我国电接触材料行业综合发展态势图文分析报告.docx

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我国电接触材料行业综合发展态势图文分析报告

2017年我国电接触材料行业综合发展态势图文分析报告

（2018.09.15）

一、行业发展概况

1、电接触材料介绍

（1）电接触材料性能特点

电接触材料作为电工合金材料的主要分支，是在开关电器中承担“接通-传导-切断”电流以及信号产生和传输的功能载体的一种功能复合材料。

无论是1000kV的高压输变电设备、6300A的低压配电设备，还是传递几个毫安甚至“干电流”的键盘，电子线路板上的信号继电器，控制电动机运转的接触器，楼宇配电箱中的小开关，家电、通讯设备、办公设备、汽车和电动工具的控制开关等，都必须使用电接触材料。

通常电器开关中大部分元器件的功能，都是服务于保持或驱动它处于某种运动状态。

不同的开关电器对电接触材料提出不同的要求，为此，人们已开发出各种不同类型的电接触材料，以适应在各种工况条件下的使用。

相对于单个电器产品乃至成套的电气控制装置来说，电接触材料的自身价值和重量并不显著，但电接触材料的性能优劣，在很大程度上影响了电子电器产品的质量、性能、使用寿命与技术水平。

因此，电接触材料的研究、开发和生产，对促进相关工业的发展起着重要的推动作用。

电接触材料的电气性能特点和用途

触头品种

性能特点

用途

银氧化镉

具有良好的耐电磨损，抗熔焊性和导电性、导热性，接触电阻小而稳定。

由于材料的硬度高而提高了机械耐磨损性，银氧化镉电触头在通过短路电流时抗熔焊能力强，触头制备工艺对其性能影响很大。

粉末冶金工艺制备的触头有较好的抗熔焊性，但耐磨性能差，合金内氧化法触头的耐电损蚀性好，但抗熔焊性略低，近年发展的粉末烧结挤压法工艺改善了氧化镉在银基体中的分布形态，使触头的综合性能得以提高，但银氧化镉最大的缺点是镉对人体有危害，污染环境

应用于各种电流等级的接触器、单极塑壳断路器、漏电断路器、直流快速断路器、凸轮开关、汽车接触器、汽车保护开关、光控开关、室内恒温器、微型开关盒断流容量大的继电器以及航空工业用的各种开关

银氧化铜

银氧化锌

银氧化锡

氧化物含量一般在5%—12%范围。

与银氧化镉相比，这些材料不含有毒金属镉，其中的金属氧化物热稳定性高，具有良好的导电性和导热性，在通断过程中对电弧有很高的耐热、耐电弧侵蚀及抗熔焊性能，从而保证了电器运行的可靠性，提高了使用寿命。

近年来银氧化锡发展得较快，甚至在一些电器开关的设计中不必做大的改变，就可以直接用银氧化锡取代银氧化镉，其使用范围为10—1000A，在许多性能上接近甚至优于银氧化镉

