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。     

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。     

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。     

不同颗粒增强铜基复合材料的真空电击穿性能

采用粉末冶金法制备Al_2O_3/Cu和Cr30/Cu复合材料,采用熔渗法制备W80/Cu(-Al_2O_3)复合材料,观察其微观组织,测试其真空电击穿性能。结果表明:Al_2O_3/Cu和Cr30/Cu复合材料有较低的截流值,Cr30/Cu复合材料有较高的耐电压强度,且燃弧时间更加稳定;在W80/Cu复合材料中引入Al_2O_3强化粒子能提高其耐电压强度,降低截流值;Al_2O_3/Cu和Cr30/Cu复合材料电弧烧蚀区域均匀分散,而W/Cu复合材料电弧侵蚀集中,侵蚀坑较深,但能减弱熔融金属喷溅;Cr30/Cu复合材料抗真空电击穿性能最优。     

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。     

AgCuO电触头材料的电接触性能

采用原位反应合成法制备CuO含量分别为10%、12%、15%的AgCuO电触头材料,在不同电流条件下对这3种触头材料的燃弧时间、燃弧能量、熔焊力、接触电阻等电接触性能进行了测试分析。结果表明:AgCuO电触头材料的分断燃弧时间随CuO含量的增加而增大;CuO含量为10%的样品(AgCuO(10))分断燃弧时间最为稳定;随电流的增大,AgCuO电触头材料的熔焊力不同程度地增加;电流小于20A时,CuO含量为12%的AgCuO(12)抗熔焊性较好;电流大于20A后,CuO含量为10%的AgCuO(10)抗熔焊性较好。原位反应合成法制备的AgCuO电触头材料的接触电阻随电流增大呈现出下降的趋势。     

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。     

Cu-W-TiC复合材料的电接触特性研究

采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备了(Cu/50W)-3%Ti C复合材料。测试了该复合材料的密度、致密度、显微硬度和导电率;采用扫描电镜分析了该复合材料的显微组织;利用JF04C型触点材料测试系统研究了该复合材料的熔焊力、接触电阻等电接触性能及其变化规律。结果表明:在本试验条件下,(Cu/50W)-3%Ti C复合材料触头的材料转移随电流的增大而增大,且材料的转移方向从阳极向阴极转移,其转移机制以液桥转移为主,同时伴有电弧转移;该复合材料的熔焊力随电流的增大而增大,且随操作次数的增加呈上升趋势;该复合材料的接触电阻随操作次数的变化较为平稳,随电流的增加,呈下降趋势。     

微量Ce对AgCuNi合金电接触性能的影响

利用电性能模拟试验机、扫描电镜(SEM)、DT-100型天平等实验设备,研究微量稀土Ce对AgCuNi合金的接触电阻、燃弧能量、表面侵蚀形貌特征和电寿命的影响.结果表明,添加微量Ce的AgCuNi合金接触电阻低而稳定、抗电弧侵蚀性能好、质量损耗小、电寿命长,是一种电接触性能优异的新型触头材料.     

熔盐电沉积钨镀层研究进展

论述了钨金属在Al_2O_3-Cu铜合金、Cu Cr Zr合金、V-4Cr-4Ti合金、碳纤维复合材料以及低活性钢表面的电沉积技术。阐述了脉冲参数、时间、基体材料和温度等参数对钨镀层表观及微观结构的影响。最后对电沉积钨金属的发展方向和前景作出了展望。     

Ag/SnO2电接触材料的制备及其燃弧特性研究

以Ag粉和自制SnO_2为原料,采用机械合金化和热挤压拉拔工艺制备Ag/SnO_2电接触材料。采用冷压焊工艺设备制备了Ag/SnO_2铆钉元件。采用X射线衍射仪(XRD)对Ag粉、自制SnO_2及Ag/SnO_2复合粉体进行物相分析;采用扫描电子显微镜(SEM)对电寿命测试前后Ag/SnO_2铆钉元件的表面形貌进行了表征。并考察了不同电气参数对Ag/SnO_2铆钉元件的燃弧特性、电弧侵蚀形貌、质量损失及其失效退化模式等特性研究。结果表明:Ag/SnO_2电接触材料在电弧作用下相比于纯Ag表现出更高的燃弧时间和燃弧能量,平均闭合与断开燃弧时间分别为51.78和25.86 ms,比纯Ag多出4.87和2.78 ms;同理,平均闭合、断开燃弧能量分别为988.14和493.85 mJ,比纯Ag高出104.93和58.76mJ;随着循环操作次数的增加,Ag/SnO_2电接触材料的总质量损失为负值,其失效退化模式主要表现为液滴飞溅与SnO_2颗粒上浮。     

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。     

40Cr钢表面等离子喷涂Al_2O_3-TiO_2及Mo/Al_2O_3-TiO_2复合涂层的性能

采用等离子喷涂法在40Cr钢表面制备了Al_2O_3-Ti O_2涂层和Mo/Al_2O_3-Ti O_2复合涂层。利用扫描电镜(SEM)对涂层的微观形貌进行观察,并对涂层的结合强度、抗热震性能以及涂层的耐腐蚀性进行研究。结果表明:涂层与基体、涂层与涂层之间结合良好;复合涂层抗热震性能优于Al_2O_3-Ti O_2涂层;在40Cr钢喷涂Mo/Al_2O_3-Ti O_2复合涂层后可显著提高耐腐蚀性。对涂层进行封孔处理后,可进一步提高耐腐蚀性。     

