電弧侵蝕下Ag/SnO 2 電接觸復(fù)合材料的失效機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-11-28 09:52
銀基電接觸材料作為接通、分?jǐn)嚯娮与娐返年P(guān)鍵核心材料元件,其性能對(duì)電器的使用壽命、通斷容量、安全可靠性及電子電路能否順利運(yùn)行具有重要作用。其中,銀金屬氧化物(Ag/MeO)電接觸材料是一種氧化物顆粒分布于銀基體中的電接觸材料,不僅具有銀的高導(dǎo)電、高導(dǎo)熱性能,同時(shí)又具有氧化物的高熔點(diǎn)、高硬度等性能,在電接觸材料中具有十分重要的研究意義。Ag/CdO電接觸材料作為萬能觸點(diǎn),具有優(yōu)異的耐電弧侵蝕、抗熔焊等特性,但是其在加工和使用過程中存在有毒Cd元素?fù)]發(fā)問題,已被歐盟等多個(gè)國(guó)家禁用。Ag/SnO2電接觸材料是市場(chǎng)應(yīng)用較多且極其重要的銀基電接觸材料,其增強(qiáng)相SnO2熱穩(wěn)定性高,在通斷過程中有高的耐熱耐電弧侵蝕特性,且SnO2作為一種寬帶隙n型半導(dǎo)體具有較高的電子遷移率,使得Ag/SnO2抗電弧侵蝕性、抗熔焊性、材料損耗等綜合性能優(yōu)異,最有希望替代Ag/CdO。但Ag/SnO2材料仍存在接觸電阻較高、加工困難等問題,主要是由于Ag與SnO2之間浸潤(rùn)性差、SnO
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
課題研究?jī)?nèi)容框架圖
浙江大學(xué)碩士畢業(yè)論文14η=ρρ0×100%(2.3)式中,ρ為樣品測(cè)量的實(shí)際密度,ρ0代表樣品的理論密度。2.4.5電阻率測(cè)試本實(shí)驗(yàn)采用D60K數(shù)字金屬電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x檢測(cè)電接觸材料的電阻率。對(duì)每個(gè)待測(cè)樣品測(cè)量3次后取平均值。2.4.6硬度測(cè)試本實(shí)驗(yàn)采用MHV2000數(shù)顯顯微硬度計(jì)測(cè)試電接觸材料的硬度值。測(cè)試載荷500g,保壓15s,對(duì)每個(gè)待測(cè)樣品測(cè)量5次后取平均值。2.4.7電壽命測(cè)試將Ag/SnO2電接觸材料通過線切割加工成2.35mm的觸頭,在電壽命實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行電壽命實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖2.2所示。實(shí)驗(yàn)參數(shù)根據(jù)不同變量調(diào)整。通過電腦收集最終得到的包括燃弧時(shí)間、燃弧能量等電性能參數(shù),并采用電子天平測(cè)量實(shí)驗(yàn)前后的觸頭質(zhì)量損失。圖2.2電壽命測(cè)試裝置圖Fig.2.2Equipmentdiagramofelectricallife-testing
浙江大學(xué)碩士畢業(yè)論文18圖3.3不同頻率下動(dòng)、靜觸頭表面XRD圖Fig.3.3XRDpatternsofthesurfaceofmovingandstaticcontactsatdifferentfrequencies圖3.4是Ag/SnO2動(dòng)、靜觸頭在不同頻率下表面質(zhì)量損失趨勢(shì)圖,可以發(fā)現(xiàn),和SEM圖相對(duì)應(yīng),當(dāng)頻率較低時(shí),靜觸頭在純機(jī)械力作用下幾乎不出現(xiàn)質(zhì)量損失,隨著頻率增加到1.5Hz時(shí),靜觸頭質(zhì)量發(fā)生增加,這可能是由于頻率增加進(jìn)而加快了動(dòng)、靜觸頭表面的磨損,使得動(dòng)觸頭表面的一部分材料因?yàn)闄C(jī)械原因而粘附至靜觸頭所致。當(dāng)頻率再加快時(shí),兩者均出現(xiàn)質(zhì)量損失的現(xiàn)象。