一、内氧化法制造银氧化镉触头材料工艺试验(论文文献综述)
李朕,王召斌,陈康宁,李维燕,尚尚[1](2021)在《银氧化锡触头制备工艺对比及其电弧侵蚀特性综述》文中提出介绍了银氧化锡触头在不同制备工艺下的基本原理以及合成方法,从每种合成方法的基础上提出了改良制备工艺,并介绍了近些年使用的新型制备工艺,分析了每种制备工艺的优缺点。总结了银氧化锡的电弧侵蚀机理与模型、电弧侵蚀形状外貌特征以及抗电弧侵蚀特性。并对未来银基材料的发展方向以及研究新的复合材料提出了展望。
隋晓涵[2](2020)在《ZTO/Ag电触头材料的设计与制备》文中研究说明在低压接触器中,MeO/Ag电触头具有广泛应用,其中CdO/Ag性能优良,但其带来的镉污染问题使其应用受到限制;最有可能替代CdO的SnO2,却存在与Ag之间润湿性差的问题,从而造成触点发热严重及接触特性恶化等问题亟待解决。因此在SnO2主体上对其进行复合改性,所形成的锡锌三元氧化物ZTO(Zinc Tin Oxide)具有复杂的晶体结构,特殊的物理化学特性,这些本身的特性导致其能够与基体金属具有较高的结合强度,从而保证银基电触头材料在服役条件下具有较好的性能。因此,本文对锡锌氧化物作为第二相形成的ZTO/Ag电接触材料进行设计,利用第一性原理方法对ZTO/Ag界面结构及结合机理进行研究,以计算结果为依据,进行ZTO/Ag电触头制备和致密化工艺摸索,同时探讨ZTO对银基电触头服役性能的影响。对Zn2SnO4/Ag的界面结合情况探究发现,Zn2SnO4的(111)面与Ag的(111)面复合能够形成稳定性较强的界面结构,其界面分离功(4.04 J/m2)高于SnO2/Ag(2.83 J/m2)及常见二元氧化物/Ag的界面分离功(0.7~3.5 J/m2),能够形成较好的界面结合。键长计算结果表明,Zn2SnO4(111)/Ag(111)界面处形成11组Ag-O键,且Ag-O键形成稳定的四面体结构;对态密度及电荷密度计算发现Zn2SnO4/Ag界面处Ag-O之间不仅具有离子键特性,且Ag、O均提供电子表现为共价键特性,这是Zn2SnO4/Ag界面结合强度更高的原因所在。对于ZTO粉体采用两种制备方式。即共淀法制备锡酸锌,得到的前驱体为Zn4(OH)6CO3、SnO2·x H2O,对比了400~950℃温度下烧结产物的差异,且烧结温度为950℃时烧结转化率达到83%,制备的粉体颗粒均匀,尺寸在50-200 nm;得到偏锡酸锌颗粒呈球状,尺寸在100-200 nm;SnO2呈片层状,尺寸在0.2-1μm。另一种方式为球磨-固相烧结法,获得尺寸为100 nm的锡酸锌粉体。对ZTO/Ag电触头的制备过程中,对致密化工艺进行探究,确定最佳工艺:经过混粉(200r/min球磨,4 h)及初压(200 MPa)-初烧(860℃,2h)-复压(1200 MPa)-复烧(840℃烧结2 h),Zn2SnO4/Ag电触头相对密度达到97.1%以上。制备了2-15wt%含量的ZTO/Ag电触头,且偏锡酸锌可能在这个过程中发生分解反应;而锡酸锌成分稳定,第二相能够均匀弥散分布在银基体中无明显孔隙。热挤压-冷轧之后电触头的硬度达到79.3 HV,退火则导致硬度降低,且硬度与电触头的致密度呈一定的正相关性。电弧烧蚀实验中,与商用SnO2/Ag电触头对比,本文制备Zn2SnO4/Ag电触头更具有优势,证明了锡酸锌与银之间良好的润湿性。
陈力[3](2020)在《SnO2含量对AgCuOIn2O3SnO2电触头材料组织与性能的影响》文中认为随着电气接触器件逐渐趋于精密化和小型化,工作环境和使用条件变得愈加复杂和严苛,单相增强银基电触头材料已经难以满足对其所提出的极高要求。近年来,由于异类氧化物增强相间对改善材料显微组织和性能具有协同作用,复相金属氧化物增强银基电触头材料逐渐成为电触头材料领域的研究热点。相关研究表明,CuO、In2O3与Ag之间的润湿性较好,能够有效增大熔池体系粘度、减少材料喷溅损失,提升电触头材料的耐电弧侵蚀性能。SnO2为脆性相且与Ag的亲和性较差,熔池形成后将会漂浮在熔池表面,增大界面脆性,进而改善电触头材料的抗熔焊性能。因此,本文采用反应合成法结合大塑性变形工艺制备SnO2含量不同的四种AgCuOIn2O3SnO2电触头材料,研究SnO2含量对AgCuOIn2O3SnO2电触头材料组织和性能的影响。结果表明:添加适量的SnO2有利于改善AgCuO(10)In2O3(2)电触头材料的显微组织与性能。对金属氧化物生成过程进行理论计算,结果表明:在反应烧结过程中,合金元素均会发生自发氧化,其氧化顺序为In→Sn→Cu,且生成的金属氧化物能够在复相体系中稳定存在。此外,三种合金元素的扩散-反应过程属于同一种氧化机制,生成的金属氧化物弥散分布在合金颗粒的表面和内部。对AgCuOIn2O3SnO2电触头材料的显微组织形貌进行观察分析,发现试样经反应烧结后,金属氧化物以环状组织的形式存在于银基体中。复压复烧后,试样中的孔隙等缺陷明显减少,组织均匀性得到改善。大塑性变形加工导致金属氧化物颗粒弥散分布,并沿拉拔加工方向呈线性排列。对AgCuOIn2O3SnO2电触头材料的物理及力学性能进行测试分析,结果表明:致密度的提高和组织缺陷的减少将会引起电阻率的降低和硬度的提升。并且,随着塑性加工变形量的增大,团聚态金属氧化物颗粒被逐渐分散,细小、均匀地分布在银基体中,对电触头材料产生弥散强化作用。对AgCuOIn2O3SnO2电触头材料的电接触性能进行研究分析,结果表明:随着测试电压和电流的增大,试样的熔焊力、接触电阻的平均值和波动程度均明显增大。试样在电弧侵蚀的作用下,材料从阳极转移至阴极,动触头(阳极)表面形成凹坑状形貌,而静触头(阴极)表面表现为凸峰状形貌,熔池直径和材料转移量随测试电压和电流的增大而增大。综合显微组织与性能分析,当SnO2含量在0.5 wt%~1.0 wt%的范围内时,AgCuOIn2O3SnO2电触头材料具有较为均匀的显微组织,物理、力学与电接触性能也较为优异。相比于AgCuO(10)In2O3(2)电触头材料,In2O3颗粒的团聚程度显着降低,试样组织均匀程度明显提高,导致电触头材料的抗熔焊性能及耐电弧侵蚀性能得到有效的改善。
熊爱虎[4](2020)在《反应合成AgCuOSnO2复合材料累积挤压变形的有限元模拟》文中提出综合AgCuO和AgSnO2的高度互补特性,开发新型AgCuOSnO2接触材料是替代有毒“万能触点材料”Ag Cd O的前景途径之一。材料生产包括坯料的制备及加工成型两个阶段,关于复相氧化物增强Ag基复合材料的制备研究者们已进行了相当深入的研究,但对于AgCuOSnO2接触材料的加工过程尤其是热挤压工艺却未见报道,而加工工艺对型材的性能却有着实质性影响。为此,本文基于反应合成法制备的AgCuOSnO2坯料,通过MSC Marc有限元分析探究了第二相颗粒尺寸、挤压工艺(预热温度、锥形模角度、挤压速度)对材料挤压过程中应力、应变和组织等影响,并与实际挤压实验相互验证,得出下列结论:物相、能谱及显微组织分析表明,复压复烧态坯料中仅含有Ag、Cu O、SnO2三种物相;Cu O和SnO2颗粒主要以环状团簇形式存在并分布成网,其中Cu O颗粒为深灰色而SnO2则是浅灰色,且皆存在大、中、小三种尺寸类型。在探究颗粒尺寸的影响时发现,随颗粒尺寸的减小第二相颗粒分散性逐渐增加,而坯料发生“缩尾”的可能性则不断下降;立方Cu O将向纤维化演变,其纤维化程度是随颗粒及其环状团簇尺寸的减小而增加、坯料中段>前端>后端及表层强于芯部;部分Cu O纤维将发生弯曲,屈曲度则与颗粒及其环状团簇尺寸呈正相关。此外,坯料前端和后端存在与挤压方向不一致的纤维Cu O,差异程度与颗粒大小呈负相关。在探究预热温度的影响时发现,提高预热温度将引起应力降低、颗粒弥散及金属流动性变好,这有利于减小模具磨损深度但会减弱Cu O纤维化程度;在轴向和径向上都出现了温度梯度,且两者温度随挤压的进行表现出相反规律,存在径向温差基本为零的挤压时刻,而提高预热温度将加快这一时刻的到来。在探究模具角度的影响时发现,挤压角度的增大将导致坯料应力及“缩尾”程度均表现先降后增的趋势,45°挤压时坯料的应力、“缩尾”最小且颗粒分散性最好;挤压前期(坯料未进入定径带),随着挤压角度的增大第二相颗粒的形变程度及趋势越小,而在挤压后期至结束,其却与挤压角度呈正相关。在探究挤压速度的影响时发现,挤压速度从1.8 mm/s增至5.8 mm/s,材料的应力一直保持降低,这表明坯料已经进入应力、应变下降阶段;增大挤压速度将造成增强相颗粒自身的强应力覆盖范围扩大,且环状氧化物颗粒团簇的轴向拉伸率先增后减,而径向压缩却一直降低,3.8 mm/s下颗粒弥散效果最佳。材料挤压态显微组织及力学性能测试表明:有限元模拟结果中的组织形态在实际挤压态型材中都存在,如倒“S”、“C”形的Cu O纤维,但还存在模拟结果中未发现的情况,一是SnO2颗粒将沿着Cu O纤维聚集而在单斜Cu O颗粒周围基本不存在;二是在Cu O纤维即将断裂或断裂处同样存在大量的SnO2,这说明SnO2的存在可能促进了Cu O纤维的断裂;挤压态电阻率较复压复烧态的降低了68.1%,而硬度只增大了8.9%,意味着挤压工艺有助于大幅度提高材料的导电性而维持材料的加工性能。