AgSnO2NiO电触头材料电接触性能的研究

采用合金内氧化法制备了不同NiO含量的AgSnO₂NiO电触头材料,在JF04C触点材料测试机上对材料进行电接触实验,研究了该材料的接触电阻、抗熔焊性、材料转移特性,并通过扫描电镜对试样阴/阳极表面电侵蚀下的微观形貌进行了分析。结果表明,NiO的加入有利于减小并稳定接触电阻,电压不高于18 V时,接触电阻随开闭次数的增加呈现出缓慢下降最后趋于稳定的趋势,而当测试电压增大到25 V时,各试样的接触电阻随之增大,且各试样接触电阻的增幅不同;材料的熔焊力和燃弧能量均随电压的增加而增大,NiO含量的增加并不会明显降低熔焊力,但起到了减小燃弧能量的作用。电接触过程材料为阳极转移,材料总损耗量随NiO的加入量增多而降低,阴极触头表面明显附有一层凝固后的熔融金属液形貌,材料转移主要以熔桥方式进行,且凸峰表面呈现浆糊状尖峰的形貌特征。     

Mo元素掺杂对氧化铝基陶瓷/金属复合材料微观形貌及介电性能的影响

采用粉末冶金法制备了Mo掺杂的Al_2O_3基陶瓷/金属复合材料(Al_2O_3/Mo),利用X射线衍射、扫描电镜等测试分析方法研究了Mo掺杂对复合材料微观形貌及介电性能的影响。结果表明:Al_2O_3/Mo复合材料主要由Al_2O_3相和Mo相组成,未出现新相。Mo主要分散在Al_2O_3晶界,并且随着Mo掺杂量的增加,Al_2O_3晶粒尺寸逐渐减小、材料气孔率逐渐增加。当Mo掺杂量小于20%(质量分数)时,复合材料电阻率(10~(12)?·cm)与相对介电常数(8~9)没有明显变化;而当Mo掺杂量大于20%,Mo由弥散相转变为连续相,复合材料的体电阻率急剧下降到10~(10)?·cm;当Mo掺杂量达到40%时,由于复合材料中Mo已经形成连续的贯穿网络,体电阻率下降趋势减缓,稳定在10?·cm左右。因此,通过调控Al_2O_3基体中的Mo掺杂量及相分布,可以制备出具有不同电阻率的陶瓷/金属复合材料。     

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。     

粉末冶金制备Al_2O_3颗粒增强铜基复合材料的耐蚀性

采用机械合金化和粉末冶金法制备了Al_2O_3颗粒增强铜基复合材料,通过失重法对所制得的复合材料分别在不同的酸腐蚀条件下的腐蚀速率进行了测试,并采用扫描电镜对试样的腐蚀表面进行了观察。结果表明,Al_2O_3/Cu复合材料的腐蚀速率随温度和腐蚀介质浓度的增加而显著增大,充分细化Al_2O_3颗粒和适当延长球磨时间有利于改善其耐蚀性能。     

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。     

MgO/Cu基复合材料耐电弧侵蚀行为研究

采用放电等离子烧结法(SPS)制备了纳米级MgO陶瓷颗粒增强铜基复合材料(MgO/Cu复合材料),重点研究了MgO颗粒含量对其耐电弧侵蚀性能的影响,阐述了MgO颗粒在电接触过程中的耐电弧侵蚀机理。结果表明,随着MgO颗粒体积分数增加,MgO/Cu复合材料的耐电弧侵蚀性能逐渐提高,当MgO颗粒体积分数为5%时,MgO/Cu复合材料的总体质量损耗和燃弧能量均达到最低值。研究分析表明,高熔点的MgO颗粒有助于改善MgO/Cu复合材料的力学性能和耐电弧侵蚀性能。电弧侵蚀过程中,高熔点MgO颗粒的存在提高了液相铜基体的熔池粘度,减少了电弧喷溅,从而提高了MgO/Cu复合材料的耐电弧侵蚀性能。     

0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金和钛台金接触腐蚀与防护研究

通过测定0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金（LY12）和钛合金（TC4）组成的电偶对的电偶电流的方法,研究了0Cr13Ni8Mo2Al钢在使用中与铝合金和钛合金接触时发生电偶腐蚀的敏感性。研究结果表明:0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金接触时会产生严重的电偶腐蚀,必须进行防护处理方可使用;与钛合金接触时产生的电偶腐蚀很轻微,可以不进行防护。0Cr13Ni8Mo2Al钢表面进行镀镉钛防护后,与铝合金接触时的电偶电流密度大为减小,相差近10倍;采用环氧锌黄底漆、XM-33-4双组分密封胶防护可以有效地防止0Cr13Ni8Mo2Al钢与铝合金和钛合金接触产生的电偶腐蚀。