高能球磨热挤压制备AgSnO_2电触头材料及性能研究

利用高能球磨湿混法制备出SnO_2超细粉体,然后采用高能球磨技术及热挤压等方法制备出AgSnO_2触头材料。对粉体微观结构的观察结果表明高能球磨湿混法能快速制备出SnO_2超细粉体,在制备的AgSnO_2粉末中,其SnO_2相均匀弥散分布在Ag基体内,采用退火工艺消除了AgSnO_2复合粉末的孔隙并改善了粉末的成型性能。最终制备出的AgSnO_2触头材料平均密度达9.567 7 g/cm~3,硬度HV为106.1,电导率达71.7%IACS。     

化学共沉积法Ag基触头材料性能研究

采用化学共沉积法制备了AgSnO_2(12)、AgSnO_2(11.5)Bi_2O_3(0.5)及AgSnO_2(0.5)Bi_2Sn_2O_7(11.5)3种触头材料,并对其力学物理性能和模拟电性能进行了对比研究。结果表明:AgSnO_2(0.5)Bi_2Sn_2O_7(11.5)较AgSnO_2(12)和AgSnO_2(11.5)Bi_2O_3(0.5)熔焊力值小,电弧能量值低。     

专利

正确定AgSnO_2触头材料中掺杂的稀土元素及其配比的方法/公开(公告)号:CN106191509B/公开(公告)日:2017-10-20/申请(专利权)人:河北工业大学:王景芹;赵彩甜;蔡亚楠;李若寒;关家祥本发明确定AgSnO_2触头材料中掺杂的稀土元素及其配比的方法,涉及包含氧化物的贵金属作为基底材料的触点,利用计算机,通过第一性原理计算,确定AgSnO_2触头材料中,使得SnO_2导电性最好的掺杂稀土元素为La,通过导电性的强弱判断出     

AgSnO_2触头材料中添加物的研究与发展

结合当前添加物的研究现状,总结了AgSnO2触头材料中添加物的选择依据,并分别介绍了三类添加物对AgSnO_2触头材料组织和电接触性能的影响,最后展望了AgSnO_2电触头材料中添加物的研究发展趋势。     

Ni-Se共掺杂下对AgSnO_(2)触头材料电性能的影响研究

AgSnO_(2)触头材料是一种环保型低压触头材料,具备良好的耐电弧以及抗熔焊能力,所以目前已经逐渐代替银氧化镉材料。采用金属元素与非金属元素共掺杂的方式对SnO_(2)的导电性能进行改良。运用CASTEP软件对元素掺杂前后的各项性能进行了仿真试验。结果表明:当以Se元素单掺杂时,晶胞体积有小幅度增加;以Ni元素单掺杂时,晶胞体积小幅度缩减;而以Ni-Se两种元素共掺杂时,晶胞体积虽然略微增加但是整体介于Se元素和Ni元素单掺杂时的晶胞体积之间。与未掺杂元素时的SnO_(2)不同,元素掺杂后晶胞禁带宽度明显变小,其中Ni-Se两种元素共掺杂时的禁带宽度最小,表明电子可以更加容易跃迁,AgSnO_(2)的导电性也最好;共掺杂时费米能级附近的峰值与局域性下降,原子间的成键结合力更强,AgSnO_(2)材料也更加稳定。     

Ag粉的粒度及形貌对粉末冶金法AgSnO_(2)材料性能的影响

化学法超细Ag粉的粒度、粉末形貌、松装密度等与雾化法Ag粉存在较大的区别。研究了化学法超细Ag粉的一些特性对粉末冶金法AgSnO_(2)材料的金相、力学性能及电性能的影响,以改善AgSnO_(2)材料使用性能。     

AgSnO2-La2O3触头材料的性能研究

采用合金内氧化法 粉末冶金方法制备了一种新型银氧化锡(AgSnO2_La2O3)触头材料。其密度为9.70~10.05 g/cm3,硬度为79.6~99.0,电阻率为3.20~3.50μΩ.cm。用扫描电镜(SEM)及能谱分析(EDS)对AgSnO2_La2O3触头材料的显微组织进行分析发现,氧化物(La2O3,SnO2)晶粒明显细化且呈细小球状(<0.5μm)及不规则形状(<3μm)两种形态均匀分布。对AgSnO2_La2O3进行电性能试验和物理、机械性能的测定,并与合金内氧化法的AgSnO2(8)_In2O3_T和AgCdO(8)_T触头材料比较,结果表明,AgSnO2_La2O3材料的电性能、物理及机械性能与后两者相近,但侵蚀量略低于后二者,有望成为一种新型触头材料。     

