Oxidized film on C_p/Cu-Cd electrical contact material

Constituents of the oxidized surface film on diamond particles reinforced Cu-Cd alloy matrix composite （Cp/Cu-Cd） were investigated by XPS. The results show that Cu2O is the main constituent when the oxidized film is thin; CuO appears only after the film is rather thick. The originally formed oxidized film on the Cp/Cu-Cd is about 10nm in thickness and is mainly composed of Cu2O and Cu. After oxidized at 120℃ over 30h, CuO is detected in the film.

Cu含量对Ag/LSCO电接触材料物理性能的影响

采用溶胶凝胶法辅以高能球磨工艺合成Cu粉体改性La_(0.5)Sr_(0.5)CoO_(3-δ)(LSCO)粉体,用粉末冶金工艺结合热挤压技术制备了系列Cu改性Ag/LSCO电接触材料与成品丝,研究了Cu粉体对改性Ag/LSCO材料界面润湿性、物理力学性能等影响规律。结果表明,随着Cu含量的增加,改性Ag/LSCO-xCu(x=0、1、2、4、6、8)电接触材料的电阻率呈先增加后减小的趋势,与Ag和LSCO基底的润湿角变化趋势相一致,但其密度和硬度性能变化趋势相反;当Cu含量为4%时,Ag和LSCO-4Cu基底的润湿角达最小值55.0°,相应的成品丝(φ2.35mm)性能最佳:电阻率2.29μΩ·cm,硬度(HV^(0.3))946.7MPa,密度9.73g/cm^(3),断后延伸率3.9%,为纯Ag/LSCO的3.9倍。

不同稀土元素对W-Cu电触头材料性能的影响

利用粉末冶金熔渗技术制备出添加不同稀土的W-Cu-RE电触头材料。比较不同稀土对其组织和力学性能的影响,并通过扫描电镜分析电弧烧蚀后的微观组织形貌。结果表明,W-Cu合金中最适宜添加的稀土单质为La,它使粘结相Cu呈连续网络分布。W-Cu-RE电触头材料较传统的W-Cu合金抗电弧烧蚀性能有了明显提高,达到30%。主要原因是触头间产生的电弧由于稀土的加入更容易使金属Cu气化而带走大量热能,从而起到保护基体的作用。

熔渗法制备C/C-Cu复合材料的力学性能

以炭纤维(Cf)针刺整体毡为预制体,分别采用化学气相渗透(Chemical vapor deposition,CVI)和浸渍炭化(Impregnation and carbonization,I/C)制备不同密度和基体炭的C/C坯体;通过添加Ti元素改善熔融Cu与C/C坯体的润湿性。采用真空熔渗法制备C/C-Cu复合材料。对复合材料的力学性能及其与坯体之间的关系进行研究,并与常用滑板材料的力学性能进行比较。结果表明:随着坯体密度的增加,复合材料的抗弯强度下降,而坯体密度为1.4 g/cm3的复合材料的冲击韧性达到最大值。与用I/C坯体制备的复合材料相比,用CVI坯体制备的复合材料具有更高的强度和韧性,其弯曲曲线呈"假塑性"断裂特征,断裂时纤维从热解炭层或熔渗金属相中拔出,熔渗金属相呈"韧窝状"的塑性断裂形貌。冲击断裂时,复合材料倾向于沿TiC/熔渗金属界面断裂。C/C-Cu复合材料的抗弯强度为180～300 MPa、冲击韧性高于3.5 J/cm2,优于常用滑动电接触材料的性能,是一种极具潜力的新型滑动电接触材料。

WC/Cu大电流滑动电接触材料的研究

为了提高电接触材料的导电、导热等性能,笔者采用粉末冶金溶渗技术制备出WC/Cu滑动电接触材料,并对其显微组织和性能进行了系统研究。结果表明:WC60～90/Cu滑动电接触材料随着WC含量的增加,材料的密度由11.508 g/cm3增加到13.305 g/cm3,硬度由HB187增加到HB477,导电率由14.6 m/(Ω.mm2)下降到10.6 m/(Ω.mm2)。耐磨性随着WC含量的增加显著提高,但高Cu含量的孕育期较长。磨损机制以磨粒磨损和表面接触疲劳为主。建议使用含量为WC70/Cu30～WC80/Cu20的滑动电接触材料。