康慧玲[5](2019)在《金属掺杂AgSnO2触头材料性能的仿真与试验研究》文中研究表明AgSnO2触头材料作为最有希望取代有毒AgCdO的新型环保触头材料,是目前最具研究意义的触头材料。但在实际应用的过程中发现,AgSnO2触头材料在导电性及抗熔焊性方面比AgCdO触头材料差,这是因为AgSnO2触头材料中的第二相粒子SnO2是一种宽禁带半导体材料,其近乎绝缘,加之在电弧作用下,易聚集在触头材料的表面,进而材料的接触电阻增加、抗熔焊性能减弱。目前,改善SnO2的性能成为急需解决的问题。研究表明,向SnO2粒子中掺杂第三相粒子能够使其性能得以改善。由于以往的研究方法是根据经验来选择第三相掺杂元素,再通过大量的实验手段进行性能测试。为了避免以往方式带来的资源浪费,本文先对金属元素掺杂SnO2的性能进行模拟计算,再进行试验验证,选用理论指导实验的研究思路,为触头材料的研究提供一种较为便捷、省时、省力的研究方法。本文采用第一性原理下的CASTEP软件对未掺杂SnO2和金属Sr、Co、Ga分别以四种浓度6.25%、8.34%、12.5%、16.7%掺杂的SnO2结构进行力学性质及能量计算,得到弹性常数、能带结构、态密度,并对结果进行对比分析,从理论上分析出金属掺杂对SnO2电性能及力学性能的影响。然后采用溶胶凝胶工艺制备出金属元素Sr、Co、Ga分别以四种浓度6.25%、8.34%、12.5%、16.7%掺杂的SnO2粉末,对金属掺杂粉末进行XRD物相分析,验证实物结构与仿真模型的一致性。最后采用粉末冶金工艺将金属元素掺杂的SnO2粉末与Ag粉末混合制备成AgSnO2触头材料,对其硬度、密度、电导率等物理性能参数及接触电阻、燃弧能量、材料转移等电性能参数进行测定,从试验方面分析并验证金属掺杂对AgSnO2导电性能及抗熔焊性能的影响。
李晓龙[6](2019)在《AgCuOSnO2电触头材料的组织与性能的研究》文中提出万能触点材料AgCdO由于镉元素含有剧毒已经逐渐被取代。在所有替代AgCdO的触点材料中,AgCuO与AgSnO2的性能较优异,由于CuO与银基体之间的润湿性好、价格低廉等特点得到广泛的关注,但AgCuO耐电弧侵蚀性能较差,所以在保证其界面润湿性的前提下科研人员对其添加微量元素改变其电弧侵蚀性能。AgSnO2由于其具有优异的抗熔焊性能、耐电弧侵蚀等性能得到了业内人士的广泛关注。但单一CuO或SnO2增强相的银基触头材料,依然难以满足对市场的需求。为此结合AgCuO与AgSnO2的优点,本文以二元合金(AgSn、AgCu)及三元合金(AgSnCu)为原料,采用反应合成方法制备出不同SnO2含量的AgCuO(10)SnO2(x,x=2,5,8)电触头材料,并对其热力学、力学、电接触等性能进行了分析与测试,得出以下结果:通过对AgCuOSnO2电触头材料热力学、氧分压以及不同温度下各组成元素在Ag基体中的扩散时间进行计算,发现Cu与Sn在发生氧化的过程中吉布斯自由能均小于零,表明在发生氧化的过程中Cu与Sn均可以自发发生氧化生成SnO2与CuO。通过计算扩散时间发现氧气扩散至锭坯心部需要36小时,Cu在整个工艺过程中扩散到表面的时间为21小时,Sn在整个工艺过程中扩散到表面的时间为25小时。通过对AgCuOSnO2电触头材料的显微组织分析,发现以AgSnCu三元合金为原料的样品由于Cu与Sn扩散速率不同,Cu先扩散到AgSnCu合金表面与O反应生成CuO颗粒,Sn后扩散到AgSnCu合金表面与O反应形成SnO2,导致后形成的SnO2颗粒破坏了CuO与Ag基体的界面结合状态,使界面结合处出现团聚、孔洞等,而且CuO与Ag的界面之间润湿性好于Ag与SnO2之间的界面润湿性,导致AgSnCu三元合金制备的AgCuO(10)SnO2(x,x=2,5,8)加工性能随着SnO2含量的增加而变差,在加工过程中易发生断裂。以AgSn、AgCu二元合金为原料而制备的样品中SnO2的生成不会破坏Ag与CuO的界面结合状态,其加工性能良好。对二元合金为原料制备的AgCuO(10)SnO2(x,x=2,5,8)电触头材料进行密度、硬度等力学性能测试,发现SnO2含量为8%样品的密度、硬度最高,SnO2含量为5%的样品硬度、密度最低。对电阻率进行分析发现,随着SnO2含量的增加,电阻率也随之增加。通过测试抗拉强度以及应力应变曲线发现,当SnO2含量为5%时,抗拉强度达到220MPa,AgCuOSnO2电触头材料韧性最高。对二元合金为原料制备的AgCuO(10)SnO2(x,x=2,5,8)电触头材料的熔焊力、接触电阻、材料转移以及电弧侵蚀形貌分析发现,当测试电压为12 V与18 V时,SnO2含量为2%的AgCuO(10)SnO2(2)电触头材料的熔焊力与接触电阻较小。从电弧侵蚀形貌可以看出,AgCuOSnO2电触头材料的阳极表现为凹坑,阴极表现为凸峰,材料的转移方向是从阳极至阴极。随着SnO2含量的增加,电弧侵蚀形成的凸峰与凹坑面积增加。观察添加与未添加SnO2后材料的损耗量与侵蚀形貌图发现,添加SnO2后对材料的耐电弧侵蚀性能有明显的改善作用。
李志国[7](2019)在《AgCuOIn2O3电触头材料的组织与性能研究》文中进行了进一步梳理由于具有优良的导电导热性、低的接触电阻、较高的硬度和强度、良好的抗熔焊和耐电弧侵蚀等特性,银金属氧化物电触头材料成为电接触领域中应用最为广泛的材料之一,具有不可替代的地位。因为Cd存在环境污染的问题,所以传统的AgCdO万能触点材料被新型环保触头材料所替代是必然趋势。氧化铜(CuO)作为触头材料中的新型环保增强相,具有高的热稳定性且与银基体的界面润湿性较好,其性能可以增加电接触过程中触头表面熔池内液态金属的表面张力和粘度,从而限制触头表面熔池的形成,增强触头材料的抗电弧侵蚀性能。此外,氧化铜(CuO)还具有原材料丰富且价格低廉等特点,这进一步推动了AgCuO电触头材料的研究应用,但是单一的CuO增强相依然无法很好地改善电触头材料的综合性能。研究表明CuO含量为10%的AgCuO电触头材料性能最优,又有研究表明在AgSnO2电触头材料中加入铟(In)可以定性的改善AgSnO2电触头材料的电接触性能。为此,本论文采用反应合成法来制备AgCuO(10)In2O3(x)(x=1,2,3,3.5)电触头材料,对其反应过程进行热力学理论计算与分析,对力学性能、物理性能、电接触性能等进行测试,旨在综合CuO和In2O3两者的优点来探究In2O3的含量与AgCuO(10)电触头材料电接触性能之间存在的定量关系,同时获得成熟可行的加工工艺路线。理论计算方面,通过对AgCuO(10)In2O3(x)(x=1,2,3,3.5)触头材料进行热力学和氧分压的计算,发现纯金属Cu和In在氧化过程中的吉布斯自由能均小于零,表明Cu和In的氧化过程可以自发进行;氧分压的计算结果发现,Cu和In在反应过程中的氧分压均小于大气压中的氧分压,说明在反应过程中不会存在氧化物的分解反应。对触头材料的显微硬度、抗拉强度和断后延伸率进行测试。测试结果表明,随着In2O3含量的升高,AgCuO(10)In2O3(x)(x=1,2,3,3.5)电触头材料的断后延伸率逐渐降低,显微硬度和抗拉强度均增大,并且抗拉强度明显高于AgCuO(10)电触头材料。