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。     

细晶W-25Cu-2.0 mass%La_2O_3合金电接触性能

采用包套热挤压法制备了稀土氧化镧掺杂W-25Cu-2.0 mass%La_2O_3合金,在JF04C型电接触试验机上测试了稀土掺杂钨铜合金的接触电阻、燃弧时间、燃弧能量等电接触性能,利用钨灯丝扫描电镜对电接触材料阴阳两极电弧侵蚀形貌进行了微观分析。结果表明:稀土钨铜合金触头材料接触电阻较纯钨铜合金明显减小,且接触电阻不随接触电压的增大而增大;燃弧能量和燃弧时间随着接触电压的增大而增大,且波动性变大;闭合过程中的燃弧能量和燃弧时间均大于断开过程。电弧侵蚀后材料转移方向为阳极向阴极转移;电弧侵蚀形貌为阳极表面出现微小凹坑、阴极表面产生微小凸起;阳极触头表面出现富W区,阴极触头表面出现富Cu区,La_2O_3主要聚集在富W区。     

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.     

高致密细晶W-25Cu触头材料的电接触性能

由水热-共还原法制备出的原位共生W-25Cu复合粉末,经冷等静压、真空热压联合包套挤压工艺获得相对密度大于98%,导电率为42.7%IACS,硬度为246HB的高致密细晶W-25Cu电触头材料。材料显微组织中W相和Cu相分布均匀,颗粒细小(1~3μm)。在JF04C型电接触试验机上进行电接触实验,研究其在直流、阻性负载条件下的电接触性能。结果表明:提高钨铜合金致密度、细化晶粒可以减小并稳定接触电阻;燃弧时间和燃弧能量均随电压的增大而增大,分断过程燃弧能量和燃弧时间均小于闭合过程燃弧时间和能量。W-25Cu电触头材料经电侵蚀后,材料表面主要由Cu、W和WO_3三相组成。电接触过程中发生的材料转移以熔桥转移、电弧转移和喷溅蒸发等形式为主;随着电压的增大,发生材料转移方向的转变,即由阴极转移变为阳极转移。     

真空热压烧结-内氧化法制备Al_2O_3-Cu/(W,Cr)触头材料的电接触性能

采用真空热压烧结-内氧化法制备Al_2O_3-Cu/(25)W(5)Cr和Al_2O_3-Cu/(35)W(5)Cr电触头材料,分别测试其致密度、导电率和布氏硬度;利用场发射扫描电镜分析触头材料的微观组织;利用JF04C电接触触点测试系统研究两种触头材料的电接触性能。结果表明:纳米Al_2O_3颗粒钉扎位错引起位错缠结;在电弧侵蚀过程中,Al_2O_3-Cu/(25)W(5)Cr触头在30A时有少部分材料从阳极转移至阴极,但两种触头材料最终的质量转移方向都是从阴极转移到阳极;电弧侵蚀过程中随着Cu的熔化、蒸发和喷溅,W颗粒逐渐聚集并形成针状的骨架,阳极形成了凸起,阴极留下灼坑;当弥散铜基体中W的含量从25%增加至35%(质量分数)时,触头的熔焊力下降,抗熔焊性能提高。     

Ag-LaNiO3-δ电接触材料的直流电弧特性研究

研究了Ag-LaNiO3-δ电接触材料在直流电弧作用下弧区的元素分布、材料的微观组织形貌、直流电弧作用前后的电极形貌以及电极表面的元素分布；探讨了Ag-LaNiO3-δ电接触材料在直流电弧作用下的转移和腐蚀机理。实验结果表明：直流电弧引起阳极表面熔化、Ag离子向阴极转移及在阴极表面沉积；LaNiO3-δ复合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LaNiO3-δ颗粒悬浮在阳极Ag微小熔池中，增加了熔融Ag的粘度，有利于降低Ag熔滴的飞溅，减少了电弧烧损。Ag-LaNiO3-δ复合电接触材料显示出良好的综合电性能。     

放电等离子烧结Cu-Mo-WC复合材料电接触特性

采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备出(Cu-50Mo)-0.5%LaCl_3和(Cu-50Mo)-5%WC-0.5%LaCl_3 2种复合材料,对复合材料的密度、硬度、导电率和显微组织进行了对比分析。并对复合材料进行了电接触性能测试,研究了其在直流阻性负载条件下的阴极、阳极材料转移和质量损失规律,并通过扫描电镜观察材料在电弧侵蚀后的形貌,对复合材料的电弧侵蚀特征进行了初步分析。结果表明:采用SPS工艺制备的复合材料具有良好的综合性能;随电流的增大材料转移量不断增加;电弧侵蚀后的触头表面呈现气孔、熔池和凹坑等形貌特征,且电流值越大,其形貌特征越明显;当电压一定时,接触电阻随电流的增大而减小;当电压、电流相同时,接触电阻随电流变化无明显波动,而熔焊力随电流增大呈增加趋势。     