扩散处理对Ag-Cu复合电触头界面区域组织、成分及导电性的影响

通过等离子喷涂工艺制备Ag-Cu复合电触头试样,研究扩散退火对触头界面区域微观组织、成分分布以及导电性的影响.结果表明:400℃扩散处理使Ag-Cu复合电触头涂层在高温下产生烧结现象,涂层裂纹、孔隙减少,导电率上升;600℃扩散处理在界面区域有Cu的第二相析出,使电子散射几率下降,导电率显著上升,但随着退火时间延长,涂层内部因体积收缩,涂层裂纹、空隙增加,导电率呈现下降趋势.

微量Zr对Cu-Ag合金磨损行为的影响

采用真空熔炼的方法制备了Cu-Ag-Zr合金,研究了微量Zr对Cu-Ag合金磨损行为的影响,探讨了合金的磨损机理．结果表明:Cu-Ag合金的磨损率随着Zr含量的增加明显减小,随着受电电流和滑动距离的增大逐渐增大．粘着磨损、磨粒磨损和电侵蚀磨损是主要的磨损机制．微量Zr的加入使合金中形成弥散细小的析出相,使其磨损性能明显优于Cu-Ag合金．

Cu-W复合电沉积工艺研究

电接触材料要求具有很好的抗电弧烧蚀和抗熔焊性能,但纯铜很难达到该种要求。利用复合电沉积方法,在纯铜表面形成Cu-W复合镀层,使其满足电触头材料的使用性能。重点研究了镀液中W的质量浓度、电流密度、搅拌强度和温度工艺参数对Cu-W电接触材料复合镀层中W微粒沉积量的影响,并且通过正交试验确定了复合电沉积的最优工艺:W的质量浓度为35g/L、电流密度为4A/dm2、搅拌强度为600 r/min、温度为50℃。

Cu/TiBN电接触材料的导电性及抗电弧侵蚀机理

采用渗硼烧结法合成了一种新型TiBN粉体材料,它兼有陶瓷性和金属性,电阻率为2.6×10^(-3)Ω·cm。以TiBN和TiN为增强相,采用粉末冶金法制备了Cu/TiBN和Cu/TiN电接触材料,研究了不同含量TiBN和TiN的电接触材料的微观结构和物理性能。结果表明,与TiN相比,TiBN增强相能明显改善Cu基电接触材料的导电性能、抗氧化性能、硬度和抗电弧侵蚀性能。当含量为5%(质量分数)时,Cu/TiBN电接触材料的抗电弧侵蚀能力最好,质量损失仅为1.5mg。电弧侵蚀时,在Cu/TiBN表面生成Ti_(x)O_(y)、B_(2)O_(3)和N_(2)等产物,这些产物能明显改善Cu/TiBN电接触材料的抗电弧侵蚀能力。新开发的Cu/TiBN电接触材料具有优异的物理性能和抗电弧侵蚀性能,在电接触行业中拥有广阔的应用前景。

Cu-W复合电沉积工艺和镀层电弧侵蚀性能研究

在纯铜表面利用复合电沉积的方法形成Cu—W复合镀层，使其满足电触头材料使用性能。研究了镀液中W的质量浓度、阴极电流密度、搅拌强度和温度工艺参数对Cu-W复合镀层中微粒含量的影响，并对Cu—W电接触材料的电弧侵蚀性能进行了分析。结果表明：在最佳的复合电沉积工艺下，Cu—W的复合沉积量质量分数在17％-23％；Cu—W电接触材料在电流〈20A条件下，材料由阴极向阳极转移，电流〉20A条件下，材料的转移方向相反；电弧侵蚀后Cu—W电接触材料的表面呈现凸起、凹坑和气孔等形貌特征。

添加铟对Ag-CuO电触头材料的影响

用合金内氧化法制备了Ag-CuO-In2O3电触头材料样品,采用金相显微镜、扫描电镜及电光分析天平研究了In对Ag-Cu合金内氧化组织和性能的影响。结果表明,添加In可以促进Ag-Cu合金的内氧化,细化晶粒,提高合金的抗电弧侵蚀性能。

