Elaboration et frittage par courant pulsé de contacts électriques basse et moyenne tension
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
[This work has been dedicated to two kinds of materials, Ag-SnO2, electrical contact materials for low voltage contactors and W-Cu electrical contact materials for medium voltage interrupters. These electrical contact materials have an essential role in life span of the products in which they are used. Make and breaks operations results in the creation of an electrical arc which erode the surface of the contacts. The materials used from their elaboration to their assembly on the final product are an important industrial stake. The general purpose is to optimize the elaboration step of these powders by high energy milling then the sintering step by conventionnal and spark plasma sintering routes in order to improve the electrical performances of the contacts. The high energy milling of the materials enables to achieve nanostructured materials with fine dispersion of the tin oxide or the copper on the silver or tungsten matrix. Spark plasma sintering is an innovative and interesting way to densify this kind of materials. Contacts with relative density upper 95% have been obtained. A performance saving of 30% has been obtained for two electrical properties, erosion and non welding properties for the contacts sintered by SPS]
Abstract FR:
Ce travail a été consacré à l'étude de deux matériaux, I'Ag-Sn02, matériaux de contact électrique de contacteurs basse tension et le WCu, matériau de contacts électriques d'interrupteurs moyenne tension. Ces matériaux de contacts électriques jouent un rôle primordial dans la durée de vie des appareils dans lesquels ils sont utilisés. A chaque ouverture ou fermeture des contacts, l'apparition d'un arc électrique engendre une dégradation plus ou moins importante des pastilles de contact. Les matériaux utilisés, de leur élaboration à l'assemblage sur le produit fini représente un véritable enjeu industriel. L'objectif général a été d'optimiser la phase d'élaboration de ces poudres par broyage haute énergie puis la phase de frittage, qu'il soit conventionnel et par courant pulsé, afin de quantifier l'apport de cette technologie sur les performances électriques. Le broyage haute énergie des composites Ag-SnO2 et W-Cu permet d'atteindre des composites nanostructurés ayant une dispersion fine de l'oxyde d'étain ou du cuivre dans la matrice argent ou tungstène. Le frittage par courant pulsé est une solution intéressante et innovante pour densifier les matériaux Ag-SnO2 et W-Cu. Des contacts de densité supérieure à 95% ont été obtenus. Un gain en performance de 30% a été obtenu en érosion et en non soudabilité sur la poudre industrielle frittée par courant pulsé