原位反应合成法制备AgSnO2Bi2O3电接触材料及其性能研究

以熔炼-雾化法合成AgSnBi合金粉体为原料,采用原位反应合成法制取AgSnO_2Bi_2O_3中间体粉体;采用粉末冶金技术制备了AgSnO_2Bi_2O_3电接触材料,重点探究了成型压力、烧结温度等对其物理性能及断口微观组织的影响规律。采用扫描电子显微镜(SEM)、X-ray衍射分析仪(XRD)、电导率仪、维氏硬度计等对AgSnO_2Bi_2O_3电接触材料的微观形貌、物相组成及物理性能进行相应的表征。研究结果表明:熔炼-雾化法制得的AgSnBi合金粉体形貌上呈球状及棒状颗粒,平均颗粒尺寸为10～20μm。AgSnBi合金粉体氧化前的物相主要由Sn、Ag4Sn、Ag3Sn及Bi相构成;随着氧化温度的升高,AgSnBi合金粉体的氧化增重量先快速增加而后趋于稳定,并于800℃、2 h条件下实现完全氧化。由物理性能关系曲线分析得出在成型压力1200 MPa、烧结温度920℃、颗粒粒径400目条件下,AgSnO_2Bi_2O_3电接触材料的电阻率、硬度及密度达到最佳值,分别为2.32μΩ·cm、78.2 HV0.5与9.352 g/cm3。由微结构分析得出AgSnO_2Bi_2O_3电接触材料自然断口表面不存在明显的韧窝带,其断裂类型判定为脆性断裂。     

交流阻性负载下AgSnO_2(16)触头材料模拟电性能研究

采用化学法制备掺杂微量添加剂的AgSnO2(16)触头材料,使用模拟试验装置在30 A交流阻性负载下进行模拟电寿命试验、温升试验、耐电弧侵蚀试验和熔焊力试验,考察了高氧化物含量对AgSnO2触头材料电性能的影响。结果表明:AgSnO2(16)触头材料不但具有良好的加工性能,而且还具有较好的抗熔焊性能和耐电弧侵蚀性能。     

大电流空气开关操作后材料微观结构的变化

由于电弧效应,触头材料表层遭受极其严重的热作用,使表层材料的微观结构改变。触头的电气性能取决于材料的表面结构,因而有必要知道表层结构重新改组的机理。触头断面和表面龟裂区域用扫描电镜检查。模拟低压断路器的工作状况,在一套试验设备上对AgZnO、AgC、AgNi、AgSnO_2和AgCdO作了大电流(2000 A)分断试验。本文主要是讨论AgZnO材料。在单分2000 A或AC4型电寿命试验以后,我们即可探知材料的结构。同时,我们还能通过激光熔化或炉中熔化模拟电弧对表层的热作用,以便再现这个过程。利用这些试验结果,联系到材料的成分、粒度和物理、化学性能,我们便能解释材料结构的改变。这样,AgZnO的电气特性便可得到更好地了解。     

氢氧等离子体合成过氧化氢过程的能效研究

为提高氢氧等离子体合成H2O2技术的能量效率,通过分析放电过程的反应器能效及电源能量注入效率,确定了影响合成总能效的主要因素。考察了反应器电极间距、电源放电频率及注入功率对反应器能效和电源能量注入效率的影响。发现减小电极间距、提高放电频率和注入功率有利于提高反应器能效,但不利于提高电源能量注入效率。本研究中可以得到150 gH2O2/kWh的反应器能效,但由于较低的电源能量注入效率,致使合成H2O2的总能效不超过9 gH2O2/kWh。因此,提高等离子体法合成H2O2过程的总能效,不仅需要设计高能效的等离子体反应器,还需为反应器负载开发适配的电源,而后者是提升该技术能量效率的关键。     

RuO_2-IrO_2-TiO_2析氧催化剂的制备工艺

以Ti N、RuCl3和H2IrCl6为原料,用真空浸渍-热分解法制备了RuO2-IrO2-Ti O2,研究了煅烧温度和n(Ru+Ir)∶n(Ti)对产物的影响。XRD分析表明:Ti N在高温煅烧时氧化生成金红石型Ti O2,RuO2、IrO2和Ti O2以固溶体的形式存在。CV、阳极极化曲线和EIS测试表明:RuO2-IrO2-Ti O2的最佳煅烧温度为400℃,随着n(Ru+Ir)∶n(Ti)的提高,催化剂的活性增强;在相同电位下,RuO2-IrO2-Ti O2的电流密度大于IrO2,可用作固体聚合物电解质(SPE)水电解催化剂。     

过氧化氢钝化工艺的改进

传统的过氧化氢钝化工艺较难掌握，钝化条件比较苛刻，钝化效果一般，还容易出现一种褐色不明附着物。经过大量试验研究，对过氧化氢钝化工艺进行了改进，钝化效果明显提高。     

富氧火焰原子吸收光谱法测定铅钙锡合金中的锡

采用富氧火焰 (Air—C2 H2 —O2 )原子吸收光谱法直接测定铅钙锡合金中 0 1%以上的锡。对仪器工作条件、测定体系酸度、共存离子干扰等作了研究。方法准确度高 ,结果重现性好     