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。

不同载流条件下Cu-Ag-Cr合金导线的摩擦磨损行为

载流条件下材料的摩擦磨损行为探究对于铜合金架空导线、电极电刷以及继电器触头等的实际使用具有重要意义。在自制摩擦磨损试验机上,以黄铜为对磨材料,对真空感应熔炼制备的Cu-4Ag-0.8Cr合金导线进行载流摩擦磨损试验。采用电子天平、扫描电子显微镜等对合金载流磨损率、磨损表面形貌及载流磨损机理予以分析。结果表明,电流在0～6 A范围内,随着电流的增加,合金导线的磨损率和温度均在增大。随着时间的延长,接触电阻由较大的初始值迅速降低,而后围绕一个中值上下波动。Cu-4Ag-0.8Cr合金导线在载流条件下的主要磨损形式为磨粒磨损、粘着磨损以及电侵蚀磨损。

Cu-W-TiC复合材料的电接触特性研究

采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备了(Cu/50W)-3%Ti C复合材料。测试了该复合材料的密度、致密度、显微硬度和导电率;采用扫描电镜分析了该复合材料的显微组织;利用JF04C型触点材料测试系统研究了该复合材料的熔焊力、接触电阻等电接触性能及其变化规律。结果表明:在本试验条件下,(Cu/50W)-3%Ti C复合材料触头的材料转移随电流的增大而增大,且材料的转移方向从阳极向阴极转移,其转移机制以液桥转移为主,同时伴有电弧转移;该复合材料的熔焊力随电流的增大而增大,且随操作次数的增加呈上升趋势;该复合材料的接触电阻随操作次数的变化较为平稳,随电流的增加,呈下降趋势。

W/Cu和Mo/Cu复合材料组织与性能的对比分析

本文采用粉末冶金法对 W/ Cu和 Mo/ Cu材料进行了系统研究。结果表明 ,W/ Cu和 Mo/ Cu材料的制备工艺、组织结构类似 ,前者的硬度、密度和热导率较后者的高 ;而后者的电导率高于前者。故不同的应用场合应选择不同的复合材料。

机械合金化法制备CuW(85)电接触材料工艺研究

探索了机械合金化制备铜钨复合粉末、冷等静压成型、氢气气氛烧结制备CuW(85)电接触材料的工艺。对所制备的材料进行显微组织观察和性能测试,分析了不同工艺对材料性能的影响。

纳米Al_2O_3-Cu基电触头材料的制备及性能

结合化学沉淀和高能球磨方法制备纳米Al_2O_3-Cu基电触头材料.通过扫描电子显微镜(SEM)分析电触头材料的微观组织结构,使用金属电导率仪和显微硬度计测试Al_2O_3-Cu基电触头材料的物理性能,并分析纳米Al_2O_3含量和烧结温度对Al_2O_3-Cu基电触头材料物理性能的影响.结果表明,纳米Al_2O_3增强了与Cu基体的结合能力,纳米Al_2O_3-Cu基电触头材料的相对密度达到91.7%,电导率和硬度分别为71.0%IACS和142.3HV,电触头材料组织分散均匀,具有良好的导电性能和较高的硬度.

W-Cu触头材料的电寿命研究

研究了 W- Cu系列触头材料的电弧烧损规律。触头材料的电弧烧损随开断次数的变化分为老炼、稳定和失效三个阶段 ,其中稳定阶段的长短是影响电寿命的决定性因素。还发现触头材料的电弧烧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。

热处理工艺对电接触材料Cu-Ni-X合金显微硬度和接触电阻的影响

研究了一种新型Cu-Ni-X合金的固溶时间、时效温度以及时效时间对该合金的硬度和接触电阻的影响。结果表明,该合金的最佳固溶处理工艺为1070℃×8 h,并在500℃×4 h时效条件下具有较好的综合性能,显微硬度可达到HV361,接触电阻为16 mΩ,可满足电触头在工作中的使用要求。

制备工艺对Cu/C滑动电接触材料组织与性能的影响

研究了固相烧结、液相烧结、液相熔渗和热压烧结等四种工艺制备的Cu/C复合材料 ,并测试了其显微组织、密度、硬度和电导率 ,结果表明 :四种工艺所制备材料的显微组织中 ,石墨均呈网状均匀分布于基体上。液相熔渗和热压工艺制备的Cu/C复合材料密度和硬度较高 ,而固相烧结的较差。几种工艺制备的材料其电性能差别不大。