AgSnO2电接触材料的制备和直流电弧侵蚀形貌特征

采用反应合成和热挤压方法制备出新型银二氧化锡电接触材料，运用X-ray分析了AgSnO2(10)材料的物相组成。在直流条件下进行AgSnO2(10)触点的电寿命实验，利用扫描电镜(SEM)、电子探针(EPMA)等实验手段对触点烧损后熔层表面进行元素成分分析，研究了熔层表面的微观组织结构。归纳出AgSnO2(10)材料的4种侵蚀形貌特征。     

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.     

Cu/TiBN电接触材料的导电性及抗电弧侵蚀机理

采用渗硼烧结法合成了一种新型TiBN粉体材料,它兼有陶瓷性和金属性,电阻率为2.6×10-3Ω·cm。以TiBN和TiN为增强相,采用粉末冶金法制备了Cu/TiBN和Cu/TiN电接触材料,系统的研究了不同含量TiBN和TiN的电接触材料的微观结构和物理性能。结果表明,与TiN相比,TiBN增强相能明显改善Cu基电接触材料的导电性能、抗氧化性能、硬度和抗电弧侵蚀性能。当含量为5wt.%时,Cu/TiBN电接触材料的抗电弧侵蚀能力最好,重量损失仅为1.5mg。电弧侵蚀时,在Cu/TiBN表面生成TixOy、B2O3和N2等产物,这些产物能明显改善Cu/TiBN电接触材料的抗电弧侵蚀能力。新开发的Cu/TiBN电接触材料具有优异的物理性能和抗电弧侵蚀性能,在电接触行业中拥有广阔的应用前景。     

Ag-30W的电弧行为高速摄像及表面侵蚀研究

采用高速摄像的方法,研究了直流条件下Ag-30W电接触材料电弧行为的基本特征和规律。通过扫描电镜技术,探讨了在电弧烧蚀触头表面的微观组织形貌、元素分布等特征。结果表明,电弧演化经历快速起弧、稳定燃烧和迅速熄灭3个过程。电弧烧蚀触头表面形貌由以钨为骨架、银为包裹层的大量凸丘组成。在电弧作用下,银包裹层可以有效保护钨骨架不被烧损,同时减少钨与空气的接触,减轻凸丘处电弧燃烧造成的侵蚀。     

Cu对Ag-0.5Ce触头电弧侵蚀形貌特征的影响

在触点试验机上对Ag-6Cu-0.5Ce和Ag-0.5Ce触头进行了分断电接触试验,用SEM扫描电镜观察了触头电弧侵蚀后的形貌特征,EDS能谱仪分析了表面的元素分布,研究了6%(质量分数)Cu的添加对电弧侵蚀和表面形貌特征的作用.结果表明:Ag-6Cu-0.5Ce触头的蒸发损耗较大,但其抗裂纹扩展能力好,单位面积的侵蚀量少, β-Cu的析出使触头在工作中表现了优异的抗表面劣化性能和耐磨性能,延长了使用寿命.     

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.     

Ni含量对AgNi电接触材料性能和电弧特性的影响

AgNi触头是一种工业上应用最广泛的电接触材料。采用粉末冶金方法制备了不同Ni含量的AgNi电接触材料,在直流阻性负载条件下(24 V,20 A,DC)测试触点电弧侵蚀行为。利用扫描电子显微镜、力学性能测试以及电接触测试系统研究Ni含量对AgNi触头材料的微观组织、电弧侵蚀形貌、力学性能、电接触性能的影响,揭示AgNi触头的电弧侵蚀机理。结果表明：Ni在Ag基体中呈纤维状弥散分布,随着Ni含量增加AgNi材料的强度和电阻率都增大,但塑性下降;随着Ni含量增加,AgNi触点接触电阻显著增加,抗熔焊性能下降。AgNi触点燃弧时间随Ni含量增加波动增大,但平均燃弧时间和燃弧能量没有明显增大,AgNi30的最大燃弧能量随分断次数增加明显。除了AgNi10以外,AgNi触点材料转移方向为阳极向阴极转移,转移量随Ni含量增加先增大后减小,电弧侵蚀后触点形貌为阳极形成凹坑而阴极形成凸点,且随着Ni含量增加,凹坑和凸点大而集中。     

Ag/Ni20纤维复合材料触点制备过程中的塑性变形

以大变形Ag/Ni20纤维复合材料触点为实验样品,以扫描电镜等为分析手段,根据触点内部纤维组织的变形和分布情况,通过建立5区域应力应变模型,研究大变形金属纤维复合材料触点制备中的塑性问题。结果表明,触点在制备过程中存在压缩和拉伸两种变形,位于钉头与钉角处的第3区和钉头表面的第1区应力应变最集中,为拉伸变形,平均变形量在80%,是裂纹容易产生的地方。材料塑性应满足这两个区域的塑性拉伸变形要求,才能制备出高质量的触点     

AgWC30电接触材料的电弧行为研究

对电弧基本行为的研究一直是电接触材料领域的研究重点,本研究以AgWC30触头为研究对象,借助高速摄像的手段,观测电触头对在不同工作条件下,电弧行为的基本特征和规律,并进行了定量测量研究。结果表明,电弧演化阶段经历起弧、稳定燃烧、迅速熄灭3个过程。起弧阶段存在多点起弧特征,并伴有明显的金属熔滴的喷溅行为,稳定燃烧阶段出现电弧的产生、长大和合并行为,最后电弧迅速熄灭。通过扫描电镜对燃弧后触头表面的形貌分析,判断触头表面存在以WC为骨架覆Ag的大量凸丘,凸丘与熔桥的产生和断裂行为有密切关系,触头分断过程中熔桥和电弧可同时存在,并存在一定的协助作用。     

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.     

