制备工艺对AgSnO_2(12)电接触材料组织与性能的影响

分别采用粉末冶金法和内氧化法制备了AgSnO_2(12)电接触材料,研究了制备工艺对AgSnO_2电接触材料微观组织、物理性能、加工性能和抗电弧侵蚀性能的影响。结果表明,内氧化法制备的AgSnO_2电接触材料组织致密、SnO_2颗粒在Ag基体内分布均匀,其显微硬度(Hv0.2)为109,抗拉强度为254 MPa,断后伸长率为18%。与粉末冶金法相比,内氧化法制得的AgSnO_2电接触材料具有更好的加工性能和抗电弧侵蚀性能。     

热压烧结制备La混杂纳米复合AgSnO2电接触合金

利用化学共沉淀和热压烧结等方法制备出纳米复合Ag-SnO_2和La掺杂Ag-SnO_2触头合金,对合金触头进行物理性能测试、真空耐电压和电弧烧蚀实验,并利用冷场发射扫描电镜(FESEM)对电性能实验前后组织进行分析.结果发现:纳米复合AgSnO_2电接触合金保持了制粉时纳米SnO_2颗粒的形貌和粒度,尤其是含La掺杂的电接触材料,其氧化物粒度更细,分布更均匀.随氧化物粒度的减小,电接触材料的硬度和电阻率增加、耐电压强度降低、耐电弧烧蚀速率减小.     

反应合成AgSnO2电接触材料的电弧侵蚀特性研究

抗电弧侵蚀性能是衡量电接触材料好坏的一个重要指标.本文对采用反应合成技术制备的AgSnO2电接触材料进行电接触试验,并通过扫描电镜观察材料在电弧侵蚀后的形貌,对AgSnO2(10)材料在直流、阻性负载条件下的电弧侵蚀特征进行研究.结果表明,反应合成法制备的AgSnO2(10)电接触材料在电流≤20A条件下,材料由阴极向阳极转移;电流＞20A条件下,材料的转移方向反转.归纳出电弧侵蚀后的AgSnO2(10)的表面形貌特征.     

AgSnO_2触头微观结构设计及电弧侵蚀模拟的进展

AgSnO_2作为一种无毒环保材料,因其优良的电接触性能而被广泛应用于低压开关和电源继电器领域。本文综述了近年来AgSnO_2触头材料的研发进展:在实验方面,分析比较了不同AgSnO_2电接触材料制备工艺的优缺点,介绍了AgSnO_2触头材料掺杂改性途径及其作用机理;在模拟方面,重点阐述了动、静触头电弧侵蚀过程以及触头微观结构演变行为,概述了基于第一性原理的触头掺杂体系的理论分析,介绍了考虑阳极蒸汽的真空电弧模拟研究。提出了结合实验和多尺度、多体系模拟来设计和研发新型AgSnO_2触头材料,对提高精密电气设备的可靠性和稳定性具有重要意义。     

Ag-SnO2电接触材料的研究进展及发展趋势

Ag-SnO2电接触材料因具有优良的物理性能、抗熔焊性和耐电弧烧蚀性等特性,已经成为最有可能代替传统有毒电接触材料Ag-CdO的一种新型环保电接触材料。基于40多篇文献的分析,归纳了包括合金内氧化法、粉末冶金法、喷涂法、模板法、磁控溅射法等制备工艺,增强相改性,增强相调控等方面对Ag-SnO2电接触材料组织性能的影响。提出设计研发新型Ag-SnO2电接触材料的新思路,为Ag-SnO2电接触材料的进一步优化奠定了理论和实验基础。     

大变形Ag/Ni20纤维复合电接触材料电弧侵蚀及形貌特征

采用包覆挤压、集束挤压、大变形冷拉拔等大变形技术制备出Ag/Ni20纤维复合电接触材料,研究该材料在直流条件下触点的电弧侵蚀,利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等方法分析电弧侵蚀后触点表面微观结构和元素分布,归纳出大变形Ag/Ni20纤维复合电接触材料具有浆糊状凝固物、珊瑚状结构、骨架结构、孔洞或气孔、裂纹等5种电弧侵蚀形貌特征。     

