【摘要】：滑動(dòng)電接觸廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)化控制、電力電子和航空航天等領(lǐng)域。作為電能傳遞的樞紐,其性能的優(yōu)劣決定著整個(gè)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性、精確度和使用壽命。由于電流侵蝕,機(jī)械磨損和電化學(xué)腐蝕的耦合作用,滑動(dòng)電接觸的設(shè)計(jì)極具挑戰(zhàn)。為了實(shí)現(xiàn)制作工藝簡單,導(dǎo)電能力強(qiáng),坑氧化能力強(qiáng)及使用壽命長的滑動(dòng)電接觸,本文以不同工藝制備的Ag鍍層為接觸副,電力復(fù)合脂作為潤滑劑,設(shè)計(jì)研究邊界潤滑下電接觸副的導(dǎo)電能力和載流摩擦學(xué)性能。采用電化學(xué)沉積的方法制備表面相對致密的Ag鍍層,銀石墨(Ag/C)復(fù)合鍍層以及熱處理的Ag鍍層,通過XRD、SEM和EDS表征不同鍍層材料的組織結(jié)構(gòu)和成分組成。選用導(dǎo)電高分子材料聚苯胺粉末(PANI)作為多效添加劑,選用復(fù)合鋰基潤滑脂作為基礎(chǔ)脂,制備新型電力復(fù)合脂,采用載流摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測試3種鍍層材料在干摩擦和邊界潤滑下的導(dǎo)電能力載流摩擦學(xué)性能。結(jié)果表面,純銀鍍層在邊界潤滑下具有優(yōu)異的導(dǎo)電能力和摩擦學(xué)性能;在邊界潤滑下Ag鍍層的平均摩擦系數(shù)達(dá)到0.056,僅為Ag/C在相同條件下的50%,Cu的75.0%;Ag的磨損寬度僅為0.34 m,約Cu和Ag/C在相同條件下磨痕寬度的61%;Ag的平均接觸電阻值為44.6mQ,略高于干摩擦(僅高出4.5%);其優(yōu)異的摩擦學(xué)性能主要?dú)w功于微米PANI的機(jī)械作用和摩擦反應(yīng)膜的保護(hù)作用。為了進(jìn)一步提高銀鍍層的膜基結(jié)合力、降低內(nèi)部缺陷,達(dá)到抗腐蝕能力,載流能力和摩擦學(xué)性能的進(jìn)一步優(yōu)化。采用直流磁控濺射方法制備了環(huán)保型,組織致密,表面細(xì)膩的Ag鍍層(MS-Ag),與電沉積相比,MS-Ag鍍層無尖端效應(yīng),組織更為細(xì)膩致密。采用PANI作為添加劑,高溫聚脲脂作為基礎(chǔ)脂制備新型高溫電力復(fù)合脂。選用電沉積Ag和Ag/C鍍層作為對照組,考察MS-Ag在干摩擦和邊界潤滑下的導(dǎo)電能力和摩擦學(xué)性能。結(jié)果表明,MS-Ag摩擦系數(shù)和磨痕寬度最低,其磨痕寬度為0.368 mm,約為電沉積Ag的61.8%,Ag/C的71.6%;在邊界潤滑下,電流不僅能夠起到減摩效果,還起到一定的抗磨作用,這主要?dú)w因于于電力復(fù)合脂產(chǎn)生的摩擦反應(yīng)膜的保護(hù)作用,電流引起的摩擦表面軟化作用和PAN1顆粒的微軸承作用。通過ANSYS有限元軟件對本次試驗(yàn)?zāi)Σ聊p過程進(jìn)行仿真,分析了接觸區(qū)域的應(yīng)力分布,推測出電沉積Ag鍍層磨損的過程。
【圖文】：

