【摘 要】
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由于AgCd O电触头材料在使用过程中会产生有毒的镉蒸汽,因而在家用电器和汽车等方面已限制其应用。AgSnO2作为一种环保的电触头材料,凭借其优良的耐磨损性、耐电弧侵蚀性以及抗熔焊性,正在逐步取代AgCd O,成为继电器电触头材料的主流。但AgSnO2电触头材料存在着延展性差、接触电阻大以及温升高等问题,其主要原因是第二相SnO2是一种近乎绝缘的高硬度材料,随着使用次数的增加,SnO2会上浮至接触
【基金项目】
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国家自然科学基金:金属掺杂对汽车继电器触头材料导电、导热行为的作用机制（项目号:51777057）；
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由于AgCd O电触头材料在使用过程中会产生有毒的镉蒸汽,因而在家用电器和汽车等方面已限制其应用。AgSnO2作为一种环保的电触头材料,凭借其优良的耐磨损性、耐电弧侵蚀性以及抗熔焊性,正在逐步取代AgCd O,成为继电器电触头材料的主流。但AgSnO2电触头材料存在着延展性差、接触电阻大以及温升高等问题,其主要原因是第二相SnO2是一种近乎绝缘的高硬度材料,随着使用次数的增加,SnO2会上浮至接触表面产生团聚,进而降低了电触头材料整体的导电性能。为解决上述问题,本文开展了以下研究工作:针对AgSnO2材料加工困难以及接触电阻较大的问题,提出了一种新型AgSnO2触头材料,即Ce和非金属（N、S）共掺杂的AgSnO2触头材料。通过向SnO2掺杂具有协同作用的Ce和非金属元素（N、S）,可加剧原子轨道间的杂化水平,有效地改善其导电性能和力学性能。构建了Ce和非金属（N、S）共掺杂的SnO2的超晶胞模型,采用第一性原理的方法,计算了共掺杂后SnO2的电子结构和弹性模量,分析并计算了其相对电导率和硬度。结果表明Ce和非金属（N、S）共掺杂可以有效提高SnO2的电导率,降低其硬度,提高材料的延展性。提出了通过溶胶-凝法制备Ce和非金属（N、S）共掺杂的SnO2,并利用粉末冶金法制备共掺杂的AgSnO2电触头材料,最后对其进行物理性能和电接触性能的试验。结果表明Ce和非金属（N、S）共掺杂可以提高AgSnO2的电导率,降低其硬度、接触电阻和燃弧能量。实验结果与仿真结果一致,验证了理论计算方法的可行性与正确性,为AgSnO2接触材料性能的研究提供了新的思路和科学依据。提出了通过改变溶胶-凝胶法中的煅烧温度来调节掺杂粉末的平均晶粒尺寸,进一步提高Ce和非金属（N、S）共掺杂的AgSnO2触头材料的性能。通过测量Ce和非金属（N、S）共掺杂AgSnO2电触头材料的物理性能和电接触性能,得到煅烧温度对共掺杂AgSnO2触头材料性能的影响。结果表明,采用600℃的煅烧温度进行制备时,Ce和非金属（N、S）共掺杂的AgSnO2触头材料具有更优良的性能。
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