銀基功能梯度復(fù)合材料的電接觸性能研究.pdf

1、本文通過傳統(tǒng)的粉末冶金法和流延法制備出了多種體系的Ag基氧化物復(fù)合材料以及梯度復(fù)合材料，用途為中等電流強(qiáng)度下的電接觸材料。比較和考察了材料在不同制備工藝下的機(jī)械性能和電學(xué)性能。對于梯度材料，測量結(jié)果顯示流延法制備的樣品比粉末冶金法具有更好的梯度分布。對于接觸表面具有相同成分的梯度材料和非梯度材料來說，兩者在抗熔焊、抗電侵蝕等許多特性方面表現(xiàn)大不相同，這使得我們通過不同的梯度構(gòu)造來制備滿足各種性能要求的電接觸材料成為可能。具體來說，流延法

2、制備的梯度材料在耐電損蝕性上不如用粉末冶金法制備的梯度材料和表面成分相同的均勻材料，其較差的機(jī)械強(qiáng)度是導(dǎo)致其耐電損蝕性能差的主要原因。而用粉末冶金法制備的梯度材料與對應(yīng)的均勻材料相比，其性能優(yōu)劣要取決于具體的工作面材料和梯度結(jié)構(gòu)。在所有電侵蝕過后的梯度觸頭材料中，部分觸頭在表面發(fā)現(xiàn)了下層的氧化物組分。造成這種現(xiàn)象的主要原因是由于電弧產(chǎn)生的Ag熔池的攪拌作用和觸頭表面應(yīng)力作用不均勻造成的。能夠出現(xiàn)在表面的這些第二組分的氧化物本身必須被Ag

3、很好的潤濕，否則很難被熔融的Ag帶到表面，這也是為什么大部分的下層氧化物集中在表面Ag熔區(qū)而非位置更低的金屬氧化物層的原因。這些尺寸較小的顆粒在Ag區(qū)中對液態(tài)的Ag起到了很好的保護(hù)作用，對觸頭的性能產(chǎn)生了重要的影響。具體來說，在制備的梯度材料中， Ag/SnO2/ZnO的AgZnO工作面電侵蝕過后在表面發(fā)現(xiàn)了下層的Sn元素,SnO2顆粒在表面對液態(tài)Ag起到了比ZnO顆粒更好的保護(hù)作用。對Ag/SnO2/NiO梯度材料來說，在SnO2工作

4、面上也發(fā)現(xiàn)了下面的Ni元素。但由于NiO顆粒對液態(tài)Ag的保護(hù)作用還不及SnO2，因此在耐電損蝕性上比AgSnO2要稍差一些。對Ag/SnO2/In2O3梯度材料的AgSnO28wt％In2O34％工作面來說，在電侵蝕過后表面出現(xiàn)了成分的轉(zhuǎn)移。表面的In2O3全部集中在了金屬氧化物層區(qū)中，而Ag區(qū)卻未發(fā)現(xiàn)In元素。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因在于大部分的In2O3由于和Ag潤濕性差而被逐出Ag區(qū)，少量留在Ag區(qū)中的In由于In2O3熱穩(wěn)定性差，容易