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稀有金属 2017,41(11),1243-1250 DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.xy16080011

不同电流下Au电接触材料熔桥行为研究

陈静洪 陈松 谢明 王塞北 胡洁琼

昆明贵金属研究所稀贵金属综合利用新技术国家重点实验室

摘 要：

通过自主设计的电接触-高速摄像试验系统在直流单分断模式下对Au触头在电接触过程中所发生的熔桥行为进行观测, 从而在不同的电流条件下对电接触过程中熔桥的形貌尺寸及其对应的电压波形进行研究分析, 同时通过扫描电子显微镜 (SEM) 对电接触熔桥行为作用后的Au触头表面进行形貌分析。结果表明, 在单分断DC 6 V (8²0 A) 条件下, Au触头在电接触过程中形成的熔桥其尺寸为微米级, 具有圆柱型和哑铃型两种形貌并大多表现为哑铃型, 熔桥从形成到断开这一动态过程所经历的时间约在2.08 ms之内;熔桥现象出现时通常伴随有多根不同形貌的熔桥存在并具有非线性的电压波形特性, 熔桥形成前可能会有电弧现象出现并在电压波形图上呈现出极陡的波峰;熔桥的直径和长度都随电流的增大而呈现出先减小后增大的趋势, 熔桥尺寸特征随着电流的增大由细长型转变为短粗型;在10¹4 A范围内Au触头在电接触过程中不易形成熔桥;熔桥行为会侵蚀Au触头的接触表面并呈现出具有熔池、熔斑和凸丘特征的侵蚀面, 在电接触过程中Au触头材料的损失形式主要以液滴喷溅为主。

关键词：

Au;电接触;熔桥;高速摄像;

中图分类号： TM241

作者简介：陈静洪 (1990-) , 男, 云南曲靖人, 硕士研究生, 研究方向:贵金属基电接触材料;E-mail:hellochenjh@163.com;;陈松, 研究员;电话:13888662055;E-mail:cs@ipm.com.cn;

收稿日期：2013-12-25

基金：国家自然科学基金项目 (51267007, 51461023, 51164015, U1302272, 51767011, U1602275);国家基金青年科学基金项目 (51507075);云南省自然科学基金项目 (2010CD126, 2012FB195, 2015FA042);云南省创新团队项目 (2012HC027);云南省应用基础研究项目 (2014FB164);云南省技术创新人才 (2015HB024) 资助;

Molten Bridge of Au Electrical Contact Material under Different Currents

Chen Jinghong Chen Song Xie Ming Wang Saibei Hu Jieqiong

State Key Laboratory of Advanced Technologies for Comprehensive Utilization, Kunming Institute of Precious Metals

Abstract：

Under DC and break only operation mode, the molten bridge phenomena of Au electrical contact material were investigated by the electrical contact-high speed imaging self-developed experimental system. The dimension of molten bridge and waveforms in the contact voltage were measured along with morphology measurement of contacts surface after the behavior of molten bridge by scanning elecron microscope ( SEM) . Results showed that the dimension of molten bridges which generated during electrical contact process was micron level under the condition of DC 6 V ( 8 to 20 A) , and the shape of molten bridge had two types which were the cylindrical and dumbbell, and the molten bridge was dumbbell shape in most cases. The time from the formation of molten bridge to its disconnection was about 2. 08 ms. It was usually accompanied with molten bridges of different morphologies when the molten bridge phenomenon appeared and it had the characteristic of nonlinear voltage waveform. It showed a very steep wave in the voltage waveform diagram, so there might be arc before the appearance of molten bridge. The diameter and length of molten bridge both decreased with the increase of current and then increased with the increase of current. The dimension characteristics of molten bridge changed from slender to stubby along with the increase of current. It was difficult to form molten bridge in the electrical contact process of Au contacts in the range of 10 to 14 A. The molten bridge behavior could erode the Au contact surface and presented the erosion surface with the characteristics of the weld pool, and the weld spot, the convex hill and the droplet spray was the main form of the loss of Au contact material in the process of electrical contact.