圖3.4不同頻率下動(dòng)、靜觸頭質(zhì)量損失趨勢(shì)圖Fig.3.4Masslosstrendofmovingandstaticcontactsunderdifferentfrequencies3.2.2觸點(diǎn)間隙對(duì)Ag/SnO2電觸頭的性能影響為了研究純機(jī)械力作用下觸點(diǎn)間隙對(duì)Ag/SnO2動(dòng)、靜觸頭表面的影響。通過調(diào)節(jié)觸點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)中動(dòng)、靜觸頭間隙使Ag/SnO2動(dòng)靜觸頭在不同間隙條件下進(jìn)行閉合-斷開過程。將間隙設(shè)置為0.5mm、1.0mm、2.0mm、3.0mm以及5.0mm,循環(huán)操作次數(shù)為20k次。(a)(b)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]貴金屬電接觸材料的研究及發(fā)展[J]. 朱文哲. 中國(guó)科技信息. 2019(16)
[2]復(fù)相增強(qiáng)AgMeO電觸頭材料的研究進(jìn)展[J]. 李志國(guó),周曉龍,胡日茗,于杰,劉滿門. 材料導(dǎo)報(bào). 2018(S1)
[3]SnO2顆粒大小對(duì)Ag/SnO2(10)材料組織與性能的影響[J]. 陳永泰,謝明,陳家林,楊有才,劉滿門,張吉明,王塞北. 貴金屬. 2016(S1)
[4]不同SnO2含量的Ag-SnO2觸頭材料電弧侵蝕行為[J]. 任維佳,王獻(xiàn)輝,張苗,楊曉紅,鄒軍濤. 稀有金屬材料與工程. 2016(08)
[5]開口型SnO2空心球表面載銀制備及其表征[J]. 張繼,沈濤,程笛,申乾宏,陳樂生,樊先平,張玲潔. 稀有金屬材料與工程. 2016(S1)
[6]不同SnO2粒度制備的AgSnO2觸頭材料電弧侵蝕行為(英文)[J]. 張苗,王獻(xiàn)輝,楊曉紅,鄒軍濤,梁淑華. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(03)
[7]納米摻雜Ag/SnO2觸頭材料的制備及電弧侵蝕性能研究[J]. 劉松濤,王俊勃,楊敏鴿,思芳,楊增超. 西安工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[8]Bi摻雜納米AgSnO2的耐電弧侵蝕性能研究[J]. 朱艷彩,王景芹,王海濤. 稀有金屬材料與工程. 2013(01)
[9]納米觸頭材料電性能研究進(jìn)展[J]. 趙來軍,朱世明,劉明澤,王珂,邱安寧,李慧杰. 高壓電器. 2012(07)
[10]電觸頭材料[J]. 山岸宣行,戴惠芬. 電工材料. 2011(02)
博士論文
[1]電沉積改性Ag/SnO2電接觸材料及電性能研究[D]. 喬正陽.浙江大學(xué) 2019
本文編號(hào):3524208
【文章來源】:浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
課題研究?jī)?nèi)容框架圖
浙江大學(xué)碩士畢業(yè)論文14η=ρρ0×100%(2.3)式中,ρ為樣品測(cè)量的實(shí)際密度,ρ0代表樣品的理論密度。2.4.5電阻率測(cè)試本實(shí)驗(yàn)采用D60K數(shù)字金屬電導(dǎo)率測(cè)量?jī)x檢測(cè)電接觸材料的電阻率。對(duì)每個(gè)待測(cè)樣品測(cè)量3次后取平均值。2.4.6硬度測(cè)試本實(shí)驗(yàn)采用MHV2000數(shù)顯顯微硬度計(jì)測(cè)試電接觸材料的硬度值。測(cè)試載荷500g,保壓15s,對(duì)每個(gè)待測(cè)樣品測(cè)量5次后取平均值。2.4.7電壽命測(cè)試將Ag/SnO2電接觸材料通過線切割加工成2.35mm的觸頭,在電壽命實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行電壽命實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖2.2所示。實(shí)驗(yàn)參數(shù)根據(jù)不同變量調(diào)整。通過電腦收集最終得到的包括燃弧時(shí)間、燃弧能量等電性能參數(shù),并采用電子天平測(cè)量實(shí)驗(yàn)前后的觸頭質(zhì)量損失。圖2.2電壽命測(cè)試裝置圖Fig.2.2Equipmentdiagramofelectricallife-testing
