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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

反应合成银氧化锡电接触材料导电性能研究

采用反应合成技术和传统粉末冶金技术制备银氧化锡(AgSnO2)电接触材料。对AgSnO2块体材料进行导电率测试和X射线衍射分析，对块体材料及冷拉拔的AgSnO2线材进行显微组织分析(扫描电镜、透射电镜)。研究结果表明：采用反应合成技术可以在银基体中合成尺寸细小、界面新鲜的SnO2颗粒，制备AgSnO2电接触材料；反应合成法制备的AgSnO2材料中，微米级的SnO2颗粒系由纳米级的SnO2颗粒聚集而成；反应合成法制备的AgSnO2电接触材料较传统粉末冶金法制备的AgSnO2电接触材料具有更高的导电性；采用反应合成法制备的AgSnO2电接触材料由于改变了Ag和SnO2的结合状态使材料的加工性能和导电性能同时得到改善和提高。     

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。     

银-金属氧化物触头材料电弧侵蚀产物的研究

针对电寿命试验后AgSnO2 触头周围出现黑色侵蚀产物的现象,通过光学显微镜、扫描电镜观察和能谱成分分析等手段,对比研究了AgCdO及AgSnO2 触头电弧侵蚀产物的形貌及组成.结果表明:AgSnO2 周围沉积物呈现黑色是由于电弧侵蚀后产物为须状形貌所致,而该形貌与AgSnO2的电弧侵蚀时以"蒸发"为主有关.另一方面,AgCdO的电弧侵蚀以"喷溅"为主,其产物呈菜花状.研究结果还表明:对电弧侵蚀产物的深入研究,有助于对触头材料电弧侵蚀机理的探讨.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

掺杂不同粒度添加剂的AgSnO2触头材料的物理特性和电接触特性

在本文中,研究了添加剂的粒度和AgSnO2触头材料的性能之间的关系。Bi2O3、TiO2和CeO2被选作添加剂,并且四种粒度被选择,与此同时添加剂的比例通过润湿性试验获得。AgSnO2 触头材料通过粉末冶金法制备。对掺杂不同种类不同粒度的AgSnO2触头材料的物理和电接触性能进行了研究,结果表明三种添加剂（Bi2O3、TiO2和CeO2）的粒度对触头材料性能的影响趋势是一致的,并且细的添加剂颗粒有利于AgSnO2触头材料性能的改进。随着添加剂粒度的减小,AgSnO2触头材料的物理和电接触性能都得到了提高,并且添加剂的最佳粒径200nm。结果表明AgSnO2触头材料的性能可以通过选择添加剂的最佳粒度改进。     

Arc erosion of AgSnO<Subscript>2</Subscript> electrical contacts at different stages of a break operation

Arc erosion studies are conducted on AgSnO2 contact materials at different stages in the break operation. A resistive load arrangement is used with up to 42 V DC at 24 A and a constant contact opening velocity. The arc current is terminated at different stages as the arc is drawn between the contacts enabling a study of the arcing phenomena up to that point. Surface profiling of the contacts is conducted to determine the extent of erosion at the different stages as the arc is drawn. Spectral analysis is also conducted on the arc and then related to the extent of erosion. The results show that particular features occur at different stages as the arc is drawn. As the arc is initially established, it goes through an "Arc Generation" regime where the arc roots are small and immobile on both the anode and the cathode. Material transfer occurs mainly from anode to cathode. The spectral analysis indicates that Sn and O species dominate the arc followed by the Ag species. As the arc is drawn further and enters the "Arc Degeneration" regime, the anode undergoes significantly larger erosion than the cathode. Also, both contacts indicate that multiple arc roots have formed, which are highly mobile in the later stages of the discharge. The spectral analysis indicates that Ag and N species are in high concentrations compared to other species. The mechanisms of erosion and deposition are discussed in relation to the species within the arc discharge. For the complete break operation, it is found that the anode undergoes major erosion, and it is thought that the gaseous ions species do not dominate the arc under these conditions of short arcs and voltage <42 V to cause cathode erosion.     

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。