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。     

Y_2O_3改性细晶Ni_3Al合金涂层在900℃下的循环氧化性能

将Ni-Al和Ni-Al/Y2O3复合镀层分别在800°C下扩散3h制备纯Ni3Al和Y2O3改性的Ni3Al合金涂层,对其显微组织和氧化性能进行对比研究。SEM/EDAX和TEM分析表明,涂层中Y2O3的加入抑制了合金化过程中基体晶粒的长大。在900°C下循环氧化100h的结果表明,Y2O3的加入明显提高了Ni3Al合金涂层的抗循环氧化性能。对Y2O3影响Ni3Al涂层的结构和氧化性能的机理进行了分析。     

烧结温度对ZrC-Y_2O_3复合增强细晶钨组织与性能的影响

采用湿化学法制备W-3%ZrC-0.3%Y_2O_3(质量分数)材料,研究该材料在1800~1920℃的烧结致密化行为,通过与W-3ZrC材料及纯钨材料烧结态力学性能和显微组织的对比研究,分析复合添加ZrC和Y_2O_3对钨材料强韧化的作用和意义。结果表明:W-ZrC-Y_2O_3材料的致密度和抗拉强度均呈现出随烧结温度升高先增加后降低的趋势,其相对密度和抗拉强度均在1860℃达到最大值,分别为97.8%、446 MPa;添加第二相粒子能有效细化钨材料的晶粒,Y_2O_3/ZrC复合添加较单一ZrC能更有效细化钨晶粒,晶粒由W-3ZrC的10μm降低至5~8μm。复合强化相粒子改变了断裂过程中裂纹扩展的形状和长度,起到强化和韧化作用。     

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。     

细晶银合金触头

在银中添加少量合金元素Ni,使基体晶粒细化,提高材料的机械性能及耐磨性。本文介绍其生产工艺及应用状况。     

Cu-2.0wt%Be合金中晶界析出相对弹性性能的影响

本文对Cu-2.0wt%Be合金晶界处不连续析出相的形貌及其与热处理参数之间的关系进行了研究,利用正交试验设计的方法选取热处理参数,制备微观结构差距较大的样品,从中筛选所需样品研究了晶界反应物对滞弹性行为的影响。不连续析出相主要存在于晶界处,主要由γ相和α基体相组成。根据极差分析结果,影响晶界反应量的热处理参数主要为二级时效温度,其次为一级时效时间和二级时效时间。滞弹性行为分析表明,晶界反应量对样品加载过程中的变形量影响较大,这是由于不连续析出形成的γ相与基体为非共格关系,在γ相周围存在原子无序区域,位错在此处的湮灭引起原子重排,因此晶体产生滑移,造成合金塑性变形。而无晶界反应物的晶界两侧交错排列着γ’相,位错容易在此处塞积,阻碍晶体滑移。     

Cu-25Al-3Mn合金马氏体结构及其内部缺陷

利用金相观察、Ｘ射线衍射、透射电镜分析等方法研究 Ｃｕ－２５Ａｌ－３Ｍｎ（原子分数，％）合金马氏体结构． 确认该合金淬火态为有序Ｍ２Ｈ型马氏体，其基面原子分布为：Ａｌ原子占据顶角；Ｃｕ原子占据面心；原子占据ｂ边中点，其点阵常数 ａ＝０．４４５９ ｎｍ，ｂ＝０５２７９ ｎｍ，ｃ＝０．４２４１ ｎｍ，β＝８８６４°合金马氏体内发现有由变体群形成的一种三角形组态及其它复杂组态．     

CaSiO_3复合添加剂对CaZrO_3~-Al_2O_3接触层抗Al_2O_3附着性能影响

骨料部分采用锆酸钙颗粒(粒度≤0.374 mm和≤0.147 mm),基质部分采用6%的α-Al_2O_3微粉,在基质部分分别加入2%、4%、6%、8%的CaSiO_3以及3% CaSiO_3-3% SiO_2、3% CaSiO_3-3% ZrSiO_4,经冷等静压成型、干燥后于1550 ℃,3 h烧成制得复合了CaSiO_3的CaZrO_3-Al_2O_3接触层,对接触层检测其显气孔率及体积密度,同时进行XRD及SEM分析,并建立抗附着模型对比了CaSiO_3复合添加剂对接触层抗Al_2O_3附着性能的影响.结果表明,随着CaSiO_3含量的增加,接触层的致密化程度先增加后减小,其促进CaZrO_3分解的程度变大,抗Al_2O_3附着的性能增强.在添加剂量相同的情况下,CaSiO_3复合添加剂抗Al_2O_3附着堵塞的效果要比单独加入CaSiO_3的好,其中CaSiO_3-SiO_2复合添加剂抗Al_2O_3附着堵塞的效果最佳.此外,CaSiO_3复合添加剂不仅可以细化CaZrO_3颗粒,而且使颗粒间结合更为紧密;颗粒越小,其晶界面积越大,CaZrO_3分解出的CaO沿晶界扩散就越快,从而与Al_2O_3反应的程度越大.     