大塑性变形改善反应合成制备Ag/SnO2 材料性能研究

使用反应合成法制备了Ag/SnO2材料,考察了Ag/Sn2材料在大塑性变形过程中的组织均匀化及性能变化情况.经SEM分析表明,随挤压真应变的增加,类纤维状组织逐渐消失,Sn2颗粒分布由团聚逐渐均匀分布;经电导率、抗拉强度、延伸率测试分析表明和再结晶晶粒尺寸,材料经过大塑性变形后性能得到了极大的改善;对经过不同真应变挤压后的触点测试,发现触点的质量损耗减小.     

Influence of operation number on arc erosion behavior of Ag/Ni electrical contact materials

Arc erosion behavior of Ag/Ni materials with different operation numbers was investigated by OM, 3DOP and SEM. The results indicated that the arc erosion of Ag/10Ni electrical contact material fabricated by sintering? extrusion technology was more and more serious with the operation numbers increasing from 1000 to 40000. With the same operation numbers, the arc erosion on anode was more serious than that on cathode. Besides, the pores preferred to emerge around the arc effect spot during the first 10000 operations. And the morphology of the molten silver on cathode and anode was different due to the action of gravity and arc erosion. Furthermore, the relationships among arc energy, arc time, welding force, electric resistivity, temperature and mass change on contacts were discussed, which indicated that the mass loss on cathode was mainly caused by the fracture of molten bridge.     

大塑性变形Ag-20Cu复合丝材各相变形特征

采用包覆法制备了Ag-20Cu(体积分数,%,下同)复合材料初始锭坯,热挤压成复合线材,再通过冷拉拔大变形制得Ag-20Cu复合丝。分别测量了不同真应变η下复合丝材的力学性能;通过扫描电镜测量不同真应变η下Ag和Cu两相尺寸变化,观察了其断裂形貌。通过上述实验研究了变形过程中Ag-20Cu复合材料的各相变形特征。研究结果表明:变形过程中,由于复合材料各组成相的力学性能不同,Ag和Cu两相发生协调变形,且不同变形阶段两相的协调变形方式不同;由于各相在变形过程中存在不同程度的加工硬化和回复,不同的变形阶段,复合材料的性能变化趋势不同,各相对复合材料性能的影响也不相同。     

Study of the Material Transfer Characteristics and Surface Morphology Due to Arc Erosion of PtIr Contact Materials

By means of breaking tests on PtIr contact materials via a JF04C contact material testing machine, it was attempted to elucidate the characteristics of the various surface morphology and material transfer after the arc erosion process caused by break arc. The material transfer characteristics appeared in the experiments were concluded and analyzed. Meanwhile, the morphology of the anode and cathode surface were observed and analyzed by SEM.     

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。     

Ag-GNPs 新型电接触材料的制备及其电接触行为

为阐明Ag-GNPs新型电接触材料的电弧侵蚀行为,采用粉末冶金技术制备了石墨烯纳米片质量分数为0.5%~2.0%的Ag-GNPs新型电接触材料,研究了Ag-GNPs材料的微观结构、密度、电导率,分析了材料电弧侵蚀后的质量损耗、表面形貌,探讨了材料的电弧侵蚀机制。实验结果表明,高含量的GNPs降低Ag-GNPs材料的密度和导电率,但可显著增加其力学性能。GNPs的密度与含量对熔池表面元素再分布有重要影响。高含量的GNPs更容易团聚和降低Ag-GNPs材料的电接触性能,特别是当Ag-GNPs材料中GNPs含量超过1.5%。GNPs含量为1.5%的Ag-GNPs电接触材料具有最佳的抗电弧侵蚀性能,DC 25/15A条件下电弧侵蚀后其质量损耗最低、侵蚀坑最浅。     

大塑性变形金属基复合材料电学性能计算模型

复合材料性能预测是一个比较复杂的问题,原因在于复合材料的各项性能通常受组元性能、体积分数、尺寸、几何排列和分布,以及复合材料微观结构等众多因素的影响.本文综述了复合材料电学性能计算模型及研究现状,介绍了其在大塑性变形金属基复合材料中的运用,指出了运用中存在的问题,讨论了各种模型的适用范围.     

Bi掺杂纳米AgSnO2的耐电弧侵蚀性能研究

AgSnO2在使用过程中温升过高以及抗侵蚀性和抗熔焊性差。采用溶胶-凝胶法制备掺杂Bi元素的纳米复合AgSnO2电接触合金,对合金进行电弧侵蚀试验,通过扫描电镜对合金电弧侵蚀后的形貌、燃弧能量和燃弧时间进行观察和分析。结果发现,与无掺杂的纳米复合AgSnO2合金相比,Bi元素的加入改善了Ag对SnO2的浸润性,避免了因SnO2富集形成绝缘层使接触电阻升高,从而提高触头材料电性能、电寿命,抗熔焊、耐电弧烧损的能力。