真空开关用触头材料

综合介绍德国第１５届阿尔贝特－凯尔电接触研讨会报导的真空触头材料最新的研究进展。讨论集中在用模拟真空开关试验装置对钨基、碳化钨基、铜格等触头材料的分断能力、电弧烧损、截止电流的研究结果以及分析解释。     

Cu-Cr触头材料的制备方法及进展

简要介绍了Cu-Cr合金触头材料的结构特点及其优良性能；综述了近年来Cu-Cr合金制备技术的进展；介绍了目前制备Cu-Cr触头材料的几种常用方法；重点介绍了触头材料的几种先进制备工艺；比较了各种制备技术的优缺点及其应用范围；展望了触头材料的发展趋势。     

Cu-Cr合金触头材料制备技术的研究

综合述评了Cu-Cr合金的两种传统制备方法，如粉末烧结法、熔渗法和电弧熔炼法，以及制备新技术真空感应熔炼法、自蔓延熔铸法、机械合金化法等工艺方法，分析了它们的优缺点及研究现状，并指出了Cu—Cr合金的发展趋势。     

CuCrMoFe系触头材料的初步研究

对CuCrMoFe新型真空开关触头材料的显微组织、合金元素分布及断口形貌进行了观察研究。结果表明,CuCrMoFe合金仍为两相合金,以Cu为基体的固溶体相和以Cr为基体的固溶体相。Mo全部分布于Cr中,Fe主要分布于Cr中,少量也分布于Cu中,合金断口形貌为穿晶解理断裂,晶粒较CuCr50的细小,力学性能优于CuCrFe。     

多坯料挤压法制备近全致密W-Cu梯度热沉材料

采用多坯料挤压法制备封接层、中间过渡层和散热层分别为W/Cu20、W/Cu33和W/Cu50的近全致密均厚结构W-Cu梯度热沉材料,梯度层厚度均为0.5 mm,并对工艺过程、致密性能和显微结构进行研究。结果表明:采用多坯料挤压法制备W-Cu梯度预制块时压力仅为0.6 KN,经10 h自然干燥后,预制块外观平整,无开裂;在350℃脱脂1 h、然后在烧结温度1 060℃、压力85 MPa条件下,保温3 h可以获得各层相对密度分别为98.3%、99.3%、99.9%的近全致密的W-Cu均厚结构梯度热沉材料;各层间界面位置清晰,层间为冶金结合界面;各层中Cu相呈网状分布,W颗粒镶嵌于网络结构中。     

Cu-W-Ni-C触头材料的研制

对Cu-W-Ni-C与Ag-ZnO_(10)触头材料的性能进行了对比和研究。在相对密度相同时,Cu-W-Ni-C材料的电阻率与Ag-ZnO_(10)材料的电阻率接近,而硬度高于Ag-ZnO_(10)材料的硬度。温升和通断能力试验结果表明;Cu-W-Ni-C材料在电力机车电器上完全可替代Ag-ZnO_(10)材料。     

智能框架断路器用触头材料

论述了应用于我国最新设计制造的智能框架断路器上的触头材料工艺研究试验，通过大量试验，制成了高性能预烧钨骨架银钨触头和银镍石墨触头。经大电流电弧烧损和电磨损模拟试验，确定了较佳的动静触头品种，经装机型式试验证明，采用ＡｇＷ５０／ＡｇＮｉ２５Ｃ２非对称配对触头，满足了新路器的各项性能指标，短路分断能力达３８０Ｖ，６５ｋＡ，６６０Ｖ，５０ｋＡ，并具有显著的节银效果。     

中压真空接触器用触头材料的研究

对中压真空接触器用触头材料的化学成分进行了研究，通过添加适当元素使触头的抗熔焊性能提高，以致在分断大电流时，不发生熔焊或不产生持续电弧。还着重研究了中压真空接触器用触头材料的除气工艺，有效地降低３Ｃｕ－Ｗ类触头的含气量，使真空灭弧室的真空度在分断试验中，不因触头材料放气而降低性能。通过研究，Ｃｕ－Ｗ类触头的分断能力由目前国内２５００Ａ提高到４０００Ａ以上，材料的平均截流值小于２安培。     

稀土和稀土氧化物对钨铜电触头材料性能影响的对比分析

利用粉末冶金技术制备出添加不同含量稀土和稀土氧化物的W-Cu电触头材料,比较稀土和稀土氧化物对W-Cu合金物理性能、力学性能的影响,同时利用金相显微镜观察组织形貌。结果表明,添加稀土单质较添加稀土氧化物更能提高W-Cu材料的相对密度、硬度及导电性能;而且W-Cu合金中最适宜的稀土添加量(质量分数)为3%。     