Keyword：

Au; electrical contact; molten bridge; high speed imaging;

Received： 2013-12-25

随着时代的发展和科技的进步电接触问题受到越来越广泛的关注^[1,2,3]。计算机技术和数值模拟技术的发展也为电接触现象的研究提供了有效的理论分析手段, 然而由于缺乏足够的熔桥演化等相关试验的支撑, 目前对熔桥的数值模拟研究以及相关模型的建立大多都是在简化和忽略熔桥在形成到断开过程中形貌等因素变化的基础上进行的, 因此对熔桥行为的研究具有重要意义^{[4,5,6,7,8,9,10]}。Au具有优良的导电性和延展性, 接触电阻低而稳定, 并且抗氧化性能较强, 通常条件下不与酸碱反应, 广泛应用于电工、电子、航空、航天等领域中^{[11,12,13,14,15,16,17]}。各种电器开关动作时, 特别是随着触点分离的进行, 触点间实际接触面积随接触压力的减小而减小, 电流收缩效应增强, 焦耳热使触点收缩区材料软化变形, 甚至熔化并在金属液体表面张力作用下形成熔桥^[18,19]。熔桥不仅会导致触头材料转移, 其断开后对触点间隙饱和蒸汽压和电弧寿命等也会造成很大的影响, 并且目前研究还认为熔桥可能是造成触点分离熔焊的主要原因之一^{[20,21,22,23]}。由于金属熔桥尺寸小 (微米到毫米级) , 存在时间短 (微秒到毫秒级) , 所以金属熔桥的直接观察记录存在一定难度^[24]。通过电接触-高速摄像试验系统对Au触头在电接触过程中所形成的熔桥行为进行观测, 通过对高速摄像试验数据进行分析比较, 就能够对Au触头在高速动态过程中发生的物理现象进行研究^[25]。并借助扫描电镜 (SEM) 对熔桥作用后触头表面的形貌进行分析, 从而对熔桥行为及其对Au触头材料的影响进行讨论分析。

1 实验

实验中所用Au触头试样为圆柱型, 如图1所示, 直径为2.0 mm, 接触面为圆柱的底面, 通过打磨、抛光、超声波清洗等对触头试样的接触面进行处理, 使上触头接触面为弧面, 下触头接触面为平面, 其表面粗糙度为R_a0.1。实验载荷为DC 6 V (8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 A) 共7组条件, 每组条件下通过自主设计的电接触-高速摄像摄像试验系统在单分断模式下进行100次实验。其中, 上触头为阳极, 下触头为阴极。电接触-高速摄像摄像试验系统主要由光源、电接触试验机、成像系统、计算机4部分组成, 如图2所示。

图1 触头对形貌Fig.1 Shape of contact pair

图2 电接触-高速摄像试验系统Fig.2 Electrical contact-high speed imaging experimental sys-tem

实验前先对成像系统进行调节对焦, 使触头试样可以清楚地成像, 并通过调节高速摄像机的物镜使成像达到最大。实验中所用的光源为平行光光源;电接触试验机采用单分断直流模式进行实验, 其分断速度为10.0 mm·s^-1 (v=10.0 mm·s^-1) , 接触压力为0.5 N (F=0.5 N) ;高速摄像机的拍摄速率为480 f·s^-1 (frames per second) (n=480 f·s^-1) , 其拍摄得到的数据其每一帧图片的分辨率为224×160;在计算机中通过EDIUS软件对拍摄得到的视频数据的每一帧图像进行对比分析从而选取典型的图像进行研究, 同时通过Digimizer软件根据触头的直径对熔桥的尺寸进行测定, 并结合相应的电压波形图对熔桥行为进行分析。借助SEM对熔桥作用后触头表面的微观结构进行分析, 从而对熔桥行为及其对Au触头材料的影响进行讨论分析。