浙江大學(xué)碩士畢業(yè)論文18圖3.3不同頻率下動(dòng)、靜觸頭表面XRD圖Fig.3.3XRDpatternsofthesurfaceofmovingandstaticcontactsatdifferentfrequencies圖3.4是Ag/SnO2動(dòng)、靜觸頭在不同頻率下表面質(zhì)量損失趨勢(shì)圖,可以發(fā)現(xiàn),和SEM圖相對(duì)應(yīng),當(dāng)頻率較低時(shí),靜觸頭在純機(jī)械力作用下幾乎不出現(xiàn)質(zhì)量損失,隨著頻率增加到1.5Hz時(shí),靜觸頭質(zhì)量發(fā)生增加,這可能是由于頻率增加進(jìn)而加快了動(dòng)、靜觸頭表面的磨損,使得動(dòng)觸頭表面的一部分材料因?yàn)闄C(jī)械原因而粘附至靜觸頭所致。當(dāng)頻率再加快時(shí),兩者均出現(xiàn)質(zhì)量損失的現(xiàn)象。圖3.4不同頻率下動(dòng)、靜觸頭質(zhì)量損失趨勢(shì)圖Fig.3.4Masslosstrendofmovingandstaticcontactsunderdifferentfrequencies3.2.2觸點(diǎn)間隙對(duì)Ag/SnO2電觸頭的性能影響為了研究純機(jī)械力作用下觸點(diǎn)間隙對(duì)Ag/SnO2動(dòng)、靜觸頭表面的影響。通過調(diào)節(jié)觸點(diǎn)測(cè)試系統(tǒng)中動(dòng)、靜觸頭間隙使Ag/SnO2動(dòng)靜觸頭在不同間隙條件下進(jìn)行閉合-斷開過程。將間隙設(shè)置為0.5mm、1.0mm、2.0mm、3.0mm以及5.0mm,循環(huán)操作次數(shù)為20k次。(a)(b)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]貴金屬電接觸材料的研究及發(fā)展[J]. 朱文哲. 中國(guó)科技信息. 2019(16)
[2]復(fù)相增強(qiáng)AgMeO電觸頭材料的研究進(jìn)展[J]. 李志國(guó),周曉龍,胡日茗,于杰,劉滿門. 材料導(dǎo)報(bào). 2018(S1)
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[4]不同SnO2含量的Ag-SnO2觸頭材料電弧侵蝕行為[J]. 任維佳,王獻(xiàn)輝,張苗,楊曉紅,鄒軍濤. 稀有金屬材料與工程. 2016(08)
[5]開口型SnO2空心球表面載銀制備及其表征[J]. 張繼,沈濤,程笛,申乾宏,陳樂生,樊先平,張玲潔. 稀有金屬材料與工程. 2016(S1)
[6]不同SnO2粒度制備的AgSnO2觸頭材料電弧侵蝕行為(英文)[J]. 張苗,王獻(xiàn)輝,楊曉紅,鄒軍濤,梁淑華. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(03)
[7]納米摻雜Ag/SnO2觸頭材料的制備及電弧侵蝕性能研究[J]. 劉松濤,王俊勃,楊敏鴿,思芳,楊增超. 西安工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[8]Bi摻雜納米AgSnO2的耐電弧侵蝕性能研究[J]. 朱艷彩,王景芹,王海濤. 稀有金屬材料與工程. 2013(01)
[9]納米觸頭材料電性能研究進(jìn)展[J]. 趙來軍,朱世明,劉明澤,王珂,邱安寧,李慧杰. 高壓電器. 2012(07)
[10]電觸頭材料[J]. 山岸宣行,戴惠芬. 電工材料. 2011(02)
博士論文
[1]電沉積改性Ag/SnO2電接觸材料及電性能研究[D]. 喬正陽.浙江大學(xué) 2019
本文編號(hào):3524208
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