【摘 要】
:
电接触材料是控制电路通断的关键器件,在反复开闭过程中极易受到熔焊、腐蚀、磨损等形式的失效,所以电接触材料需要具备抗熔焊性强,耐腐蚀性能好,硬度适当和接触电阻稳定且较低等特性。所以电接触材料对材料性能的要求多样,且有些性能之间互相矛盾,比如耐腐蚀性能好,需要在材料中添加第二组分组成合金,但合金的接触电阻较大。所以在实际应用中的电接触材料需要在各种性能之中进行取舍。电接触材料在使用过程中,材料表面的性
论文部分内容阅读
电接触材料是控制电路通断的关键器件,在反复开闭过程中极易受到熔焊、腐蚀、磨损等形式的失效,所以电接触材料需要具备抗熔焊性强,耐腐蚀性能好,硬度适当和接触电阻稳定且较低等特性。所以电接触材料对材料性能的要求多样,且有些性能之间互相矛盾,比如耐腐蚀性能好,需要在材料中添加第二组分组成合金,但合金的接触电阻较大。所以在实际应用中的电接触材料需要在各种性能之中进行取舍。电接触材料在使用过程中,材料表面的性能决定了材料的使用性能,所以通过在材料表面制备一层抗腐蚀性能好,硬度高,耐摩擦磨损的涂层是制备电接触材料常用的方法。但是传统的方法在金属表面制备的涂层与基体物理性质差异大,在使用过程中容易受到摩擦磨损而导致涂层破裂,暴露出的基体与涂层表面之间的电势差会引起电偶腐蚀,加速材料的失效。所以本文采用电镀以及热处理的方式,在铜基体表面获得一层热扩散的涂层,增大涂层与基体的结合力,同时使得从材料表面到基体的电势梯度下降,降低材料发生电偶腐蚀的风险。金属银的导电性最高且拥有良好的抗腐蚀性,所以通过在铜基体表面电镀银,热处理后形成银铜扩散层,可以满足电接触材料抗腐蚀与耐磨性的要求。本文探索了电镀工艺与热处理工艺,研究了热处理后材料性能的变化,主要工作和结论如下:(1)通过对镀银后的铜基体进行热重分析,对比银铜相图可知,银铜合金在780℃左右发生共晶熔化,在该温度下,银铜合金以组分为Cu28.1%、Ag71.9%的比例熔化析出。所以以共晶温度点为基准,分别选取共晶温度之上的800℃和850℃以及共晶温度点之下的700℃、750℃进行热处理。通过热处理后样品表面形貌、截面形貌以及截面成分分析,可知在共晶温度点之下热处理时,随着热处理时间的延长,样品表面以部分小晶粒为核心,吸收附近晶粒,开始晶粒长大,表面粗糙度增大。在共晶温度点之上进行热处理时,样品在银铜界面处开始共晶熔化,随着时间的延长,共晶熔池扩展至样品表面,样品表面出现凝固形貌。通过对样品截面的扫描与成分分析,发现随着热处理温度的升高以及热处理时间的延长,银铜扩散程度增大,在750℃热处理24小时后,铜原子扩散至样品表面,在850℃热处理24小时后,整个镀层中铜原子为浓度为6%左右,同时样品表面镀层厚度增大,最终厚度稳定在35μm左右,此时镀银层完全融化,熔池达到了850℃时的饱和状态。(2)通过对热处理之后样品进行电化学测试、硬度测试、摩擦磨损试验、电导率测试等获得相应条件下样品的性能,发现随着热处理温度的升高,热处理时间的延长,样品中铜原子的扩散越充分,样品的抗腐蚀性和导电性越差。纯银的平衡腐蚀电流密度为0.87μA/cm-2,而850℃热处理24小时后则为12.13μA/cm-2,是纯铜腐蚀电流5.88μA/cm-2的两倍。纯银的电导率为102.38%IACS,而850℃热处理24小时后的电导率降低到31.56%IACS。但随着热扩散程度增大,镀层中的缺陷浓度增大,所以镀层的硬度提高,硬度最高可达190HV0.01左右,比纯铜的硬度提高了80%左右。同时样品的耐磨性增大,在相同条件下进行摩擦磨损实验,850℃热处理24小时后的样品的失重量仅为纯铜样品的20%。综上所述,本文通过研究热处理过程与材料性能之间的关系,建立起银铜扩散程度与样品性能之间的联系。总的来说,随着热处理温度的升高以及热处理时间的延长,镀层中银铜的扩散程度增大,镀层的抗腐蚀性与导电性下降,但是镀层的硬度以及耐磨性提高。针对不同实际工况下的应用,通过对性能的不同取舍可以得到相应条件下最适合的电接触材料。
其他文献
沙门氏菌(Salmonella)耐药性的形成和传播是公共卫生领域关注的热点之一,对食品中耐药沙门氏菌流行状况的持续监测对食品安全具有重要意义。喹诺酮类抗生素是临床治疗沙门氏菌感染的首选药物之一,近年来,沙门氏菌对其耐药率呈上升趋势,从不同层面揭示沙门氏菌喹诺酮耐药性的形成规律有助于更好地防控耐药沙门氏菌的流行。本论文以2016年3月至2017年2月分离于上海市零售食品的143株沙门氏菌为对象开展研