并按原樣使用。使用兩種商業(yè)電力復(fù)合脂作為參照脂。在本文中，它們被命逡逑名為ＣＧ１和ＣＧ２。其中，ＣＧ］由北京國電通通科技發(fā)展有限公司提供，ＣＧ２由長逡逑沙中誠石化有限公司提供，表２－１列出了邋ＰＡＮＩ的理化特性，圖２－１顯示了其ＳＥＭ逡逑圖像。逡逑表２－１邋ＰＡＮＩ粉末的主要物理化學(xué)性能逡逑ｎ邋＾邐粒徑邋相對分子質(zhì)量邐密度邐電導(dǎo)率邋胃７逡逑品邐（摩爾比）逡逑１邋ＰＡ邋１－１０邋ｐｍ邋５００００－６００００邐０．３－０．５邋ｇ／ｃｍ３邋２邋Ｓ／ｃｍ邐＞３０％逡逑圈逡逑１邋１邐ＷＤ邋＝邋９．０邋ｍｍ邐Ｍａｇ：邋８．００邋Ｋ邋Ｘ邐Ｔｉｍｅ邋．１４：３１：０３邐｜｜｜｜｜｜逡逑圖２－１邋ＰＡＮ丨顆粒的掃描電子顯微鏡（ＳＥＭ）圖像逡逑鍍層：使用上海松石公司獲得的無氧銅（直徑：１００ｍｍ＞＜５０ｍｍ＞＜ｌｍｍ，硬度：逡逑１２５ＨＶ）作為涂料基材。用于沉積銀石墨（Ａｇ／Ｃ）復(fù)合鍍層的石墨粉（粒徑：＜５邋Ｍｍ）逡逑和ＶＰ０６－１２２邋／邋１２３分散劑均購自于德國Ｓｃｈｌｏｓｓ公司。銀鹽溶液購自中國航空工業(yè)逡逑集團(tuán)公司。逡逑２．２．２制備與表征逡逑電力復(fù)合脂的制備和表征：鋰復(fù)合潤滑脂（作為Ｓ礎(chǔ)潤滑脂）根據(jù)文獻(xiàn)［２２］生逡逑產(chǎn)。將３０？４０％？礎(chǔ)油、１２－羥基硬脂酸和癸二酸加入燒杯中攪拌，升溫到８０？９０邋°Ｃ逡逑溶解后，加入l#化鋰水溶液，ＪＴ溫約為ｎｏ？１２０邋°ｃｙ；ｒ：右皂化反應(yīng)０．５？１邋ｈ后，逡逑升溫至１３０邋°Ｃ脫水１邋ｈ邋：加入癸一酸攪拌，升溫到１３０？１４０邋°ｃ，溶解癸二酸，加入逡逑３０％基礎(chǔ)油，，降溫１１０－１２0ｒ；緩慢滴加ＬｉＯＨ水溶解（熱水溶解，水是ＬｉＯＨ質(zhì)量逡逑的３－４倍以丨：）

＾１１逡逑＿ｙ逡逑圖２－３所制備的鍍層的表面和截面形貌：ａ）邋Ａｇ鍍層的表面形貌．ｂ）邋Ａｇ鍍層的截面形貌，ｃ）逡逑熱處理Ａｇ鏈以的表面形貌，ｄ）熱處理Ａｇ鍛層的截面形貌，ｅ）邋Ａｇ／Ｃ復(fù)合鏈Ｍ的表｜ｆｔ丨形貌。逡逑圖２－４示出了邋Ａｇ鍍層和Ａｇ／Ｃ復(fù)合鍍層的ＸＲＤ譜圖。如圖中葉以看出，Ａｇ逡逑和Ａｇ／Ｃ復(fù)合鍍層的衍射峰對應(yīng)于Ｓｉｌｖｅｒ－３Ｃ衍射峰｜５２１，由此看出，電沉積制備的逡逑Ａｇ和Ａｇ／Ｃ復(fù)合鍛層晶體結(jié)構(gòu)類型為ｂｃｃ結(jié)構(gòu)，所對）、Ｖ：品格常數(shù)為ａ邋＝＿邋ｂ邋＝邋ｃ邋＝邋４．０８６。逡逑由ｆ石墨含貴ｌｈ常低，Ａｇ／Ｃ層的厶墨衍射\嘭�？常弱。礄沿＿b慕峁狗治鮒脅荒芽闖觶義希粒綰停粒紓枚撇闃謝靜緩淥唷ｅ義希常埃埃板邋五義希玻擔(dān)埃板澹危澹粒玨義�？邋繚}幔穡瑁椋簦邋義希澹冢擼�，逦（２２０）逦（�

本文編號：2612731