Comparative Analysis of Two Contact Materials in Resistive Life Tests of Electromagnetic Relays

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2026.08.008

Abstract

Abstract:

Aiming at the problem that a certain type of balanced-force electromagnetic relay produced by Guizhou Zhenhua Qunying Electric Appliance Co., Ltd. operates under complex load conditions, and a single contact material cannot meet the service requirements under all working conditions, experimental research on contact material selection is carried out. Taking two contact materials, silver-cadmium oxide (AgCdO) and silver-tin oxide-indium oxide (AgSnO₂In₂O₃), as the research objects, comparative electrical life tests are completed under resistive AC and DC operating conditions. Matching appropriate contact material schemes according to different load characteristics can effectively extend the overall service life of the relay. The research results can provide experimental basis and technical reference for contact material selection and product development of similar electromagnetic relays.

Key words: electromagnetic relay, AgCdO, AgSnO₂In₂O₃, contact materials, resistive life

CLC Number:

TM58

Chen Yuling, Liu Xingshang, Wu Duanjian, Wu Fangzheng. Comparative Analysis of Two Contact Materials in Resistive Life Tests of Electromagnetic Relays[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2026, 0(8): 60-68.

Figures/Tables 16

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材质	银含量/ (wt%)	密度/ (g·cm^-3)	电阻率/ (μΩ·cm)	抗拉强度/ MPa	延伸率/ %	硬度/ (kgf·mm^-2)
AgCdO10	90	≥10.1	≤2.10	≥260	≥15	≥50
AgCdO12	88	≥10.0	≤2.20	≥260	≥12	≥60
AgCdO15	85	≥9.85	≤2.30	≥260	≥10	≥65
AgSnO₂(5)In₂O₃(3)	92	≥9.90	≤2.30	230~380	≥17	≥75
AgSnO₂(6)In₂O₃(4)	90	≥9.80	≤2.40	230~380	≥17	≥80
AgSnO₂(8)In₂O₃(4)	88	≥9.70	≤2.50	230~380	≥12	≥85

特征	AgCdO	AgSnO₂In₂O₃
氧化物类型	CdO(单一氧化物)	SnO₂+In₂O₃(复合氧化物)
分布均匀性	易偏聚,形成局部氧化物富集区	分布更均匀,In₂O₃抑制SnO₂聚集
颗粒形态	颗粒较大,界面清晰,多呈块状或短棒状	颗粒细小,SnO₂为球状,In₂O₃起弥散钉扎作用
界面结合强度	较弱(热膨胀系数差异大)	较强(In₂O₃缓冲热失配应力)
界面反应层	无显著反应	存在Ag-In-Sn过渡层(增强界面韧性)
缺陷倾向	易产生微裂纹(热膨胀系数不同)	抗热疲劳性优
电弧侵蚀产物	生成Cd蒸气和Ag枝晶	生成SnO/InO保护膜,抑制材料转移

性能指标	AgCdO	AgSnO₂In₂O₃
高温稳定性	稍差,CdO在800 ℃分解	优,氧化物分解温度>1 500 ℃
接触电阻稳定性	易发生氧化物剥落,接触失效; 中低电流稳定,高电流易波动	强界面结合,直流条件下接触电阻稳定性高
硬度	较低	较高
导电性	略优(2.20 μΩ·cm)	稍差(2.50 μΩ·cm)
电导率	CdO阻碍电子迁移	In₂O₃优化界面势垒
抗熔焊性	中等,局部过热导致CdO软化,电弧下易喷溅	优,SnO₂高熔点分散电弧能量,熔池黏度高,表面平整
耐烧损性	差,氧化物剥落形成凹坑	优,均匀侵蚀,形成致密氧化层
环境友好性	Cd毒性	无毒复合氧化物

项目	参数值
触点动静压力/N	1.0
触点间隙/mm	0.80~0.85
试验环境温度/℃	125
循环速率/(次·min^-1)	20±2
通断比	1∶1
通电模式	全过程,动合、静合同时进行
负载条件	阻性直流:15 A,28 V DC,10万次
负载条件	阻性交流:15 A,115 V AC, 400 Hz,10万次

样品编号	试验项目	触点材料	试验结果	首次失效次数	失效模式
1#~4#	阻性直流	AgSnO₂In₂O₃	均合格	—	—
5#		AgCdO	均失效	44 166	静粘动断
6#				81 120	动粘静断
7#				57 907	静粘动断
8#				41 372	动粘静断
9#	阻性交流	AgSnO₂In₂O₃	均失效	10 646	动粘静断
10#				9 187
11#				13 817
12#				15 307
13#~16#		AgCdO	均合格	—	—