鎢銅與彌散銅復(fù)合材料的制備及其性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-18 17:43
鎢銅復(fù)合材料兼有銅的高導(dǎo)電率,鎢的高熔點(diǎn)、抗電蝕性、抗熔焊性高硬度等性能,可用作電接觸觸頭材料;彌散相氧化鋁增強(qiáng)銅基復(fù)合材料強(qiáng)度高,導(dǎo)電性能與純銅相近,抗電弧侵蝕,目前也用在電子電氣領(lǐng)域作為電觸頭材料使用。為了滿足開關(guān)電器對(duì)高性能電接觸材料的需求,本文制備鎢銅和彌散銅(Al2O3/Cu)兩種復(fù)合材料,以便作為觸頭材料使用,所做工作內(nèi)容與結(jié)果如下:(1)通過兩種方案制備超細(xì)鎢粉,分別是銨類鎢酸鹽直接煅燒還原法、溶膠-凝膠還原法制備超細(xì)鎢粉。研究各方案的具體制備工藝過程,探究各工藝參數(shù),觀察制備的超細(xì)鎢粉形貌,并分析所得鎢粉的粒度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了溶膠凝膠法在制備分散性好的超細(xì)粉末的優(yōu)越性,同時(shí),在燒結(jié)性能方面,利用溶膠凝膠法所制備的超細(xì)粉末燒結(jié)活性較大,一是粒徑越小,燒結(jié)活性大,二是顆粒一致性和分散性都優(yōu)于直接煅燒法。總之,溶膠-凝膠法制備出超細(xì)鎢粉,燒結(jié)活性好,顆粒分散均勻。(2)以溶膠凝膠法-煅燒-氫還原的方法制備4種高銅含量的鎢銅超細(xì)復(fù)合粉體(5WCu、10WCu、20WCu、30WCu、),以等離子體活化燒結(jié)(SPS)制備20WCu復(fù)合塊體材料,以模壓成形燒結(jié)制備5WCu、10WC...
【文章來源】:廈門理工學(xué)院福建省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1髙壓繼電器??
?第一章緒論???第一章緒論??1.1引言??隨著全球化進(jìn)程的推進(jìn),科技的進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)的日新月異,世界各國對(duì)環(huán)境的保護(hù)也??愈加重視,燃油作為不可再生資源,僅價(jià)格持續(xù)飆升,而且對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染[1]。??為此,各國政府為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境和利用有限的資源,鼓勵(lì)新能源汽車的發(fā)展,研發(fā)新??能源電動(dòng)汽車。汽車?yán)^電器(圖1-1)發(fā)揮著不可代替的作用,傳統(tǒng)的繼電器受技術(shù)及??制造工藝的影響,在接通髙電壓、大電流負(fù)載時(shí),繼電器經(jīng)常出現(xiàn)粘接失效或者連續(xù)電??弧燒蝕接觸等系統(tǒng)失效現(xiàn)象[2】。電觸點(diǎn)作為開關(guān)電器的重要組成部分,是構(gòu)成電路的關(guān)??鍵部位,觸頭材料(圖1-2)的性能直接影響到電器開關(guān)的質(zhì)量。為了保證人們的用電??安全,電源正常輸出功率是非常重要的,對(duì)此則提出了研發(fā)開關(guān)電器電壓、電流安全切??換的新技術(shù)。鑒于上述問題,本文克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,研制鎢銅復(fù)合材料和新型銅基??復(fù)合材料,用于電動(dòng)汽車高壓繼電器的高可靠性、長壽命電觸頭材料,以滿足繼電器在??環(huán)境中工作時(shí)的高壓大電流要求具有長壽命和安全的電力輸出,彌補(bǔ)電動(dòng)汽車?yán)^電器觸??頭材料開發(fā)技術(shù)的不足。圖1-1為高壓繼電器。??圖1-1髙壓繼電器??圖1-2觸頭材料??當(dāng)開關(guān)電器在多種環(huán)境下工作時(shí),電觸點(diǎn)材料的壓力、負(fù)載、工作電流和工作環(huán)境??1??
