Ti 3 SiC 2 /Cu复合材料的制备及真空触头应用基础研究
发布时间：2022-12-08 02:30
本论文在系统研究Ti3SiC2与Cu的润湿性及润湿机理的基础上,研制了应用于真空接触器触头的高性能Ti3SiC2/Cu复合材料,并对其制备工艺以及力学性能、电学性能、电接触性能等应用基础问题进行了深入的研究与分析。全文分七章分别阐述了Ti3SiC2/Cu复合材料的研究背景与发展现状、Ti3SiC2与Cu的润湿性及润湿机理、不添加反应助剂的高纯Ti3SiC2原料粉体的合成、Ti3SiC2复合材料的制备及其基本性能的测试与分析、应用条件下Ti3SiC2/Cu真空触头的截流值、分断能力、耐压能力等电接触性能的测定及分析。 本论文的主要创新成果： 1、揭示了高温下Cu与Ti3SiC2之间润湿行为的特点、影响因素以及两者间的界面反应过程、反应机理、反应区物相组成与微观结构,明确了界面反应与润湿行为之间的关系,为制备高性能Ti3SiC2/Cu复合材料提供了理论依据。 2、开发了不添加反应助剂的高纯Ti3SiC2陶瓷粉体的批量制备技术,获得了纯度92wt.%以上的Ti3SiC2粉体,为制备Ti3SiC2/Cu复合材料提供了原料来源。 3、利用热压烧结和无压烧结制备工艺,研制了...
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
序言
目录
第一章 引言
1.1 触头材料
1.1.1 触头材料发展概况
1.1.2 真空触头材料
1.1.3 真空触头材料的制备工艺
1.2 真空接触器
1.2.1 真空接触器的结构与工作原理
1.2.2 真空接触器触头材料的性能要求
1.3 钛硅碳材料的研究现状
1.3.1 钛硅碳的结构和性能
1.3.2 钛硅碳的制备方法
1.4 Ti_3SiC_2/Cu复合材料的研究现状
1.4.1 铜基复合材料
1.4.2 金属/陶瓷体系的润湿性
1.4.3 Ti_3SiC_2/Cu复合材料研究现状
1.4.4 近年来本课题组的研究
1.5 本论文的研究目标及研究内容
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容
第二章 实验方法及设备
2.1 技术路线
2.2 材料的制备
2.2.1 Ti_3SiC_2粉体的合成
2.2.2 Ti_3SiC_2/Cu复合材料的制备
2.3 润湿性测试
2.4 相组成与微结构分析
2.4.1 相组成分析
2.4.2 微观组织结构观察
2.5 材料基本力学与电学性能的测试方法
2.5.1 密度的测试
2.5.2 抗弯强度的测试
2.5.3 硬度的测试
2.5.4 电阻率的测试
2.6 触头电接触性能的测试方法
2.6.1 截流值的测试
2.6.2 分断能力测试
2.6.3 耐压值测试
2.6.4 抗烧蚀性能测试
第三章 Ti_3SiC_2粉体的制备及表征
3.1 Ti_3SiC_2粉体的合成工艺
3.2 三种路径合成产物的XRD分析
3.2.1 路径1合成产物的XRD分析
3.2.2 路径2合成结果的XRD分析
3.2.3 路径3合成结果的XRD分析
3.3 钛硅碳的反应合成机理
3.4 Ti_3SiC_2粉体的表征
3.5 本章小结
第四章 Ti_3SiC_2/Cu体系润湿性与界面反应的研究
4.1 温度对Ti_3SiC_2/Cu体系润湿性的影响
4.2 Ti_3SiC_2/Cu体系润湿界面的物相及微观形貌
4.2.1 润湿界面的物相分析
4.2.2 润湿界面的微观形貌分析
4.3 Ti_3SiC_2/Cu体系的润湿过程
4.4 合金元素对Ti_3SiC_2/Cu体系润湿性的影响
4.5 Ti_3SiC_2/Cu界面反应区的微观结构
4.6 Ti_3SiC_2/Cu界面反应区的元素分布与物相分析
4.7 本章小结
第五章 Ti_3SiC_2/Cu复合材料的制备及性能研究
5.1 热压烧结Ti_3SiC_2/Cu复合材料的基本性能及其影响因素
5.1.1 烧结温度的影响
5.1.2 保温时间的影响
5.1.3 Ti_3SiC_2含量的影响
5.2 无压烧结Ti_3SiC_2/Cu复合材料的基本性能及其影响因素
5.2.1 烧结温度的影响
5.2.2 保温时间的影响
5.2.3 Ti_3SiC_2含量的影响
5.3 热压工艺与无压工艺制备材料性能对比
5.4 本章小结