焊接作为制造业重要加工工艺,在机械制造、核电、航天等领域应用越来越广泛。一些关键部件的焊接接头质量稳定性和结构完整性的有效评估,一直是焊接工作者不可忽视的技术难题。焊接接头热影响区全场高温应变分布以及最后的残余应力水平严重影响焊接接头质量、焊接构件的刚度及其服役寿命。鉴于焊接过程中焊接接头在非线性热力循环作用下,焊后在焊接接头热影响区和焊缝内部会不可避免地产生残余应力与变形。采用焊前预热可有效调节
当前以3XXX系Al-Mn合金为芯材,两侧分别复合4XXX系Al-Si合金,7XXX系Al-Zn合金的覆钎料铝箔材料,被广泛的应用于汽车热交换器领域,占据了铝制散热器市场的主导地位。在覆钎料铝箔材料生产中,面对规格繁多,合金成分各不相同的产品,如何制定合适热处理工艺以达到良好的加工性能和钎焊性能一直是产品生产的核心问题。同时,在汽车轻量化的趋势下,如何在材料不断减薄的同时保持材料的抗腐蚀性能也是面
本研究采用HCl-AlCl3溶液体系,在微波加热条件下络合分解包头混合稀土精矿,主要探究了微波功率、液固比、HCl浓度、反应温度、AlCl3浓度及反应时间对稀土及精矿浸出率的影响,并对浸出过程动力学进行了详细研究。实验得到最优的浸出条件为:微波功率560W,液固比16:1mL/g,HCl浓度3.5mol/L,反应温度85℃,AlCl3浓度1mol/L,反应时间75min。稀土浸出率达73.89%,
N263镍基高温合金以其良好的焊接性和优秀的高温性能成为先进超超临界汽轮机组件的重要选材对象之一,而焊接是汽轮机转子等核心组件的主要生产方式。N263焊接接头在高温下长期服役时,由于接头中不同区域的组织存在不均匀性,且微观组织会在高温下发生转变,使得整个接头的高温性能出现一定的变化。因此,研究N263焊接接头在高温下长期时效过程中的组织稳定性和性能可靠性,总结微观组织转变的规律,分析断裂失效的机理
随着控轧控冷及微合金化等先进炼钢技术的发展,低合金高强钢的综合性能得到了进一步提高,也对低合金高强钢的焊接提出了新的要求。通过控轧控冷技术生产的新型800 MPa低合金高强热轧钢板具有良好的强韧性,其电弧焊接头发生明显软化,接头强度骤降,而目前关于800 MPa新型低合金高强钢激光焊接的系统研究较少。因此,本文针对8 mm厚800 MPa新型低合金高强钢开展了激光自熔焊及激光电弧复合焊组织性能研究
焊接过程是一个多变量、非线性、时滞的复杂过程。焊接工艺参数及装配的改极大地影响着焊缝成形及接头质量。铝合金焊接过程中,传统的单一传感手段不能准确、有效的监控焊接过程。因此,采用多源传感器可获取焊接装配情况,如间隙、错边等,并结合正面焊接熔池视觉信息,进一步预测背面熔透状态对于铝合金机器人TIG焊接质量的预测控制具有重要意义。本文以航天2A14铝合金机器人TIG焊为应用背景,搭建了铝合金TIG焊接多
Ti6Al4V是典型的α+β双相钛合金,具有出色的比强度,耐蚀性和生物相容性。然而,通过常规加工技术制造的钛合金可加工性较差。因此钛合金的非传统加工技术—激光选区熔化技术(SLM)引起了研究人员的关注,该技术可以制造几何构型高度复杂的成形件。采用SLM工艺技术制造的Ti6Al4V构件目前已广泛应用于注塑模具,医疗设备和航空航天中等各领域中。为满足航天复杂构件对成形质量和精度的严格要求,需要进一步探
高温合金精密成型技术在航空航天、船舶等领域日益受到广泛重视,被用于制备航空发动机的叶片、涡轮后机匣等复杂薄壁铸件。随着轻量化集成制造的发展,精密铸件的结构越来越复杂,导致蜡模的结构也越来越复杂,由此带来的蜡模复杂程度会加大熔模铸造过程中沾浆淋砂的工艺难度,使得陶瓷模壳的制备变得更加困难。为了避免传统的沾浆淋砂工艺带来的制壳均匀性差、面层致密度低等问题,本文探索了一条新的技术路线,即采用电泳沉积技术
为了满足轻量化和使用安全性的要求,工业制造对高强钢性能的要求越来越高。汽车用第三代先进高强钢通过调控马氏体和残余奥氏体的含量获得较高的强度和强塑积。集装箱用耐候钢通过微合金化,在提高强度的同时具备优异的耐大气腐蚀能力和较好的加工使用性能。但是随着强度的提高以及特殊服役环境引入氢含量的可能性增加,钢中可扩散原子氢引发氢脆带来机械性能(强度和塑性)的恶化极大地限制了高强钢在工业中的应用和发展。钢中氢脆