MgO-Cu復(fù)合材料抗電蝕特性研究.pdf

1、彌散強化銅基復(fù)合材料的主要特征是在銅基體中彌散分布著均勻細(xì)小的、物理和化學(xué)性能穩(wěn)定的陶瓷相顆粒，其不僅在常溫下具有良好的導(dǎo)電性能和機械性能，而且在高溫下仍保持其優(yōu)越的導(dǎo)電性能和機械性能，在高速鐵路導(dǎo)線、航天器上的繼電器、高壓電器開關(guān)觸頭等電接觸領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。其中MgO的密度為3.85g/cm3，沸點為3600℃，熔點為2852℃，具有高硬度、高強度、高導(dǎo)熱性，同時晶格類型與銅近似（面心立方晶格），容易形成良好的界面結(jié)構(gòu)，制備的M

2、gO/Cu復(fù)合材料具有較高的綜合性能。本文對比研究了放電等離子燒結(jié)（SPS）法、內(nèi)氧化法和粉末冶金法制備了MgO/Cu復(fù)合材料的主要性能和微觀組織，重點研究了 MgO含量對SPS法制備的MgO/Cu復(fù)合材料抗電蝕性能的影響，以及不同制備方法獲得的 MgO/Cu復(fù)合材料電蝕性能變化規(guī)律。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴SPS法制備的MgO/Cu復(fù)合材料晶粒細(xì)小，組織致密，隨著MgO含量的增加，導(dǎo)電率呈現(xiàn)逐步下降的趨勢，而硬度呈現(xiàn)先升高后

3、降低的趨勢，當(dāng) MgO含量達到5％時，復(fù)合材料的性能較佳，導(dǎo)電率達到78%IACS，硬度達到110HV。內(nèi)氧化法制備的 MgO/Cu復(fù)合材料中的MgO顆粒分布均勻，且與銅基體的界面結(jié)合良好。當(dāng)內(nèi)氧化溫度為900℃、時間為10h時，內(nèi)氧化層厚度為1.203mm，制備的MgO/Cu復(fù)合材料綜合性能較佳，導(dǎo)電率為76%IACS，硬度達到123HV。⑵MgO含量對MgO/Cu復(fù)合材料的抗電蝕性能具有重要影響。在電接觸過程中，觸頭質(zhì)量由靜觸頭向動

4、觸頭轉(zhuǎn)移，隨著 MgO含量的提高，觸頭總質(zhì)量損耗量逐漸變??；當(dāng)MgO含量為1%時，燃弧能量隨著動作次數(shù)的增加急劇增大；當(dāng)MgO含量為3%和5%時，隨著動作次數(shù)的增加，燃弧能量變化不大；然而，當(dāng) MgO達到8%時，隨著動作次數(shù)的增加，然后能量有增大趨勢。在實驗范圍內(nèi)，當(dāng)MgO含量為5%時，總質(zhì)量損耗量、燃弧能量均較低，抗電蝕性能較佳。微觀組織表明：MgO/Cu復(fù)合材料電蝕后動觸頭表面出現(xiàn)液態(tài)金屬流動鋪層狀態(tài)，靜觸頭表面由于材料的轉(zhuǎn)移而形成