石墨烯改性CuW80触头材料制备及组织性能研究
发布时间：2023-08-08 17:15
CuW80电触头因其优异的耐机械磨损以及抗电弧烧蚀性能,广泛地应用在SF6断路器当中。但现役的CuW80电触头已经无法满足新型SF6断路器“实际工程全寿命周期内免维护”的要求。因此,对现役电触头材料进行优化,在保持其他性能基本不变的情况下,提高其耐机械磨损性能以及抗电弧烧蚀性能,是目前急需解决的问题。石墨烯因其独特的晶体结构特征而具有非常优异的电学和机械性能,利用石墨烯的突出特性进行金属基复合材料改性将为现役SF6高压断路器用电触头材料性能的进一步改进提供新的研究方法和思路。本文对我国现役特高压SF6断路器触头材料的服役损伤行为进行分析,并根据逾渗理论和有效介质理论进行石墨烯改性CuW80触头材料的成分设计。利用液压机双向压制法制备了Cu W触头材料的骨架坯料,研究诱导铜粉含量以及压制压强对于骨架坯料致密度的影响规律,进而指导CuW80触头材料的制备。通过对诱导铜粉熔渗、活化烧结熔渗以及预烧钨骨架熔渗等方法进行探索,并通过添加石墨烯,对现役CuW80电触头材料进行改性,通过SEM、XRD、金相显微镜等对材料微观组织结构进行表征。在保证电触头在密度、硬度、导电性、抗弯强度等基本性能指标与...
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 研究目的和意义
1.2 国内外研究研究现状及分析
1.2.1 特高压电器对触头材料的基本要求
1.2.2 CuW复合材料特点及应用
1.2.3 CuW触头材料失效形式
1.2.4 CuW触头材料制备方法
1.2.5 CuW触头材料改性方法
1.2.6 石墨烯改性铜基复合材料
1.2.7 国内外文献综述简析
1.3 主要研究内容
1.3.1 石墨烯改性CuW80触头材料制备工艺研究
1.3.2 石墨烯改性CuW80触头材料组织性能研究
第2章 试验材料与方法
2.1 试验材料与试剂
2.2 试验设备
2.3 石墨烯改性CuW80触头材料的制备
2.3.1 W骨架制备
2.3.2 熔渗烧结
2.3.3 石墨烯添加工艺
2.4 微观组织结构表征方法
2.4.1 金相观察
2.4.2 X射线衍射分析
2.4.3 扫描电镜观察
2.5 机械物理性能表征方法
2.5.1 致密度测试
2.5.2 显微硬度测试
2.5.3 电导率测试
2.5.4 抗弯强度测试
2.6 服役性能表征方法
2.6.1 电弧烧蚀行为测试
2.6.2 机械磨损行为测试
第3章 石墨烯改性CuW80触头材料制备工艺研究
3.1 引言
3.2 CuW80触头材料成分设计
3.3 CuW80触头材料骨架致密化曲线
3.4 CuW80触头材料熔渗工艺探索
3.4.1 CuW80触头材料熔渗工艺初步探索
3.4.2 石墨烯改性CuW80触头材料熔渗工艺探索
3.5 不同制备工艺CuW80触头材料微观组织性能分析
3.5.1 制备工艺对CuW80触头材料微观组织机构影响机制
3.5.2 制备工艺对CuW80触头材料机械物理性能影响机制
3.6 小结
第4章 石墨烯改性CuW80触头材料组织与性能表征
4.1 引言
4.2 石墨烯改性CuW80复合材料微观组织表征
4.3 石墨烯改性CuW80触头材料机械性能和物理性能
4.3.1 石墨烯含量对石墨烯改性CuW80触头材料致密度影响
4.3.2 石墨烯含量对石墨烯改性CuW80触头材料硬度影响
4.3.3 石墨烯含量对石墨烯改性CuW80触头材料抗弯强度影响
4.3.4 石墨烯含量对石墨烯改性CuW80触头材料电导率影响
4.4 石墨烯改性CuW80触头材料服役性能分析
4.4.1 现役CuW80触头材料服役损伤行为
4.4.2 石墨烯改性CuW80触头材料耐机械磨损性能
4.4.3 石墨烯改性CuW80触头材料抗电弧烧蚀性能
4.5 小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3840156
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.1.1 课题背景
1.1.2 研究目的和意义
1.2 国内外研究研究现状及分析
1.2.1 特高压电器对触头材料的基本要求
1.2.2 CuW复合材料特点及应用
1.2.3 CuW触头材料失效形式
1.2.4 CuW触头材料制备方法
1.2.5 CuW触头材料改性方法
1.2.6 石墨烯改性铜基复合材料
1.2.7 国内外文献综述简析
1.3 主要研究内容
1.3.1 石墨烯改性CuW80触头材料制备工艺研究
1.3.2 石墨烯改性CuW80触头材料组织性能研究
第2章 试验材料与方法
2.1 试验材料与试剂
2.2 试验设备
2.3 石墨烯改性CuW80触头材料的制备
2.3.1 W骨架制备
2.3.2 熔渗烧结
2.3.3 石墨烯添加工艺
2.4 微观组织结构表征方法
2.4.1 金相观察
2.4.2 X射线衍射分析
2.4.3 扫描电镜观察
2.5 机械物理性能表征方法
2.5.1 致密度测试
2.5.2 显微硬度测试
2.5.3 电导率测试
2.5.4 抗弯强度测试
2.6 服役性能表征方法
2.6.1 电弧烧蚀行为测试
2.6.2 机械磨损行为测试
第3章 石墨烯改性CuW80触头材料制备工艺研究
3.1 引言
3.2 CuW80触头材料成分设计
3.3 CuW80触头材料骨架致密化曲线
3.4 CuW80触头材料熔渗工艺探索
3.4.1 CuW80触头材料熔渗工艺初步探索
3.4.2 石墨烯改性CuW80触头材料熔渗工艺探索
3.5 不同制备工艺CuW80触头材料微观组织性能分析
3.5.1 制备工艺对CuW80触头材料微观组织机构影响机制
3.5.2 制备工艺对CuW80触头材料机械物理性能影响机制
3.6 小结
第4章 石墨烯改性CuW80触头材料组织与性能表征
4.1 引言
4.2 石墨烯改性CuW80复合材料微观组织表征
4.3 石墨烯改性CuW80触头材料机械性能和物理性能
4.3.1 石墨烯含量对石墨烯改性CuW80触头材料致密度影响
4.3.2 石墨烯含量对石墨烯改性CuW80触头材料硬度影响
4.3.3 石墨烯含量对石墨烯改性CuW80触头材料抗弯强度影响
4.3.4 石墨烯含量对石墨烯改性CuW80触头材料电导率影响
4.4 石墨烯改性CuW80触头材料服役性能分析
4.4.1 现役CuW80触头材料服役损伤行为
4.4.2 石墨烯改性CuW80触头材料耐机械磨损性能
4.4.3 石墨烯改性CuW80触头材料抗电弧烧蚀性能
4.5 小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3840156
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