直流条件下Cu-10Cr电接触材料燃弧侵蚀特性

采用放电等离子烧结方法制备Cu-10Cr电接触材料,利用JF04C触点材料测试系统对Cu-10Cr电接触材料进行恒流条件下的电接触燃弧试验。分析在直流阻性负载条件下Cu-10Cr电接触材料的转移损耗情况,观察其燃弧侵蚀微观形貌,探讨材料的燃弧机制。结果表明:直流电弧会引起材料表面的熔化和转移,电流高于35 A时触点材料发生从阴极向阳极的转移;电接触表面呈现有熔池、浆糊状、气孔、裂缝、菜花状等多种微观形貌特征;燃弧能量随燃弧时间的增加而增大,并且在该试验条件下燃弧能量E和燃弧时间t存在线性关系。     

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。     

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。     

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。     

Cu-49.5Mo-1WC复合材料的电弧侵蚀特性

对采用SPS放电等离子烧结工艺制备的Cu-49.5Mo-1WC复合材料进行电接触实验,研究了其在直流阻性负载条件下的材料转移,质量损失,并通过扫描电镜观察材料在电弧侵蚀后的形貌,对Cu-49.5Mo-1WC材料的电弧侵蚀特征进行分析。结果表明:20 A时材料无明显转移,且阴极和阳极材料均有一定损耗;当电流大于20 A时,材料从阴极向阳极转移,并且随电流的增大转移量也不断增加;电弧侵蚀后触头表面呈现气孔、熔池和凹坑等微观形貌;接触电阻随电流的增大而逐渐减小;接触电阻和熔焊力随电流变化无明显波动。     

Ag-GNPs 新型电接触材料的制备及其电接触行为

为阐明Ag-GNPs新型电接触材料的电弧侵蚀行为,采用粉末冶金技术制备了石墨烯纳米片质量分数为0.5%~2.0%的Ag-GNPs新型电接触材料,研究了Ag-GNPs材料的微观结构、密度、电导率,分析了材料电弧侵蚀后的质量损耗、表面形貌,探讨了材料的电弧侵蚀机制。实验结果表明,高含量的GNPs降低Ag-GNPs材料的密度和导电率,但可显著增加其力学性能。GNPs的密度与含量对熔池表面元素再分布有重要影响。高含量的GNPs更容易团聚和降低Ag-GNPs材料的电接触性能,特别是当Ag-GNPs材料中GNPs含量超过1.5%。GNPs含量为1.5%的Ag-GNPs电接触材料具有最佳的抗电弧侵蚀性能,DC 25/15A条件下电弧侵蚀后其质量损耗最低、侵蚀坑最浅。     

Ag-GNPs新型电接触材料的制备及其电接触行为（英文）

为阐明Ag-GNPs新型电接触材料的电弧侵蚀行为,采用粉末冶金技术制备了石墨烯纳米片质量分数为0.5%~2.0%的Ag-GNPs新型电接触材料,研究了Ag-GNPs材料的微观结构、密度、电导率,分析了材料电弧侵蚀后的质量损耗、表面形貌,探讨了材料的电弧侵蚀机制。实验结果表明,高含量的GNPs降低Ag-GNPs材料的密度和导电率,但可显著增加其力学性能。GNPs的密度与含量对熔池表面元素再分布有重要影响。高含量的GNPs更容易团聚和降低Ag-GNPs材料的电接触性能,特别是当Ag-GNPs材料中GNPs含量超过1.5%。GNPs含量为1.5%的Ag-GNPs电接触材料具有最佳的抗电弧侵蚀性能,DC 25/15A条件下电弧侵蚀后其质量损耗最低、侵蚀坑最浅。     

Ag-La2NiO4不同条件直流燃弧特性研究

研究了Ag-La2NiO4电接触材料在不同条件直流电弧作用下电极表面的元素分布、材料的微观组织形貌、作用前后的形貌;探讨了Ag-La2NiO4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、Ag离子向阴极转移及在阴极表面沉积;La2NiO4复合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La2NiO4、La2O3、NiO颗粒悬浮在阳极Ag微小熔池中,增加了熔融Ag的粘度,有利于降低Ag熔滴的飞溅,减少了电弧烧损.Ag-La2NiO4复合电接触材料显示出良好的综合电性能.     