WC-Al_2O_3纳米颗粒增强Ni-P复合镀层的电接触强化及性能

利用电刷镀技术将Ni-P与WC-Al_2O_3纳米粉末共同沉积在40Cr钢基体表面形成纳米颗粒增强的复合镀层。用电接触强化技术对复合镀层进行再处理。利用光学显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)和维氏硬度测量分析电接触强化技术对复合镀层的影响。通过镀层的微观金相图片显示,在经过了电接触强化后,复合刷镀层的孔隙和裂纹减少,镀层与基体之间的界面由机械结合转变为冶金结合。XRD结果显示镀层晶粒得到了细化;随着接触电流的加大,复合镀层的硬度也逐步加大。经过20 kA电流的强化,复合镀层的平均硬度由699 HV0.1增加到895 HV0.1,镀层硬度分布更加均匀。     

时效处理对Cu-3Si-2Ni合金组织及性能的影响

通过室温拉伸性能测试、X衍射和断口分析等方法研究了时效工艺对Cu-3Si-2Ni合金组织性能的影响.结果表明:Cu-3Si-2Ni合金时效后,强化相粒子可在晶界处及晶粒内部析出,有效提高室温屈服强度和抗拉强度,但导致合金的伸长率降低,室温拉伸断口呈现韧性和沿晶脆性混合断裂特征,而固溶态合金的室温拉伸断口均呈现典型的韧性断裂特征.根据实验结果,得出该合金较佳时效工艺为450℃×2 h.     

细晶93W-4.9Ni-2.1Fe合金动态本构关系的研究

采用随机顺序吸附法建立了Csf/Mg复合材料周期性体胞模型,对Csf/Mg复合材料的拉伸性能进行了有限元模拟.对比拉伸试验结果,验证了该周期性体胞模型的有效性.模拟结果显示:随着Csf/Mg复合材料中纤维体积分数的提高,其拉伸性能不断提高,弹性模量、屈服强度和抗拉强度均随之增加;平行于外载方向的纤维承载了最大的应力,而与外载方向约呈60°角的纤维承受的应力最小;平行于外载方向的纤维,其端面附近的基体也承受了较大应力;在拉伸变形的过程中,基体的塑性变形由纤维附近区域向基体其他区域扩展.     

Cu-3Ti-2Mg合金的时效特征

本文研究了冷变形及时效处理对Cu-3Ti-2Mg合金组织与性能的影响。采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及电子背散射衍射(EBSD)对Cu-3Ti-2Mg合金的组织和析出相进行了表征,并对其硬度和导电率进行了测试。结果表明：铸态Cu-3Ti-2Mg合金由Cu2Mg相、板条状Cu4Ti相及Cu基体组成。时效处理后析出β"-Cu4Ti相,过时效则会导致亚稳定β"-Cu4Ti相转变为稳定的Cu3Ti相。在本实验范围内,Cu-3Ti-2Mg合金的最佳热处理工艺是 700°C 保温4h后水淬,随后冷变形60%并在450 °C保温2 h炉冷。Cu-3Ti-2Mg合金的导电率及硬度分别是16.7 % IACS和328 HV。     

纳米晶复合物Mg-Ni-Cr_2O_3的吸放氢性能

在氢气作为保护气氛条件下 ,用机械合金化方法制备成Mg Ni Cr2 O3 纳米晶复合物。该复合物具有很好的吸放氢性能 ,在球磨过程中能发生吸氢反应 ,经过较长时间球磨之后 ,基本能完成吸氢 ,其放氢温度也有所降低。该复合材料充氢量在 2 0 0℃可以于 5 0s内达到 6 .0 %以上 ;在 30 5℃ ,0 .1MPa下 ,放氢量在 5 0 0s内可达到6 .0 %以上。对该复合物的热力学性能进行了研究 ,测出了PCT曲线及吸放氢的生成热ΔH等数据 ,并分析了其吸放氢的机理。     

时效对Cu-2.0Ni-0.5Si合金组织和性能的影响

研究了时效温度和时效时间对不同冷变形条件下Cu 2.0Ni 0.5Si合金组织和性能的影响.结果表明,合金经900 ℃固溶,在经不同冷变形后时效,第二相呈弥散分布,当变形量为80%,时效温度为500 ℃,时效时间为1 h时,其显微硬度HV达到250,电导率达到22.625 MS/m,与未经过预冷变形的合金时效相比,合金能获得较高的显微硬度与电导率.时效前的预冷变形能够有力的促进合金在时效过程中第二相的析出,从而提高合金的显微硬度和电导率.合金经40%预冷变形,450 ℃×4 h时效后,其抗拉强度达到620 MPa.拉伸试样断口表现出明显的塑性断裂特征.     