第六章 Ti_3SiC_2/Cu真空触头的制备及电接触性能的研究
6.1 Ti_3SiC_2/Cu触头及真空灭弧室的制备
6.1.1 Ti_3SiC_2/Cu真空触头的制备
6.1.2 真空灭弧室的制备
6.2 Ti_3SiC_2/Cu触头材料的电接触性能研究
6.2.1 截流值的测定
6.2.2 分断能力的测定
6.2.3 耐压值的测定
6.3 Ti_3SiC_2/Cu触头材料显微组织观察分析
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
本文编号：3713362
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
序言
目录
第一章 引言
1.1 触头材料
1.1.1 触头材料发展概况
1.1.2 真空触头材料
1.1.3 真空触头材料的制备工艺
1.2 真空接触器
1.2.1 真空接触器的结构与工作原理
1.2.2 真空接触器触头材料的性能要求
1.3 钛硅碳材料的研究现状
1.3.1 钛硅碳的结构和性能
1.3.2 钛硅碳的制备方法
1.4 Ti_3SiC_2/Cu复合材料的研究现状
1.4.1 铜基复合材料
1.4.2 金属/陶瓷体系的润湿性
1.4.3 Ti_3SiC_2/Cu复合材料研究现状
1.4.4 近年来本课题组的研究
1.5 本论文的研究目标及研究内容
1.5.1 研究目标
1.5.2 研究内容
第二章 实验方法及设备
2.1 技术路线
2.2 材料的制备
2.2.1 Ti_3SiC_2粉体的合成
2.2.2 Ti_3SiC_2/Cu复合材料的制备
2.3 润湿性测试
2.4 相组成与微结构分析
2.4.1 相组成分析
2.4.2 微观组织结构观察
2.5 材料基本力学与电学性能的测试方法
2.5.1 密度的测试
2.5.2 抗弯强度的测试
2.5.3 硬度的测试
2.5.4 电阻率的测试
2.6 触头电接触性能的测试方法
2.6.1 截流值的测试
2.6.2 分断能力测试
2.6.3 耐压值测试
2.6.4 抗烧蚀性能测试
第三章 Ti_3SiC_2粉体的制备及表征
3.1 Ti_3SiC_2粉体的合成工艺
3.2 三种路径合成产物的XRD分析
3.2.1 路径1合成产物的XRD分析
3.2.2 路径2合成结果的XRD分析
3.2.3 路径3合成结果的XRD分析
3.3 钛硅碳的反应合成机理
3.4 Ti_3SiC_2粉体的表征
3.5 本章小结
第四章 Ti_3SiC_2/Cu体系润湿性与界面反应的研究
4.1 温度对Ti_3SiC_2/Cu体系润湿性的影响
4.2 Ti_3SiC_2/Cu体系润湿界面的物相及微观形貌
4.2.1 润湿界面的物相分析
4.2.2 润湿界面的微观形貌分析
4.3 Ti_3SiC_2/Cu体系的润湿过程
4.4 合金元素对Ti_3SiC_2/Cu体系润湿性的影响
4.5 Ti_3SiC_2/Cu界面反应区的微观结构
4.6 Ti_3SiC_2/Cu界面反应区的元素分布与物相分析
4.7 本章小结
第五章 Ti_3SiC_2/Cu复合材料的制备及性能研究
5.1 热压烧结Ti_3SiC_2/Cu复合材料的基本性能及其影响因素
5.1.1 烧结温度的影响
5.1.2 保温时间的影响
5.1.3 Ti_3SiC_2含量的影响
5.2 无压烧结Ti_3SiC_2/Cu复合材料的基本性能及其影响因素
5.2.1 烧结温度的影响
5.2.2 保温时间的影响
5.2.3 Ti_3SiC_2含量的影响
5.3 热压工艺与无压工艺制备材料性能对比
5.4 本章小结
第六章 Ti_3SiC_2/Cu真空触头的制备及电接触性能的研究
6.1 Ti_3SiC_2/Cu触头及真空灭弧室的制备
6.1.1 Ti_3SiC_2/Cu真空触头的制备
6.1.2 真空灭弧室的制备
6.2 Ti_3SiC_2/Cu触头材料的电接触性能研究
6.2.1 截流值的测定
6.2.2 分断能力的测定
6.2.3 耐压值的测定
6.3 Ti_3SiC_2/Cu触头材料显微组织观察分析
6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
本文编号：3713362
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