钴、硅复合变质剂添加制备低银表面梯度化Ag-CuO电接触材料研究

发布时间：2017-12-20 16:20

  本文关键词：钴、硅复合变质剂添加制备低银表面梯度化Ag-CuO电接触材料研究　出处：《深圳大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：被誉为“万能触头”的Ag-Cd O材料由于在使用时释放有毒镉蒸汽,造成环境污染和人体伤害,在电触头材料领域被限制使用,所以急需研制出它的替代产品。银铜二元合金是一种传统固溶强化型电接触材料,受制于铜的易氧化性以及抗电弧侵蚀性能较差,其应用受到了限制。目前的银基电接触材料的研究主要集中在含银量在80%~95%的银基电接触材料上,银的产量有限且价格昂贵,而我国又是一个银资源稀缺的国家。因此,本文将内氧化工艺引入到低银的银铜合金中,通过氧化获取一个表面富银的梯度内氧化层,以改善其性能。展开对低银高铜的Ag-Cu O触头材料的研究有很好的理论和现实意义。本文采用内氧化法制备低银高铜的Ag-Cu O电触头材料。研究工作主要为Co、Si元素的添加对过共晶Ag-Cu合金变质研究、变质处理对Ag-Cu合金内氧化行为的影响、内氧化后Ag-Cu力学、电学性能及抗电弧侵蚀性能研究。主要研究结论如下:1.对于初生相为富铜相的过共晶Ag-Cu合金,单独添加元素Co、Si对合金没有变质作用,只有Co、Si元素复合添加才能使初生富铜相晶粒被球化,具有明显的变质作用;而对于初生相为富银相的亚共晶Ag-Cu合金,Co、Si元素复合添加并不具有变质作用。对于Ag-50wt.%Cu合金,随着Co含量的增加,变质后的合金中的初生铜相晶粒被球化程度增加,晶粒也随之变细;当Co含量超过0.3wt.%后,合金中初生铜相晶粒略微变大;其中,Co、Si元素的添加量分别为0.3wt.%和0.2wt.%为最优配比。2.钴硅化合物对富铜相可作为形核核心,初生铜相析出后,其周围富银相偏析聚集,富银相的出现阻止了初生富铜相的进一步长大,并增大了成分过冷,从而初生富铜相获得了球状形貌,并细化了初生富铜相晶粒。3.温度和氧分压相同时,变质前后的过共晶Ag-Cu合金氧化层深度平方随氧化时间都呈线性增长。合金的氧化速率随着含铜量的增加而上升,而钴硅变质处理能够抑制过共晶银铜合金的氧化速率。4.未变质合金内氧化后氧化物颗粒呈条状分布;变质后的合金内氧化后其氧化物颗粒呈颗粒状分布,但氧化物颗粒之间有条状氧化物的存在。对于Ag-50.0wt.%Cu合金,添加适量的Co、Si元素抑制了过共晶的银铜合金氧化层的生长和氧化层的分层现象;并获得一种表层富银,基体低银的梯度化结构。5.对于硬度,变质前后基体合金硬度随着铜含量的增加而有所降低,且钴硅元素的添加能提高合金基体的硬度;基体的硬度比氧化层的硬度高。对于电阻率,合金氧化后各氧化分区电阻率均比纯银高;氧化A区电阻率最大;氧化B区存在网格状富银带结构,其电阻率最小。6.内氧化后的过共晶Ag-Cu合金获得的表层富银,基体低银的梯度化结构,提高了合金的抗高温氧化性能;结构中存在的Cu O颗粒有效抑制熔池飞溅,提高了合金抗电弧侵蚀性能。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG146.32

【参考文献】

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本文编号：1312730