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。

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。

C_p/Cu-Cd电接触材料氧化膜的导通性

本文在建立Cp／Cu-Cd电接触材料表面膜模拟材料的基础上，研究了铜含量达44（wt）％时Cu2O-Cu金属陶瓷电导率δ的变化规律，所得定性和定量的结果均符合导通理论。当铜的体积份数达0．30～0．32时，δ值发生5～7个数量级的跃迁，导电特征也由半导体型转化为金属导电，从而证明由铜粒子构成了无限导通带所致。对所研制的新型材料进行了性能测试。

TiB_2含量对TiB_2/Cu复合材料抗电蚀性能的影响

以纳米级TiB2粉体为增强相,采用粉末冶金法制备了不同TiB2含量的TiB2/Cu复合材料,用JF04C型电接触触点材料测试系统研究了TiB2含量对复合材料抗电蚀性能的影响,并采用扫描电子显微镜观察了复合材料的电弧侵蚀形貌。结果表明:随着TiB2含量的增加,复合材料的燃弧能量逐渐降低,整体抗电蚀性能提高,复合材料表面电弧侵蚀熔化程度减轻。

制备工艺对Al_2O_3/Cu复合材料载流摩擦磨损性能的影响

以Al2O3颗粒为增强相,分别采用内氧化法和粉末冶金法制备了Al2O3/Cu复合材料,并在HST100型载流高速试验机上进行了载流摩擦磨损性能测试,研究了制备工艺对Al2O3/Cu复合材料载流摩擦性能的影响。结果表明,内氧化法制备的A12O3/Cu复合材料的导电率和硬度均高于粉末冶金法制备的A12O3/Cu复合材料,且内氧化法比粉末冶金法制备的Al2O3/Cu复合材料具有更低的磨损率和摩擦系数。微观组织观察表明,内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料内部Al2O3颗粒分布均匀,且Al2O3颗粒与铜基体的界面结合整齐致密无污染,这是内氧化法比粉末冶金法制备的Al2O3/Cu复合材料具有更优抗载流摩擦磨损性能的主要原因。

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。