2 结果与讨论

2.1 电接触熔桥行为高速摄像观测

不同电流条件下Au触头电接触过程中熔桥行为轨迹如图3所示, 实验过程中触头对之间的分断电压为DC 6 V, 其中, a₁~a₃组图片为8 A条件下的观测结果;b₁~b₃组轨迹对应的电流条件为10A;c₁~c₃组的实验电流大小为12 A;d₁~d₃组图片的电流条件为14 A;e₁~e₃组轨迹对应的实验电流为16 A;f₁~f₃组图像对应的实验电流条件为18 A。由实验所用高速摄像机的帧速率大小为480f·s^-1可知, 每组图片中每张图片之间的时间间隔为2.08 ms。从图3中可以看出这6组实验条件下电接触熔桥行为特征基本相似。第一组图片 (图3 (a₁, a₂, a₃) ) 为Au触头在DC 6 V (8 A) 条件下电接触熔桥行为轨迹的典型图片, 其中, 图3 (a₁) 为阳极触头分断动作已经进行且触头对还处于接触状态时所拍摄得到的图片;随着阳极触头分断动作的进行, 触头对之间的分断距离增加并且在触头对之间有熔桥出现, 如图3 (a₂) 所示;随着触头对之间的分断距离进一步增大, 触头对之间的熔桥断开, 触头对处于完全分离状态, 并且在阴极触头表面残留有一小段熔体, 如图3 (a₃) 所示。从图3 (a₃) 可以观察到熔桥从形成到断开这一动态过程所经历的时间约在2.08 ms之内。

图3 DC 6 V不同电流条件下熔桥行为观测图Fig.3 Observation of molten bridge under different current Experimental currents corresponding to each group of images

(a₁~a₃) 8 A; (b₁~b₃) 10 A; (c₁~c₃) 12 A; (d₁~d₃) 14 A; (e₁~e₃) 16 A; (f₁~f₃) 18 A

根据阴极触头的直径为2.0 mm, 通过Digimizer软件可测得图3 (a₁) 中触头对之间接触区域直径为416.162μm;图4为图3 (a₂) 中熔桥形貌的放大图片, 其分辨率为24×16, 从图中可以观察到触头对之间有两根熔桥存在, 其中左侧熔桥的形状近似哑铃型, 而右侧较细熔桥的形状为圆柱型。通过Digimizer软件可测得图4中左侧熔桥其平均直径约为40.486μm (d_left=40.486μm) , 右侧熔桥直径为23.972μm (d_right=23.972μm) , 两根熔桥的长度均为77.079μm (l=77.079μm) , 熔桥尺寸的测量精度约为±0.05μm。

图5为Au触头在DC 6 V (8 A) 条件下对应于图3 (a₁, a₂, a₃) 中触头对分断过程的电压波形图。在-5.57 ms时, 阳极触头开始进行分断动作, 触头对两端电压略微上升并在0.28 V上下波动。此时触头对之间的接触压力逐渐减小, 接触面积减少, 电流收缩效应增强, 焦耳热作用使剩余接触区域的材料温度升高甚至熔化, 此过程对应于图3 (a₁) 所示;在-1.13 ms时, 随着触头对之间分离距离的增大, 电压呈非线性增长并达到约0.96 V, 此过程对应于图3 (a₂) 所示;随着触头对的进一步分离, 电压剧烈上升并在0 ms时达到6.11 V, 此时触头对处于完全分断状态, 随后电压迅速降至6 V并保持平衡, 此过程对应于图3 (a₃) 所示。

图4 DC 6 V, 8 A条件下熔桥形貌图Fig.4 SEM image of molten bridge under DC 6 V, 8 A

图5 DC 6 V, 8 A条件下Au触头电压波形图Fig.5 Voltage waveform of Au contacts under DC 6 V, 18 A