W-30Cu电接触材料直流电接触行为

采用水热-共还原法制备W-30Cu(质量分数,%)纳米复合粉末,并通过冷压制坯、真空烧结和包覆热挤压的工艺制备出纳米W-30Cu电接触材料,经挤压后致密度达到98.82%,硬度和导电率分别为224HB和44%IACS。利用JF04C型电接触试验机对其进行不同操作次数的电接触性能测试实验,利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等方法分析电弧侵蚀后触头表面微观形貌和元素分布,探讨材料在直流电弧下的转移机理。结果表明:直流电弧引起阳极材料转移,Cu相向阴极转移并在阴极沉积;材料转移引起富Cu区和富W区的存在,同时产生孔洞、裂纹、珊瑚状结构等多种电弧侵蚀形貌。接触电阻介于0.60~0.73 m?,W-30Cu电接触材料表现出良好的综合电性能。     

SPS法制备Cu-10Cr复合材料的电弧特性

抗电弧侵蚀性能是衡量电接触材料性能的重要指标,本文对采用放电等离子烧结技术(简称SPS法)制备出的Cu-10Cr复合材料进行电接触试验,研究了其在直流、阻性负载条件下材料的损失、转移情况,通过扫描电镜观察材料电弧侵蚀后的形貌并对形貌特征进行了表征。结果表明:在电流强度小于30 A条件下,材料未发生明显转移,但触头阴极和阳极均有一定的损耗;当电流强度大于35 A时,材料从阴极向阳极转移,并且随电流强度增大转移量随之增加;电弧侵蚀后触头表面呈现如气孔、裂缝和凹坑等形貌特征,且随电流强度增大而越明显;电流增加,熔焊力增大,接触电阻则有所降低。     

冷喷涂AgSnO_2触点涂层的组织与性能

采用高能球磨方法制备AgSnO_2复合粉末,将球磨粉末冷喷涂到铜基板上,能够获得几毫米厚度的较致密的AgSnO_2触点涂层。850℃退火后涂层发生进一步致密化并且在原始粉末颗粒边界形成富银区,涂层材料硬度略为降低。电弧侵蚀和电接触试验表明,冷喷涂的AgSnO_2涂层材料具有低而稳定的接触电阻,能够满足触点的基本性能要求。     

直流条件下W-15wt%Cu电接触材料燃弧特性研究

研究了W-15wt%Cu电接触材料在直流条件电弧作用下电极表面元素分布、材料微观组织形貌;探讨了电接触材料在直流电弧作用下的转移和腐蚀机理。结果表明:直流电弧引起阳极表面熔化、Cu离子向阴极转移并在阴极表面沉积;金属氧化物在电弧高温作用下分解成单元素,吸收了电弧能,有利于灭弧;同时W颗粒悬浮在阳极Cu微小熔池中,增加了熔融Cu的粘度,有利于降低Cu熔滴的飞溅,减少了电弧烧损。W-15wt%Cu复合电接触材料显示出良好的综合电性能。     

不同SnO2含量的AgSnO2触头材料电弧侵蚀行为研究

采用粉末冶金法制备了不同SnO2含量的AgSnO2触头材料,研究了SnO2含量对AgSnO2触头材料电弧侵蚀行为的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）表征了AgSnO2触头材料电弧侵蚀形貌,对影响AgSnO2触头材料电弧侵蚀的因素进行了分析。结果表明：在电弧侵蚀过程中侵蚀优先发生在SnO2区域。随SnO2含量增多,燃弧时间依次增加,侵蚀面积逐渐减小,侵蚀坑变深,金属喷溅增强。     

AgCuO电触头材料的接触电阻及电弧侵蚀形貌分析

采用原位反应合成法制备CuO含量为10%的AgCuO电触头材料,使用接触电阻参数测试仪对试样在不同电流条件下开闭次数与接触电阻的关系进行研究,并通过扫描电镜对试样的阴/阳极表面微观形貌进行电侵蚀特性分析。结果表明,低电流条件下AgCuO电触头材料的接触电阻基本都是先升高,然后在某一开闭次数时急剧下降,最后基本趋于一定值,且AgCuO电触头材料接触电阻会随着试验电流的增加而逐渐降低;当电流达到25A时,AgCuO电触头材料的接触电阻最低,且随开闭次数的增加其接触电阻变化不大,材料的接触电阻表现出极佳的稳定性。电弧侵蚀后的形貌分析发现,阳极表面呈凹凸状,并有气孔和裂纹,而阴极表面呈现浆糊状尖峰结构。     

