[科普中国]-烧结金属石墨电刷

烧结金属石墨电刷是以相互不溶解的石墨和金属为组合材料，用粉 末冶金方法制成的电机中传导电流用的电刷。

简介烧结金属石墨电刷是以相互不溶解的石墨和金属为组合材料，用粉 末冶金方法制成的电机中传导电流用的电刷。出现于 1900年前后。其性能优于普通石墨电刷，应用广泛。 种类和组成常用的烧结金属石墨电刷有铜一石墨 电刷和银一石墨电刷。铜和银具有很好的导电性和导热 性，石墨有较好的导电性和良好的减摩性。根据不同的 性能要求，材料基本组分的含量可在较大的范围内变 化。铜或银的含量越高，材料的电阻率越低，允许的电 流密度越大。为改善某些性能，也可少量添加一种或数 种其他金属或化合物。加入锡、铅、锌，可在烧结时产 生液相，促进致密化。加入铁、镣、铬，可强化铜基 体，使材料具有适宜的磨削性。加入银、锡、铅、锌、 铝，可进一步提高耐弧性和韧性，降低摩擦系数。加钻 可减少铜的氧化，降低电刷的磨损量，稳定电机转速。 加入氧化物、碳化物、硫化物等，可减少材料的氧化和 磨损，保证接触电阻小，从而减少火花。

纯金属一石墨 电刷的导电率高于添加多种组元的电刷。 制造工艺将金属粉末、石墨粉和粘结剂直接混合，或将石墨粉与粘结剂拌合均匀后磨碎，再与金属粉 末混合制成混合料。将混合料在100一200 MPa的压力 下压制成型，或先压成坯料轧碎后再压制成型。压坯在 氮一氢或分解氨等气氛中于500一1000℃下进行烧结。 成型和烧结工艺条件随金属含量而变化。烧结件经适当 机加工后，可在真空下浸渍油或其他有机液体，以改善 其摩擦性能。 性能和应用烧结金属石墨电刷的摩擦系数为 0.15一0.70，电阻率低， 导电性好，载流量大，允许电流密度为90000一250000 A/mZ，适用于大电流交流电机，低电压高电流密度的 电解、电镀用直流发电机，低压小型牵引电机，汽车和 拖拉机的起动电机等。这种电刷一般使用于36V以下 的低电压范围，个别可用于76V的电压。便携式电池 以及汽车中的各种电机几乎都采用这种电刷。 最常用的烧结金属石墨电刷是铜一石墨材料。

而银 一石墨材料一般用于要求电刷能长时间均匀且稳定地 工作的高性能低电压电源中，如转数表传感器或外科 手术锯电机，以及计算机辅助设备、航空设备和伺服电 机等。 新研制成功的以铜、银及某些其他金属为基体，用 难熔金属的硫化物或硒化物取代石墨的新型电刷材料， 其强度高于普通的烧结金属石墨电刷，并且耐磨性高， 摩擦系数低，导电性亦好，适用于高真空宇航设备。

作用电刷是在电动机和发电机中用来转换和传导电流的零件。粉末冶金电刷是指金属含量大于石墨量的金属一石墨电刷。烧结的金属一石墨电刷，用于电机的集电滑块，还可用于电池、整流器或传感装置(如热电偶)输出的直流电源。银一石墨材料还应用于计算机辅助设备、航空设备和伺服电机上。1

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学