Au触头在DC 6 V (10, 12, 14, 16, 18 A) 件下的电接触熔桥行为演化过程的特征及对应的电压波形与Au触头在DC 6 V (8 A) 条件下的基本相似。在DC 6 V (10 A) 条件下熔桥表现为哑铃型, 如图3 (b₂) 所示, 其平均直径约为56.795μm (d=56.795μm) , 长度为79.401μm (l=79.401μm) ;图3 (c₂) 所示为Au触头在DC 6 V (12 A) 条件下的熔桥形貌特征, 其形貌为圆柱型, 直径为10.933μm (d=10.933μm) , 熔桥的长度为65.597μm (l=65.597μm) ;在DC 6 V (14 A) 条件下熔桥表现为圆柱型, 如图3 (d₂) 所示, 其直径为105.170μm (d=105.170μm) , 熔桥的长度为61.711μm (l=61.711μm) ;在DC 6 V (16 A) 条件下熔桥表现为哑铃型, 如图3 (e₂) 所示, 其平均直径约为166.667μm (d=166.667μm) , 长度为44.940μm (l=44.940μm) ;在DC 6 V (18 A) 条件下, 从图3 (f₂) 中可以观察到触头对之间有明显的哑铃型熔桥存在并且在其右侧还有两根极细小的圆柱型熔桥存在, 哑铃型熔桥的平均直径约为149.495μm (d=149.495μm) , 哑铃型熔桥右侧第一根熔桥直径为7.981μm (d₁=7.981μm) , 哑铃型熔桥右侧第二根熔桥直径为11.056μm (d₂=11.056μm) , 熔桥的长度为70.528μm (l=70.528μm) 。

图6为Au触头在DC 6 V (20 A) 条件下拍摄得到的电接触熔桥行为轨迹的图片, 其中每张图片的时间间隔为2.08 ms。图6 (a) 为阳极触头分断动作已经进行并且触头对还处于接触状态时所拍摄得到的图片;随着阳极触头分断动作的继续进行, 触头对之间的分断距离增加, 此时触头对接触区域的直径明显减小并且在接触区域的左外侧有电弧出现, 如图6 (b) 所示;随着触头对之间分断距离的进一步增大, 触头对之间电弧消失并且有哑铃型的熔桥出现, 如图6 (c) 所示;图6 (d) 为触头对处于完全分离状态时所拍摄得到的图片, 从图6中可以观察到此时熔桥已断开并且在阴极触头表面有一凸起的残留熔体存在。

通过Digimizer软件测得图6 (a) 中触头对之间接触区域直径为735.354μm;图6 (b) 中接触区域直径为526.316μm;图6 (c) 中熔桥的平均直径约为202.429μm (d=202.429μm) , 长度为93.117μm (l=93.117μm) 。

图7为Au触头在DC 6 V (20 A) 条件下对应于图6中触头对分断过程的电压波形图。在-5.83ms时, 阳极触头开始进行分断动作, 触头对两端电压略微上升并在0.30 V附近波动。此时触头对之间的接触压力逐渐减小, 接触面积减少, 电流收缩效应增强, 焦耳热作用使剩余接触区域的材料温度升高甚至熔化, 此过程对应于图6 (a) 所示;在-2.89 ms时, 电压剧烈升高达到峰值1.71 V后剧烈减小而后在0.34 V附近波动, 此过程对应于图6 (b) 所示;在-0.89 ms时, 随着触头对之间分离距离的增大, 电压呈非线性增长并达到约1.1V, 此过程对应于图6 (c) 所示;随着触头对的进一步分离, 电压剧烈上升并在0 ms时达到6.19 V, 此时触头对处于完全分断状态, 随后电压迅速降至6 V附近并保持平衡, 此过程对应于图6 (d) 所示。

图6 DC 6 V, 20 A条件下熔桥行为观测图Fig.6 Observation of molten bridge under DC 6 V, 20 A

图7 DC 6 V, 20 A条件下Au触头电压波形图Fig.7 Voltage waveform of Au contacts under DC 6 V, 18 A

2.2 电接触熔桥行为作用后Au触头表面形貌观测

图8为Au触头电接触熔桥行为作用后阳极 (上触头) 表面的SEM形貌图, 从图8 (a) 中可以观察到接触区域受到熔桥行为的严重侵蚀。图8 (b) 为图8 (a) 中接触区域1形貌的放大图, 从图中可以观察到该区域由大量叠压的熔池构成, 这些熔池的尺寸均为微米级, 并且这些熔池在局部具有方向性。此现象说明熔桥从产生到断开这一过程中所受表面张力、重力和电磁力等的合力也具有局部方向性。图8 (c) 为图8 (a) 中未接触区域2形貌的放大图, 此区域靠近接触区域的边缘, 从图中可以观察到此区域有大量的喷溅颗粒存在。

