铁磁形状记忆合金颗粒对触点材料燃弧性能影响的研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:weiwen1982
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触点的性能对继电器的寿命和可靠性起着重要的作用。随着汽车电气系统的发展和自动控制中高可靠性的要求,现有的触点材料由于熄弧能力弱变得无法满足要求。为了获得高性能的触点材料,人们在不断探索。铁磁形状记忆合金是一种新型功能材料,具有相变应变和相变吸热的特性,我们预计利用这一特性,将其加在触点中可起到熄灭电弧的作用。本文对银基铁磁形状记忆合金触点材料的制备以及铁磁形状记忆合金颗粒对触点燃弧性能的影响进行了讨论。铁磁形状记忆合金通过电弧熔炼制备,后将合金锭封入真空石英管中进行900℃、72小时退火,后冰水淬火。我们制备了Ni50+xMn25Ga25-x(x=4,5,6,7,8), Ni50Mn25+xGa25-x(x=9,10.5,12,13.5,15)和Mn50Ni50-xSnx(x=2,3,4,5)三种Heusler合金。合金的马氏体相变温度和晶体结构分别通过DSC和XRD来确定,结果表明,所得合金均为马氏体结构并且其马氏体相变温度满足要求(超过200℃)。触点的制备采用粉末冶金法,将Heusler合金颗粒与银粉混合,合金占整个触点材料的质量比为10%,所获得的触点具有高密度、高硬度和低的电阻率。将触点在42V、8A的灯负载条件下进行电寿命试验,实验结果表明,在动作50000次和100000次后,触点均没有发生粘连;阳极上出现凹坑,阴极出现凸包;触点阳极质量减少,阴极质量增加,且阳极减少的质量多于阴极增加的质量,触点发生材料损失,也有部分触点阴阳极质量均减少,材料损失严重;对比几组实验发现合金的加入对熄弧有一定的效果,并且随着马氏体相变温度的升高,对电弧的抑制作用提高,原因是其相变过程中会吸热,降低温度,起到了灭弧的作用;灭弧能力除了与合金相变温度有关外还受合金熔点的影响,当材料熔点较低时容易发生蒸发侵蚀,产生裂纹,熔点较高时形成难熔物富集区,抑制液银流动,减少材料损耗,增强触点的抗熔焊力。
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