继电器、接触器、低压断路器、限流开关、电机保护器、微型开关、仪器仪表、家用电器、汽车电器（灯开关、起动电机等负载）、漏电保护开关等

银镍

导电导热性好，接触电阻低而稳定，电损蚀小而均匀，直流条件下产生较少的平面状材料迁移。

该材料通断时由于氧化物的生成而使接触电阻增高，对硫敏感，大电流下抗熔焊性能差。

常与银石墨配对使用。

通过采用粉末烧结、挤压工艺，可使触头性能改善。

在银镍中添加少量石墨，可得到性能更好的复合材料

低压中小电流等级接触器、断路器、精密仪表、继电器等

银石墨

导电性好，接触电阻低，抗熔焊性高，在短路电流下也不会熔焊，滑动性能好。

但电损蚀大，灭弧性能较差，在电弧的较长时间作用下，烧损剧烈，使灭弧罩积炭、脆弱和较难焊接

作为弧触头最大的应用领域有低压断路器、线路保护开关、故障电流保护开关以及滑动电刷、铁道信号继电器等

银铁

具有良好的导电、导热、耐电损蚀及加工性能，寿命高于纯银触头。

抗熔焊性能较差，易受大气侵蚀而形成锈斑

广泛应用于中、小电流等级的交流接触器上

银钨

银碳化钨

银钨烧结材料将银的高电导率、热导率与高熔点金属钨的高硬度、抗熔焊、材料转移小、高耐烧损结合为一体。

银钨触头在工作电流下于空气中频繁通断会在触头表面上生成混合氧化物，从而形成可使接触电阻升高的表面膜。

银碳化钨的接触电阻比银钨稳定，耐电弧作用好，因而烧损少，熔焊倾向小，可与银镍配对使用

低压断路器、高压断路器及保护开关等

铜钨

铜碳化钨

性能与银钨相比，在油中不氧化，热容量大，耐电弧侵蚀和抗熔焊性能好，切削加工性好。

但比银钨更易氧化，使接触电阻迅速增大。

在空气中通断时只能在没有持续电流通过，而只须经受开关电弧作用的场合或受机械应力作用极强的场合；铜碳化钨由良导金属铜与特别坚硬而又抗熔焊的碳化钨构成，耐电弧作用好、烧损少

用作高压断路器及中、高压负荷开关盒断路器的弧触头以及油断路器的主触头

铜石墨

机械强度比银石墨高，价格较低，比银石墨易氧化

用作隔离开关自润滑抗短路的滑动触头和负荷开关的换向触头

电接触材料在开闭过程中产生的现象极其复杂，影响因素较多，理想的电接触材料必须具备良好的物理性能、机械性能、电接触性能、化学性能、加工制造性能。

随着工业化的快速发展及电力系统和电子产品的更新换代，对电接触材料的研究开发提出了更高的要求。

世界各先进工业国家如美、俄、德、日、法、英和东欧等十分重视电接触材料的研究。

电接触材料在电子电器等产品中的主要性能要求如下：

性能

具体要求

物理性能

低的电阻率和蒸汽压，高的热导率、熔点、沸点、熔化热和升华热，并且热稳定性，热容量大，电子逸出功高，以保证起弧电压高和起弧电流高

机械性能

室温及高温强度高、硬度高，并且塑性与韧性好

电接触性能

耐电弧烧损，接触电阻低而稳定，熔焊及金属转移的倾向小

化学性能

对较宽范围的不同介质有良好的耐蚀性能，在大气中不易氧化、碳化、硫化及形成不易导电的化合物或盐渣膜层；电化学电位高，耐化学腐蚀和气体溶解的倾向小

加工制造性能

要求易被焊接，采用钎焊或用其他方法固定到触座、触桥上

（2）电接触材料的分类

电接触材料可以按照几种标准进行分类，一般分类如下：

分类一：

按照主要导电组元的不同，电接触材料大致可分为银基触头材料、铜基触头材料、其他金属与贵金属基复层触头材料等三类。

由于银（Ag）具有低熔点、易加工、抗氧化性强、导电导热性能好的特性，因此在大气环境下服役的触头材料主要为银基触头材料。

  分类二：

按照应用领域的不同，电接触材料可分为：

参数

应用领域

用途

备注

电流

电压

轻负载电触头

＜60A

＜24V

信号继电器、微动开关

主要为银基触头材料与其他贵金属基的复层触头

低压电器用电触头

6A-6300A

＜1200V

空气式断路器、接触器、继电器、微动开关

主要为银基触头材料

中高压电器用电触头

100A-3200A

＞1200V

油浸式断路器、硫断路器等六氟化

主要为铜基复合触头材料

真空电器用电触头

6A-3200A

—

真空断路器、接触器、负荷开关、继电器

主要为铜基复合触头材料

分类三：

按照制备工艺的不同，电接触材料大致可分为：

合金内氧化、粉末预氧化、压制-烧结、压制-熔渗、烧结-挤压等电接触材料的主要生产路线，以及冷镦复合、温镦复合、热轧复合、冷轧复合、固相扩散、电子束焊接等复层电接触材料的主要生产路线，其他有利于提高电接触材料性能的新型工艺（如离子注入、电弧熔炼、电火花烧结）也有不同程度的使用。

分类四：

根据《GB2900.04—2008电工术语电工合金》对电接触材料的分类，结合产品物理结构，电接触材料可分为：

触头材料、复层触头及集成化组件都可以直接供应给下游客户，产品关系如下图所示：

2、行业的概述

（1）国际电接触材料行业发展概况与发展趋势

①国际电接触材料行业概况

在国际上，全球主要的电接触材料生产商主要集中在欧洲和日本，由于其基础科学发展迅速，科技人才储备充足，在新材料研发能力、制备工艺研究能力、生产自动化等方面均居于世界领先地位，引领整个行业的发展。