图9为Au触头电接触熔桥行为作用后阴极 (下触头) 表面的SEM形貌图, 从图9 (a) 中可以观察到接触区域受到熔桥行为的严重侵蚀。图9 (b) 为图9 (a) 中接触区域1形貌的放大图, 从图9中可以观察到该区域由大量熔斑和凸丘构成, 这种形貌特征的形成可能主要与熔桥断开后回落触头表面的速度及其凝固速度有关, 在重力、表面张力、电磁力等的共同作用下, 当断开的熔桥向阴极触头表面的回落速度大于其凝固速度时, 将在阴极触头表面形成熔班, 反之则在阴极触头表面形成凸丘。图9 (c) 为图9 (a) 中未接触区域2形貌的放大图, 此区域靠近接触区域的边缘, 从图9中可以观察到此区域中有大量细小的喷溅颗粒存在。结合图 (8) 可以看出熔桥行为会导致Au触头表面形貌的改变, 在接触区域产生大量的熔池、熔斑和凸丘, 并在接触区域外的附近区域形成大量的喷溅颗粒, 可以认为熔桥行为对Au触头在电接触过程中所引起的材料损失形式主要以液滴喷溅为主。

图8 熔桥行为作用后Au阳极触头表面SEM形貌图Fig.8 SEM morphologies of Au anode after molten bridge behavior

图9 熔桥行为作用后Au阴极触头表面SEM形貌图Fig.9 SEM morphologies of Au cathode after molten bridge behavior

2.3 熔桥行为观测结果讨论

从实验中可以观察到Au触头在电接触过程中所产生的熔桥有圆柱型和哑铃型两种形貌并且大多表现为哑铃型, 从而证实了Davidson^[26]所提出的观点, 即金属熔桥分为墩粗型、圆柱型和哑铃型3种类型。熔桥现象出现时往往会伴随有多根熔桥同时存在, 并且表现为不同的几何形貌, 此现象是Ishida等^[27]对熔桥现象的研究所没有观测到的, 其对应的电压曲线具有非线性的特征。Au触头在电接触过程中所产生的熔桥其直径大小在7.981~202.429μm之间, 长度在44.940~93.117μm之间, 并且形成这些熔桥的熔池也为微米级, 这与已有研究认为贵金属熔桥尺寸为微米级是相一致的^{[28,29,30,31]}。通过比较每组实验中触头对接触区域直径与所形成熔桥直径的大小可知, 熔桥的直径只占接触区域直径的一小部分。电接触熔桥行为会侵蚀Au触头的接触表面并形成具有熔池、熔斑和凸丘特征的侵蚀面, 与Ren等^[32]在5 V/1 A条件下对镀Au触头电接触熔桥行为后触头表面形貌观测结果相一致。根据接触区域中熔池、熔斑和凸丘的特征可以证实在电接触过程中导电斑点面积只占视在接触面积的一小部分。通过实验现象可以观察到在电接触过程中电弧可能先于熔桥而产生, 并且电弧通常在接触区域的边缘附近形成, 此时其对应的电压曲线将会有突增的现象出现并达到1.71 V的峰值随后迅速减小, 即形成一个极陡的电压波峰, 这与Kudo等^[33]以及Logachev等^[34]对电接触分断过程中电压曲线特征的研究结果是不同的, 其主要原因有待进一步研究分析。