低W-W连接度65W-25Cu-10Ni合金的制备及其准静态力学性能

利用W颗粒表面化学镀Ni结合SPS的方法,制备了低W-W连接度65W-25Cu-10Ni合金,并开展了其准静态力学性能研究。结果表明,制得的Ni包W复合粉中,Ni包覆层分布均匀且与W结合良好;以Ni包W复合粉和Cu粉为原料制备的65W-25Cu-10Ni合金的组织均匀且致密。在准静态压缩加载条件下,与65W-35Cu合金相比,65W-25Cu-10Ni合金的强度及塑性均大幅度提高;在准静态拉伸加载条件下,与65W-35Cu合金相比,65W-25Cu-10Ni合金的强度较高,塑性没有明显提高。机理分析表明,与65W-35Cu合金相比,65W-25Cu-10Ni合金中W-W连接度较低,粘结相由Cu相转变为Cu0.81Ni0.19固溶体,且W与粘结相之间形成了冶金结合,以上3个因素共同导致65W-25Cu-10Ni合金强度的提高;此外,W-W连接度的降低以及W-粘结相界面结合强度的提高是65W-25Cu-10Ni合金在准静态压缩加载条件下塑性提高的原因。     

Cu-2.0% Be合金中晶界析出相对弹性性能的影响

对Cu-2.0%Be(质量分数)合金晶界处不连续析出相的形貌及其与热处理参数之间的关系进行了研究,利用正交试验设计的方法选取热处理参数,制备微观结构差距较大的样品,从中筛选所需样品研究了晶界反应物对滞弹性行为的影响。不连续析出相主要存在于晶界处,主要由γ相和α基体相组成。根据极差分析结果,影响晶界反应量的热处理参数主要为二级时效温度,其次为一级时效时间和二级时效时间。滞弹性行为分析表明,晶界反应量对样品加载过程中的变形量影响较大,这是由于不连续析出形成的γ相与基体为非共格关系,在γ相周围存在原子无序区域,位错在此处的湮灭引起原子重排,因此晶体产生滑移,造成合金塑性变形。而无晶界反应物的晶界两侧交错排列着γ′相,位错容易在此处塞积,阻碍晶体滑移。     

定向凝固Cu-2.0Ag合金冷拉拔时性能与组织演变

采用水平连续定向凝固法制备了φ16 mm的Cu-2.0Ag铜杆,经多道次冷拉拔,获得了直径为0.043 mm的高强高导微细线,其抗拉强度为1062 MPa,导电率为79.12%IACS。在拉拔过程中,柱状晶组织逐步演变为纤维组织,并形成了强化银纤维。当φ16 mm杆拉拔到φ6.2 mm时,晶体取向发生偏转,少量100织构转变为111、112织构,等效滑移系数减少,Schmid因子减小,线材抗拉强度增强。拉拔过程中导电率下降,主要是由于纤维细化以及界面散射效果增强所致。随着形变量的增大,导电率的下降速度先增大后减小,φ16 mm杆拉拔为φ0.043 mm微细线时,导电率仅下降了11.39%IACS,仍保持较高的导电性。     

ZnO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2系微晶玻璃与可伐合金的润湿性能

研制了一种新型的与可伐熔封的ZnO-Al_2O_3-B_2O_3-SiO_2系微晶玻璃,研究了不同工艺条件下微晶玻璃与可伐合金间的润湿角大小,结果表明,熔封气氛和熔封温度对润湿性能影响很大,熔封时间影响最小.采用最佳的工艺条件,其润湿性能与现有的其它玻璃润湿性能相似.同时发现玻璃与可伐合金间的润湿角保持在10°～30°之间能得到质量良好的熔封产品.在基本不改变传统工艺制度的条件下,可完成锌铝硼硅系微晶玻璃与可伐合金的熔封,即利用排蜡过程同时完成微晶玻璃的形核,熔封后在稍低温度保温或减慢冷却速度可以完成微晶玻璃的结晶过程.锌铝硼硅系微晶玻璃与预氧化可伐合金的封接依靠玻璃中的SiO_2与FeO或Fe_3O4发生界面反应形成牢固的结合.     

Cu-3Fe合金超细晶粒的形成及性能

研究了Cu 3Fe(质量分数 ,% )合金室温拉拔形成的组织与性能。结果表明随应变量增大 ,线材强度增加 ,而电阻率出现先增加 ,后又降低的现象。同时形变诱发与α(Cu)固溶体共格的γ Fe(Cu)转变为α Fe(Cu) ,促进了超细晶粒的形成。当应变值超过 3.8时 ,线材内部形成超细晶粒 ,SEM观察最细晶粒平均直径为 1 2 0nm ,X射线测定晶粒平均直径均小于 1 0 0nm。