成型工艺对Ag/SnO2电接触材料物理及力学性能的影响

以化学共沉淀法合成的SnO2粉体为原料,采用机械合金化技术制备Ag/SnO2复合粉体,并采用不同工艺组合制成Ag/SnO2电接触材料,对工艺条件进行了优化,分析并对比了材料的物理及力学性能。结果表明:所制备的Ag/SnO2复合粉体由Ag、SnO2两相组成,不含其它杂相;相比单道次冷压、单道次热压以及冷压-冷压组合3种工艺,采用冷压-热压组合工艺制备的Ag/SnO2电接触材料在硬度、电导率以及相对密度方面具有明显优势,电阻率达到最低值2.43μΩ·cm,相对密度最高(97.78%),韧性最佳。

(CuO,Fe2O3)掺杂Ag/SnO2电接触材料的物理性能

以CuO、Fe2O3为掺杂剂,采用机械合金化方法结合冷压-烧结-热压工艺制备(CuO,Fe2O3)掺杂Ag/SnO2电接触材料。利用X射线衍射(XRD)仪、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、金属电阻率仪、热导率仪和霍尔效应测量仪等分析了不同掺杂比例Ag/SnO2电接触材料的微观结构和物理性能。结果表明:热压可显著改善电接触材料中SnO2颗粒与Ag基体的界面结合;CuO和Fe2O3单一掺杂可分别提高Ag/SnO2电接触材料的导电性能和导热性能,而复合掺杂的Ag-11.5SnO2-0.3CuO-0.2Fe2O3电接触材料的导电导热性能最佳,其电阻率为2.25μΩ·cm,硬度(HV0.5)为748MPa,在室温下的热扩散系数和热导率分别为111.4 mm2/s和338.6 W/(m·K)。复合掺杂的SnO2增强相对Ag基体的平均润湿角为62.7°,界面润湿效果好;SnO2与Ag晶粒之间界面结合良好,SnO2(200)晶面与Ag(111)晶面的界面晶格错配度为14.25%。

MeO掺杂Ag/SnO2电接触材料的结构与性能

采用机械合金化技术将不同用量的CuO或Fe2O3粉掺入银和SnO2粉中制备Ag/SnO2(x)-MeO(y)复合粉体,并辅以热压成型工艺制得Ag/SnO2(x)-MeO(y)电接触材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪、电阻测试仪、硬度计及拉伸试验机等测试仪器对材料的组织结构、物理和力学性能进行了表征。结果表明:随着掺杂剂用量的增加,Ag/SnO2(x)-MeO(y)材料的密度逐渐降低,且CuO较Fe2O3更利于提高材料的导电性。2种掺杂剂均能显著改善Ag/SnO2(x)-MeO(y)材料的塑性变形能力。Ag/SnO2(11.2%)-CuO(0.8%)(也即CuO用量为0.8%)材料的电阻率达到最低值2.35μΩ·cm,延伸率约为9.1%,比Ag/SnO2材料的延伸率提高近93.6%,综合性能最优。

LaSrCuO4粉体微结构对Ag/LSCO电接触材料性能的影响

以硝酸镧、硝酸铜、硝酸锶等为原料,分别采用固相法、溶胶-凝胶法和共沉淀法合成了不规则颗粒状(LSCOg)、介孔状(LSCOm)和片层状(LSCOl)的LaSrCuO4(LSCO)粉体。采用高能球磨并结合初压-初烧-热压工艺制备出Ag/LSCO电接触材料。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、金属电导率仪、维氏硬度计和电寿命试验机等对粉体形貌及电接触材料的物理和电学性能进行了表征。结果表明:与Ag/LSCOm、Ag/LSCOl材料相比,Ag/LSCOg电接触材料表现出更加优异的物理性能,其电阻率为2.37μΩ·cm,硬度为800MPa,密度为9.32g/cm^3;但电学性能差异较小,其在AC220V12A开断状态下的燃弧能量为400 mJ、燃弧时间为23 ms,关合状态下的燃弧能量为1500 mJ,燃弧时间为68ms。Ag/LSCO电接触材料的主要失效形式是液滴喷溅,微裂纹和孔洞。