图10为在DC 6 V (8~20 A) 条件下Au触头在电接触过程中所产生的熔桥的直径和长度与电流的关系图。其数值为每组载荷条件下100次电接触实验中所形成的熔桥尺寸差在20μm范围内的50组熔桥直径和长度值的平均值。从图10中可以观察到熔桥直径随着电流的增大而减小并在12 A时达到最小值, 当电流大于12 A时熔桥直径随电流的增大而迅速增大;熔桥的长度随着电流的增大而减小并在16 A时达到最小值, 当电流大于16 A时熔桥长度随电流的增大而增大。从总体上看, 熔桥尺寸特征随着电流的增大由细长型转变为短粗型。Ren等^[35]的研究结果指出, 在5/25 V条件下镀Au触头电接触过程中熔桥的长度随电流的增加而增大, 而其研究的电流载荷范围为0.2~1.0 A, 结合本文的研究结果可以说明熔桥的尺寸随电流大小的变化具有复杂的变化关系。综合考虑电流对Au触头在电接触过程中所产生的熔桥的直径和长度的影响, 当电流在10~14 A范围内时, Au触头在电接触过程中不易产生熔桥, 因此在Au触头的设计和使用时应优先选择其工作电流区间为10~14 A。

图1 0 Au触头熔桥直径和长度与电流的关系Fig.10Relationship between diameter, length and current of Au contact molten bridge

3 结论

Au触头在电接触过程中形成的熔桥其形貌表现为圆柱型和哑铃型两种并多表现为哑铃型, 熔桥现象出现时通常伴随有多根不同形貌的熔桥存在并具有非线性的电压波形特征, 在熔桥形成前可能有电弧现象出现并在电压波形图上呈现出极陡的波峰。在单分断DC 6 V (8~20 A) 条件下, Au触头在电接触过程中形成的熔桥其尺寸为微米级, 熔桥从形成到断开这一动态过程所经历的时间约在2.08 ms之内, 熔桥的直径和长度都随电流的增大而呈现出先减小后增大的趋势, 熔桥尺寸特征随着电流的增大由细长型转变为短粗型。在10~14 A范围内Au触头在电接触过程中不易形成熔桥。熔桥行为会侵蚀Au触头的接触表面并呈现出具有熔池、熔斑和凸丘特征的侵蚀面, 并且Au触头在电接触过程中的材料损失形式主要以液滴喷溅为主。

参考文献

[1] Slade P G.Electrical Contacts:Principles and Applications[M].New York:Marcel Dekker, 2013.4.

[2] Braunovic M, Konchits V V, Myshkin N K.Electrical Contacts:Fundamentals, Applications and Technology[M].New York:CRC Press, 2006.7.

[3] Holm R.Electrical Contacts, Theory and Applications[M].Berlin:Springer, 2000.3.

[4] Tan Z L, Chen S, Guan W M, Guo J M.Thermal-electric-structure coupling finite element analysis and experimental study of Ag Ni10 contact material under the closed contact stage[J].Rare Metal Materials and Engineering, 2012, 41 (2) :276. (谭志龙, 陈松, 管伟明, 郭俊梅.Ag Ni10触头材料闭合接触阶段的热-电-力耦合分析及实验研究[J].稀有金属材料与工程, 2012, 41 (2) :276.)

[5] Zhang K H, Sun J L, Guan W M, Chen J C, Zhou X L, Du Y.Thermodynamic analysis of Ag-Sn-O electrical contact material by reaction synthesis processing[J].Rare Metal Materials and Engineering, 2006, 35 (10) :1581. (张昆华, 孙加林, 管伟明, 陈敬超, 周晓龙, 杜焰.反应合成制备Ag-Sn-O系电接触材料热力学分析[J].稀有金属材料与工程, 2006, 35 (10) :1581.)

[6] Tan Z L, Guan W M, Guo J M, Chen S, Wang C J.Mechanical, electrical and thermal coupled-field simulation of a molten metal bridge during contact separation[J].IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 2013, 3 (6) :960.

[7] Chen S, Guan W M, Zhang K H, Guo Y C, Geng Y H.A finite element calculation and experiment study of transient temperature field of Ag/La2Ni O4based electrical contacts during operation[J].Chinese Journal of Rare Metals, 2008, 32 (3) :68. (陈松, 管伟明, 张昆华, 郭迎春, 耿永红.Ag/La2Ni O4基电触头使用中温度场的有限元分析和实验研究[J].稀有金属, 2008, 32 (3) :68.)