?廈門理工學(xué)院碩士學(xué)位論文???800??700?乂?■■??600??500?/??e?/??a?/??300?/??200?/??100?/??0?^???0?60?180?240?360??時(shí)間/min??圖3-2粉末煅燒曲線圖??900??800?廣;一廣一.??700?X??600?/??匕?500??贈(zèng)?/??_?400?,/??300?/??200?/??100?/??0?^???0?100?250?310?430??時(shí)間/min??圖3-3粉末還原曲線圖??(二)溶膠-凝膠法??稱量偏鎢酸銨粉末(AMT)?80克,表面活性劑(檸檬酸)107.94克,蒸餾水200ml,表??面活性劑(硬脂酸)1.12克;旌戏湃霟瓟嚢柚镣耆芙,調(diào)節(jié)PH值為4左右,然后放入??恒溫磁力攪拌器中,加熱攪拌7至8個(gè)小時(shí),等到溶液變得粘稠,大部分水分蒸發(fā)。將產(chǎn)??物放入真空干燥箱中干燥12小時(shí)。待產(chǎn)物干燥硬化后,就會(huì)變成多孔塊狀黃黑色固體。??再將產(chǎn)物從燒杯中取出,裝到剛玉坩堝中,放入馬沸爐進(jìn)行高溫煅燒,煅燒工藝與還原??工藝按直接煅燒法的工藝實(shí)施,如圖3-2和圖3-3所示,最后得到試驗(yàn)用所需鎢粉。??3.2.2超細(xì)鎢粉的燒結(jié)實(shí)驗(yàn)??選擇三種不同粒徑的粉末,一種為作者利用溶膠凝膠法制備的超細(xì)粉末,另外選用??22??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]W-30Cu納米復(fù)合粉末液相燒結(jié)致密化與晶粒長大機(jī)制[J]. 郭垚峰,范景蓮,劉濤. 稀有金屬材料與工程. 2014(01)
[2]纖維結(jié)構(gòu)鉬銅復(fù)合材料的制備及組織性能[J]. 王婕麗,林文松,姜自旺,楊國良,段麗慧. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2014(01)
[3]低溫加壓燒結(jié)對(duì)鎢銅復(fù)合材料致密化的影響[J]. 王正云,欒道成. 粉末冶金工業(yè). 2012(06)
[4]高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 劉瑞蕊,周海濤,周嘯,陸德平,劉克明,彭謙之,彭勇,鐘芳華. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(19)
[5]彌散銅導(dǎo)電條的制備及其組織性能分析[J]. 岳燦甫,陳會(huì)東,雷竹芳,金建新,陳派明. 熱加工工藝. 2012(12)
[6]超細(xì)/納米W-20Cu復(fù)合粉末的液相燒結(jié)機(jī)制[J]. 范景蓮,朱松,劉濤,田家敏. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2011(07)
[7]WCu復(fù)合粉體的溶膠-凝膠制備及其還原行為研究[J]. 趙明,王金淑,劉偉,周美玲. 稀有金屬材料與工程. 2011(02)
[8]真空熱壓燒結(jié)W(50)/Cu-Al2O3復(fù)合材料的性能研究[J]. 張曉偉,田保紅,趙瑞龍,劉勇. 熱加工工藝. 2010(20)
[9]熱壓燒結(jié)法制備W-15Cu復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)研究[J]. 楊梨容,魏成富,欒道成,王正云. 粉末冶金工業(yè). 2010(03)
[10]自蔓延反應(yīng)噴涂技術(shù)最新研究及進(jìn)展[J]. 閆華,王愛華,熊釗颋,黃早文. 材料導(dǎo)報(bào). 2009(13)
博士論文
[1]高性能銅基電接觸復(fù)合材料的研制及強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 郭忠全.山東大學(xué) 2011
碩士論文
[1]Al2O3強(qiáng)化銅基復(fù)合材料的制備及其性能研究[D]. 丁飛.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[2]氧化鋁顆粒彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料的研究[D]. 李勇.華中科技大學(xué) 2005
本文編號(hào):3443214
【文章來源】:廈門理工學(xué)院福建省
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1髙壓繼電器??
?第一章緒論???第一章緒論??1.1引言??隨著全球化進(jìn)程的推進(jìn),科技的進(jìn)步,經(jīng)濟(jì)的日新月異,世界各國對(duì)環(huán)境的保護(hù)也??愈加重視,燃油作為不可再生資源,僅價(jià)格持續(xù)飆升,而且對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染[1]。??為此,各國政府為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境和利用有限的資源,鼓勵(lì)新能源汽車的發(fā)展,研發(fā)新??能源電動(dòng)汽車。汽車?yán)^電器(圖1-1)發(fā)揮著不可代替的作用,傳統(tǒng)的繼電器受技術(shù)及??制造工藝的影響,在接通髙電壓、大電流負(fù)載時(shí),繼電器經(jīng)常出現(xiàn)粘接失效或者連續(xù)電??弧燒蝕接觸等系統(tǒng)失效現(xiàn)象[2】。電觸點(diǎn)作為開關(guān)電器的重要組成部分,是構(gòu)成電路的關(guān)??鍵部位,觸頭材料(圖1-2)的性能直接影響到電器開關(guān)的質(zhì)量。為了保證人們的用電??安全,電源正常輸出功率是非常重要的,對(duì)此則提出了研發(fā)開關(guān)電器電壓、電流安全切??換的新技術(shù)。鑒于上述問題,本文克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,研制鎢銅復(fù)合材料和新型銅基??復(fù)合材料,用于電動(dòng)汽車高壓繼電器的高可靠性、長壽命電觸頭材料,以滿足繼電器在??環(huán)境中工作時(shí)的高壓大電流要求具有長壽命和安全的電力輸出,彌補(bǔ)電動(dòng)汽車?yán)^電器觸??頭材料開發(fā)技術(shù)的不足。圖1-1為高壓繼電器。??圖1-1髙壓繼電器??圖1-2觸頭材料??當(dāng)開關(guān)電器在多種環(huán)境下工作時(shí),電觸點(diǎn)材料的壓力、負(fù)載、工作電流和工作環(huán)境??1??
