Electrical breakdown characteristic of a Ce-doped W-Cu contact material

W-Cu composite powder doped with Ce (1.5 wt.%) was prepared by mechanical alloying (MA), and the W-Cu contact material was fabri-cated by hot pressing sintering in an electrical vacuum furnace. The microstructure, electric conductivity, hardness, and breakdown voltage of the Ce-doped W-Cu alloy were measured and compared with a conventional W-Cu alloy prepared by powder metallurgy. The results show that microstructural refinement and uniformity can improve the breakdown behavior and the electric arc stability of the Ce-doped W-Cu contact material. Also, the Ce-doped W-Cu contact material shows the characteristic of spreading electric arc, which is beneficial to electric arc erosion.     

WCu合金钨“网络”骨架的制备及其组织结构分析

在自制的设备上,通过化学镀正交试验法获得最佳的铜包覆钨复合粉末,再制成钨网络骨架,用类注射成型法也制得钨网络骨架,采用SEM与XRD手段与传统钨骨架制备技术进行了对比,结果表明:化学镀包覆粉和类注射法能够获得孔隙均匀、数量可控的钨网络骨架。而且影响钨粉化学镀包覆铜的因素较多,特别是钨粉粒径存在一最佳的尺度范围。     

水热还原法制备W-Cu复合粉体的工艺研究及表征

利用XRD、SEM、TEM等检测手段,对制备新型W-Cu合金过程中的产物显微组织进行研究和标定。结果表明:水热过程中,Na_2WO_4·2H_2O和Cu(NO_3)_2·3H_2O发生反应,水热反应产物主要由球形Cu WO_4·2H_2O和Cu_2WO_4(OH)_2的复合络合物组成,该络合物粉末分散性好,粒度均匀,平均粒径10~15 nm;煅烧后,水热产物转变为由CuWO_(4-x)、CuO和WO_3组成的混合氧化物粉体;经H2还原,氧化物粉末完全转化成W-Cu复合粉末,呈一种特别的W包覆Cu的近球形结构,平均粒径为20~60 nm,且Cu的存在对WO3的还原起催化作用。     

CuW触头着色探伤缺陷的研究

重点研究了CuW触头产品着色探伤缺陷的种类、缺陷材料机械性能、缺陷材料断口形貌宏观分析,提出了CuW触头着色探伤缺陷的判定原则和方法。材料性能试验结果表明,着色探伤缺陷产品中具有CuW疏松、CuW-Cu界面裂纹、Cu端裂纹和Cu端疏松缺陷的材料其抗拉强度、硬度低于无缺陷材料,不符合CuW触头的技术要求;具有CuW-Cu界面气孔缺陷的材料其抗拉强度与无缺陷材料相当,符合CuW触头的技术要求。通过对CuW触头着色探伤缺陷断口组织形貌宏观分析,发现着色探伤缺陷部位是CuW触头的内部缺陷组织,材料缺陷具有一定的深度,在材料受力时预先开裂,产生了应力集中,减少了材料的受力面积,使CuW触头的机械性能降低,这是导致CuW触头着色探伤缺陷机械性能低的原因。     

高能球磨时间对钨铜复合材料性能的影响

将W-15wt%Cu粉在行星式高能球磨机中进行球磨,并将球磨粉末加压烧结成型。研究了不同球磨时间对钨铜复合材料性能的影响。采用XRD、SEM对所制备的球磨粉末及烧结合金分别进行物相分析和组织形貌观察,并测定了烧结合金的相对致密度。结果表明,随着球磨时间的增加,钨铜球磨粉末晶粒尺寸得到细化,且有不饱和固溶体产生;烧结合金晶粒尺寸长大,孔洞减少,相对密度增大接近全致密。     

Cu含量对电场快速烧结W-Cu合金的影响

采用Gleeble—3500D热模拟机,在烧结温度为800℃,烧结时间为3 min的条件下,借助金相显微镜、扫描电镜、显微硬度测试计分析,研究了电场对烧结W-xCu(x=10%,20%,30%和40%)(质量分数)体系的影响。结果表明:本条件下,可得到密度较高、组织较均匀细小的烧结体;并且随着Cu含量的增加,烧结体致密化程度逐步提高,组织更加均匀,晶粒更加细小,平均晶粒尺寸从1.0μm降到0.3μm;但烧结体的硬度会相应降低。     

CuO-Al铝热体系超重力熔铸W-Cu梯度复合材料

对添加W颗粒的CuO-Al体系的绝热温度进行了计算分析, 而后在超重力场中点燃添加20%质量分数W颗粒的CuO-Al铝热剂压块, 通过分析获得的W-Cu复合材料显微组织发现, W含量分布不均匀且质量分数较低。将纯W颗粒压片置于CuO-Al-W铝热剂压块底部, 超重力场中燃烧熔铸W-Cu复合材料, 对其进行显微组织、相结构及硬度分布的研究, 结果表明, 沿超重力方向材料底部W含量较低(60%~65%), 中部W含量较高(80%~89%), 顶部W颗粒呈链状、团簇状聚集状态且含量较低(<40%), 结合硬度及相结构的检测结果, 表明合金材料中沿超重力方向W成分呈连续梯度变化, 并对其成型机制进行了初步分析, 认为W成分连续梯度变化是由超重力燃烧熔铸工艺特点所决定的。     

国内外钨铜复合材料的研究现状

W Cu具有好的导电导热性,低的热膨胀系数而被广泛地用作电接触材料、电子封装和热沉材料。纳米材料的研究发展将会大幅度拓展该材料在现代微电子信息技术的应用。本文从常规制备技术和纳米W Cu复合材料研究两方面综述了国内外对W Cu复合材料的研究发展状况,着重阐述了纳米W Cu复合材料的研究与优势,指出了今后的应用发展前景。     

W-Cu高密度合金的制备

高致密度是W-Cu合金性能优良的前提,但是由于W和Cu的不互溶,二者形成的是一种典型的假合金,因此W-Cu合金的制备只有通过粉末冶金的方法来完成以仲钨酸铵和硝酸铜为原料,利用氢还原和烧结技术制备的W-Cu合金,其中w(Cu)=15%,通过SEM、XRD对制备过程中各阶段形成的产物及最终形成的W-Cu合金进行了相分析和组织形貌分析,并进行了性能试验.试验结果表明,通过此工艺制备出的W-Cu复合粉末具有均匀的化学组成和较高的烧结活性,在1220℃烧结2h后,其烧结体密度可达理论密度的98.45%,且在合金中形成了对导热、导电性能具有重要作用的Cu网络结构.     

W-Cu触头材料电寿命的研究

电器的电寿命主要决定于触头的电磨损。通过对W-Cu系列触头材料电磨损规律的研究，认为触头材料的电磨损随开断次数的变化有老炼、稳定和失效三个阶段，其中对电寿命起决定性因素的是稳定阶段的长短。而且也发现触头材料的电磨损主要是触点在断开和闭合的过程中，产生电弧或其它放电现象的热效应所造成的。材料的比热容、密度、熔点和电导率决定触头的电寿命。