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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

直流负载条件下Cu-Cr-Zr-Ag合金的电侵蚀特性

直流负载下触头的电侵蚀特性分析有助于深入研究其电弧侵蚀机理。通过对Cu-Cr-Zr-Ag合金触头进行电性能实验,研究了25 V/15 A直流负载条件下,合金触头的电侵蚀情况。采用电接触试验机和扫描电镜,研究了合金材料的电弧侵蚀机理,表面形貌,微观结构和材料转移现象。结果表明:Cu-Cr-Zr-Ag合金触头具有优异的抗熔焊性能,合金触头的电弧侵蚀微观形貌表现为浆糊状凝固物和气泡,且在触头侵蚀表面存在微裂纹。直流负载条件下动静触头间会发生明显的材料转移现象。     

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。     

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。     

W-30Cu电接触材料直流电接触行为

采用水热-共还原法制备W-30Cu(质量分数,%)纳米复合粉末,并通过冷压制坯、真空烧结和包覆热挤压的工艺制备出纳米W-30Cu电接触材料,经挤压后致密度达到98.82%,硬度和导电率分别为224HB和44%IACS。利用JF04C型电接触试验机对其进行不同操作次数的电接触性能测试实验,利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等方法分析电弧侵蚀后触头表面微观形貌和元素分布,探讨材料在直流电弧下的转移机理。结果表明:直流电弧引起阳极材料转移,Cu相向阴极转移并在阴极沉积;材料转移引起富Cu区和富W区的存在,同时产生孔洞、裂纹、珊瑚状结构等多种电弧侵蚀形貌。接触电阻介于0.60~0.73 m?,W-30Cu电接触材料表现出良好的综合电性能。     

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。     

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.     

合金元素对Ag/MeO电接触材料电弧侵蚀形貌的影（英文）

通过扫描电镜和三维光学轮廓仪观察Ag/MeO(10)触头在直流19 V、20 A和阻性载荷条件下操作50000次后的电弧侵蚀形貌。结果表明:三维光学轮廓仪可以提供更清晰和详细的表面侵蚀形貌信息。在相同的测试条件下,Ag/SnO_2(10)触头的抗电弧侵蚀性能最强,而Ag/CuO(10)触头的抗电弧侵蚀性能最差。Ag/MeO(10)触头的电弧侵蚀形貌主要有三种类型。Ag/Zn O(10)和Ag/SnO_2(10)的电弧侵蚀形貌主要是液体喷溅和汽化,Ag/CuO(10)和Ag/CdO(10)触头的电弧侵蚀形貌主要是材料从阳极到阴极的转移,而Ag/SnO_2(6)In_2O_3(4)触头的电弧侵蚀形貌则既有液体喷溅和汽化又有材料的转移。此外,讨论不同Ag/MeO(10)触头的电弧形貌的形成过程和机理。     

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。     

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。     

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。     

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.     

Ag-La_2Sn_2O_7/SnO_2电接触材料的抗电弧侵蚀特性研究（英文）

采用化学共沉淀法合成了La_2Sn_2O_7/SnO_2复合粉体,并通过粉末冶金法制备了Ag-La_2Sn_2O_7/SnO_2电接触材料;研究了复合材料的抗电弧侵蚀性能,并对抗电弧侵蚀机理进行了探讨。结果表明:与Ag-SnO_2相比,Ag-La_2Sn_2O_7/SnO_2电接触材料经电弧作用后表面形貌较为平整,表现出较低的熔焊力。这可能是由于在电弧作用下La_2Sn_2O_7的存在有助于提高熔池的粘滞性,同时Ag-La_2Sn_2O_7/SnO_2触点表面分布的"小汗珠"状颗粒物能够起到分散电弧能量的作用,从而可以降低侵蚀区域的温升、减弱表面结构的破坏程度,获得较好的抗熔焊性能。Ag-La_2Sn_2O_7/SnO_2有望作为一种环保型电接触材料得到广泛应用。     

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.     

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。