CNTs-Cu和C-Cu复合材料的载流摩擦学行为(英文)

采用粉末冶金方法在相同的工艺条件下制备CNTs-Cu和C-Cu复合材料。采用销盘式载流摩擦磨损试验机对两种材料的载流摩擦学行为进行研究。结果表明:铜基复合材料的摩擦因数和磨损率均随着增强体含量的增加而减小,随着电流密度的增加而增大;电流对C-Cu复合材料的影响更加显著;C-Cu复合材料的主导磨损机制是电弧烧蚀和粘着磨损,而CNTs-Cu复合材料的主导磨损机制是粘着磨损和塑性流动变形。     

有无电流条件下石墨自润滑铜基粉末冶金材料的摩擦磨损行为研究

以石墨自润滑铜基粉末冶金材料/铬青铜和纯铜基粉末冶金材料/铬青铜为摩擦副,采用销-盘式载流高速摩擦磨损试验机对材料的摩擦学特性进行研究.结果表明,材料的磨损率随滑动速度的增大而减小,电流对摩擦副的摩擦学特性有显著的影响;相同条件下,石墨自润滑铜基粉末冶金材料/铬青铜摩擦副的摩擦系数和磨损率都明显小于纯铜基粉末冶金材料.无电流条件下,摩擦面上出现了明显的粘着痕迹,摩擦副的摩擦磨损机理主要为粘着磨损;在电场作用下,摩擦表面产生熔融孔洞和犁沟现象,磨损机理主要为电气磨损和磨粒磨损.     

电流对碳纳米管增强铜基复合材料载流摩擦学性能的影响

采用粉末冶金方法在相同的工艺条件下制备纯铜和碳纳米管含量为10%（体积分数）的铜基复合材料。在一种销盘式载流摩擦磨损试验机上考察了不同电流条件下2种材料的载流摩擦磨损性能。结果表明：纯铜和铜基复合材料的摩擦系数和磨损率均随电流的增大而增大,但是电流对纯铜材料的影响更加显著;纯铜材料的主导磨损机制是电弧烧蚀磨损,而铜基复合材料的主导磨损机制是塑性流动变形;碳纳米管可以改善铜基复合材料的载流摩擦磨损性能。     

C／C复合材料抗电弧侵蚀性能研究

在销盘式"HST-100高速载流摩擦磨损试验机"上,对比考查了C/C复合材料与现役电力机车使用的浸金属碳滑板材料的抗电弧侵蚀性能.借助扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)结合摩擦表面宏观温度的测量,研究了摩擦表面的物相组成与形貌.结果表明,随着速度的增加,两种材料的摩擦系数和磨损率都随之增加,但C/C复合材料的摩擦系数和磨损率均低于浸金属碳材料,且增加的趋势较小.C/C复合材料具有优异的摩擦学性能和载流质量,满足后续高速滑板材料的发展需要.     

铜基功能梯度复合材料的摩擦性能研究

采用粉末冶金方法制备了铜基功能梯度复合材料.对铜基梯度复合材料的机械性能电性能及摩擦学性能的测试表明表层与底层组成为Cu-C-MoS2/Cu-ZrO2的功能梯度复合材料具有强度高,导电性好,耐磨性好的特点.材料的微观结构和摩擦磨损表面形貌分析表明,铜基功能梯度复合材料界面结合性好,组织均匀;润滑相组织弥散细小.同时兼有优良的机械性能和摩擦磨损性能.     