[8] Tan Z L, Guan W M, Guo J M, Chen S.Finite element analysis and experimental study on the thermal-electric-mechanical coupling of Ag Ni10 electrical contactor during the breaking process[J].Rare Metal Materials and Engineering, 2012, 41 (10) :1780. (谭志龙, 管伟明, 郭俊梅, 陈松.Ag Ni10触头材料分离阶段的热-电-力耦合分析及实验研究[J].稀有金属材料与工程, 2012, 41 (10) :1780.)

[9] Chen S, Guan W M, Zhang K H, Guo Y C, Geng Y H, Guo J M, Deng D G.Finite element method and experimental investigation on the arc erosion of Ag/La2Ni O4base electrical contacts at high direct current[J].Rare Metal Materials and Engineering, 2009, 38 (1) :131. (陈松, 管伟明, 张昆华, 郭迎春, 耿永红, 郭俊梅, 邓德国.Ag/La2Ni O4基电触头在直流大电流条件下电弧侵蚀的实验与有限元研究[J].稀有金属材料与工程, 2009, 38 (1) :131.)

[10] Tan Z L, Guo J M, Chen S, Guan W M.Review of the numerical simulation of the electric contact phenomena[J].Electrical Engineering Materials, 2010, (1) :3. (谭志龙, 郭俊梅, 陈松, 管伟明.电接触现象数值模拟的研究现状及发展趋势[J].电工材料, 2010, (1) :3.)

[11] Tao Z Y, Shi Z K, Gao X Z, Zhu Q, Yang K F.New gold base electric contact materials[J].Journal of Aeronautical Materials, 1990, 10 (S1) :162. (陶正炎, 石振凯, 高兴珍, 朱旗, 杨凯风.新型金基电接触材料[J].航空材料学报, 1990, 10 (S1) :162.)

[12] Ma R X, Li M L, Chen L R, Du P, Shen Q F.Development of new gold base contact material[J].The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 1998, 8 (S2) :49. (马蕊侠, 李明利, 陈利荣, 杜平, 沈其峰.新型金基触点材料的研制[J].中国有色金属学报, 1998, 8 (S2) :49.)

[13] Tao H J, Xie Y Q, Peng H J, Yu F X, Li X B, Nie Y Z, Liu R F.Electronic structures and physical properties of Cu, Ag and Au[J].The Chinese Journal of Nonferrous Metals, 2006, 16 (6) :951. (陶辉锦, 谢佑卿, 彭红建, 余方新, 李晓波, 聂耀庄, 刘锐峰.贵金属Cu, Ag, Au的电子结构和物理性质[J].中国有色金属学报, 2006, 16 (6) :951.)

[14] Chen Z K, Huang Y T, Wang J Q.Sliding and impact wear of gold plated electrical contact[J].Journal of Xi'an Jiaotong University, 1992, 26 (2) :63. (陈专科, 黄运添, 王建奇.镀金电触头磨损现象的实验研究[J].西安交通大学学报, 1992, 26 (2) :63.)

[15] Zhou Y L, Zhang J G.Study on the natural corrosion and electrical contact properties of gold plated contactmaterial[J].Electronic Components and Materials, 2001, 20 (4) :11. (周怡琳, 章继高.触点镀金材料的自然腐蚀和电接触特性研究[J].电子元件与材料, 2001, 20 (4) :11.)

[16] Xie X L, Zhang L, Xiao J K, Qian Z Y, Zhang T, Zhou K C.Sliding electrical contact behavior of Au Ag Cu brush on Au plating[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2015, 25 (9) :3029.

[17] Hu J Q, Xie M, Zhang J M, Liu M M, Yang Y C, Chen Y T.First principles study of Au-Sn intermetallic compounds[J].Acta Physica Sinica, 2013, 62 (24) :272. (胡洁琼, 谢明, 张吉明, 刘满门, 杨有才, 陈永泰.Au-Sn金属间化合物的第一性原理研究[J].物理学报, 2013, 62 (24) :272.)

[18] Chen Z K, Witter G J.Electrical contacts for automotive applications:a review[J].IEICE Transactions on Electronics, 2004, 87 (8) :1248.

