电弧侵蚀下Ag/SnO 2 电接触复合材料的失效机理研究
发布时间：2021-11-28 09:52
银基电接触材料作为接通、分断电子电路的关键核心材料元件,其性能对电器的使用寿命、通断容量、安全可靠性及电子电路能否顺利运行具有重要作用。其中,银金属氧化物（Ag/MeO）电接触材料是一种氧化物颗粒分布于银基体中的电接触材料,不仅具有银的高导电、高导热性能,同时又具有氧化物的高熔点、高硬度等性能,在电接触材料中具有十分重要的研究意义。Ag/CdO电接触材料作为万能触点,具有优异的耐电弧侵蚀、抗熔焊等特性,但是其在加工和使用过程中存在有毒Cd元素挥发问题,已被欧盟等多个国家禁用。Ag/SnO2电接触材料是市场应用较多且极其重要的银基电接触材料,其增强相SnO2热稳定性高,在通断过程中有高的耐热耐电弧侵蚀特性,且SnO2作为一种宽带隙n型半导体具有较高的电子迁移率,使得Ag/SnO2抗电弧侵蚀性、抗熔焊性、材料损耗等综合性能优异,最有希望替代Ag/CdO。但Ag/SnO2材料仍存在接触电阻较高、加工困难等问题,主要是由于Ag与SnO2之间浸润性差、SnO
【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】：125 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
课题研究内容框架图
浙江大学硕士毕业论文14η=ρρ0×100%(2.3)式中，ρ为样品测量的实际密度，ρ0代表样品的理论密度。2.4.5电阻率测试本实验采用D60K数字金属电导率测量仪检测电接触材料的电阻率。对每个待测样品测量3次后取平均值。2.4.6硬度测试本实验采用MHV2000数显显微硬度计测试电接触材料的硬度值。测试载荷500g，保压15s，对每个待测样品测量5次后取平均值。2.4.7电寿命测试将Ag/SnO2电接触材料通过线切割加工成2.35mm的触头，在电寿命实验台上进行电寿命实验，实验装置如图2.2所示。实验参数根据不同变量调整。通过电脑收集最终得到的包括燃弧时间、燃弧能量等电性能参数，并采用电子天平测量实验前后的触头质量损失。图2.2电寿命测试装置图Fig.2.2Equipmentdiagramofelectricallife-testing
浙江大学硕士毕业论文18图3.3不同频率下动、静触头表面XRD图Fig.3.3XRDpatternsofthesurfaceofmovingandstaticcontactsatdifferentfrequencies图3.4是Ag/SnO2动、静触头在不同频率下表面质量损失趋势图，可以发现，和SEM图相对应，当频率较低时，静触头在纯机械力作用下几乎不出现质量损失，随着频率增加到1.5Hz时，静触头质量发生增加，这可能是由于频率增加进而加快了动、静触头表面的磨损，使得动触头表面的一部分材料因为机械原因而粘附至静触头所致。当频率再加快时，两者均出现质量损失的现象。图3.4不同频率下动、静触头质量损失趋势图Fig.3.4Masslosstrendofmovingandstaticcontactsunderdifferentfrequencies3.2.2触点间隙对Ag/SnO2电触头的性能影响为了研究纯机械力作用下触点间隙对Ag/SnO2动、静触头表面的影响。通过调节触点测试系统中动、静触头间隙使Ag/SnO2动静触头在不同间隙条件下进行闭合-断开过程。将间隙设置为0.5mm、1.0mm、2.0mm、3.0mm以及5.0mm，循环操作次数为20k次。(a)(b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵金属电接触材料的研究及发展[J]. 朱文哲. 中国科技信息. 2019(16)
[2]复相增强AgMeO电触头材料的研究进展[J]. 李志国,周晓龙,胡日茗,于杰,刘满门. 材料导报. 2018(S1)
[3]SnO2颗粒大小对Ag/SnO2（10）材料组织与性能的影响[J]. 陈永泰,谢明,陈家林,杨有才,刘满门,张吉明,王塞北. 贵金属. 2016(S1)
[4]不同SnO2含量的Ag-SnO2触头材料电弧侵蚀行为[J]. 任维佳,王献辉,张苗,杨晓红,邹军涛. 稀有金属材料与工程. 2016(08)
[5]开口型SnO2空心球表面载银制备及其表征[J]. 张继,沈涛,程笛,申乾宏,陈乐生,樊先平,张玲洁. 稀有金属材料与工程. 2016(S1)
[6]不同SnO2粒度制备的AgSnO2触头材料电弧侵蚀行为（英文）[J]. 张苗,王献辉,杨晓红,邹军涛,梁淑华. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(03)
[7]纳米掺杂Ag/SnO2触头材料的制备及电弧侵蚀性能研究[J]. 刘松涛,王俊勃,杨敏鸽,思芳,杨增超. 西安工程大学学报. 2014(05)