制备工艺对Al_2O_3/Cu复合材料载流摩擦磨损性能的影响

以Al2O3颗粒为增强相,分别采用内氧化法和粉末冶金法制备了Al2O3/Cu复合材料,并在HST100型载流高速试验机上进行了载流摩擦磨损性能测试,研究了制备工艺对Al2O3/Cu复合材料载流摩擦性能的影响。结果表明,内氧化法制备的A12O3/Cu复合材料的导电率和硬度均高于粉末冶金法制备的A12O3/Cu复合材料,且内氧化法比粉末冶金法制备的Al2O3/Cu复合材料具有更低的磨损率和摩擦系数。微观组织观察表明,内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料内部Al2O3颗粒分布均匀,且Al2O3颗粒与铜基体的界面结合整齐致密无污染,这是内氧化法比粉末冶金法制备的Al2O3/Cu复合材料具有更优抗载流摩擦磨损性能的主要原因。     

梯度铜碳复合材料的载流摩擦磨损性能

基于放电等离子烧结(SPS)技术,采用粉末冶金的方法制备梯度铜碳复合材料和非梯度铜碳复合材料。并在专用销-盘高速摩擦磨损试验机HST-100上进行摩擦磨损试验,研究载流条件下,梯度铜碳复合材料的摩擦磨损性能。结果表明:梯度铜碳复合材料(5 mass%C-10 mass%C)的摩擦系数平均值与同浓度(7.5 mass%C)非梯度铜碳复合材料相差不大,但其动态摩擦系数的波动性明显减小。其摩损率与碳含量7.5 mass%C非梯度铜碳复合材料相比明显降低,与碳含量为10 mass%的铜基复合材料相差不大,磨损率约为7 mg/m。梯度材料的载流效率和载流稳定性和10 mass%C铜基复合材料的相近,分别约为74%和73%。对于非梯度材料:随着石墨含量的增加,铜基复合材料的摩擦系数降低,摩擦系数波动幅度也减小,磨损率降低,载流效率和载流稳定性增加。采用放电等离子烧结(SPS)技术制备的铜基复合材料,磨损过程主要表现为机械磨损和电弧侵蚀。其中电弧侵蚀的行为主要是熔融、喷溅。非梯度复合材料的电弧侵蚀区域分布比较分散,在摩擦出口区域和材料的其他部位也都有存在,而梯度铜基复合材料的电弧烧蚀区域明显减小,仅出现在出口区域。     

铜基粉末冶金材料载流摩擦学特性研究

以铜基粉末冶金材料/铬青铜为摩擦副,模拟电力机车接触网中受电弓滑板和导线的服役条件,在销-盘式摩擦磨损试验机上进行了载流摩擦学特性研究。研究表明,随着电流的增大,摩擦系数呈下降趋势,磨损率呈上升趋势。试验较低电流（40A和60A）条件下,摩擦表面形成一氧化层;试验较高电流（80A和100A）条件下,摩擦表面覆盖有熔融物。载流条件下,销试样材料表面不断发生氧化,较低电流时,摩擦表面覆盖着一层Fe的氧化物;较高电流时,试样由于表面温度更高,形成Cu的氧化物。     

紫铜／Cu—Cr合金配副载流性能与摩擦性能的关系研究

在自制的载流摩擦磨损试验机上,对紫铜/Cu-Cr合金载流摩擦副载流性能与摩擦性能的关系进行了研究.结果表明,对于载流摩擦副,摩擦系数的表现行为与载流质量的表现行为存在着相似的变化规律,摩擦系数越高、动态摩擦系数越稳定,则载流电流比也越高,载流电流的动态波动也越小.同时,摩擦副接触压力与载流电流的提高都有利于载流摩擦副获得更加稳定的接触行为,表现为摩擦副的摩擦系数提高、载流电流比提高,同时摩擦和载流过程的动态波动减小.     

载流条件下铜基粉末冶金滑板材料的电弧侵蚀防护

以粉末冶金/铬青铜为摩擦副,在销-盘式摩擦磨损试验机上进行了载流摩擦学特性研究,结果显示:电流对电弧能量的大小有影响,载荷、速度对电弧能量有显著影响;可以找出一组电流、速度、载荷的最接近最佳匹配的数据,把电弧对粉末冶金滑板材料侵蚀程度减到最小;在水雾条件下,低速可以减小铜基粉末冶金滑板材料的质量磨损率.在最佳的表面粗糙度下电弧能量、质量磨损率最小;摩擦副材料的匹配性可以减小滑板材料的质量磨损率.