对冷拉拔制备试样的电阻率的测试结果表明,随着In2O3含量的升高,电触头材料的电阻率逐渐增大,这是由于金属氧化物的导电性一般都比较差造成的。对电触头材料的抗熔焊性、接触电阻和材料转移特性进行测试。测试结果表明,In2O3的含量确实可以改善AgCuO电触头材料的电接触性能,但并不是含量越多越好,当In2O3的含量为2%时,AgCuOIn2O3触头材料的电接触性能最优。对接触电阻的研究表明,由于氧化物的含量升高,导致AgCuO(10)In2O3电触头材料的接触电阻大于AgCuO电触头材料的接触电阻,但其抗熔焊性能整体优于AgCuO(10)电触头材料的抗熔焊性能。测试电压由12V升高到18V时,AgCuO(10)In2O3和AgCuO电触头材料的抗熔焊性能均变差,说明二者均更加适用于低压电接触领域;电压为18V时,AgCuO(10)In2O3(x)(x=1,2,3,3.5)电触头材料的抗熔焊性能比AgCuO(10)电触头材料稳定。对材料转移特性的研究表明,在电压为12V和18V时,动、静触头之间的材料转移方向是从静触头转移到动触头。此外,材料转移主要以熔桥方式进行,材料的损耗量随In2O3含量的增多而降低,阴/阳极触头表面的侵蚀形貌呈凸凹状。对AgCuOIn2O3电触头材料的电弧侵蚀形貌进行扫描,并与AgCuO(10)电触头材料的电弧侵蚀形貌进行对比。结果表明,In2O3的加入使得AgCuOIn2O3电触头材料的总质量损耗大于AgCuO(10)电触头材料,这是由于在电接触过程中AgCuOIn2O3触头材料表面形成较大熔池造成的,同时,较大的熔池可以减小在电接触过程中触头之间的熔焊力。
刘满门[8](2019)在《Ag/Ti3AlC2复合材料制备与性能研究》文中进行了进一步梳理银基电接触材料具有优良的导电、导热性,低的接触电阻,较高的硬度和强度,良好的耐电弧侵蚀、抗熔焊性等性能,在分合电接触领域和滑动电接触领域都占据不可替代的重要地位,且应用十分广泛。三元层状化合物MAX相具有高弹性模量、屈服强度和断裂韧性,高熔点、良好的高温抗氧化性、导电、导热性,低的热膨胀系数,尤其是其独特的层状结构,能够起到减摩耐磨的作用,使得它成为银基电接触材料的理想增强相。本文提出三元层状碳化物Ti3AlC2作为银基电接触材料增强相的新体系,采用热压烧结工艺,通过有效控制Ti3AlC2/Ag界面结构,实现良好的界面结合,以制备综合性能优异的Ag/Ti3AlC2复合材料,并研究该材料的分合电接触性能和滑动电接触性能,探讨Ag/Ti3AlC2复合材料应用于环保型电接触材料的可能性。论文的研究内容和结果如下:1、分别在 750℃、800℃、850℃热压烧结制备了 Ag-30 vol.%Ti3AlC2 复合材料,物相和界面结构分析表明,Ti3AlC2/Ag界面反应机理为Ti3AlC2中的Al原子向Ag基体中扩散,界面反应和结构演变受温度控制。750℃热压烧结后,Ti3AlC2与Ag基体间形成宽约40 nm的非晶层;800℃热压烧结后,Ti3AlC2与Ag基体间形成含有TiC颗粒的界面反应层;850℃热压烧结后,Ti3AlC2剧烈分解生成TiC,长条状TiC与富Ag相交替排列,富Ag相中过饱和的Al以立方相μ-Ag3Al金属间化合物析出,且该析出物与Ag基体保持共格关系。力学和电学性能测试表明800℃热压烧结所得复合材料综合性能最佳。2、研究了塑性变形和退火处理对Ag/Ti3AlC2复合材料力学及导电性能的影响。结果表明:塑性变形过程中,Ti3AlC2颗粒在基体中的分布均匀性能够随着金属Ag基体的流动而得到改善,这对复合材料强度和导电性均有积极影响;塑性变形能导致Ag基体中产生位错等缺陷,起到强化基体的作用,提高了复合材料的强度;退火处理能消除材料内部缺陷,可以提高材料延伸率和导电性。3、将Ag/Ti3 AlC2复合材料与CuZn合金配对来进行摩擦磨损试验,研究载荷、速度和增强相含量对摩擦磨损性能的影响,并对磨损表面、磨屑形貌与成分进行表征,进而分析该摩擦副的磨损机制。在干摩擦条件下,复合材料中Ti3AlC2含量相同时,磨损率随着载荷的增加而增大,随着摩擦速度的升高而减小。在载荷、摩擦速度不变的情况下,Ti3AlC2体积分数越高,复合材料的磨损率越低。Ag/Ti3AlC2复合材料磨损表面由机械混合层和镶嵌磨粒的犁沟组成,该机械混合层主要为富铜锌相,并含有少量的Ag、Ti、Al、O等元素;磨屑成分主要由CuZn合金、Ag和少量的氧化物组成,由此分析出摩擦磨损主要为粘着磨损和磨粒磨损,并存在轻微的氧化磨损。在DC 24V、5A载流摩擦磨损条件下,Ag/Ti3AlC2复合材料的摩擦系数随载荷增加而增大,随摩擦速度增加而减小;磨损率随着载荷的增加而增大,随着摩擦速度的增加而增大。磨损表面有明显的粘着层、镶嵌磨粒的犁沟、电弧侵蚀坑和凝固粒子,磨屑的主要成分为Cu和Zn的氧化物,由此表明载流条件下摩擦磨损主要为氧化磨损和电弧侵蚀磨损,同时存在一定的粘着磨损和磨粒磨损。Ag基体中的Ti3AlC2颗粒未表现出类似石墨的自润滑性能,但高强度高硬度的Ti3AlC2颗粒在摩擦过程中起到承载作用,减轻了材料的粘着磨损,提高了材料的减摩耐磨性能。4、在DC 24 V、15 A条件下测试了 Ag/Ti3AlC2复合材料的电接触性能,并与商用电触头材料进行了对比,分析了 Ag/Ti3AlC2 触头的材料转移机制和电弧侵蚀机理。Ag/Ti3AlC2电触头的材料转移受电弧转移和熔桥转移双重材料转移机制控制,何种材料转移机制占主导地位,则取决于复合材料中Ti3AlC2含量大小:Ag-5 vol.%Ti3AlC2和Ag-10 vol.%Ti3AlC2两种触头,其材料转移机制主要为气体电弧主导的电弧转移机制,材料转移方向为阴极转向阳极;而Ag-15 vol.%Ti3AlC2和Ag-20 vol.%Ti3AlC2两种触头,材料转移主要方式为熔桥转移,材料转移方向为阳极转向阴极。Ag/Ti3AlC2触头的抗电弧侵蚀机理主要为Ti3AlC2分解消耗电弧能量和Ti3AlC2颗粒提高熔池黏度防止液滴飞溅。因此,Ag-5 vol.%Ti3AlC2与Ag-10 vol.%Ti3AlC2两种触头展现出良好的抗电弧侵蚀性能。然而,Ag-15 vol.%Ti3AlC2与Ag-20 vol.%Ti3AlC2两种触头在电弧作用下会出现Ti3AlC2聚集和表面结构分层,由此而引起的电弧能量集中和结构损耗导致这两种成分触头的材料损耗大幅增加。Ag-5 vol.%Ti3AlC2触头表现出与商用触头相当的电接触性能,且具有优异的塑性变形能力,两次退火之间的冷加工率达到28%,有利于进行塑性变形加工。
王贵葱[9](2019)在《MeO掺杂Ag/SnO2电接触材料的制备及性能研究》文中提出银基电接触材料是电气化设备、电器电路中通断控制及负载电流的核心部件,其性能的好坏直接影响着电器的可靠性、稳定性和使用寿命。传统Ag/Cd O电接触材料因其具有优良的抗熔焊性、抗电弧侵蚀性以及高的导电性等特性,使其有了“万能触点”之称。但其在服役过程中会产生有毒的Cd蒸汽,造成环境污染、危害人体健康,因此开发环保型电接触材料具有重要的应用前景,其中Ag/SnO2是代替Ag/Cd O的最佳选择。但目前Ag/SnO2电接触材料的塑性加工性差(延伸率低)、导电性差以及温升高等问题仍未得到很好的解决。针对上述问题,本文从制备工艺、材料成分组成角度出发,利用粉末冶金技术、机械合金化结合热挤压技术、电寿命测试技术主要研究了冷压工艺、热压工艺、掺杂改性组元、工作电流等因素对Ag/SnO2电接触材料的物理、电学、力学及电寿命性能的影响,并对其界面扩散机制、断裂机理及电侵蚀失效模式进行探究。主要研究内容及结论如下:(一)采用粉末冶金技术探究了冷压-热压复合工艺对Ag/SnO2电接触材料的微观结构及电学性能影响。于冷压压力900MPa、烧结温度900℃,热压压力800MPa、热压温度300℃的最优工艺条件下,Ag/SnO2的电阻率达到最佳值2.43μΩ·cm,硬度87.5HV。相比于冷压(CP)、热压(HP)及冷压-冷压(CP-CP)工艺,采用冷压-热压(CP-HP)工艺制备的Ag/SnO2(CP-HP)电接触材料在致密度上分别高出了12.42%、7.59%、7.02%。