[19] Li Z B, Xu J L, Huang L, Xu J.Mechanism analysis on dynamic welding of electromagnetic relay contacts[J].Electrical and Energy Management Technology, 2007, (5) :1. (李震彪, 徐金玲, 黄良, 徐坚.电磁继电器触点动熔焊机理分析[J].电器与能效管理技术, 2007, (5) :1.)

[20] Zhao L J, Li Z B, Zhang H S, Hasegawa M.Random occurrence of contact welding in electrical tests[J].IEICE Transactions on Electronics, 2011, 94 (9) :1362.

[21] Yamano S, Sugimoto H, Sone H, Takagi T.Experimental study on relationship between bridge and arc phenomena in breaking Ag contacts[A].Proceedings of IEEE Holm Conference on Electrical Contacts[C].IEEE, 1994.89.

[22] Slade P G, Hoyaux M F.The effect of electrode material on the initial expansion of an arc in vacuum[J].IEEE Transactions on Parts, Hybrids and Packaging, 1972, 8 (1) :35.

[23] Kharin S N, Ghori Q K.Influence of the pre-arcing bridging on the duration of vacuum arc[A].Proceedings of the 6th International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum[C].IEEE, 2000, 1:278.

[24] Liu J Y, Wang Q, Yang X C, Li Z B, Cai B B, Wang D J.Molten bridge during breaking operation of electrical contacts:a review[J].Electrical Engineering Materials, 2014, (6) :29. (刘金友, 王茜, 杨晓铖, 李震彪, 蔡冰冰, 王丹江.电触点分离液桥研究概述[J].电工材料, 2014, (6) :29.)

[25] Zhang S X, Yao M, Sun W P.High Speed Imaging and Its Application Technology[M].Beijing:National Defence Industry Press, 2006.5. (张三喜, 姚敏, 孙卫平.高速摄像及其应用技术[M].北京:国防工业出版社, 2006.5.)

[26] Davidson P M.The growth of the liquid bridge in an electrical contact[J].British Journal of Applied Physics, 1954, 5 (5) :189.

[27] Ishida H, Watanabe Y, Taniguchi M, Inoue H, Takagi T.Observation of contact bridge phenomena at transient and steady state[A].Proceedings of the 50th IEEE Holm Conference on Electrical Contacts[C].IEEE, 2004.519.

[28] Cheng L C.Electrical Contact Theory and Its Application[M].Beijing:Machinery Industry Press, 1989.2. (程礼春.电接触理论及其应用[M].北京:机械工业出版社, 1989.2.)

[29] Kubota H, Sasaki S, Ishida H, Takagi T.Nonlinear and negative resistance in loose electrical contacts dark bridge[J].American Journal of physics and Applications, 2013, 1 (1) :1.

[30] Ishida H, Taniguchi M, Sone H, Inoue H, Takagi T.Relationship between length and diameter of contact bridge formed under thermal equilibrium condition[J].IEICE Transactions on Electronics, 2005, 88 (1) :1566.

[31] Borkowski P, Walczuk E.Computerized measurement stands for testing static and dynamic electrical contact welding[J].Measurement, 2011, 44 (9) :1618.

[32] Ren W B, Cheng C, Yu C.Formation process of intermittent molten bridge between Au-plated contacts at super low breaking velocity[J].Plasma Science and Technology, 2016, 18 (3) :236.

[33] Kudo T, Wakatsuki N, Takatsu N, Hara D.Equivalent circuit analysis for transient phenomena from elastic contact to breaking contact through metal melting[A].Proceedings of IEEE Holm Conference on Electrical Contacts[C].IEEE, 2013.1.

[34] Logachev A A, Tenitskiy P A, Vykhodtsev A V.Analysis of voltage oscillograms at disconnecting contacts[A].Proceedings of 2014 International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum[C].IEEE, 2014, 225.

[35] Ren W B, Wang H, Chang C, Xue S J, Chen Y.Experimental investigation and understanding of the intermittent molten bridge phenomena and mechanism of contacts with superlow opening speed[J].IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 2016, 6 (3) :418.