AgCdO材料由于其优良的抗电弧侵蚀,被称为“万能触头材料”。由于Cd有毒,因此,开发环保型电性能优良的AgSnO₂触头材料具有重要的应用前景。但是,AgSnO₂触头材料存在加工性能差、温升高、抗熔焊性能差等问题。本论文在AgSnO₂触头失效分析的研究基础上,提出采用SnO₂表面改性的方法,改善SnO₂与Ag的润湿性,以制备高性能的AgSnO₂触头材料。 本文首先基于电触头研究中以其电气性能为主,导致缺乏新型电触头材料研究所必须的理论指导的现状,从材料的角度出发,综述了基体材料、第二相、添加剂、材料缺陷等各种材料因素对电触头性能的影响,初步构建了电触头材料成分、组织结构与性能之间的关系。其次,用体视显微镜、扫描电镜、能谱、光学显微镜等手段,对失效触头的外观、表面组织、尤其是触头周围的电损耗产物形貌等进行了考察。第三,采用化学镀方法制备出含微量添加剂CuO、Bi₂O₃的AgSnO₂复合粉末,通过压制—烧结的方法进行烧结实验,用光学显微镜、扫描电镜对烧结试样的金相组织及复合粉末的形貌进行了研究。进一步对SnO₂进行表面改性,制备含CuO、Bi₂O₃、WO₃添加剂的AgSnO₂复合粉末,并通过烧结、热挤压、拉丝制备出AgSnO₂丝材和铆钉,研究SnO₂表面改性对AgSnO₂烧结性能、烧结组织、以及AgSnO₂材料力学性能、电性能的影响。 对失效电触头的分析结果表明:电触头电弧侵蚀产物的外观色泽与其侵蚀机理有关;AgCdO触头的电弧侵蚀产物为灰色,侵蚀以材料喷溅损耗为主,而AgSnO₂触头的电弧侵蚀产物为黑色,侵蚀以材料的蒸发为主,黑色外观与蒸发物形成须状的沉积形貌有关。失效AgSnO₂触头表面组织特征为富银层分布在触头表面,富银层下面为氧化物富集区。熔银与SnO₂之间的润湿性差是造成银与SnO₂分层现象的主要原因。 微量添加剂对AgSnO₂烧结性能和组织的实验表明:不含添加剂的AgSnO₂复合粉末烧结密度低,烧结试样中会出现SnO₂呈网络状不均匀分布的组织形貌,其原因与复合粉末在烧结前的煅烧处理过程中存在SnO₂与镀银层分离的现象有关。添加剂有利于烧结致密化的进行,其中CuO的烧结致密化效果比Bi₂O₃好;而Bi₂O₃则更有利于消除烧结试样中SnO₂的网络状分布;复合添加CuO、Bi₂O₃既有利于烧结致密化,也可消除烧结试样中的网状组织,使SnO₂在银基体中的分布更均匀。此外,与SnO₂和添加剂混合后化学镀银时相比,SnO₂化学镀银后再与添加剂混合时,组织分布均匀性更佳。 采用Bi₂O₃+CuO以及WO₃对SnO₂表面改性可提高AgSnO₂粉末的烧结致密度,且消除或减弱AgSnO₂组织中SnO₂的网状分布,其原因是SnO₂通过表面改性提高了SnO₂粉末与银的润湿性,消除了AgSnO₂复合粉末在煅烧时出现的SnO₂与镀银层的分离现