电沉积改性Ag/SnO 2 电接触材料及电性能研究
发布时间：2021-11-24 01:29
电接触复合材料及元件作为电器元件主要承担接通、断开及负载电流的作用,其性能直接影响到开关电器的可靠运行和寿命。万能触点Ag/CdO材料在服役过程中存在严重的环境问题,限制了 Ag/CdO的工业化应用。为此,国内外研究学者转向环保型银基电接触复合材料的研制与开发。作为替代Ag/CdO体系的环保型Ag/SnO2材料已在DODUCO等公司实现了成功研制并投入了市场应用。国内研究学者在Ag/SnO2材料的研制进行了大量研究,但仍存在塑性加工性能差、电学性能欠佳、电寿命周期短、接触电阻高等不良性能。本文从界面反应原理、塑性加工理论、电弧侵蚀机理等出发,设计了一套适用于SnO2颗粒表面负载银粒子的可旋转电沉积装置,制备出界面结合优良的SnO2颗粒表面载Ag复合粉体（SnO2（e））,揭示其内在反应机制;采用热挤压工艺制备了 Ag/SnO2（e）电接触元件;利用电弧与材料之间的作用机制,探究了电弧作用下Ag/SnO2（e）的动态表面粗糙度、微观组织、接触电阻及电弧侵蚀特性之间的作用规律。主要内容如下:1)设计了一套适用于SnO2表面载银的可旋转电沉积实验装置。以球状微米SnO2颗粒为研究对象,考察了...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１五种不同电接触材料叠层的接触剖面??Ｆｉ．?２．１?Ｃｏｎｔａｃｔｒｏｆｉｌｅｓ?ｆｏｒｍｅｄ?ｂｆｉｖｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??
?配料一＾熔化＾浇铸成锭＾表面加工一轧制—压成触头Ｐ内氧化处理??图２．３合金内氧化法工艺路径流程??Ｆｉｇ．?２．３?Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｌｌｏｙ??制备Ａｇ／Ｓｎ０２电接触材料采用合金内氧化法时，Ｓｎ０２粒子因其晶粒细小就??会由Ａｇ基体内部均匀弥散析出，这样电接触材料就会获得优异的硬度、强度、??抗熔焊力和抗电弧侵蚀性能。缺点是采用该工艺制备材料的物理化学性质产生的??浓度梯度通常会造成结构内部组织不均匀，所谓的“贫氧化物带”就因此而来，??还会附带一些组织缺陷如气孔、棒状氧化物或氧化物富集、夹带等。之后也产生??了有针对性的措施，可借助的途径如多层复合、单极内氧化，Ｉｎ元素掺杂来加??快内氧化发生速率、提高Ｓｎ０２粒度、Ａｇ基体中优化Ｓｎ０２弥散度等１３２］。??２．３．２．２粉末冶金（Ｐ／Ｍ）法??德系企业Ｄｅｇｕｅｅｓａ是世界上第１个借助粉末冶金法来制备Ａｇ／Ｓｎ０２电接触??材料的公司，实现途径是把Ａｇ和８！１〇２微细粉末充分混合于球磨机中，后续再??施加成型、烧结、加工等步骤，上述文字描述如图２．４所示。这一工艺独特的优??势在于Ｓｎ０２均匀分布于材料当中，这就减小了合金内氧化工艺带来的氧化物匮??乏区生成概率。结果就导致制备的电接触材料显微俎织明显要更加均匀。它针对??制备横断面较厚而且氧化物含量较高的电接触材料比较适宜。它的缺点是材料制??备后其致密度比合金内氧化法的相比较更低
电弧热、电弧力在多次作用电接触材料之后，容易恶化材料的侵蚀程度，电??接触综合指标性能受此影响会退化，结果就是常见的材料失效。科技人员归纳了??在电寿命服役过程中Ａｇ／ＭｅＯ电接触材料常见的电弧侵蚀模型［９３］，如图２．６所示，??模型涉及到的理论涵盖了材料传质、触点反弹、电极材料蒸发、机械啮合作用、??电极热导过程等。??２１??
本文编号：3515020
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：161 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１五种不同电接触材料叠层的接触剖面??Ｆｉ．?２．１?Ｃｏｎｔａｃｔｒｏｆｉｌｅｓ?ｆｏｒｍｅｄ?ｂｆｉｖｅ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ??
?配料一＾熔化＾浇铸成锭＾表面加工一轧制—压成触头Ｐ内氧化处理??图２．３合金内氧化法工艺路径流程??Ｆｉｇ．?２．３?Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｏｆ?ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｏｘｉｄａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｌｌｏｙ??制备Ａｇ／Ｓｎ０２电接触材料采用合金内氧化法时，Ｓｎ０２粒子因其晶粒细小就??会由Ａｇ基体内部均匀弥散析出，这样电接触材料就会获得优异的硬度、强度、??抗熔焊力和抗电弧侵蚀性能。缺点是采用该工艺制备材料的物理化学性质产生的??浓度梯度通常会造成结构内部组织不均匀，所谓的“贫氧化物带”就因此而来，??还会附带一些组织缺陷如气孔、棒状氧化物或氧化物富集、夹带等。之后也产生??了有针对性的措施，可借助的途径如多层复合、单极内氧化，Ｉｎ元素掺杂来加??快内氧化发生速率、提高Ｓｎ０２粒度、Ａｇ基体中优化Ｓｎ０２弥散度等１３２］。??２．３．２．２粉末冶金（Ｐ／Ｍ）法??德系企业Ｄｅｇｕｅｅｓａ是世界上第１个借助粉末冶金法来制备Ａｇ／Ｓｎ０２电接触??材料的公司，实现途径是把Ａｇ和８！１〇２微细粉末充分混合于球磨机中，后续再??施加成型、烧结、加工等步骤，上述文字描述如图２．４所示。这一工艺独特的优??势在于Ｓｎ０２均匀分布于材料当中，这就减小了合金内氧化工艺带来的氧化物匮??乏区生成概率。结果就导致制备的电接触材料显微俎织明显要更加均匀。它针对??制备横断面较厚而且氧化物含量较高的电接触材料比较适宜。它的缺点是材料制??备后其致密度比合金内氧化法的相比较更低
电弧热、电弧力在多次作用电接触材料之后，容易恶化材料的侵蚀程度，电??接触综合指标性能受此影响会退化，结果就是常见的材料失效。科技人员归纳了??在电寿命服役过程中Ａｇ／ＭｅＯ电接触材料常见的电弧侵蚀模型［９３］，如图２．６所示，??模型涉及到的理论涵盖了材料传质、触点反弹、电极材料蒸发、机械啮合作用、??电极热导过程等。??２１??
本文编号：3515020
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