Effect of Fe on vacuum breakdown properties of CuW alloys

CuW alloys with different Fe additions were prepared by the infiltration method. The microstructures of the CuW alloys prepared were characterized by a transmission electron microscope (TEM). The effect of Fe content on the surface erosion morphology was observed by a scanning electron microscope (SEM). The distribution of cathode spots was analyzed by a digital high-speed video camera. The results show that Fe addition can improve the relative density and thermal conductivity of CuW alloy with less than 0.6 wt.% Fe. However, excessive Fe addition can deteriorate the relative density and thermal conductivity. TEM results show that Fe addition can promote the formation of CuW solution. The area and depth of the erosion pits on the surface of CuW alloy depend on the breakdown position. Fe addition can strengthen the interface bond of Cu and W, improve the arc stability and the division of the cathode spots and, thus, avoid the concentration erosion.     

Vacuum Arc Characteristics of CuW70 Alloy

以不同粒度的W粉为原料,采用熔渗法制备CuW70合金,在真空灭弧室模拟电烧蚀实验,通过高速摄影仪和扫描电镜研究CuW70合金表面阴极斑点运动规律。研究结果表明:W粉粒度较小的CuW70合金具有较高的耐电压强度、较长的燃弧时间和低的截留值。W粉粒度较大的CuW70合金真空阴极斑点运动表现为在阳极正下方反复地重复燃烧,并且以选择Cu相击穿为主,烧蚀坑较深;W粉粒度较小的CuW70合金表面阴极斑点在阳极下方出现分裂和偏移,击穿相分布于整个阴极表面。     

Effect of Fe on microstructures and vacuum arc characteristics of CuCr alloys

In order to clarify the effect of Fe addition on vacuum arc characteristics of CuCr alloys, the CuCr50, CuCr45Fe5 and CuCr40Fe10 alloys were prepared by vacuum sintering and infiltrating, and the simulated electrical breakdown experiment was undertaken in a vacuum interrupter. The characteristics of the motion of vacuum arcs were analyzed by a digital high-speed video camera and the erosion morphology was characterized by a scanning electron microscope (SEM). The results show that Fe additions can strengthen the Cr phase, promote the first breakdown phase to transfer from Cr to Cu and increase the strength of the alloy breakdown voltage by 80%. Meanwhile, Fe additions can still retain the arc stability of CuCr50 alloys during the generation and extinguishing process, decrease the chopping current, and prolong the arc life. Furthermore, the characteristics of the split and motion of cathode spots on the surface of the CuCr40Fe10 alloy were improved, which prohibits the concentrated arc erosion.     

In situ synthesis and electrical properties of CuW–La2O3 composites

CuW–La₂O₃ composites were fabricated using an in-situ synthesis. The breakdown voltage in vacuum, moving trajectory of cathode spots, electrical conductivity, and hardness of CuW–La₂O₃ composites were carefully examined. The microstructures were characterized by a scanning electron microscope (SEM). The results show that CuW–La₂O₃ composites have the maximum hardness of 220HB and the electrical conductivity of 45% IACS when the content of La₂O₃ is 0.75 wt.%. In comparison with CuW alloy, the dielectric strength, arc life and the arc mobility of the CuW–La₂O₃ composites increased by 36.9%, 9.7% and 46.6%, respectively. As a result, the addition of La₂O₃ is useful to improve the properties of CuW alloys and the in situ synthesized CuW–La₂O₃ composites should have excellent arc erosion resistance.     