微观结构分析可知,Ag/SnO2(CP-HP)与Ag/SnO2(HP)材料Ag与SnO2界面结合处存在互扩散现象,并形成了“浅灰色”扩散层,由断口分析可知,Ag/SnO2(CP-HP)电接触材料断口韧窝最多。(二)利用机械合金化结合热挤压工艺探究了掺杂金属氧化物(Cu O、Fe2O3)对Ag/SnO2(x)-MeO(y)电接触材料塑性加工及断裂类型的影响。相比Fe2O3,Cu O更有利于降低Ag/SnO2材料的电阻率,而掺杂组合型掺杂剂Cu O+Fe2O3的Ag/SnO2-Cu O+Fe2O3的电阻率达到最低值2.16μΩ·cm,断后延伸率高达16.3%(远超国标要求的12%),比纯Ag/SnO2高出3.5倍,抗拉强度为251.2MPa。同时添加掺杂剂后,Ag/SnO2(x)-MeO(y)断后截面韧窝显着增多,断裂类型为韧性断裂。(三)采用电寿命测试技术探究了电气参数对Ag/SnO2(x)-MeO(y)的温升特性及电寿命性能的影响。相比于Ag/SnO2,经掺杂后的Ag/SnO2(x)-MeO(y)材料的温升数值大幅下降,温升分别降低了7℃(Cu O)、5.3℃(Fe2O3)、9.7℃(Cu O+Fe2O3)。对比纯Ag/SnO2和Ag/SnO2(x)-MeO(y),工作电流的变化对其平均燃弧时间、平均燃弧能量变化趋势一致。与纯Ag/SnO2相比,经掺杂后的Ag/SnO2(x)-MeO(y)同样存在相类似的空洞、裂纹等电侵蚀形貌特征。
赵彩甜[10](2017)在《AgSnO2触头材料掺杂改性的计算与研究》文中认为开关电器的电触头承担接通、分断电路的任务,其可靠性影响电路的稳定运行,AgSnO2电触头材料具有无毒、环保、耐电弧侵蚀等优良特性,是目前最具研究价值的触头材料,但是AgSnO2触头材料中含有的SnO2是一种宽禁带半导体材料,其熔点高、硬度大,导致触头材料的接触电阻增大、温升升高、加工成型困难。因此改善SnO2的电性能是问题的关键。研究表明,掺杂第三相能够有效改善SnO2的电性能,从而改善触头材料AgSnO2的电性能。本文首先对未掺杂及Fe、Bi、Cu、Mg、In五种不同元素掺杂的SnO2体系进行第一性原理计算,通过结构优化和能量计算得到体系的能带结构、态密度及电荷密度分布、差分电荷密度分布等结果,分析计算结果得出,几种元素掺杂后SnO2材料的导电性均得到提高,其中使得材料导电性最佳的掺杂元素为Fe、Bi,其次为Cu、Mg、In。采用溶胶-凝胶法制备五种元素掺杂的SnO2粉末,通过对粉末进行XRD试验得出,掺杂并未改变SnO2的晶体结构,同时掺杂原子进入SnO2晶胞内形成固溶体,计算得出的粉末粒径为纳米级。最后建立掺杂体系模型,通过模拟X射线衍射得到掺杂体系的衍射图,从理论上验证了掺杂不会改变晶体结构。将凝胶SnO2粉末与Ag粉混合通过粉末冶金法制备AgSnO2电触头材料,对其电导率、密度、硬度等进行测量;并进行电接触试验,对接触电阻、熔焊力、燃弧能量等进行测量。结果表明,掺杂的AgSnO2触头材料的电导率、密度、硬度均有所提高,综合考虑材料的导电性及抗熔焊性得出,Bi掺杂AgSnO2触头材料的各项性能最优。
二、内氧化法制造银氧化镉触头材料工艺试验(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、内氧化法制造银氧化镉触头材料工艺试验(论文提纲范文)
(1)银氧化锡触头制备工艺对比及其电弧侵蚀特性综述(论文提纲范文)
引言 |
1 银氧化锡的常规制备工艺 |
1.1 合金内氧化法 |
1.2 粉末预氧化法 |
1.3 粉末冶金法 |
1.3.1 机械合金化法 |
1.3.2 化学共沉淀法 |
1.3.3 反应雾化法 |
1.3.4 反应合成法 |
2 银氧化锡的改进制备工艺 |
2.1 添加剂引入制备工艺 |
2.2 表面包覆工艺 |
2.3 纳米改性工艺 |
3 其他新型制备工艺 |
3.1 等离子喷涂法 |
3.2 冷喷涂法 |
3.3 模板法 |
4 银氧化锡的电弧侵蚀特性 |
4.1 电弧侵蚀机理与模型 |
4.2 电弧侵蚀外貌特征 |
4.3 耐电弧侵蚀特性 |
5 结论与展望 |
(2)ZTO/Ag电触头材料的设计与制备(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 低压电器对电接触材料的要求 |
1.2.1 电接触过程及对触头材料的要求 |
1.2.2 低压电器用电触头材料体系 |
1.2.3 现行触头材料体系存在的问题 |
1.3 MeO/Ag(Cu)电触头材料的研究 |
1.3.1 MeO/Ag(Cu)电触头界面结合特性研究 |
1.3.2 MeO/Ag(Cu)电触头材料制备路线 |
1.3.3 MeO/Ag(Cu)电触头材料组织均匀化工艺 |
1.3.4 MeO/Ag(Cu)电触头致密化工艺 |
1.3.5 MeO/Ag(Cu)电触头致密化辅助工艺 |
1.4 MeO/Ag(Cu)电触头材料组织性能表征 |
1.4.1 MeO特性对物理性能及微观组织的影响 |
1.4.2 MeO/Ag(Cu)电触头电弧烧蚀行为研究 |
1.5 ZTO/Ag电触头材料研究现状 |
1.5.1 ZTO材料研究现状 |
1.5.2 ZTO/Metal材料研究现状 |
1.6 选题意义及研究内容设计 |
第二章 实验材料及研究方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 ZTO/Ag复合粉体的制备 |
2.1.2 ZTO/Ag电触头的制备 |
2.2 第一性原理计算 |
2.3 组织及物相分析 |
2.3.1 光学显微镜分析 |
2.3.2 扫描电子显微镜分析 |
2.3.3 X射线衍射分析 |
2.4 性能测试 |
2.4.1 硬度测试 |
2.4.2 密度测试 |
2.4.3 电阻率测试 |
2.4.4 抗电弧烧蚀特性测试 |
第三章 ZTO/Ag电触头的设计 |
3.1 单胞优化及ZTO/Ag界面模型构建 |
3.1.1 单胞优化 |
3.1.2 界面模型构建 |
3.2 ZTO/Ag界面分离功的计算 |
3.3 ZTO/Ag 界面键合情况 |
3.4 ZTO/Ag界面结合机制 |
3.4.1 ZTO/Ag界面原子的态密度 |
3.4.2 ZTO/Ag界面电荷密度分析 |
3.4.3 Zn_2SnO_4增强界面润湿性分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 ZTO/Ag复合材料的制备 |
4.1 ZTO粉体的制备 |
4.1.1 共沉淀法制备ZTO |
4.1.2 固相法制备ZTO |
4.2 ZTO/Ag复合材料的制备 |
4.3 ZTO/Ag复合材料的工艺优化 |
4.3.1 混粉工艺的研究 |
4.3.2 初压工艺的研究 |
4.3.3 初烧过程分析 |
4.3.4 后续致密化工艺 |
4.4 本章小结 |
第五章 ZTO/Ag 电触头组织及性能分析 |
5.1 第二相含量对ZTO/Ag电触头致密度的影响 |
5.1.1 Zn_2SnO_4含量对电触头致密度的影响 |
5.1.2 ZnSnO_3含量对电触头致密度的影响 |
5.2 ZTO/Ag电触头材料成分分析 |
5.3 ZTO/Ag电触头材料组织及性能分析 |
5.3.1 组织形貌 |
5.3.2 性能分析 |
5.4 ZTO/Ag电触头材料电弧烧蚀行为 |
5.4.1 接触电阻 |
5.4.2 质量损失 |
5.4.3 燃弧能量 |
5.5 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(3)SnO2含量对AgCuOIn2O3SnO2电触头材料组织与性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电接触理论 |
1.2.1 接触电阻理论 |
1.2.2 接触表面的热效应 |
1.2.3 接触表面的电侵蚀 |
1.2.4 接触表面动力学特性 |
1.3 电触头材料的分类 |
1.3.1 纯金属电触头材料 |
1.3.2 合金电触头材料 |
1.3.3 金属陶瓷电触头材料 |
1.4 银-金属氧化物电触头材料的发展历程 |
1.4.1 AgCdO电触头材料 |