钨铜材料应用和生产的发展现状

介绍了钨铜材料目前主要的应用领域、使用特点及其在钨铜材料中所占的份额。叙述为满足钨铜材料新的应用在制取工艺上的研究发展情况。     

轧膜成形制备W-Cu层状功能梯度材料及其性能研究

以W粉和电解Cu粉为原料,聚乙烯醇缩丁醛(PVB)为粘结剂,通过有机基轧膜工艺制备出3种组成的单层生坯(Cu质量分数分别为25%、50%、75%),再叠层共轧,制备出了具有不同粘结剂含量的W-Cu层状梯度材料生坯,之后在H2气氛中烧结,获得了W-Cu层状梯度材料,考察了粘结剂含量与制备工艺条件对材料显微组织和性能的影响。结果表明,通过单层轧制、叠层共轧共烧可以制得层状梯度W-Cu复合材料;粘结剂含量对W-Cu层状梯度材料的致密度和性能有着明显的影响。当粘结剂质量分数为6%时,轧膜坯有较好的成形性,且成形坯的孔隙率较低;所得多层生坯经1 150℃烧结后相对密度达93.11%;所得梯度W-Cu材料有良好的物理、力学性能。     

钨铜合金化学镀镍磷镀层腐蚀行为的研究

采用浸渍失重试验法和动电位极化曲线研究了钨铜合金镀层基材和钨铜合金表面化学镀Ni-P合金镀层在不同腐蚀介质溶液中的腐蚀行为。结果表明:化学镀Ni-P合金在质量分数为3.5%NaCl溶液、人工模拟汗液和体积分数为10%H2SO4溶液中的耐蚀性能好于钨铜合金;化学镀Ni-P合金浸入质量分数为3.5%NaCl溶液后其表面便开始形成钝化膜,但此钝化膜不完整,随着浸泡时间的延长,钝化膜不断生长,能在较长时间内(29d)对钨铜合金起到保护作用。     

超薄型W－Cu合金片的生产

对用粉末冶金法生产的Ｗ－Ｃｕ合金板进行轨制，制得了致密、硬度高、性能优良的超薄型Ｗ－ＣＵ合金片。     

钨铜复合材料的应用与研究现状

在简述钨铜复合材料具有良好导热、导电性和高温抗氧化性等优良性能及其在电子封装、集成电路、国防军工、航空航天等高尖端技术的应用拓展空间的基础上，介绍了国内外钨铜材料的主要应用领域和制备新工艺的研究发展现状。     

钨铜复合材料制备工艺研究

分别采用直接机械合金化法及氧化物共还原法制备了W-10Cu和W-20Cu复合材料,研究了钨粉粒度、烧结温度和保温时间对钨铜合金显微组织、致密度和电导率的影响。结果表明：随着W粉粒度的增加,直接机械合金化法制备的钨铜合金组织中W晶粒逐渐增大,致密度逐渐降低,电导率逐渐增大。在相同烧结条件下,氧化物共还原法较直接机械合金化法制备的钨铜合金组织中W晶粒尺寸细小,分布均匀,致密度和电导率更高。随着烧结温度的升高,钨铜合金组织中W晶粒尺寸逐渐增大,致密度和电导率逐渐增加。当烧结温度由1 500 ℃增加至1 600 ℃时,氧化物共还原法制备的W-10Cu合金中W平均晶粒尺寸由2.1 μm增加至3.6 μm,致密度由98.2%增加至98.5%,电导率由39.3%IACS增加至39.8%IACS;W-20Cu合金中W平均晶粒尺寸由2.3 μm增加至3.5 μm,致密度由98.4%增加至99.2%,电导率由40.8%IACS增加至41.6%IACS。此外,钨铜合金组织中W晶粒尺寸随着保温时间的增加而逐渐增大。     

W-Cu梯度功能材料的设计、制备与评价

W-Cu梯度功能材料的高W含量侧具有低热膨胀率、高强度和耐热流冲蚀等特点,高Cu含量的另一侧具有高导热性能,而中间过渡层可使内部热应力获得良好的缓和;该材料作为热沉材料、面向等离子体材料以及触头材料等的应用具有非常大的发展潜力,其研究受到广泛的重视。本文作者对W-Cu梯度材料的研究进展进行综合评述,介绍了W-Cu梯度功能材料的设计、制备及评价方法;根据其工作环境,着重对W-Cu梯度功能材料的致密性,热膨胀,热导率,热损蚀和热冲击等性能进行评价,并对W-Cu梯度功能材料的进一步发展作了展望。     

熔渗CuW材料的超声无损探伤研究

以CuW材料为例，研究其组织中缺陷的超声无损探伤方法。在分析了CuW材料的组织及缺陷特点后，认为多次反射法比较适合，据此对探头频率、对比试块的结构、探伤灵敏度等参数和评价方法进行了研究。结果表明：探头型号5p10的检测效果最好，最佳的检测灵敏度为厚度10mm三次底波至满屏80％高度时对应的灵敏度，对不同牌号的CuW材料可以通过调整检测灵敏度，参照同一标准进行评价。     

预加铜粉对85W-Cu板材性能的影响

钨铜是一种理想的电子封装基板或热沉材料.采用纯钨粉压坯、2%(质量分数)铜粉和钨粉混合压坯为熔渗对象制备85W-Cu材料,通过比较试样的致密度、显微硬度、显微结构等性能,研究了预加铜粉对熔渗烧结85W-Cu性能影响.实验结果表明预加铜粉能够有效降低钨颗粒的固相烧结,改善板材的冷轧塑性变形能力.但是,预加铜粉对材料的致密化不利,制备的材料致密度较低,且提高熔渗烧结温度不能有效提高致密度.