钨粉级配法制备新型铜钨合金

传统单一粒径钨粉制备的铜钨(CuW)合金难以满足电容器开关中高频次开断电触头的使用要求,本研究采用3种粒径钨粉(超微米、微米和亚微米)级配法制备了新型CuW合金,利用场发射扫描电镜对CuW合金组织特征进行显微分析,并对新型CuW合金耐电弧击穿性能进行研究。结果表明,钨粉级配制备CuW合金,能形成多种W-W烧结颈,强化钨骨架,熔渗Cu相更分散更均匀,从而使得CuW合金硬度、电导率均高出国家标准30%~40%,且CuW合金耐电压强度较高,此外,新型CuW/CrCu整体材料结合强度高出国家标准40%~60%。     

原位合成Cr2Nb/CuCr复合材料及其真空电特性

采用真空烧结熔渗法制备不同Cr2Nb含量的Cr2Nb/CuCr复合材料.通过XRD和SEM研究复合材料的组织结构,采用SEM和高速摄影研究原位合成的Cr2Nb对复合材料表面电弧运动及表面烧蚀形貌的影响.结果表明:随着Cr-Nb复合粉末添加量的增加,Cr2Nb/CuCr复合材料的硬度、电导率、截流值、电弧寿命和耐电压强度均有明显改善,当Cr-Nb复合粉末的添加量为7％(质量分数)时,Cr2Nb/CuCr复合材料的阴极斑点更为分散,截流值显著降低,电弧寿命明显延长.与常规CuCr合金性能相比,Cr2Nb/CuCr复合材料表现出较好的综合性能.     

Fe含量对钼铜合金组织和性能的影响

采用熔渗法制取不同Fe含量的Mo-Cu合金。利用场发射扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)仪分析不同Fe含量的Mo-Cu合金的显微组织及Fe元素的分布,研究Fe含量对Mo-Cu合金的致密度、热导率、电导率、硬度以及显微组织的影响。结果表明,添加1%Fe(质量分数)使Mo-Cu合金的致密度和硬度提高,但是导电和导热性能降低。微观分析表明,添加活化元素Fe后合金显微组织更加致密,Cu呈网状分布,Mo骨架烧结颈变大,但Fe含量过多时,不利于合金性能的提高。     

铁元素添加对Cu基非晶合金结构及力学性能的影响

利用铜模吸铸法制备了(Cu_(0.46)Zr_(0.44)Al_(0.08)Dy_(0.02))_(100-x)Fe_x(x=0,1,3,5,7)非晶合金,利用X射线衍射仪(XRD)、同步热分析仪(DSC)、透射电镜(TEM)、万能试验机和扫描电镜(SEM)研究了Fe元素添加对Cu基非晶合金结构及力学性能的影响。结果表明:Fe元素的适量添加有利于改善Cu_(46)Zr_(44)Al_8Dy_2块体非晶合金的结构,当添加原子分数为1%和3%Fe时,合金为完全非晶结构,并且出现富Fe相和富Cu相两相分离。Fe元素的适量添加有利于提高Cu_(46)Zr_(44)Al_8Dy_2合金的强度和塑性,当添加3%Fe时,块体非晶合金的抗压强度σ_f和塑性ε_p分别达到1835 MPa和0.5%。     

原位生成硼化钨对CuW合金组织与性能的影响

用粉末冶金-烧结熔渗法制备了不同B添加量的CuW合金.研究了B添加量对CuW合金组织、静态性能、真空电击穿性能以及耐磨性的影响.结果表明,B元素在W骨架烧结过程中原位生成了硼化钨,强化了W骨架,在B质量分数为0.6％时,使CuW合金的HB硬度提高到2150 MPa.同时W2B相的原位生成,提高了CuW合金的电击穿强度和...     

Zn含量及热处理工艺对Al-Mg-Cu-Sc-Zr合金组织性能的影响

采用铸锭冶金法制备了Al-8.7Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr和Al-9.5Zn-2.5Mg-1.2Cu-0.12Sc-0.15Zr合金,采用扫描电镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）研究了两种合金不同处理态的显微组织,测试了不同热处理状态下合金的力学性能和电导率.结果表明,增加Zn含量可以提高Al-Mg-Cu-Sc-Zr合金的抗拉强度,降低电导率.     

