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银基电接触材料作为接通、分断电子电路的关键核心材料元件,其性能对电器的使用寿命、通断容量、安全可靠性及电子电路能否顺利运行具有重要作用。其中,银金属氧化物（Ag/MeO）电接触材料是一种氧化物颗粒分布于银基体中的电接触材料,不仅具有银的高导电、高导热性能,同时又具有氧化物的高熔点、高硬度等性能,在电接触材料中具有十分重要的研究意义。Ag/CdO电接触材料作为万能触点,具有优异的耐电弧侵蚀、抗熔焊等特性,但是其在加工和使用过程中存在有毒Cd元素挥发问题,已被欧盟等多个国家禁用。Ag/SnO2电接触材料是市场应用较多且极其重要的银基电接触材料,其增强相SnO2热稳定性高,在通断过程中有高的耐热耐电弧侵蚀特性,且SnO2作为一种宽带隙n型半导体具有较高的电子迁移率,使得Ag/SnO2抗电弧侵蚀性、抗熔焊性、材料损耗等综合性能优异,最有希望替代Ag/CdO。但Ag/SnO2材料仍存在接触电阻较高、加工困难等问题,主要是由于Ag与SnO2之间浸润性差、SnO2易在触点表面富集等原因导致。国内外学者对Ag/SnO2进行了大量的研究和报道,特别是关于电弧侵蚀对Ag/SnO2电接触材料的作用和影响机制,然而不同学者或研究机构对Ag/SnO2电接触材料在电弧侵蚀下的表面结构、组成成分、内部作用和运动变化关系意见不统一。因此,有必要对Ag/SnO2电接触材料在电弧作用下Ag与SnO2的作用机制及其失效机制开展进一步的研究。本文采用机械合金化结合冷压焊工艺制备质量比为88:12的Ag/SnO2电接触复合材料及铆钉动静触头,使用不同方法控制各个变量对Ag/SnO2及铆钉进行性能测试分析,从而研究Ag/SnO2电接触材料的失效机理。主要研究内容如下:（一）机械力和电弧侵蚀分别作用下Ag/SnO2微观形貌及物相组成的演化规律研究:考察纯机械力作用下触点闭合-断开过程中,加载频率、触点间隙、接触压力以及击打次数等纯外部机械作用参数对Ag/SnO2电接触复合材料微观形貌特征以及物相组成等的动态影响。结果表明:纯机械力作用下,工艺参数均对Ag/SnO2动、静触头造成影响。随着加载频率的增加,Ag/SnO2动、静触头的磨损程度变大,当Ag/SnO2作为动触头时,受到加载频率与接触压力的影响更大,表现为表面局部凹坑面积大,深度深;当Ag/SnO2作为静触头时受到触点间隙的影响更大,表现为触头质量改变量较大;当动、静触点间隙为2.0mm、接触压力为300cN时,Ag/SnO2电接触材料磨损最严重。此外,纯机械力作用对Ag/SnO2物相没有影响。采用喷灯模拟电弧实验,通过功率、时间与能量之间的转换模拟纯电弧对Ag/SnO2的侵蚀作用。研究结果表明:喷灯外焰温度高于内焰,燃烧相同时间,外焰导致触头表面的腐蚀程度更大;内焰烧蚀的触头表面凹坑和凸起在面积和深度方面都比外焰在相同燃烧时间下程度轻。无论外焰还是内焰烧蚀触头,都会导致表面Ag含量的降低,造成质量损失;内焰造成损失的程度随着时间变化缓慢,外焰导致的损失则更加剧烈;电弧对Ag/SnO2物相影响不明显。（二）Ag/SnO2电接触材料失效的微观特征和机制研究:在电弧侵蚀和机械力共同作用下,研究燃弧能量、燃弧时间等电寿命参数与加载电压、电流、触头通断次数、频率等之间的关系,对不同通断次数下测试的触点样品进行微观形貌和物相组成分析,探明Ag/SnO2电接触材料失效时的微观形貌及物相组成特征,并与纯电弧侵蚀和纯机械力分别作用下的研究结果相对照,初步揭示Ag/SnO2电接触材料失效的微观机制。研究结果表明,随着电流从6A增加到30A,Ag/SnO2触头表面电弧侵蚀面积逐渐增加,平均燃弧时间和燃弧能量逐渐增大;随着通断次数从100次增加至10k次,Ag/SnO2触头表面电弧侵蚀面积逐渐增加,平均燃弧时间与燃弧能量基本保持不变;当动静触点间隙为2.0mm、压力为300cN、频率1.0Hz时,Ag/SnO2触头具有最佳电寿命性能。（三）Ag/SnO2电接触材料制备工艺及性能优化:建立特定微观形貌、物相组成的简化数值模型,开展温度场以及电弧力对Ag基体软化、熔融过程模拟,优化原材料、制备方法、加工工艺,制备出低接触电阻、性能稳定、长寿命的Ag/SnO2电接触材料。研究结果表明:（1）在1900K温度场,随着时间从20ms至100ms最终到1.2s变化下,Ag/SnO2触头内部温差由1000K变化至800K最终达到0K,并且在1.2s之后Ag/SnO2触头内部银全部熔化;在模拟一次电弧产生的热量作用下,30ms后触头温差为644K,此时Ag/SnO2触头仅上半部发生熔化;（2）当Ag粉粒径为50nm时,Ag/SnO2锭块电阻率最低,为4.76μΩ·cm。热挤压后,当Ag粉粒径为40μm时,Ag/SnO2丝材电阻率最低,为2.51μΩ·cm;当Ag粉粒径为50nm时,丝材显微硬度最高为126.4Hv,金相组织表明内部SnO2颗粒弥散分布最为均匀。