1.4.2 AgSnO_2电触头材料 |
1.4.3 AgCuO电触头材料 |
1.4.4 其他银-金属氧化物电触头材料 |
1.5 课题研究目的及意义 |
1.6 课题研究内容及来源 |
1.6.1 课题研究内容 |
1.6.2 课题研究来源 |
第二章 实验材料与研究方案 |
2.1 技术路线 |
2.2 原始粉末信息 |
2.3 成分设计 |
2.4 制备工艺 |
2.4.1 混料球磨 |
2.4.2 模压成型 |
2.4.3 高温烧结 |
2.4.4 复压复烧 |
2.4.5 挤压 |
2.4.6 拉拔 |
2.4.7 铆钉型触头制备 |
2.5 分析与测试 |
2.5.1 物相与显微组织分析 |
2.5.2 力学与物理性能测试 |
2.5.3 电接触性能测试 |
2.6 本章小结 |
第三章 制备AgCuOIn_2O_3SnO_2电触头材料的反应机理 |
3.1 金属氧化物生成热力学分析 |
3.1.1 反应驱动力分析 |
3.1.2 反应氧分压分析 |
3.2 金属氧化物生成动力学分析 |
3.2.1 临界形核半径分析 |
3.2.2 扩散速率分析 |
3.3 本章小结 |
第四章 SnO_2含量对AgCuOIn_2O_3SnO_2电触头材料显微组织的影响 |
4.1 物相组成分析 |
4.2 显微组织分析 |
4.2.1 烧结态电镜形貌 |
4.2.2 烧结锭坯态光学显微组织 |
4.2.3 塑性加工态光学显微组织 |
4.3 拉伸断口形貌分析 |
4.4 AgCuOIn_2O_3SnO_2与AgCOIn_2O_3 材料的显微组织对比 |
4.5 本章小结 |
第五章 SnO_2含量对AgCuOIn_2O_3SnO_2电触头材料使用性能的影响 |
5.1 致密度分析 |
5.2 导电性分析 |
5.3 应力-应变曲线分析 |
5.4 强塑性分析 |
5.5 硬度分析 |
5.6 AgCuOIn_2O_3SnO_2与AgCOIn_2O_3 材料的使用性能对比 |
5.7 本章小结 |
第六章 SnO_2含量对AgCuOIn_2O_3SnO_2电触头材料电接触性能的影响 |
6.1 抗熔焊性能分析 |
6.2 接触电阻分析 |
6.3 耐电弧侵蚀性能分析 |
6.3.1 触头材料转移 |
6.3.2 电弧侵蚀形貌 |
6.4 AgCuOIn_2O_3SnO_2与AgCOIn_2O_3 材料的电接触性能对比 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 A:攻读硕士学位期间发表论文、参与科研项目及奖励 |
A.1 攻读硕士学位期间发表论文(专利) |
A.2 参与科研(基金)项目 |
A.3 所获奖励(荣誉) |
附录 B:二元相图 |
附录 C:物相标准特征峰 |
(4)反应合成AgCuOSnO2复合材料累积挤压变形的有限元模拟(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 接触材料介绍 |
1.2.1 Ag/C接触材料 |
1.2.2 Ag/金属接触材料 |
1.2.3 AgMeO接触材料 |
1.2.4 接触材料的制备方法 |
1.3 塑性变形技术介绍 |
1.3.1 一般塑性变形工艺 |
1.3.2 大塑性变形工艺 |
1.4 有限元分析介绍 |
1.4.1 有限元分析的发展历程 |
1.4.2 塑性有限元法分类 |
1.4.3 有限元分析在接触材料中的应用 |
1.5 课题研究的背景、目的及意义 |
1.6 主要研究内容与课题来源 |
1.6.1 主要研究内容 |
1.6.2 课题来源及经费支持 |
第二章 研究方案与实验设计 |
2.1 研究方案 |
2.2 实验设计 |
2.2.1 原料及要求 |
2.2.2 混粉 |
2.2.3 压制成型 |
2.2.4 锭柸的反应合成 |
2.2.5 锭坯的复压复烧 |
2.2.6 挤压 |
2.3 物相及微观组织分析 |
2.4 物理、力学性能测试 |
2.4.1 密度测试 |
2.4.2 显微硬度测试 |
2.4.3 导电性测试 |
2.5 有限元模拟 |
2.5.1 MSC Marc有限元软件介绍 |
2.5.2 MSC Marc软件功能及使用介绍 |
2.5.3 几何模型的建立 |
2.5.4 网格划分 |
2.5.5 材料特性 |
2.5.6 接触条件 |
2.5.7 初始条件 |
2.5.8 网格自适应与重划分 |
2.5.9 载荷工况 |
2.5.10 分析任务 |
第三章 AgCuOSnO_2复合材料的有限元模型 |
3.1 AgCuOSnO_2有限元模型建立 |
3.1.1 问题分析 |
3.1.2 复压复烧态坯料能谱及显微组织分析 |
3.1.3 有限元模型搭建 |
3.1.4 网格单元种类的定义 |
3.1.5 定义材料特性 |
3.1.6 定义接触及初始条件 |
3.1.7 网格重划分 |
3.1.8 定义载荷工况 |
3.1.9 定义分析任务 |
3.2 有限元热挤压过程设计 |
3.3 本章小结 |
第四章 有限元模拟结果与讨论 |
4.1 CuO、SnO_2颗粒尺寸对材料挤压的影响 |
4.1.1 不同颗粒有限元模型 |
4.1.2 应力及应变分析 |
4.1.3 总应变矢量分析 |
4.1.4 位移分析 |
4.1.5 组织形貌分析 |
4.2 不同预热温度对材料挤压的影响 |
4.2.1 温度、热流分析 |
4.2.2 应力、应变分析 |
4.2.3 切向总应变矢量分析 |
4.2.4 位移分析 |
4.2.5 组织形貌分析 |
4.3 不同挤压角度对材料挤压的影响 |
4.3.1 组织形貌分析 |
4.3.2 位移分析 |
4.3.3 应力、应变分析 |
4.3.4 切向总应变矢量分析 |
4.4 不同挤压速度对材料挤压的影响 |
4.4.1 组织形貌分析 |
4.4.2 应力、应变分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 热挤压实验结果与分析 |
5.1 物相分析 |
5.2 显微组织对比分析 |
5.2.1 AgCuOSnO_2复合材料组织形貌分析 |
5.2.2 AgCuO和 AgCuOSnO_2组织形貌对比分析 |
5.3 AgCuOSnO_2力学、物理性能分析 |
5.3.1 密度分析 |
5.3.2 显微硬度分析 |
5.3.3 导电性分析 |
5.4 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 :攻读硕士学位期间发表论文及奖励 |
(5)金属掺杂AgSnO2触头材料性能的仿真与试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 金属掺杂AgSnO_2触头材料性能的研究意义 |
1.2 电接触理论及触头材料的研究现状 |
1.2.1 电接触理论 |
1.2.2 银基电触头材料的分类 |
1.2.3 AgSnO_2触头材料的研究现状 |
1.3 本文的研究内容 |
第二章 未掺杂及金属掺杂SnO_2的第一性原理计算 |
2.1 第一性原理及CASTEP模块简介 |
2.1.1 第一性原理的研究背景 |
2.1.2 第一性原理的理论基础 |
2.1.3 CASTEP模块简介 |
2.2 未掺杂及金属掺杂SnO_2体系的晶胞模型与计算方法 |
2.2.1 晶胞模型 |
2.2.2 计算方法 |
2.3 未掺杂SnO_2电子结构的计算结果与分析 |
2.3.1 能带结构 |
2.3.2 电子态密度 |
2.4 Sr掺杂SnO_2体系结构性能与电性能的计算结果与分析 |
2.4.1 晶体结构 |
2.4.2 弹性常数 |
2.4.3 能带结构 |
2.4.4 电子态密度 |
2.5 Co掺杂SnO_2体系结构性能与电性能的计算结果与分析 |
2.5.1 晶体结构 |
2.5.2 弹性常数 |
2.5.3 能带结构 |
2.5.4 电子态密度 |
2.6 Ga掺杂SnO_2体系结构性能与电性能的计算结果与分析 |
2.6.1 晶体结构 |
2.6.2 弹性常数 |
2.6.3 能带结构 |
2.6.4 电子态密度 |