LiCoO2的TiO2包覆原理探索研究

文献中对LiCoO2材料的表面包覆已经进行大量的报道,清晰显示LiCoO2的表面改性对材料循环性能产生了重要正性效应。然而,材料的包覆原理和作用机制直到目前仍然模糊不清,没有一个确定统一定论。采用溶胶-凝胶法,结合TiO2与LiCoO2体相反应的研究结果,详细地研究了TiO2对LiCoO2的包覆效应,建议了可能包覆原理和作用机制。     

Thermoelectricity of p-Fe2O3-SO3-SiO2-others and n-Fe2O3-SiO2-CuO-others

Thermoelectric minerals have been found at Loei Province, in the northeastern part of Thailand. Local mineral specimens were prepared in the powders and bulk solids form by crushing, calcination and annealing, pressure and sintering, cutting and polishing. Mineral samples were used to analyze the composition and phase, determine the thermoelectric property and efficiency, design and construct a thermoelectric generator. Chemical composition and phase identification of powder samples were analyzed by the x-ray fluorescence (XRF) and x-ray diffraction (XRD), respectively. XRF and XRD results indicated that the mineral samples comprised the SO₃-CaO-SiO₂-others, Fe₂O₃-SO₃-SiO₂-others, Fe₂O₃-SiO₂-others and Fe₂O₃-SiO₂-CuO-others. From the thermoelectric property and efficiency determinations, the p-SO₃-CaO-SiO₂-others, p-Fe₂O₃-SO₃-SiO₂-others, n-Fe₂O₃-SiO₂-others and n-Fe₂O₃-SiO₂-CuO-others bulks were found to exhibit the thermoelectric figure of merit in orders of 10^?14, 10^?11, 10^?14 and 10^?13 K^?1, respectively. A fabricated thermoelectric generator made from ten pairs of p-Fe₂O₃-SO₃-SiO₂-others and n-Fe₂O₃-SiO₂-CuO-others legs that can be provided the open circuit voltage and short circuit current up to 48.30 mV and 0.14 μA for a temperature difference of 39.80 K at room temperature, respectively. While the internal resistance decreased and reached a value of 665 kΩ.     

利用非平衡等离子体方法将CO2还原成CO的研究

CO2和H2合成CO是CO2化学利用的重要过程,然而,传统的催化转化难以实现高效转化。在室温和大气压下,通过非平衡等离子体对H2和CO2的活化作用,考察了等离子体反应器结构、极间距、放电功率和氢碳比等对CO2转化率、CO选择性和CO2转化的能量效率影响。实验结果表明,在室温和大气压下,用等离子体法可将CO2高效的还原为CO,适当调节上述各参数可提高CO2的转化率。采用管管式等离子体反应器,在放电频率为10kHz、H2与CO2体积进料比为2:1、放电功率为80W、CO2气体体积流量为120mL/min的条件下,CO2转化率为88.2%,CO选择性为100%。     

AgSnO2-Bi2Sn2O7触头材料制备及应用

采用雾化工艺制备含有多种添加元素的AgSnBi合金粉。合金粉氧化后经过扩散处理、压制、烧结、挤压、轧制或拉丝得到AgSnO2_Bi2Sn2O7系列银复合氧化锡材料。丝材加工制作成铆钉触头,在ZWP-1型电性能模拟试验机上与AgNi(10)、AgCdO(12)进行直流、灯负载条件模拟电寿命对比试验。结果表明,银复合氧化锡材料、AgNi(10)、AgCdO(12)的电寿命分别为132358～148153次、15930～17300次、6054～8038次。将银复合氧化锡材料装在商用开关上进行电性能型式试验,常规操作寿命试验和荧光灯负载开关试验后端子的最高温升分别为42.5K和17.1K。     

锰离子及过氧化氢对质子交换膜稳定性的影响

采用热重及红外光谱技术研究了全氟磺酸离子膜与锰离子及过氧化氢溶液的相互作用,使用热重分析法(TGA)考察了锰离子、过氧化氢浓度及浸渍时间对膜稳定性的影响;热重分析表明降解膜磺酸基团热解峰温几乎消失,在高温区生成新的热解峰温。测定了腐蚀膜的扫描电镜(SEM)、动态热机械分析(DMA)、阻抗电导率和热寿命。等温质量损失表明在空气气氛及200℃时,腐蚀前后膜的红外光谱振动峰没有变化,但是在315℃受热时,-CF2-基团在1 210 cm-1处伸缩振动峰强度下降67.7%;在空气气氛中等温失重膜的转化率远大于在氮气气氛中的非等温失重。