Ag基电触头是低压开关的关键部件,其性能直接影响开关寿命和电路安全。自上世纪初,性能优越的万能触头Ag/CdO为行业所青睐,应用广泛。但CdO分解产生的Cd蒸汽有毒,危害人类健康和自然环境。进入新世纪,随着全球环保政策日益严苛,美、日、欧等发达国家和地区开始限制Ag/CdO,仅允许在航天航空领域少量使用。一些无毒电触头材料,例如Ag/SnO₂、Ag/ZnO、Ag/C等,被开发用于替代Ag/CdO,但是这些材料存在诸如加工性差、接触电阻大、温升高、材料损失大等问题。到目前为止,Ag/CdO还无法被这些材料完全取代,特别是在发展中国家,Ag/CdO仍然在低压开关触头材料中占主导地位。因此,研发可与Ag/CdO性能相媲美的新型环保电触头材料迫在眉睫。本文从材料设计出发,选择兼具金属与陶瓷优良性能的MAX相及其衍生二维材料MXene作为增强相,制备Ag/MAX和Ag/MXene复合电触头材料。系统研究了MAX（MXene）与Ag的润湿性、MAX粉末的常压制备、组分和温度对Ag/MAX的影响、Ag/MAX（MXene）的电弧侵蚀性能以及机理。主要研究内容与成果如下:通过调节组分和无压烧结工艺,制备出高纯MAX（Ti₂SnC、Ti₂AlC）粉末,作为Ag/MAX复合材料的增强相材料。Ti₂SnC粉末展示出独特的花状、蝴蝶结状、三角形状形貌,结合DSC、XRD、SEM、EDS手段阐明了从原料Ti/Sn/C到合成Ti₂SnC的反应路径,并提出了不同形貌Ti₂SnC粉末的形成机理。采用座滴法研究了Ag与MAX（MXene）之间的润湿性。结合SEM、EDS分析确定了Ag/MAX体系的反应性润湿行为。温度升高导致MAX结构稳定性下降,M-A键断裂,逸出的A与Ag发生扩散,界面张力下降,润湿性提高;温度继续升高,A与Ag的扩散加深,润湿角显著降低（<17°）,最终形成致密的Ag_4.86Ti_9.66AlC_7.59反应界面层。缺少A原子层导致MXene无法与Ag发生反应性润湿,界面张力大,润湿性较差（接触角¹00°）;去除MXene表面-O、-F等官能团进一步恶化了Ag-MXene的润湿性（接触角>130°）。润湿性研究结果为后续复合材料制备、基本性能研究及抗电弧侵蚀机理探讨提供了理论基础。结合湿法混粉工艺和无压烧结技术制备了组织均匀、性能优良的Ag/MAX复合电触头材料,并研究了组分、温度对其结构和性能的影响。Ag基中MAX含量过低（<10 wt%）复合材料的成型性差,含量过高（>20 wt%）,MAX易聚集,材料的密度、力学和电学性能下降。烧结温度过高导致MAX分解、与Ag相互扩散甚至氧化。为了获得组织均匀、界面反应程度低、硬度适中、高导电性的Ag/MAX复合材料,MAX含量应当控制在10²0 wt%范围内,烧结温度保持在800℃以下。在Ag/MAX的研究基础上成功制备了Ag/MXene（Ti₃C₂）复合材料,其微观组织均匀,Ti₃C₂呈现出独特的条带状结构。Ag/Ti₃C₂硬度适中（64 HV）,加工性优良,其电阻率(30×10^-3μΩ·m)比Ag/Ti₃AlC₂低29%。高导电性来源于Ti₃C₂本身优异的金属性、表面存在亲水基团、无界面反应和电子散射面积小。然而,缺少Ag-Al相互扩散,Ti₃C₂层间空隙易成为原生缺陷,电弧侵蚀中引发裂纹扩展,降低Ag/Ti₃C₂的抗电弧侵蚀性能。Ag/x wt%MAX（x=10,12）电触头材料具有与Ag/CdO相媲美的抗电弧侵蚀性能,其优良性能归因于Ag-MAX间良好的润湿性以及复合材料优良的热传导性能。MAX含量过高（>15 wt%）导致Ag/MAX复合材料导热性能降低,热积累严重加速了MAX破坏,最终恶化了抗电弧侵蚀性能,因而MAX含量应低于15 wt%。通过动态放电实验模拟原位观察研究了电弧侵蚀过程中Ag、MAX（Ti₃AlC₂、Ti₂SnC、Ti₂AlC）的微结构和物相变化,并阐明了Ag/MAX复合电触头材料的抗电弧侵蚀机理。电弧对MAX的破坏是一种快速“分解-氧化”过程:电弧高温下,M-A键断裂,MAX从外部开始分解产生TiC_x和A,部分A向Ag基体中扩散,另一部分A汽化损失,最后TiC_x被氧化成Ti_xO_y。电弧侵蚀前期,“分解-氧化”不明显,MAX结构保持稳定,起到限制Ag材料损失的作用。电弧侵蚀中期,MAX分解和氧化加速,Ti_xO_y增加。电弧侵蚀后期,MAX结构破坏严重,大量Ti_xO_y聚集成块体,限制Ag流动、喷溅的能力降低,材料损失开始增大。当Ti_xO_y被电弧破坏后,新的Ag/MAX暴露到表面继续承受电弧侵蚀,这种往复循环导致了材料成分、结构和功能的退化。综上所述,本研究旨在制备新型环保Ag/MAX复合电触头材料并研究其结构和性能的关系。MAX粉末的制备为增强相的合成以及形貌调控提供了材料基础,从增强相/基体相的润湿性、界面反应结果与机理出发,设计制备了Ag/MAX复合触头材料。不同组分Ag/MAX电弧侵蚀性能结果为Ag基电触头材料组分设计及应用提供了理论参考。通过动态放电实验深入分析了Ag、MAX微结构和相组成的变化,阐明了电弧侵蚀中MAX的破坏机理及对Ag/MAX表面结构、电接触性能的影响,为未来Ag/MAX的组分设计、结构优化、性能提升、以及失效分析奠定了技术与理论基础。