CuCr25纳米晶化对真空电弧阴极斑点扩散的影响

采用氩气保护气氛高能球磨和真空热压技术制备了致密度大于98％的纳米晶CuCr25合金，并在真空室内进行击穿试验。采用扫描电镜对纳米晶和粗晶CuCr25合金阴极斑点蚀坑形貌进行观察。结果表明：粗晶CuCr25合金真空电弧阴极斑点扩散表现为原地重复燃烧或整体的跳跃式移动，且有选择地分布在Cr相。而纳米晶CuCr25合金由于晶粒细化（〈50nm），为电子发射提供了优越条件，阴极斑点的扩散表现为次级斑点的此起彼伏的准连续移动，击穿相均匀分布在整个阴极表面。     

粉末粒度对高硅铝合金显微组织及性能的影响

通过对快速凝固高硅铝合金粉末(Al-30%Si)进行真空包套热挤压,制备出高硅铝合金电子封装材料,研究了粉末粒度对高硅铝合金材料组织及性能的影响.利用金相显微镜、扫描电镜、万能电子拉伸机、差热分析仪、TR-2热物性测试仪等设备系统测试和分析了该材料的显微组织、力学和物理性能.结果表明:原始粉末颗粒尺寸大小能显著影响材料热挤压后的显微组织和性能.原始粉末颗粒越细小,其硅相越细小、抗拉强度和致密度越高、气密性越好、热导率和热膨胀系数越低.     

贫稀土Pr4.5Fe77B18.5非晶合金晶化动力学研究

利用X射线衍射分析仪、透射电镜、振动样品磁强计和差示扫描量热仪研究贫稀土非晶Pr4.5Fe77B18.5合金中Fe3B/Pr2Fe14B复合纳米晶的晶体结构、磁性能及其晶化动力学.结果表明,经650℃晶化退火处理后,Pr4.5Fe77B18.5合金的晶化相主要由软磁相Fe3B和硬磁相Pr2Fe14B组成,而且退火后复合纳米晶磁体晶粒细小、分布均匀,磁滞回线呈现单一的硬磁特征,表明其具有较强的交换耦合作用.晶化动力学研究表明,软磁相Fe3B易成核、难生长和Pr2Fe14B相的难成核易生长的晶化行为是Fe3B/Pr2Fe14B复合纳米磁体具有较好磁耦合性能的根本原因.     

热压法制备Ag-TiB_2触头材料的组织及性能研究

采用热压法制备了不同TiB_2粒度增强的Ag-4%TiB_2(质里分数)触头材料,研升了TiB_2粒度大小对Ag-4%TiB2触头材料组织及性能的影响。利用扫描电子显微镜和激光共聚焦显微镜对Ag-4%TiB_2触头材料的组织和电弧侵蚀后的形貌进行了表征,对致密度、硬度及导电率进行了测量。结果表明:热压法有助于提高Ag-4%TiB_2触头材料的致密度。随着TiB_2粒径的减小,硬度先增大后减小,导电率不断增大。细小弥散分布的TiB_2颗粒有助于改善耐电弧侵蚀性,侵蚀面积较大,蚀坑浅,燃弧时间短。     

Al-Zr-M(M=Fe,Ce和Nd)合金在NaCl溶液中的腐蚀行为研究

用电弧熔炼方法制备了Al-Zr-M (M=Fe,Ce和Nd)合金,合金的相结构用XRD进行了分析,通过动电位线性极化法测试了上述合金在3.5% NaCl溶液中的电化学性能,对浸泡后合金的表面形貌用金相显微镜进行了分析。结果表明：Al-Zr合金中加入稀土元素后,在NaCl溶液中的钝化过程更明显,钝化电位更负,合金更易钝化,因而改善了合金的耐腐蚀性能;相比较而言含Nd的合金耐腐蚀性能更好。而Al-Fe-Zr合金为活性极化,腐蚀电流较大,较易腐蚀。     

Zr含量对Mg-3Zn-1Y合金显微组织和腐蚀行为的影响

采用传统重力铸造法制备了Mg-3Zn-1Y-xZr (x=0,0.2,0.4,0.6)合金,并通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、失重和电化学实验研究了Zr含量对Mg-3Zn-1Y显微组织和腐蚀行为的影响.结果 表明:Mg-3Zn-1Y主要由α-Mg基质和Mg3YZr6(Ⅰ)相组成,Zr的加入没有改变第二相的类...     