2.7 金属掺杂SnO_2体系结构性能与电性能仿真结果的综合分析 |
2.7.1 晶格参数和弹性常数 |
2.7.2 能带结构 |
2.7.3 电子态密度 |
2.8 本章小结 |
第三章 溶胶凝胶法制备金属掺杂SnO_2粉末 |
3.1 溶胶凝胶法简介 |
3.2 溶胶凝胶法制备金属掺杂SnO_2粉末的试验方法 |
3.2.1 试验仪器及原材料 |
3.2.2 试验步骤 |
3.3 溶胶凝胶法制备的金属掺杂SnO_2 粉末的XRD试验 |
3.3.1 仿真XRD结果分析 |
3.3.2 XRD试验结果分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 金属掺杂AgSnO_2触头材料的制备与性能测试 |
4.1 金属掺杂AgSnO_2触头材料的制备与流程 |
4.2 金属掺杂AgSnO_2触头材料物理性能参数的测定 |
4.2.1 硬度参数的测定 |
4.2.2 密度参数的测定 |
4.2.3 电导率参数的测定 |
4.3 金属掺杂AgSnO_2触头材料电接触试验及结果分析 |
4.3.1 电接触试验方法 |
4.3.2 金属掺杂AgSnO_2触头材料的接触电阻分析 |
4.3.3 金属掺杂AgSnO_2触头材料的电弧侵蚀特性分析 |
4.4 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
致谢 |
(6)AgCuOSnO2电触头材料的组织与性能的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 电接触材料的分类 |
1.2.1 金合金电接触材料 |
1.2.2 铂族合金电接触材料 |
1.2.3 银合金电接触材料 |
1.3 银基电触头材料的分类及应用 |
1.3.1 AgCdO电触头材料 |
1.3.2 AgZnO电触头材料 |
1.3.3 AgCuO电触头材料 |
1.3.4 AgSnO_2 电触头材料 |
1.4 电触头材料的制备方法 |
1.4.1 粉末冶金法 |
1.4.2 合金内氧化法 |
1.4.3 预氧化合金粉末法 |
1.4.4 喷射沉积法 |
1.4.5 溶胶-凝胶法 |
1.4.6 反应合成法 |
1.5 本论文的研究目的与意义 |
1.6 本论文的主要内容及来源 |
1.6.1 主要研究内容 |
1.6.2 本论文的选题来源 |
第二章 实验设计与方案 |
2.1 实验方案 |
2.2 实验原料及配比 |
2.3 实验流程 |
2.3.1 混料 |
2.3.2 压制成型 |
2.3.3 锭坯的反应合成 |
2.3.4 复压复烧 |
2.3.5 挤压 |
2.3.6 拉拔 |
2.3.7 铆钉型复合材料触点的制备与处理 |
2.4 性能测试 |
2.4.1 材料密度的测试 |
2.4.2 材料显微硬度的测试设备及参数 |
2.4.3 材料抗拉强度的测试设备及参数 |
2.4.4 材料断后伸长率的测试 |
2.4.5 材料显微组织形貌的测试测试设备及参数 |
2.4.6 材料物相组成的测试 |
2.4.7 材料导电率测试设备及参数 |
2.4.8 材料电接触性能的测试设备及参数 |
2.4.9 材料损耗量的测试 |
2.5 本章小结 |
第三章 反应合成制备CuO、SnO_2的热力学和扩散速度分析 |
3.1 前言 |
3.2 CuO与 SnO_2热力学与氧分压的计算理论 |
3.2.1 Gibbs自由能公式的推导 |
3.2.2 反应过程中氧分压的公式推导 |
3.3 反应过程中Gibbs自由能与氧分压的计算和分析 |
3.3.1 反应过程中Gibbs自由能的计算和分析 |
3.3.2 反应过程中氧分压的计算和分析 |
3.4 氧、锡、铜在银基体中的扩散速度计算与分析 |
3.5 本章小结 |
第四章 AgCuOSnO_2电触头材料的显微组织分析 |
4.1 物相分析 |
4.2 AgCuOSnO_2 电触头材料显微组织分析 |
4.2.1 AgCuOSnO_2 电触头材料烧结态显微组织分析 |
4.2.2 AgCuOSnO_2 电触头材料挤压态金相显微组织分析 |
4.2.3 AgCuOSnO_2 电触头材料拉拔态金相显微组织分析 |
4.2.4 扫描电镜分析 |
4.3 AgCuOSnO_2 电触头材料拉伸试验断口形貌分析 |
4.4 AgCuO与 AgCuOSnO_2金相显微组织对比 |
4.5 本章小结 |
第五章 AgCuOSnO_2电触头材料的力学、物理性能分析 |
5.1 AgCuOSnO_2 电触头材料应力应变分析 |
5.2 AgCuOSnO_2 电触头材料抗拉强度分析 |
5.3 AgCuOSnO_2 电触头材料密度的分析 |
5.4 AgCuOSnO_2 电触头材料硬度的分析 |
5.5 AgCuOSnO_2 电触头材料电阻率的分析 |
5.6 AgCuO与 AgCuOSnO_2电触头材料的力学性能对比 |
5.7 本章小结 |
第六章 AgCuOSnO_2电触头材料的电接触性能分析 |
6.1 抗熔焊性能 |
6.2 接触电阻 |
6.3 材料转移特性 |
6.4 AgCuOSnO_2 电触头材料的电弧侵蚀形貌分析 |
6.5 AgCuO与 AgCuOSnO_2电触头材料的电接触性能对比 |
6.6 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录:攻读硕士学位期间发表论文及获得奖励 |
(7)AgCuOIn2O3电触头材料的组织与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 银基电触头材料发展状况 |
1.2.1 AgCdO电触头材料研究现状 |
1.2.2 AgCuO电触头材料研究现状 |
1.2.3 AgSnO_2电触头材料研究现状 |
1.2.4 AgZnO电触头材料研究现状 |
1.2.5 AgNi电触头材料研究现状 |
1.2.6 其他电触头材料研究现状 |
1.3 电接触理论的发展简介 |
1.4 电触头材料的制备方法 |
1.4.1 合金内氧化法 |
1.4.2 机械合金化法 |
1.4.3 化学共沉积法 |
1.4.4 粉末冶金法 |
1.4.5 反应合成法 |
1.5 本论文的研究目的和意义 |
1.6 论文研究内容及来源 |
1.6.1 论文研究内容 |
1.6.2 本论文课题的来源 |
第二章 实验方案、设备和实验方法 |
2.1 实验所需原材料与配比 |
2.2 实验方案、设备 |
2.2.1 混料 |
2.2.2 素坯压制 |
2.2.3 素坯烧结 |
2.2.4 复压复烧 |
2.2.5 挤压 |
2.2.6 拉拔 |
2.2.7 铆钉制备与处理 |
2.3 相关测试理论简介 |
2.3.1 密度 |
2.3.2 显微硬度 |
2.3.3 抗拉强度 |
2.3.4 断后伸长率 |
2.3.5 显微组织形貌观察、成分分析 |
2.3.6 电导率 |
2.3.7 电接触性能测试参数 |
2.3.8 AgCuO(10)In_2O_3(x)(x=1,2,3,3.5)电触头损耗测量 |
2.3.9 AgCuO(10)In_2O_3(x)(x=1,2,3,3.5)电触头抗熔焊性能测试 |
2.3.10 AgCuO(10)In_2O_3(x)(x=1,2,3,3.5)电触头耐电弧侵蚀性能测试 |
2.4 本章小结 |
第三章 反应合成法制备CuO、In_2O_3 的热力学分析 |
3.1 前言 |
3.2 反应合成CuO、In_2O_3的热力学分析 |
3.2.1 吉布斯自由能公式的推导 |
3.2.2 反应合成过程中吉布斯自由能的计算和分析 |
3.2.3 反应合成法制备CuO、In_2O_3的氧分压计算与分析 |
3.3 小结 |
第四章 AgCuOIn_2O_3电触头材料的物相分析及显微组织 |
4.1 AgCuOIn_2O_3电触头材料的物相分析 |
4.2 AgCuO(10)In_2O_3(x)(x=1,2,3,3.5)电触头材料烧结态显微组织分析 |
4.3 挤压态与丝材的组织图 |
4.4 本章小结 |
第五章 AgCuOIn_2O_3电触头材料的物理性能和力学性能分析 |
