合金元素对Cu/ATO电接触材料润湿性及组织性能的影响
发布时间：2021-09-30 20:33
铜基电接触材料是低压电器用触头材料节银环保设计的重要发展方向之一,其需求的迫切性随着贵金属银资源的匮乏和银价的攀升与日俱增。目前,低压电器用铜基电接触材料设计存在的主要问题是没有考虑到第二相与基体之间的润湿性。铜基体与第二相润湿性会影响材料的致密化程度、氧化特性及接触稳定性。本文主要研究了合金元素对Cu/ATO电接触材料润湿性及组织性能的影响。通过润湿实验和粉末烧结实验研究了Zr、La、Cr、Ag等合金元素对Cu/MeO体系润湿性的影响规律,得到上述元素能够有效改善Cu/MeO体系润湿性的成分范围。在研究合金化后复合材料组织和性能的变化规律的基础上,开展铜基电接触材料的成分设计与制备工作,建立了该体系材料组织和性能的关系。润湿试验研究结果表明:Zr、La、Cr、Ag四种合金元素的加入能有效的降低Cu/Al2O3润湿角,改善Cu/Al2O3体系润湿性。其中,Zr含量为0.7wt.%时,润湿角可以降至最低,为106.9°;La元素加入量为0.2wt.%时,润湿角最低,达到了103.1°;随着Cr和Ag含...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 低压电器铜基电接触材料的研究现状
1.2.1 低压电器触头材料的基本要求
1.2.2 低压电器用铜基电接触材料设计与开发
1.3 金属/陶瓷润湿性研究现状
1.3.1 润湿的表征及分类
1.3.2 润湿机理
1.3.3 改善润湿性的方法与途径
1.3.4 合金元素对金属/氧化物陶瓷体系润湿性的影响
1.4 润湿性在电接触材料中的研究现状
1.4.1 添加剂复合改性
1.4.2 表面包覆改性
1.4.3 纳米技术改性
1.4.4 透明导电氧化物（TCO）
1.5 合金元素对铜合金组织性能的影响
1.5.1 稀土元素的作用
1.5.2 Cu-Cr电接触材料的设计思想
1.5.3 Zr元素对铜合金的改性作用
1.5.4 Ag元素对铜合金的改性作用
1.6 本文研究的主要内容
第2章 材料制备及试验方法
2.1 技术路线
2.1.1 Cu/MeO体系润湿行为研究
2.1.2 铜基电接触材料成分设计及性能表征
2.2 试验原料
2.3 座滴试验
2.3.1 座滴合金的制备
2.3.2 陶瓷基板的准备
2.4 铜基复合材料的制备
2.4.1 混粉
2.4.2 致密化工艺
2.4.3 铜基复合材料的挤压和轧制
2.5 微观组织分析
2.5.1 金相观察
2.5.2 扫描电镜观察
2.5.3 透射电镜观察
2.6 机械物理性能测试
2.6.1 密度
2.6.2 显微硬度测试
2.6.3 电导率测试
2.6.4 力学性能测试
2.6.5 接触电阻测试
第3章 合金元素对Cu/MeO体系润湿性的影响
3.1 Cu/MeO润湿行为
3.1.1 Cu/Al_2O_3润湿行为表征
3.1.2 Cu/ATO粉体浸润分析
3.2 合金元素对Cu/MeO体系润湿性的影响
3.2.1 合金化元素的选择依据
3.2.2 合金元素对Cu/Al_2O_3体系润湿角的影响
3.2.3 合金元素对Cu/ATO粉体界面结合的影响
3.3 本章小结
第4章 合金元素对Cu/ATO复合材料组织性能的影响
4.1 合金元素种类对Cu/ATO复合材料组织性能的影响
4.1.1 合金元素种类对Cu/ATO复合材料组织的影响
4.1.2 合金元素种类对Cu/ATO复合材料性能的影响
4.2 合金元素含量对Cu/ATO复合材料组织性能的影响
4.2.1 合金元素含量对Cu/ATO复合材料组织的影响
4.2.2 合金元素含量对Cu/ATO复合材料性能的影响
4.3 本章小结
第5章 多元合金化对铜基电接触材料组织性能的影响
5.1 铜基电接触材料合金化成分设计
5.2 多元合金化后铜基电接触材料显微组织
5.3 多元合金化后铜基电接触材料力学性能
5.4 多元合金化后铜基电接触材料电学性能
5.4.1 导电率
5.4.2 接触电阻
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3416590
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 低压电器铜基电接触材料的研究现状
1.2.1 低压电器触头材料的基本要求
1.2.2 低压电器用铜基电接触材料设计与开发
1.3 金属/陶瓷润湿性研究现状
1.3.1 润湿的表征及分类
1.3.2 润湿机理
1.3.3 改善润湿性的方法与途径
1.3.4 合金元素对金属/氧化物陶瓷体系润湿性的影响
1.4 润湿性在电接触材料中的研究现状
1.4.1 添加剂复合改性
1.4.2 表面包覆改性
1.4.3 纳米技术改性
1.4.4 透明导电氧化物（TCO）
1.5 合金元素对铜合金组织性能的影响
1.5.1 稀土元素的作用
1.5.2 Cu-Cr电接触材料的设计思想
1.5.3 Zr元素对铜合金的改性作用
1.5.4 Ag元素对铜合金的改性作用
1.6 本文研究的主要内容
第2章 材料制备及试验方法
2.1 技术路线
2.1.1 Cu/MeO体系润湿行为研究
2.1.2 铜基电接触材料成分设计及性能表征
2.2 试验原料
2.3 座滴试验
2.3.1 座滴合金的制备
2.3.2 陶瓷基板的准备
2.4 铜基复合材料的制备
2.4.1 混粉
2.4.2 致密化工艺
2.4.3 铜基复合材料的挤压和轧制
2.5 微观组织分析
2.5.1 金相观察
2.5.2 扫描电镜观察
2.5.3 透射电镜观察
2.6 机械物理性能测试
2.6.1 密度
2.6.2 显微硬度测试
2.6.3 电导率测试
2.6.4 力学性能测试
2.6.5 接触电阻测试
第3章 合金元素对Cu/MeO体系润湿性的影响
3.1 Cu/MeO润湿行为
3.1.1 Cu/Al_2O_3润湿行为表征
3.1.2 Cu/ATO粉体浸润分析
3.2 合金元素对Cu/MeO体系润湿性的影响
3.2.1 合金化元素的选择依据
3.2.2 合金元素对Cu/Al_2O_3体系润湿角的影响
3.2.3 合金元素对Cu/ATO粉体界面结合的影响
3.3 本章小结
第4章 合金元素对Cu/ATO复合材料组织性能的影响
4.1 合金元素种类对Cu/ATO复合材料组织性能的影响
4.1.1 合金元素种类对Cu/ATO复合材料组织的影响
4.1.2 合金元素种类对Cu/ATO复合材料性能的影响
4.2 合金元素含量对Cu/ATO复合材料组织性能的影响
4.2.1 合金元素含量对Cu/ATO复合材料组织的影响
4.2.2 合金元素含量对Cu/ATO复合材料性能的影响
4.3 本章小结
第5章 多元合金化对铜基电接触材料组织性能的影响
5.1 铜基电接触材料合金化成分设计
5.2 多元合金化后铜基电接触材料显微组织
5.3 多元合金化后铜基电接触材料力学性能
5.4 多元合金化后铜基电接触材料电学性能
5.4.1 导电率
5.4.2 接触电阻
5.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3416590
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