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户外高压隔离开关用无氰银石墨复合镀层的制备工艺及性能研究

发布时间:2018-03-12 09:26

  本文选题:电接触材料 切入点:银石墨复合镀层 出处:《南昌航空大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:电镀银石墨复合镀层集合了银的高导电、低接触电阻和石墨的自润滑、高耐蚀、抗电弧烧损等优良性能,在户外高压隔离开关用电触头材料上具有广泛的应用前景。本文研究了不同添加剂对鳞片石墨在水介质中的分散行为及分散剂和辅助剂配方,使用该分散剂和辅助剂配制了无氰KI体系下的复合镀液,采用电沉积方法制备了不同工艺条件下的铜基银石墨复合镀层,应用摩擦磨损实验、显微观察、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、Tafel曲线、X射线衍射(XRD)、抗硫实验、热导率测试、电阻率测试等手段和方法,研究了复合镀层的耐磨、耐蚀、抗硫、导热、导电等性能。研究表明,通过实验获得的最佳分散剂配方为7.7 wt%十二烷基硫酸钠、2.7wt%N-乙酰-L-脯氨酸和1.6 wt%磷酸三丁酯;最佳辅助剂配方为2.2 wt%十二烷基苯磺酸钠、2.0 wt%醋酸乙酯、0.8 wt%乙二醇和0.7 wt%乙酸异辛酯。采用该分散剂和辅助剂制备的银石墨复合镀层,其鳞片石墨均匀分布在复合镀层中,达到了德国西门子公司的分散效果。无氰KI体系下,随着复合镀液中石墨添加量增加,银石墨复合镀层中石墨含量增加,复合镀层的磨损率先减小后增加;随着沉积电流密度增加,银石墨复合镀层中石墨含量增加,复合镀层的磨损率先减小后增加;随着搅拌速度增加,银墨复合镀层中石墨含量先增加后减小,复合镀层的磨损率先增加后减小再增加。经过研究,复合镀层的最佳制备工艺为镀液中石墨添加量60 g/L、沉积电流密度0.35 A/dm2、搅拌速度700 r/min,优化后的银石墨复合镀层磨损率和平均摩擦系数分别为2.457×10-11 mm3·N-1·m-1、0.178,远远小于纯银镀层的6.501×10-11 mm3·N-1·m-1、0.515,耐磨性和热导率优于纯银镀层,与纯铜基体结合力达到GB/T5270-2005国标要求。
[Abstract]:The electroplated silver graphite composite coating combines the excellent properties of silver, such as high conductivity, low contact resistance, self-lubricating of graphite, high corrosion resistance, arc burning resistance, etc. In this paper, the dispersion behavior of flake graphite in water medium and the formulation of dispersant and auxiliary agent were studied. The dispersant and auxiliary agent were used to prepare the composite plating solution of cyanide free Ki system. The copper based silver graphite composite coating was prepared by electrodeposition method. Friction and wear experiments were used to observe the effect of electrodeposition. By means of scanning electron microscope (SEM), scanning electron microscope (SEM), energy spectrometer (EDS), X-ray diffraction (XRD), sulfur resistance test, thermal conductivity test and resistivity test, the wear resistance, corrosion resistance, sulfur resistance, thermal conductivity and conductivity of composite coatings were studied. The optimum dispersant formula obtained by experiments is 7.7 wt% 12 sodium alkyl sulfate 2.7 wtand 1.6-wt% tributyl phosphate. The optimum adjuvant formula is 2.2 wt% 12 sodium alkylbenzene sulfonate 2.0 wt% ethyl acetate 0.8 wt% ethylene glycol and 0.7 wt% isooctyl acetate. The silver graphite composite coating prepared by using the dispersant and auxiliary agent has its flake graphite uniformly distributed in the composite coating. With the increase of graphite content in the composite bath, the graphite content in the silver graphite composite coating increases, and the wear of the composite coating decreases first and then increases. With the increase of the deposition current density, the graphite content in the silver graphite composite coating increased, the wear of the composite coating decreased first and then increased, and with the increase of agitation speed, the graphite content in the silver graphite composite coating increased first and then decreased. The wear of composite coating increases first, then decreases and then increases. The optimum preparation process of the composite coating is as follows: the amount of graphite added into the bath is 60 g / L, the deposition current density is 0.35 A / dm2, the stirring speed is 700r / min. The wear rate and the average friction coefficient of the optimized silver graphite composite coating are 2.457 脳 10 ~ (-11) mm3 路N ~ (-1) 路m ~ (-1) 0.178, which are much smaller than those of pure silver coating. The wear resistance and thermal conductivity of 6.501 脳 10 ~ (-11) mm3 路N ~ (-1) 路m ~ (-1) 路m ~ (-1) were better than that of pure silver coating. The binding force with pure copper matrix meets the requirements of GB/T5270-2005 national standard.
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ153;TM564.1

【参考文献】

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本文编号:1600970

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