?廈門理工學(xué)院碩士學(xué)位論文???800??700?乂?■■??600??500?/??e?/??a?/??300?/??200?/??100?/??0?^???0?60?180?240?360??時(shí)間/min??圖3-2粉末煅燒曲線圖??900??800?廣;一廣一.??700?X??600?/??匕?500??贈(zèng)?/??_?400?,/??300?/??200?/??100?/??0?^???0?100?250?310?430??時(shí)間/min??圖3-3粉末還原曲線圖??(二)溶膠-凝膠法??稱量偏鎢酸銨粉末(AMT)?80克,表面活性劑(檸檬酸)107.94克,蒸餾水200ml,表??面活性劑(硬脂酸)1.12克;旌戏湃霟瓟嚢柚镣耆芙,調(diào)節(jié)PH值為4左右,然后放入??恒溫磁力攪拌器中,加熱攪拌7至8個(gè)小時(shí),等到溶液變得粘稠,大部分水分蒸發(fā)。將產(chǎn)??物放入真空干燥箱中干燥12小時(shí)。待產(chǎn)物干燥硬化后,就會(huì)變成多孔塊狀黃黑色固體。??再將產(chǎn)物從燒杯中取出,裝到剛玉坩堝中,放入馬沸爐進(jìn)行高溫煅燒,煅燒工藝與還原??工藝按直接煅燒法的工藝實(shí)施,如圖3-2和圖3-3所示,最后得到試驗(yàn)用所需鎢粉。??3.2.2超細(xì)鎢粉的燒結(jié)實(shí)驗(yàn)??選擇三種不同粒徑的粉末,一種為作者利用溶膠凝膠法制備的超細(xì)粉末,另外選用??22??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]W-30Cu納米復(fù)合粉末液相燒結(jié)致密化與晶粒長大機(jī)制[J]. 郭垚峰,范景蓮,劉濤. 稀有金屬材料與工程. 2014(01)
[2]纖維結(jié)構(gòu)鉬銅復(fù)合材料的制備及組織性能[J]. 王婕麗,林文松,姜自旺,楊國良,段麗慧. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2014(01)
[3]低溫加壓燒結(jié)對(duì)鎢銅復(fù)合材料致密化的影響[J]. 王正云,欒道成. 粉末冶金工業(yè). 2012(06)
[4]高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 劉瑞蕊,周海濤,周嘯,陸德平,劉克明,彭謙之,彭勇,鐘芳華. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(19)
[5]彌散銅導(dǎo)電條的制備及其組織性能分析[J]. 岳燦甫,陳會(huì)東,雷竹芳,金建新,陳派明. 熱加工工藝. 2012(12)
[6]超細(xì)/納米W-20Cu復(fù)合粉末的液相燒結(jié)機(jī)制[J]. 范景蓮,朱松,劉濤,田家敏. 中國有色金屬學(xué)報(bào). 2011(07)
[7]WCu復(fù)合粉體的溶膠-凝膠制備及其還原行為研究[J]. 趙明,王金淑,劉偉,周美玲. 稀有金屬材料與工程. 2011(02)
[8]真空熱壓燒結(jié)W(50)/Cu-Al2O3復(fù)合材料的性能研究[J]. 張曉偉,田保紅,趙瑞龍,劉勇. 熱加工工藝. 2010(20)
[9]熱壓燒結(jié)法制備W-15Cu復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)研究[J]. 楊梨容,魏成富,欒道成,王正云. 粉末冶金工業(yè). 2010(03)
[10]自蔓延反應(yīng)噴涂技術(shù)最新研究及進(jìn)展[J]. 閆華,王愛華,熊釗颋,黃早文. 材料導(dǎo)報(bào). 2009(13)
博士論文
[1]高性能銅基電接觸復(fù)合材料的研制及強(qiáng)化機(jī)理研究[D]. 郭忠全.山東大學(xué) 2011
碩士論文
[1]Al2O3強(qiáng)化銅基復(fù)合材料的制備及其性能研究[D]. 丁飛.合肥工業(yè)大學(xué) 2014
[2]氧化鋁顆粒彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料的研究[D]. 李勇.華中科技大學(xué) 2005
本文編號(hào):3443214
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