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。     

Al2O3-Cu/25W10Mo4Cr复合材料的电接触行为

采用真空烧结和内氧化法制备了Al_2O_3-Cu/25W10Mo4Cr复合材料,研究了其硬度、导电率、密度等综合性能和电接触性能。利用JF04C电接触触点测试系统测试了复合材料的熔焊力、燃弧时间、质量转移等电接触性能参数;利用JMS-5610LV扫描电镜对电接触试验后复合材料的表面进行微观形貌分析。结果表明:电压为DC 25 V时,Al_2O_3-Cu/25W10Mo4Cr复合材料的燃弧时间、燃弧能量随负载电流的增大而增大;接触电阻随负载电流的增大而减小;电接触后触点材料表面有气孔、裂纹、凹坑等典型电弧侵蚀特征。     

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。     

Ag-La2NiO4触点材料电弧侵蚀研究

研究了Ag-La2NiO4触点材料在直流阻性负载条件下的材料转移,以及接触电阻等电接触性能.实验结果表明:不同电压(DC 8V、DC 18V)、电流条件下,材料的转移方向、转移量及损耗均不同;DC 18V下接触电阻和熔焊力很不稳定,且随电流值增加有不同程度的波动.     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

不同接触压力和电极间距下AgTiB_2触头的材料转移行为（英文）

为了阐明接触压力和电极间距对Ag基触头材料转移行为的影响,在阻性负载24V/16A条件下对Ag-4wt.%TiB_2触头材料在电接触测试系统中进行不同接触压力和电极间距5000次电弧侵蚀实验,系统研究燃弧能量和燃弧时间与接触压力和电极间距的关系,表征电弧侵蚀后阳极和阴极的表面形貌,测量电弧侵蚀后两电极的质量变化,并对材料转移行为进行讨论。研究结果表明:接触压力显著影响燃弧能量、燃弧时间和侵蚀形貌,但并不改变材料转移模式。然而,电极间距不但影响燃弧能量、燃弧时间和侵蚀形貌,而且改变材料转移方向。当电极间距为1 mm时,材料转移方向为由阳极到阴极;而电极间距为4 mm时,材料转移方向发生逆转,即材料由阴极向阳极转移。     

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。     

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。     

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。     

新型银基电接触材料的研究进展

综述了3种新型银基电接触材料的性能特点。以NiO、Bi2O3或CuO改性的Ag/SnO2MeO可以改善传统Ag/SnO2电接触材料的接触电阻稳定性、温升控制及室温加工性;以Ag/Ti3SiC2和Ag/Ti3AlC2为代表的三元层状化合物陶瓷相增强银基材料(Ag/MAX)可以改善AgNi材料大电流条件下的抗熔焊性能,降低直流负载条件下材料转移量;用石墨烯替代传统石墨研制的Ag/GNPs可以解决表面膜增厚、接触电阻增大、耐磨性不足等缺点。提出新型银基电接触材料的主要研发方向。     

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。     

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。     

多级结构超疏水钛合金表面制备及性能

本文以Ti6Al4V钛合金为基材,利用微弧氧化和水热法在钛合金表面形成微纳复合多级粗糙结构,进一步通过氟化处理得到具有多级结构的超疏水钛合金表面。利用傅里叶变换红外光谱、能谱仪和场发射扫描电子显微镜等对材料表面结构和组成进行了系统的表征。利用水接触角对材料表面润湿性能进行了分析。因此,通过表面多级粗糙结构的构建以及低表面能处理,能够实现超疏水表面的构建。血小板黏附和溶血率测试结果表明材料表面具有较好的血液相容性。材料表面修饰前后耐腐蚀性能测试表明,超疏水结构能有效地降低材料表面与血液和腐蚀液的接触面积,进而降低材料表面与血细胞的相互作用,同时可以有效提高材料表面的耐腐蚀性能。     

Effects of Oxide-Modified Spherical ZnO on Electrical Properties of Ag/ZnO Electrical Contact Material

Silver-zinc oxide (Ag/ZnO) electrical contact material is widely used as contacts of the medium duty switching devices. Effects of modified ZnO on properties of Ag/ZnO electrical contact material were investigated in this work. NiO and CuO were introduced to modify spherical ZnO by a chemical solution nano-coating method. Ag/ZnO contacts prepared using the modified spherical ZnO were produced by powder metallurgy (PM) method in a muffle furnace in temperature ranges from 750 to 900 °C. Results show that electrical conductivity, stability of relative density, and Vickers’ hardness of Ag/ZnO electrical contact material can be improved by the addition of NiO because of the formation of NiO solid solution Zn_0.2Ni_0.8O. The addition of CuO to Ag/ZnO electrical contact material makes arcing energy and mass loss lower. Since this is attractive for a longer service life, using NiO and CuO co-modified ZnO as a second phase may be a promising way to improve properties of Ag/ZnO electrical contact material. Hence, the presented results could also be useful for the design of a new Ag/ZnO electrical contact material.     

多弧离子镀负偏压对氮化钛薄膜的影响研究

在4Cr13不锈钢表面制备TiN薄膜,通过改变负偏压,探讨偏压对薄膜的表面质量、结构、硬度、结合力和摩擦系数的影响。结果表明：负偏压对薄膜的表面质量影响较大。偏压为0 V时,TiN薄膜表面凹凸不平,液滴较多。随着偏压的升高,薄膜表面变得光滑,液滴的尺寸和数量都减小,致密性也得到提高;TiN薄膜在不同偏压下均体现出了在(111)晶面的择优取向,但随着偏压的增大,这种择优取向逐渐减弱,当偏压达到400V时,薄膜在(220)晶面的峰值逐渐增强;当偏压在0 V-400 V之间变化时,薄膜的硬度先增大后减小,当偏压为300 V时,薄膜硬度达到最大值2650 HV;超过300 V时,薄膜的硬度开始降低;当偏压为200 V时,薄膜的结合力为42 N左右;偏压为300 V时,薄膜结合力最大为58 N,偏压为400 V时,薄膜的结合力反而出现下降,为42 N;当偏压为：0V、200V、300V、400V时：平均摩擦系数分别为：0.66、0.55、0.48和0.5;适当的偏压可以提高薄膜的硬度、结合力、耐磨性等性能,当偏压为300 V时,薄膜的各项性能达到最佳。