混粉法和包覆法制备的AgSnO_2电接触材料表面电弧烧蚀

采用扫描电子显微镜(SEM)、表面电子探针显微分析仪、电接触性能试验机等手段,研究了混粉法和包覆法制备的AgSnO_2电接触材料在直流条件下(DC 24 V/15 A),铆钉触头表面的电弧烧蚀情况。对材料的表面烧蚀机理、金属转移情况,以及电寿命等进行了讨论。结果表明,包覆法制备的AgSnO_2电接触材料具有较强的耐电弧侵蚀能力与较少的材料转移量。     

不同碳质相增强银基复合材料的电接触行为

采用粉末冶金工艺制备碳质相质量分数为3%的不同碳质相(石墨、碳纳米管和石墨烯)增强银基复合材料,并对其微观组织和物理性能进行表征。对复合材料触头进行直流阻性负载条件下的电弧侵蚀试验,研究了不同碳质相对复合材料电弧特征、材料转移和质量净损耗的影响。结果表明,银-碳纳米管复合材料具有最佳的致密度、硬度和抗拉强度;而银-石墨烯复合材料具有最好的导电率。复合材料触头的材料转移方式均为阴极向阳极转移。同等电接触参数条件下,银-石墨烯复合材料具有最佳电接触性能,其燃弧时间最短、燃弧能量最低、材料转移量和质量净损耗最少。     

Cu/TiBN电接触材料的导电性及抗电弧侵蚀机理

采用渗硼烧结法合成了一种新型TiBN粉体材料,它兼有陶瓷性和金属性,电阻率为2.6×10-3Ω·cm。以TiBN和TiN为增强相,采用粉末冶金法制备了Cu/TiBN和Cu/TiN电接触材料,系统的研究了不同含量TiBN和TiN的电接触材料的微观结构和物理性能。结果表明,与TiN相比,TiBN增强相能明显改善Cu基电接触材料的导电性能、抗氧化性能、硬度和抗电弧侵蚀性能。当含量为5wt.%时,Cu/TiBN电接触材料的抗电弧侵蚀能力最好,重量损失仅为1.5mg。电弧侵蚀时,在Cu/TiBN表面生成TixOy、B2O3和N2等产物,这些产物能明显改善Cu/TiBN电接触材料的抗电弧侵蚀能力。新开发的Cu/TiBN电接触材料具有优异的物理性能和抗电弧侵蚀性能,在电接触行业中拥有广阔的应用前景。     

SnO_2含量对AgCuOSnO_2电接触性能的影响（英文）

采用反应合成法制备了不同SnO_2含量的AgCuOSnO_2电接触材料。采用FCQR-7501型涡流电导率仪测量抛光AgCuOSnO_2的电导率。用扫描电镜(SEM)观察和研究了AgCuOSnO_2电接触表面的侵蚀形貌。JF04C直流数字电阻测试仪用于进行10 000点测试。结果表明,AgCuO(10)SnO_2(5)和AgCuO(10)SnO_2(8)电触头材料在U=12 V和I=15 A时的接触电阻小于1.3 mΩ,波动最小;当I=10 A时,AgCuO(10)SnO_2(x)(x=2,5,8)的熔焊力小于8 cN,AgCuO(10)SnO_2(5)电触头的熔焊力较小,当电流增大时熔焊力较为稳定;当AgCuOSnO_2电触头材料发生电弧侵蚀时,材料从阳极向阴极转移。随着SnO_2含量的增加,材料传输过程中的损耗得到抑制和降低。所转移的电触头表面有少量的气孔和微裂纹,表面形貌较为平坦。     

Cu-W复合电沉积工艺和镀层电弧侵蚀性能研究

在纯铜表面利用复合电沉积的方法形成Cu-W复合镀层,使其满足电触头材料使用性能.研究了镀液中W的质量浓度、阴极电流密度、搅拌强度和温度工艺参数对Cu-W复合镀层中微粒含量的影响,并对Cu-W电接触材料的电弧侵蚀性能进行了分析.结果表明:在最佳的复合电沉积工艺下,Cu-W的复合沉积量质量分数在17%～23%;Cu-W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,材料的转移方向相反;电弧侵蚀后Cu-W电接触材料的表面呈现凸起、凹坑和气孔等形貌特征.