5.1 AgCuOIn_2O_3电触头材料的密度分析 |
5.2 AgCuOIn_2O_3电触头材料的显微硬度分析 |
5.3 AgCuOIn_2O_3电触头材料的抗拉强度分析 |
5.4 AgCuOIn_2O_3电触头材料的断后延伸率分析 |
5.5 电阻率测试与分析 |
5.5.1 AgCuOIn_2O_3电触头材料的电阻率测试结果与分析 |
5.5.2 AgCuOIn_2O_3与AgCuO电触头材料电阻率的对比分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 AgCuOIn_2O_3电触头材料的电性能测试与分析 |
6.1 抗熔焊性能分析 |
6.1.1 AgCuOIn_2O_3电触头材料的抗熔焊性能分析 |
6.1.2 AgCuOIn_2O_3与AgCuO电触头材料的抗熔焊性能对比 |
6.2 接触电阻分析 |
6.2.1 AgCuOIn_2O_3电触头材料的接触电阻测试与分析 |
6.2.2 AgCuOIn_2O_3与AgCuO电触头材料的接触电阻对比 |
6.3 材料转移测试与分析 |
6.3.1 AgCuOIn_2O_3电触头材料的材料转移测试与分析 |
6.3.2 AgCuOIn_2O_3与Ag CuO电触头材料的材料转移对比 |
6.4 电触头材料的侵蚀形貌分析 |
6.4.1 电流对AgCuOIn_2O_3电触头材料侵蚀形貌的影响 |
6.4.2 电压对AgCuOIn_2O_3电触头材料侵蚀形貌的影响 |
6.4.3 In_2O_3含量对Ag CuOIn_2O_3电触头材料侵蚀形貌的影响 |
6.4.4 AgCuOIn_2O_3与AgCuO电触头材料的侵蚀形貌对比 |
6.5 本章小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录: 攻读硕士学位期间发表论文、专利及奖励 |
(8)Ag/Ti3AlC2复合材料制备与性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 银基电接触材料发展现状 |
1.2.1 银基分合电接触材料 |
1.2.1.1 Ag/MeO系列电触头材料 |
1.2.1.2 AgNi系列电触头材料 |
1.2.1.3 AgW(AgWC)系列电触头材料 |
1.2.1.4 AgC系列电触头材料 |
1.2.1.5 银基分合电触头材料存在的问题及展望 |
1.2.2 银基滑动电接触材料 |
1.2.2.1 Ag/graphite自润滑电接触材料 |
1.2.2.2 Ag/MoS_2自润滑电接触材料 |
1.2.2.3 银基自润滑电接触材料存在的问题及展望 |
1.3 Ti_3AlC_2的结构、性能 |
1.3.1 Ti_3AlC_2的结构 |
1.3.2 Ti_3AlC_2的性能 |
1.3.2.1 力学性能 |
1.3.2.2 热性能 |
1.3.2.3 电性能 |
1.3.2.4 氧化性能 |
1.3.2.5 摩擦性能 |
1.4 MAX相颗粒增强电工材料 |
1.4.1 制备方法 |
1.4.1.1 常规粉末冶金法 |
1.4.1.2 放电等离子体烧结法 |
1.4.1.3 无压浸渍法 |
1.4.1.4 热压烧结法 |
1.4.2 力学、电学、摩擦磨损性能 |
1.4.3 MAX相/金属界面 |
1.4.3.1 界面润湿性 |
1.4.3.2 界面反应 |
1.4.3.3 界面改性 |
1.4.4 多相复合增强 |
1.5 本文的选题意义及主要研究内容 |
第2章 实验与测试 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验设备 |
2.3 组织形貌、结构表征 |
2.3.1 X射线衍射 |
2.3.2 扫描电子显微镜 |
2.3.3 高分辨透射电子显微镜 |
2.4 性能表征 |
2.4.1 密度 |
2.4.2 显微硬度 |
2.4.3 电导率 |
2.4.4 抗拉强度和延伸率 |
2.4.5 摩擦磨损性能 |
2.4.6 电接触性能 |
第3章 Ag/Ti_3AlC_2复合材料界面分析 |
3.1 引言 |
3.2 实验方法 |
3.2.1 实验原料及分析方法 |
3.2.2 实验过程 |
3.3 结果与讨论 |
3.3.1 原料粉末形貌与结构 |
3.3.2 球磨混料过程中Ti_3AlC_2的结构稳定性 |
3.3.3 复合粉末的形貌 |
3.3.4 烧结温度对复合材料物相组成的影响 |
3.3.5 热压温度对Ti_3AlC_2/Ag界面结构及Ti_3AlC_2形态的影响 |
3.3.5.1 750℃热压烧结后Ti_3AlC_2/Ag界面分析 |
3.3.5.2 800℃热压烧结后Ti_3AlC_2/Ag界面分析 |
3.3.5.3 850℃热压烧结后Ti_3AlC_2与Ag界面分析 |
3.3.6 热压温度对复合材料性能的影响 |
3.4 本章小结 |
第4章 Ag/Ti_3AlC_2复合材料塑性变形组织演化及性能 |
4.1 引言 |
4.2 实验过程 |
4.2.1 复合材料的制备 |
4.2.2 复合材料的热挤压 |
4.2.3 复合材料的冷拉拔 |
4.2.4 分析检测 |
4.3 结果与讨论 |
4.3.1 复合材料塑性变形过程显微组织演化 |
4.3.2 塑性变形和退火对复合材料密度的影响 |
4.3.3 塑性变形和退火对复合材料显微硬度的影响 |
4.3.4 塑性变形和退火对复合材料电阻率的影响 |
4.3.5 塑性变形和退火对复合材料强度和延伸率的影响 |
4.4 本章小结 |
第5章 Ag/Ti_3AlC_2复合材料摩擦磨损研究 |
5.1 引言 |
5.2 测试过程 |
5.3 干摩擦实验结果与讨论 |
5.3.1 摩擦系数 |
5.3.1.1 Ag-10 vol.% Ti_3AlC_2复合材料 |
5.3.1.2 Ag-15 vol.% Ti_3AlC_2复合材料 |
5.3.1.3 Ag-20 vol.% Ti_3AlC_2复合材料 |
5.3.2 磨损率 |
5.3.2.1 速度和负载对磨损率的影响 |
5.3.2.2 Ti_3AlC_2体积分数对复合材料磨损率的影响 |
5.3.3 复合材料磨损表面形貌与成分分析 |
5.3.4 磨屑形貌与成分 |
5.4 载流摩擦实验结果与讨论 |
5.4.1 摩擦系数 |
5.4.2 磨损率 |
5.4.3 复合材料载流摩擦磨损表面形貌 |
5.4.4 载流摩擦磨损磨屑形貌 |
5.4.5 载流摩擦磨损磨屑物相组成 |
5.4.6 载流摩擦磨损机制分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 Ag/Ti_3AlC_2触头电接触性能研究 |
6.1 引言 |
6.2 实验条件 |
6.3 结果与讨论 |
6.3.1 电接触物理现象 |
6.3.1.1 接触电阻 |
6.3.1.2 燃弧特性 |
6.3.1.3 熔焊力 |
6.3.2 触头材料转移与损耗 |
6.3.3 触头电弧侵蚀形貌 |
6.3.3.1 触头表面形貌 |
6.3.3.2 触头纵截面形貌 |
6.3.4 Ag/Ti_3AlC_2触头的双重材料转移机制及控制 |
6.3.4.1 气体电弧作用下材料蒸发与沉积 |
6.3.4.2 液相转移材料的凝固分层 |
6.3.5 Ag/Ti_3AlC_2触头抗电弧侵蚀机理 |
6.4 与商用触头材料性能对比 |
6.5 本章小结 |
第7章 结论与展望 |
7.1 主要结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文、获奖情况及发明专利 |
致谢 |
(9)MeO掺杂Ag/SnO2电接触材料的制备及性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电接触材料概述 |
1.2.1 铜基电接触材料 |
1.2.2 金基及铂族基电接触材料 |
1.2.3 银基电接触材料 |
1.3 Ag/SnO_2电接触材料的制备技术 |
1.3.1 合金内氧化法 |
1.3.2 粉末冶金技术 |
1.4 Ag/SnO_2电接触材料的研究现状 |
