动车主断路器是动车组供电系统的重要部件,一旦发生故障,就可能造成动车组高压设备的严重损坏,也会威胁到乘客的生命安全。触头作为主断路器的核心部位,其材料组织性能的优劣直接影响着主断路器的开断成功与否,因此,研究主断路器触头的组织性能对提高动车安全性及可靠性具有极其重要的意义。本文采用热等静压技术(hot isostatic pressing,简称HIP)在不同的烧结温度下制备了致密均匀的CuCr触头材料,并对CuCr触头的热电性能展开深入且系统的研究。具体研究内容和成果总结如下:(1)采用HIP在不同的烧结温度下制备组织致密均匀的CuCr触头材料,其关键的氧、氮含量优于国家标准要求,经研究发现:随着HIP烧结温度的上升,CuCr合金材料中Cr颗粒度增大。(2)分析测试CuCr触头的电击穿性能,结果表明:随着Cr粒子半径的减小,合金的致密度和硬度会提升,而电导率会有所下降。对CuCr触头进行电击穿实验并分析其电击穿后的微观形貌,发现随着Cr相颗粒度增大,电击穿烧蚀面积增大,击穿烧蚀痕迹有明显向外延展的趋势,烧蚀坑的深度也会加深。(3)分析击穿场强与击穿次数的函数图象得出:降低Cr颗粒度的大小可显著提高CuCr触头材料的真空电击穿特性,电击穿场强度会随着电击穿次数的增加而有所提高,进一步研究得出了CuCr合金Cr粒子半径与击穿场强关系的数学表达式。(4)对CuCr合金的热物理参数及断路器工作时触头表面换热系数进行了计算,采用ANSYS软件对CuCr电触头在高压电弧作用下的温度场进行仿真模拟,得到触头整体温度分布随时间的变化规律。触头整体温度呈现出先增后减的变化趋势,在高压电弧作用10ms后温度达到最大值2626.17℃。上述研究结果为今后真空断路器电触头材料的研发设计提供参考依据。