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Cu合金中由于存在击穿弱相往往影响着触头材料的正常工作和使用寿命,研究发现CuW、CuCr合金的击穿弱相有所不同,为了使Cu合金的击穿弱相得到强化,并将其综合性能得到显著提升,本文将主要研究相间内电场对Cu合金电击穿性能的影响,并以此为角度对Cu合金存在的击穿弱相进行分析。 本文通过对系列Cu-0Cr18Ni9环状结合材料试样进行真空电击穿实验,分析接触电场对试样在真空电击穿实验中的作用效果,并以此为基础来研究相间内电场对CuW75、CuCr50合金电击穿性能的影响,并对两种合金存在的击穿弱相进行分析。通过实验和理论分析得到如下结论: 1.采用气氛烧结法制备的系列Cu-0Cr18Ni9环状结合材料试样,当中心金属Cu的直径逐渐增大时,由于受到中心Cu指向外围0Cr18Ni9的结合界面接触电场的影响,电弧烧蚀向外扩散的趋势逐渐减弱,中心Cu区域的耐电压强度也逐渐减小。 2.采用浇铸法制备的系列Cu-0Cr18Ni9环状结合材料试样,当中心金属0Cr18Ni9的直径逐渐增大时,由于受到外围Cu指向中心0Cr18Ni9的结合界面接触电场的影响,电弧烧蚀向内集中的趋势逐渐减弱,中心0Cr18Ni9区域的耐电压强度也逐渐增大。 3.采用气氛烧结溶渗法制备的CuW75合金,当W粉粒径减小时,CuW75合金致密度、硬度有所提高,电导率则有缓慢下降的趋势。与此同时,CuW75合金相间内电场的影响效果随着W粉粒径的减小而增强,一次电击穿不再选择性地在Cu相上发生,而是均匀分布在Cu、W两相上。多次电击穿后的电弧烧蚀坑变浅,金属液喷溅也有所减轻。在电击穿性能方面,耐电压强度明显上升、截流值降低且燃弧时间延长。 4.采用真空松装烧结熔渗法制备的CuCr50合金,当Cr粉粒径减小时,CuCr50合金的致密度、硬度均得到提高,电导率则有所下降。与此同时,CuCr50合金相间内电场的作用效果随着Cr粉粒径的减小而增强,多次电击穿后的电弧烧蚀更加分散,表面更加光滑。在电击穿性能方面,耐电压强度明显上升、截流值降低且燃弧时间延长。 5.无论是CuW75合金还是CuCr50合金,当骨架粉末粒径减小时,相间内电场的影响效果都会更加明显,从而在真空电击穿过程中,强化了击穿弱相,弱化了击穿强相,使得两者不再有所区分,因此,合金的电弧烧蚀程度变轻,电击穿性能参数均有所改善,抗电腐蚀性能得到显著提高。