Toz metalurjisi yöntemiyle gümüş ? bor oksit esaslı kontak malzemesi üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Investigation of properties of silver ? boric oxide based contact materials produced by powder metallurgy
Yazar: SERKAN BIYIK
Danışman: PROF. DR. FAZLI ARSLAN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2008
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Bor oksit = Boron oxide ; Gümüş = Silver ; Kontak malzemesi = Contact material ; Toz metalurjisi = Powder metallurgy

Özet:
Bu çalışmada toz metalurjisi yöntemiyle üretilen Ag - B2O3 esaslı kontak malzemelerinin özelliklerine B2O3 oranının etkisi incelenmiştir. Gümüş ve B2O3 tozları üretildikten sonra homojen bir şekilde karıştırılıp 1000 MPa'da preslenmiş ve 800°C'de sinterlenmiştir.Üretilen kontak malzemelerinde B2O3 oranı % 0 ile % 15 arasında değiştirilmiştir. Sabit ve hareketli kontak çiftlerinin malzemeleri aynı türden seçilmiştir. Numuneler belirli çevrim sayılarında alınarak ağırlıkları ölçülmüş ve yüzeyleri metal mikroskobu altında incelenmiştir. Deneyler, imal edilen deney düzeneğinde 220 V, 50 Hz ve 5 A alternatif akım şartlarında ve dakikada 60 açma-kapama (çevrim) olacak şekilde yapılmıştır. Açma-kapama sayısı 40.000 çevrime kadar çıkartılarak, çevrim sayısı ile ağırlık kaybı arasındaki ilişkiler araştırılmıştır.Bütün kontak malzemelerinde ilk 20.000 çevrimde hızlı bir ağırlık kaybının olduğu, daha sonra bu ağırlık kaybının giderek azaldığı gözlenmiştir. Gümüş içerisindeki B2O3 oranının yaklaşık % 8 oranına kadar artmasıyla ağırlık kaybında azalmalar tespit edilmiştir. Bu azalma % 5'e kadar B2O3 içeren kontaklarda pek belirgin olmayıp, özellikle % 10 oranında B2O3 içeren kontaklarda oldukça belirgin bir şekilde ortaya çıkmıştır.Belirli çevrim sayılarında kontakların yüzeylerinde yapılan incelemelerde ark etkili bölge, geçiş bölgesi ve ark etkisiz bölge olmak üzere üç farklı bölgenin oluştuğu gözlenmiştir. Ark etkili bölgeler çevrim sayısının artmasıyla genişlemiştir. Saf gümüş ve B2O3 oranının düşük olduğu kontak malzemelerinde ark etkili bölge yüzeyinde ergime sonucu nispeten kaba girinti ve çıkıntılar oluşurken, artan B2O3 oranıyla ark etkili bölgede belirgin ergime izleri azalmıştır.Anahtar Kelimeler:Elektrik kontak malzemeleri, Ag esaslı kontak malzemesi, Ark erozyonu

Abstract:
Investigation of Properties of Silver ? Boric Oxide Based Contact MaterialsProduced by Powder MetallurgyIn this study, the effects of boric oxide content on the properties of Ag - B2O3 based contact materials which were produced by powder metallurgy were investigated. Silver and boric oxide powders were uniformly mixed and pressed at 1000 MPa and compacts were sintered at 800°C.The boric oxide content in contact materials was changed between 0 % and 15 %. Both the fixed and the movable contacts were selected from the same material. The contact surfaces and the weight losses were examined after certain cycles. Arc erosion experiments were carried out at 220 V, 50 Hz, 5 A AC and cycled at 60 operations per minute. The number of cycles were increased up to 40.000 and the relationship between weight loss and cycle number were investigated.It was observed that all the samples were loosing weights rapidly up to 20.000 cycles and after that point, the weight losses were slow up to 40.000 cycles. The effects of B2O3 was not significant at low contents of B2O3 but reached to minimum weight loss at about 8 % contents of B2O3.Examinations of contact surfaces using metal microscope after certain cycles showed that the arc affected zones enlarged with increasing number of cycles. Arc effected zone, containing melted spots was relatively larger in pure silver and low B2O3 content contact materials. But arc effected zone was almost diminished in 10 % B2O3 containing materials, this was attributed to cooling effect of B2O3 particles which was melted at 450°C.Key Words:Electrical contact materials, silver-based contacts, arc erosion