1.4.1 Ag/SnO_2电接触材料的国内外研究现状 |
1.4.2 Ag/SnO_2材料的改性研究 |
1.5 电接触材料的相关理论 |
1.5.1 电阻率及温升特性 |
1.5.2 塑性及断裂机理 |
1.5.3 电侵蚀失效模式 |
1.6 课题研究方案设计及其研究内容 |
第二章 实验原料及测试方法 |
2.1 实验原料 |
2.2 实验仪器 |
2.3 测试及表征分析方法 |
2.3.1 X射线衍射分析(XRD) |
2.3.2 扫描电镜分析(SEM) |
2.3.3 能谱分析(EDS) |
2.3.4 电阻率测试 |
2.3.5 硬度测试 |
2.3.6 密度测试 |
2.3.7 电寿命测试 |
第三章 Ag/SnO_2电接触材料制备工艺优化 |
3.1 引言 |
3.2 Ag/SnO_2复合粉体的制备 |
3.2.1 SnO_2增强相粉体的制备及表征 |
3.2.2 Ag/SnO_2复合粉体的制备及其物相、形貌分析 |
3.3 冷压成型对Ag/SnO_2电接触材料性能的影响 |
3.3.1 冷压成型工艺方案设计 |
3.3.2 冷压成型工艺对Ag/SnO_2电接触材料物理性能的影响 |
3.4 热压成型对Ag/SnO_2电接触材料性能的影响 |
3.4.1 热压成型工艺方案设计 |
3.4.2 热压成型工艺对Ag/SnO_2电接触材料物理性能的影响 |
3.5 成型工艺类型对Ag/SnO_2电接触材料物理性能及微观组织的影响 |
3.5.1 成型工艺类型对Ag/SnO_2对电接触材料物理性能的影响 |
3.5.2 成型工艺类型对Ag/SnO_2试样微观结构的影响 |
3.5.3 Ag/SnO_2材料的界面扩散机理分析 |
3.6 本章小结 |
第四章 掺杂改性对Ag/SnO_2(x)-MeO(y)电接触材料物理、力学性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 试验方案设计 |
4.3 Ag/SnO_2(x)-MeO(y)复合粉体的组织结构分析 |
4.3.1 Ag/SnO_2(x)-MeO(y)复合粉体的XRD分析 |
4.3.2 Ag/SnO_2(x)-MeO(y)复合粉体的微区SEM/EDS分析 |
4.4 掺杂改性对Ag/SnO_2(x)-MeO(y)电接触材料物理性能的影响 |
4.4.1 掺杂剂对Ag/SnO_2(x)-MeO(y)电阻率的影响 |
4.4.2 掺杂剂对Ag/SnO_2(x)-MeO(y)硬度的影响 |
4.4.3 掺杂剂对Ag/SnO_2(x)-MeO(y)密度的影响 |
4.5 Ag/SnO_2(x)-MeO(y)电接触材料的加工性能及断裂机理分析 |
4.5.1 制备Ag/SnO_2(x)-MeO(y)成品丝 |
4.5.2 Ag/SnO_2(x)-MeO(y)塑性加工性能研究 |
4.5.3 Ag/SnO_2(x)-MeO(y)断裂机理分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 Ag/SnO_2(x)-MeO(y)电接触材料的电寿命研究 |
5.1 引言 |
5.2 Ag/SnO_2(x)-MeO(y)铆钉的制备 |
5.3 Ag/SnO_2(x)-MeO(y)电接触材料的温升特性试验研究 |
5.4 Ag/SnO_2(x)-MeO(y)电接触材料的电气性能研究 |
5.5 Ag/SnO_2(x)-MeO(y)电接触材料的电侵蚀失效模式分析 |
5.6 本章小结 |
第六章 总结及展望 |
6.1 主要研究成果 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读硕士期间发表的学术论文及取得的其它研究成果 |
(10)AgSnO2触头材料掺杂改性的计算与研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 AgSnO_2触头材料掺杂改性的研究背景与意义-1 - |
1.2 电接触理论及触头材料的国内外研究现状 |
1.2.1 电接触理论 |
1.2.2 电触头材料的分类 |
1.2.3 AgSnO_2触头材料的国内外研究现状-4 - |
1.3 本课题的研究内容 |
第二章 SnO_2掺杂改性的第一性原理计算 |
2.1 第一性原理 |
2.1.1 第一性原理研究背景 |
2.1.2 第一性原理的理论基础 |
2.2 本征和掺杂SnO_2的晶胞模型与计算方法-9 - |
2.2.1 本征和掺杂SnO_2的晶胞模型-9 - |
2.2.2 本征和掺杂SnO_2晶胞的计算方法 |
2.3 本征SnO_2晶胞计算结果与分析 |
2.4 掺杂SnO_2晶胞计算结果与分析 |
2.4.1 晶体结构 |
2.4.2 Fe掺杂SnO_2电子结构的计算与分析 |
2.4.3 Bi掺杂SnO_2电子结构的计算与分析 |
2.4.4 Cu掺杂SnO_2电子结构的计算与分析 |
2.4.5 Mg掺杂SnO_2电子结构的计算与分析 |
2.4.6 In掺杂SnO_2电子结构的计算与分析 |
2.5 SnO_2掺杂改性的计算结果综合分析 |
2.5.1 晶格参数 |
2.5.2 电荷密度和差分电荷密度 |
2.5.3 能带结构 |
2.5.4 电子态密度 |
2.6 本章小结 |
第三章 SnO_2固溶体的制备与研究 |
3.1 溶胶-凝胶法 |
3.1.1 溶胶-凝胶法的基本原理 |
3.1.2 溶胶-凝胶法的优缺点 |
3.1.3 溶胶-凝胶法的应用领域 |
3.2 掺杂SnO_2凝胶制备的试验方法 |
3.2.1 试验仪器 |
3.2.2 试验原料 |
3.2.3 试验步骤 |
3.3 掺杂SnO_2凝胶的试验结果与分析 |
3.3.1 X射线衍射分析 |
3.3.2 仿真X射线衍射分析 |
3.4 本章小结 |
第四章 AgSnO_2触头材料的制备与研究 |
4.1 AgSnO_2触头材料制备的试验原料与设备 |
4.1.1 试验原料 |
4.1.2 试验设备 |
4.2 AgSnO_2触头材料制备的工艺流程 |
4.3 AgSnO_2触头材料性能的测试方法 |
4.3.1 物理性能测试方法 |
4.3.2 电性能测试方法 |
4.4 AgSnO_2触头材料的试验结果与分析 |
4.4.1 AgSnO_2触头材料的物理性能分析 |
4.4.2 AgSnO_2触头材料的接触电阻分析 |
4.4.3 AgSnO_2触头材料的电弧侵蚀性分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 结论 |
参考文献 |
攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
致谢 |
四、内氧化法制造银氧化镉触头材料工艺试验(论文参考文献)
- [1]银氧化锡触头制备工艺对比及其电弧侵蚀特性综述[J]. 李朕,王召斌,陈康宁,李维燕,尚尚. 电工材料, 2021(04)
- [2]ZTO/Ag电触头材料的设计与制备[D]. 隋晓涵. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [3]SnO2含量对AgCuOIn2O3SnO2电触头材料组织与性能的影响[D]. 陈力. 昆明理工大学, 2020
- [4]反应合成AgCuOSnO2复合材料累积挤压变形的有限元模拟[D]. 熊爱虎. 昆明理工大学, 2020
- [5]金属掺杂AgSnO2触头材料性能的仿真与试验研究[D]. 康慧玲. 河北工业大学, 2019(06)
- [6]AgCuOSnO2电触头材料的组织与性能的研究[D]. 李晓龙. 昆明理工大学, 2019(04)
- [7]AgCuOIn2O3电触头材料的组织与性能研究[D]. 李志国. 昆明理工大学, 2019(04)
- [8]Ag/Ti3AlC2复合材料制备与性能研究[D]. 刘满门. 东北大学, 2019
- [9]MeO掺杂Ag/SnO2电接触材料的制备及性能研究[D]. 王贵葱. 浙江工业大学, 2019(06)
- [10]AgSnO2触头材料掺杂改性的计算与研究[D]. 赵彩甜. 河北工业大学, 2017(01)