[8]Bi掺杂纳米AgSnO2的耐电弧侵蚀性能研究[J]. 朱艳彩,王景芹,王海涛. 稀有金属材料与工程. 2013(01)
[9]纳米触头材料电性能研究进展[J]. 赵来军,朱世明,刘明泽,王珂,邱安宁,李慧杰. 高压电器. 2012(07)
[10]电触头材料[J]. 山岸宣行,戴惠芬. 电工材料. 2011(02)
博士论文
[1]电沉积改性Ag/SnO2电接触材料及电性能研究[D]. 乔正阳.浙江大学 2019
本文编号：3524208
【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】：125 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
课题研究内容框架图
浙江大学硕士毕业论文14η=ρρ0×100%(2.3)式中，ρ为样品测量的实际密度，ρ0代表样品的理论密度。2.4.5电阻率测试本实验采用D60K数字金属电导率测量仪检测电接触材料的电阻率。对每个待测样品测量3次后取平均值。2.4.6硬度测试本实验采用MHV2000数显显微硬度计测试电接触材料的硬度值。测试载荷500g，保压15s，对每个待测样品测量5次后取平均值。2.4.7电寿命测试将Ag/SnO2电接触材料通过线切割加工成2.35mm的触头，在电寿命实验台上进行电寿命实验，实验装置如图2.2所示。实验参数根据不同变量调整。通过电脑收集最终得到的包括燃弧时间、燃弧能量等电性能参数，并采用电子天平测量实验前后的触头质量损失。图2.2电寿命测试装置图Fig.2.2Equipmentdiagramofelectricallife-testing
浙江大学硕士毕业论文18图3.3不同频率下动、静触头表面XRD图Fig.3.3XRDpatternsofthesurfaceofmovingandstaticcontactsatdifferentfrequencies图3.4是Ag/SnO2动、静触头在不同频率下表面质量损失趋势图，可以发现，和SEM图相对应，当频率较低时，静触头在纯机械力作用下几乎不出现质量损失，随着频率增加到1.5Hz时，静触头质量发生增加，这可能是由于频率增加进而加快了动、静触头表面的磨损，使得动触头表面的一部分材料因为机械原因而粘附至静触头所致。当频率再加快时，两者均出现质量损失的现象。图3.4不同频率下动、静触头质量损失趋势图Fig.3.4Masslosstrendofmovingandstaticcontactsunderdifferentfrequencies3.2.2触点间隙对Ag/SnO2电触头的性能影响为了研究纯机械力作用下触点间隙对Ag/SnO2动、静触头表面的影响。通过调节触点测试系统中动、静触头间隙使Ag/SnO2动静触头在不同间隙条件下进行闭合-断开过程。将间隙设置为0.5mm、1.0mm、2.0mm、3.0mm以及5.0mm，循环操作次数为20k次。(a)(b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]贵金属电接触材料的研究及发展[J]. 朱文哲. 中国科技信息. 2019(16)
[2]复相增强AgMeO电触头材料的研究进展[J]. 李志国,周晓龙,胡日茗,于杰,刘满门. 材料导报. 2018(S1)
[3]SnO2颗粒大小对Ag/SnO2（10）材料组织与性能的影响[J]. 陈永泰,谢明,陈家林,杨有才,刘满门,张吉明,王塞北. 贵金属. 2016(S1)
[4]不同SnO2含量的Ag-SnO2触头材料电弧侵蚀行为[J]. 任维佳,王献辉,张苗,杨晓红,邹军涛. 稀有金属材料与工程. 2016(08)
[5]开口型SnO2空心球表面载银制备及其表征[J]. 张继,沈涛,程笛,申乾宏,陈乐生,樊先平,张玲洁. 稀有金属材料与工程. 2016(S1)
[6]不同SnO2粒度制备的AgSnO2触头材料电弧侵蚀行为（英文）[J]. 张苗,王献辉,杨晓红,邹军涛,梁淑华. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(03)
[7]纳米掺杂Ag/SnO2触头材料的制备及电弧侵蚀性能研究[J]. 刘松涛,王俊勃,杨敏鸽,思芳,杨增超. 西安工程大学学报. 2014(05)
[8]Bi掺杂纳米AgSnO2的耐电弧侵蚀性能研究[J]. 朱艳彩,王景芹,王海涛. 稀有金属材料与工程. 2013(01)
[9]纳米触头材料电性能研究进展[J]. 赵来军,朱世明,刘明泽,王珂,邱安宁,李慧杰. 高压电器. 2012(07)
[10]电触头材料[J]. 山岸宣行,戴惠芬. 电工材料. 2011(02)
博士论文
[1]电沉积改性Ag/SnO2电接触材料及电性能研究[D]. 乔正阳.浙江大学 2019
本文编号：3524208
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