目前国外生产和研发电接触材料的公司主要有DODUCO公司（德国大都克）、Metalor公司（瑞士美泰乐）、Umicore（比利时优美科）、TANAKA（日本田中）等。

进入21世纪后，随着发达国家劳动力成本不断升高，世界低压电器制造及附属配件的生产中心逐渐由发达国家向发展中国家低劳动力成本地区转移。

随着我国经济的快速发展，电力建设的持续投入，我国已经成为世界最大的低压电器及附属配件制造基地，国际知名的电接触材料厂商纷纷在中国投资建厂，如领先大都克（天津）电触头制造有限公司、美泰乐科技（苏州）有限公司、优美科科技材料（苏州）有限公司。

②国际电接触材料行业发展趋势

1）绿色产品是未来市场竞争的核心方向

被称为“万能触头”的银氧化镉（AgCdO）因具有耐电弧、抗熔焊、耐机械磨损、耐腐蚀、稳定且较低的接触电阻、良好的加工性和可焊性能等诸多优点，是目前低压开关电器应用的主要电接触材料。

但由于其含有对环境与人体重度污染镉（Cd），引起各国政府及材料生产、科研单位的高度重视。

2003年，欧盟公布了《废旧电器电子设备指南》（即2002/96/EC—WEEA）和《在电子电器设备中限制使用某些有害物质指令》（即2002/96/EC-ROHS指令）。

而我国也在电子产品清洁化上做出不懈努力，《废旧家电及电子产品回收处理管理条例》（草案）、《关于加强废弃电子电器设备环境管理的公告》等相关条例也在研讨之中。

这些指令在客观上要求生产厂商必须研发出更多能替代含镉（Cd）材料的技术，如替代银氧化镉（AgCdO）的银氧化锡（AgSnO2）、银氧化锌（AgZnO）。

从目前各国电接触材料纷纷研发、投产银氧化镉（AgCdO）的替代产品的趋势来看，是否拥有“绿色触头”的研发生产能力将成为业内的企业的生存与发展关键性门槛。

2）新型工艺成为提升材料性能的关键所在

为满足电器电子设备日益微小型方向发展的需求，电接触材料必须具备小型化、高寿命和高灵敏度的特点。

因此，在制材方面，需以白银等贵金属材料为主；但是，全球范围内银的储藏量很小，为节约贵金属，行业内企业大量利用多种复层技术、挤压成型技术甚至纳米技术，以提高白银等贵金属材料的利用率。

白银等贵金属材料的多层复合技术及挤压成型技术将成为现代小功率触头材料的主要研发方向。

而拥有此类提高材料利用率技术的企业将拥有更强的竞争力。

（2）国内电接触材料行业发展现状及发展趋势

①国内电接触材料行业发展现状

经过多年的发展，中国电接触材料行业取得了长足的进步，品种基本齐全，满足了中低端电器产品和部分高端产品的需求，在国际市场上占有一定份额。

就电接触材料的品种和性能而言，目前国际上通用的电接触材料品种国内均能生产，部分品种的技术指标已接近或达到国际先进水平。

但就生产规模、工艺水平、产品质量等方面而言，我国与发达国家的触头材料相比尚存一定差距，除个别企业拥有一定优势外，整个行业目前的现状如下：

1）行业内小规模企业较多

目前，行业内多数为小规模企业，其技术人员缺乏、管理水平相对较低，同时忽视研发投入与生产设备更换，自动化程度较低，以粗放型模式生产经营，多以价格竞争作为其主要竞争手段。

该类企业产品结构往往单一，且缺乏自主生产合金材料的能力，主要系外购合金材料后进行成型加工。

同时，在生产过程中忽视检测环节，产品质量不能保证，不利于与世界知名企业竞争。

2）研发投入不足，制备工艺更新缓慢

从整体行业来看，除少数企业对新型电接触材料进行投入外，大多数企业局限于一般产品的生产，对新产品、新工艺、新技术的关注不足。

这一方面是由于我国在材料学、化学、物理学的研究水平相对滞后，缺乏相关专业人才支撑企业进行相关研究；另一方面是企业自身规模较小，工艺装备更新成本较大，基于目前日益剧烈的市场竞争形式，企业生存的压力限制了新型材料研发进程。

这些因素的积累，使得我国电接触材料生产企业，在高端产品（如高性能的银氧化锡（AgSnO2）触头材料等）的性能上缺乏竞争力。

目前国内高端产品主要由跨国公司提供，如DODUCO公司（德国大