Bi掺杂纳米AgSnO2的耐电弧侵蚀性能研究

AgSnO2在使用过程中温升过高以及抗侵蚀性和抗熔焊性差。采用溶胶-凝胶法制备掺杂Bi元素的纳米复合AgSnO2电接触合金,对合金进行电弧侵蚀试验,通过扫描电镜对合金电弧侵蚀后的形貌、燃弧能量和燃弧时间进行观察和分析。结果发现,与无掺杂的纳米复合AgSnO2合金相比,Bi元素的加入改善了Ag对SnO2的浸润性,避免了因SnO2富集形成绝缘层使接触电阻升高,从而提高触头材料电性能、电寿命,抗熔焊、耐电弧烧损的能力。     

AgSnO2电接触材料的制备和直流电弧侵蚀形貌特征

采用反应合成和热挤压方法制备出新型银二氧化锡电接触材料，运用X-ray分析了AgSnO2(10)材料的物相组成。在直流条件下进行AgSnO2(10)触点的电寿命实验，利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等实验手段对触点烧损后熔层表面进行元素成分分析，研究了熔层表面的微观组织结构。归纳出AgSnO2(10)材料的4种侵蚀形貌特征。     

添加Bi2O3对AgSnO2触头物理及电接触性能的影响

以Bi2O3为添加剂,采用粉末冶金法制备不同掺杂量的AgSnO2触头材料试样。测量Ag对氧化物基片的润湿角,测试了试样的密度、电导率、接触电阻、燃弧能量等参数,分析了 Bi2O3对AgSnO2触头材料润湿性的影响。结果表明,添加适量的Bi2O3对AgSnO2触头材料的物理和电接触性能有明显的改善,Bi2O3含量为1.5%时AgSnO2触头材料的整体性能达到最佳。润湿角随着Bi2O3含量增大呈现出波动增大的规律,与AgSnO2触头材料接触电阻、燃弧能量的变化规律基本吻合。     

新型AgZrB2 触头材料的制备及电气性能

采用超声、球磨和放电等离子烧结相结合的方法制备了不同ZrB₂含量（3%,5%,7%,质量分数）的新型AgZrB₂触头材料,并通过电接触试验研究了触头材料的电弧侵蚀和材料转移行为。结果表明,ZrB₂含量显著影响AgZrB₂触头材料的耐电弧侵蚀性能。Ag-3% ZrB₂触头材料具有稳定的闭合/分断燃弧能量和持续时间,表现出较好的耐电弧侵蚀性能。但是,过多的ZrB₂会导致更高的闭合燃弧能量和更长的闭合燃弧时间,并且分断燃弧能量和时间会产生较大的波动,电弧侵蚀较为严重,这说明过量的ZrB₂不利于提高触头材料的耐电弧侵蚀性能。此外,Ag-3% ZrB₂和Ag-5% ZrB₂触头材料具有相同的材料转移模式——从阳极向阴极转移,而Ag-7% ZrB₂触头材料则呈现出相反的转移模式——从阴极向阳极转移。     

热等静压制备AgZnO电触头材料的组织和性能研究

利用热等静压技术,采用混粉法制备高含量ZnO的AgZnO(12)电接触材料,研究了材料的显微组织,测试了电接触性能。利用扫面电镜(SEM)、金相显微镜(OA)表征了材料的微观形貌和电弧作用后的触点表面形貌。结果表明,热等静压技术能够有效的提高AgZnO(12)的烧结坯致密度;热等静压制备的AgZnO(12)丝材软态抗拉强度达到292 MPa,延伸率达到16%,比同状态下常规烧结的丝材分别提升了5.4%和28%,显微硬度值为80.3,没有明显的变化;AgZnO(12)加工硬化率高,随加工变形延伸率急剧下降;在直流阻性负载下的电弧作用后阳极形貌平整,材料侵蚀以喷溅为主,阴极形貌有富银的凝固凸点,周边形成金属凝固铺层;材料转移为阳极往阴极转移,接触电阻低而稳定,有很好的应用前景。