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本文利用传统的陶瓷制备工艺制成不同系列类金属导电陶瓷,将其与银粉混合制成银基导电陶瓷复合触点材料。对陶瓷和触点材料基本物化性能进行探讨。通过向银基体中掺入不同比例导电陶瓷,以及第三相金属或金属氧化物,探讨其对于触点力学、电学、燃弧及光谱性能的影响规律。
首先利用X射线衍射谱,分析了导电陶瓷材料相结构,LaFe0.25Ni0.75O3系材料和La2NiO4系材料均属多相复合陶瓷,通过控制材料配比和烧制工艺可以得到具有确定相结构比例的陶瓷材料。
通过对银基掺入不同比例和不同种类的陶瓷制得复合电接触材料,研究电阻率与陶瓷成分、掺入量的关系,结果显示,当掺入电阻率均为10-3Ω·cm的LaFe0.25Ni0.75O3,La2NiO4两组陶瓷时,复合触点材料电阻率均在小于2.10μΩ·cm的范围内,无明显差别,证明导电陶瓷良好的导电性能是复合材料电阻率稳定的原因之一。导电陶瓷具有独特的微观结构,在微观上显现出层状结构,在复合材料中陶瓷颗粒分布均匀,这些特点使复合材料在加工过程中具有了较好的力学性能。
为检验陶瓷材料高温电弧烧蚀下的化学稳定性。将LaFe0.25Ni0.75O3系材料和La2NiO4系材料分别放入石墨电极之间,用大功率电弧烧蚀,之后对烧蚀前后材料进行X射线衍射分析,得知烧蚀前后所含相成份比例有所变化,但相种类并无变化。
利用触点寿命模拟实验机在一定电流电压条件下,对触点烧蚀及质量转移情况进行了研究。发现加入的导电陶瓷及金属镍质量比决定了触点烧蚀过程中质量转移方向。第三相金属氧化物对复合材料抗烧蚀性及抗转移能力没有提高。
利用存储数字示波器记录触点燃弧过程中电压变化曲线,研究燃弧时间的变化。银/导电陶瓷材料与银/氧化锡、银/氧化镉材料燃弧时间比较,结果显示在一千次燃弧以内,银/导电陶瓷复合材料燃弧时间明显小于其他材料,一千次以后无明显区别。