動表面的不均勻接觸壓力和臺階式剖面兩者均可導致在移動觸點和滑動表面之間電弧放電。另外，這種裝配的堆疊難以機械加工和拋光以得到光滑的滑動表面。通常，在機械加工期間裝配的堆疊破裂或破壞。

因此，本領域需要解決與已知方案相關的這些和其它缺點的電阻元件。

發明概述

根據一個實施方案，呈現具有分級的電阻率的整料盒。整料盒在第一端和第二端之間具有連續的顆粒結構(grain?structure)；其中整料盒的電阻率分級，使得電阻從第一端到第二端連續變化。還呈現了用于形成所述整料盒的方法和組合物。

根據一個實施方案，呈現電阻組合物。所述組合物包含45-58重量%的陶瓷組合物，其中所述陶瓷組合物包含99.5-99.7%氧化鋅粉末和0.3-0.5%氧化鋁粉末的實質均質的混合物。所述組合物含有42-55重量%的銀粉末，其中基于陶瓷組合物與銀粉末的比率，組合物的電阻率從1微歐姆-米到1兆歐姆-米變化。

根據一個實施方案，呈現形成整料盒的方法。將多種電阻粉末引入到沖模內，以形成堆疊的層。多種電阻粉末中的每一種包含陶瓷組合物和傳導組合物。每層包含不同重量比的陶瓷組合物和傳導組合物。在10?Mpa-1?Gpa(giga?pascal)之間的壓力下，和在15℃-1600℃之間的溫度下，將多種電阻粉末壓制成為生料盒。隨后將該生料盒在800℃-2000℃之間的溫度下燒結2-100小時的持續時間。

附圖簡述

圖1為根據一個實施方案的一種實例生料盒的透視圖；

圖2為根據一個實施方案的一種實例整料盒的透視圖；

圖3為說明根據一個實施方案用于形成整料盒的電阻粉末的實例組合物的表；

圖4為說明根據一個實施方案將電阻率相對于整料盒上的縱向位置繪制的一種實例關系的圖；

圖5為說明根據一個實施方案將電阻率相對于整料盒上的縱向位置繪制的一種實例關系的圖的一部分的擴展圖；和

圖6說明根據一個實施方案的整料盒的顆粒結構。

元件列表：

100　生料盒

102　層

104　層

106　層

108　層

200　整料盒

202　第一端

204　第二端。

發明詳述

根據一個實施方案，呈現在整料盒的長度之上顯示分級的電阻率的整料盒。該整料盒可用于例如無弧開關裝置。當斷路器因漏電跳閘時，在斷路器中通常電弧放電。在斷路器中，觸點必須攜帶載荷電流，而沒有過度加熱，并且必須還承受當電路打開時產生的電弧的熱量。觸點由高傳導材料制成。觸點的使用壽命受限于打開電路時的電弧放電使接觸材料腐蝕。在一些情況下，特別是在易燃氣體泄漏期間，電弧可能是著火的潛在起因。整料盒可用于斷路器，以實質抑制或完全消除電弧放電。整料盒可布置在無弧開關裝置中，使得在轉換操作期間開關裝置的移動觸點在整料盒之上滑動。當關掉時，移動觸點可從整料盒的低電阻率端向高電阻率端滑動，同時從關閉的電路位置向打開的電路位置轉換。在轉換期間電阻的這種受控提高防止固定觸點和移動觸點之間的電位差突然改變，從而實質抑制或完全消除電弧放電。當開啟時，移動觸點可從低電阻率端向高電阻率端滑動，同時從打開的電路位置向關閉的電路位置轉換。