Fe掺杂对纳米复合Ag-SnO2电接触合金电弧演化行为的影响

应用高速数字摄像机和扫描电镜对纳米复合Ag-SnO2，Fe掺杂的纳米复合Ag-SnO2及商用Ag—SnO2-In2O3电接触合金的电弧演化过程和阴极斑点进行了比较研究。结果显示：空气中电弧的演化过程可以分为起弧、稳定燃烧和衰减3个阶段。Fe掺杂后，纳米复合电接触合金电弧演化过程的形弧时间是商用合金的2倍；对触点表面烧蚀起主要作用的稳定燃烧时间短；电弧弧根对应的阴极斑点数量多、跳动迅速、运动区域大；电弧弧根在阴极表面停留的时间短，热流输入少，使其燃弧后阴极斑点分散，烧蚀轻微，具有较好的耐电弧侵蚀性能。     

Si对Ni基非晶合金玻璃形成能力及热稳定性的影响

研究Si对NiCuTiZrAl非晶合金的玻璃形成能力及热稳定性的影响。利用铜模铸造制备NiCuTiZrAlSi非晶合金,3.5%Si的添加显著改善非晶合金的玻璃形成能力。在DSC、DTA、XRD及TEM分析的基础上,利用SEM(EDS)技术对类金属Si提高非晶合金的玻璃形成能力及热稳定性进行深入分析。适量元素Si添加不仅可以延缓熔体中初生相Ni(TiZr)和(TiZr)(CuAl)2形成,而且可抑制元素O的有害作用,这为类金属提高非晶合金的玻璃形成能力提供有效证据。利用Kissinger方程进行不同含Si量的NiCuTiZrAl非晶合金晶化动力学研究表明,放热峰Tp处晶化激活能随着Si量增加而增大。     

Sc、Zr对Al-Zn-Mg-Cu合金组织与性能的影响

制备了成分Al-5．8Zn-2．5Mg-1．6Cu-0．2Cr和Al-5．8Zn．2．5Mg-1．6Cu-0．2Cr-0．23Sc-0．12Zr的两种合金。通过金相显微镜及电镜观察、力学性能及腐蚀性能测试,分析了两种合金不同处理状态的显微组织及其不同状态下的力学性能和腐蚀性能。结果表明,添加Sc、Zr能显著细化合金的铸态组织,对合金的力学性能及腐蚀性能也起到极大的提高作用。添加Sc、Zr的2#合金与1#合金相比较,经T6处理后,前者的抗拉强度提高110N／mm^2,屈服强度提高91N／mm^2,伸长率也略有提高。     

回归再时效7150铝合金的蠕变时效行为（英文）

通过蠕变时效实验、拉伸性能测试、电导率测试和透射电镜观察,系统研究回归再时效状态的7150铝合金的蠕变时效行为。蠕变时效实验结果表明,回归再时效状态7150铝合金的稳态蠕变主要是位错攀移机制(应力指数≈5.8),其稳态蠕变行为对晶内和晶界的析出相变化不敏感,但总的蠕变变形随着再时效时间的延长而增大。另外,在140°C蠕变时效16 h后,4种回归再时效样品的屈服强度和抗拉强度基本相同,但伸长率随着再时效时间的延长略有下降。而且回归再时效处理有利于提高7150铝合金的硬度和电导率。研究结果表明,蠕变时效前的回归再时效处理可以改善7150铝合金的晶内和晶界组织,提高合金的成形效率,改善合金的综合性能,包括力学性能和电导率。