低压触头材料电弧侵蚀与微结构相关性研究

基本信息
批准号:51274163
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:王献辉
学科分类:
依托单位:西安理工大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:肖鹏,杨晓红,邹军涛,白艳霞,林建平,杨浩,陈春宇
关键词:
粉末冶金电弧运动银基触头复合材料微结构电弧侵蚀
结项摘要

The interaction between arc discharge and erosion has been one of the important research fields in the electrical contact materials. Due to lack of deep understanding of the interaction between arc motion behavior and microstructure and their physical essence, the arc motion behavior of low voltage contact materials with different microstructures has not been clarified so far. In this research program, the arc emotion behaviors of the conductive TiB2 ceramic reinforced Ag matrix contact material and the non-conductive SnO2 ceramic reinforced Ag matrix contact material with different sizes, amount and distribution of second reinforced phase are explored, and the factors that affect arc erosion are determined. Based on the research, the evolutions of microstructural morphology and constituents are systematically researched, and the correlation among microstructure, arc motion and arc erosion is established so as to disclose the physical essence of arc erosion for the low voltage contact materials. From the investigation, more deep insights can be got on the arc motion behavior, the relevance between microstructure, arc motion characteristic and arc erosion, and the slection and regulation of strengthening phase as well. Thus, it can provide the theory basis for the design and fabrication of novel low voltage contact material.

电弧放电和触头材料烧蚀之间的交互作用一直是电工材料领域研究的重要课题,目前对低压触头材料电弧运动行为与微结构之间的交互关系和物理本质缺乏深入的理解,尚不能明确解释具有不同微结构特征的低压触头材料的电弧运动行为和电弧侵蚀机理。本项目通过研究具有不同微结构特征的导电陶瓷TiB2增强的的AgTiB2和非导电陶瓷SnO2增强的AgSnO2两种触头材料的第二相粒子的尺寸、数量和分布对电弧运动行为的影响规律,确定影响电弧侵蚀的因素。在此基础上系统研究两种触头材料在电弧作用下组织形貌和成分的演变,构建材料微结构与电弧运动和电弧侵蚀之间的关联,揭示低压电触头材料电弧侵蚀的物理本质。研究结果一方面能使人们从更深的层次认识和理解电弧运动行为,获得触头材料的微结构与电弧运动特性及其电弧侵蚀之间的关联,另一方面能使人们对低压触头材料的强化相选择和控制有深入的理解,为新一代新型银基触头材料的设计和制备提供理论依据。

项目摘要

为了阐明低压触头材料电弧行为与微结构之间的交互关系和物理本质,揭示具有不同微结构特征的低压触头材料的电弧侵蚀行为,本项目通过研究导电陶瓷TiB2增强的AgTiB2和非导电陶瓷SnO2增强的AgSnO2两种触头材料的粒度大小、含量和空间分布对电弧运动行为的影响规律,构建了材料微结构与电弧运动和电弧侵蚀之间的关联。研究发现,Ag基触头材料的性能与制备技术和工艺密切相关。复压复烧、添加剂和等离子电火花烧结技术均有助于提高Ag基触头材料致密度、硬度和导电导热性能。随着TiB2、SnO2和Ag颗粒的减小以及增强相在Ag基体中空间分布的改善,集中烧蚀减小,蚀坑变浅,燃弧时间缩短,质量损失减少,说明细小的颗粒和良好的空间分布有助于提高Ag基触头材料的耐电弧侵蚀性能。随着SnO2含量的增加,燃弧时间增加,侵蚀面积减小,侵蚀坑变深,金属喷溅增强。在相同侵蚀条件下,Ag-TiB2触头材料燃弧时间短,侵蚀区域面积明显增大,蚀坑小且浅,质量损失小,而Ag-SnO2触头材料燃弧时间长,表面电弧烧蚀严重,烧蚀坑大且深,质量损失大。对Ag-8wt.%TiB2触头材料和Ag-8wt.%SnO2触头材料熔池温度场模拟结果表明Ag-8wt.%TiB2触头材料表面熔池体积较小,材料喷溅量少。说明导电导热良好的TiB2增强的AgTiB2触头材料具有比非导电、导热差的SnO2增强的Ag基触头材料具有更好的耐电弧烧蚀性能。研究结果可加深人们从材料的角度理解触头材料的微结构与电弧运动特性及其电弧侵蚀之间的关系,为新一代新型银基触头材料的强化相选择、组织调控和制备提供理论依据。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

主控因素对异型头弹丸半侵彻金属靶深度的影响特性研究

主控因素对异型头弹丸半侵彻金属靶深度的影响特性研究

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2020.09.026
发表时间:2020
2

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

氯盐环境下钢筋混凝土梁的黏结试验研究

DOI:10.3969/j.issn.1001-8360.2019.08.011
发表时间:2019
3

基于分形维数和支持向量机的串联电弧故障诊断方法

基于分形维数和支持向量机的串联电弧故障诊断方法

DOI:
发表时间:2016
4

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

五轴联动机床几何误差一次装卡测量方法

DOI:
发表时间:
5

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

圆柏大痣小蜂雌成虫触角、下颚须及产卵器感器超微结构观察

DOI:10.3969/j.issn.1674-0858.2020.04.30
发表时间:2020

王献辉的其他基金

相似国自然基金

1

真空开关触头侵蚀模型与实验研究

批准号:58907452
批准年份:1989
负责人:邹积岩
学科分类:E0705
资助金额:4.50
项目类别:青年科学基金项目
2

高频强迫分断下曲面触头真空电弧调控机理研究

批准号:51677002
批准年份:2016
负责人:武建文
学科分类:E0705
资助金额:65.00
项目类别:面上项目
3

触头材料熔焊层显微结构的控制及其对电性能的影响

批准号:58971055
批准年份:1989
负责人:丁秉钧
学科分类:E0101
资助金额:3.70
项目类别:面上项目
4

有序3D微结构大电流高压真空触头材料的设计、制备及相关物理问题

批准号:U1866203
批准年份:2018
负责人:杨志懋
学科分类:E0705
资助金额:260.00
项目类别:联合基金项目