發(fā)布時間：2020-08-28 14:58

　　 銀基電接觸材料要求具有高的硬度、強度及低的電阻,具有良好的抗硫化性。目前研究出Ag-Cu-Ni合金克服了Ag-Cu、Ag-Ni合金的缺點,但其硬度、強度有待提高且抗硫化性能差。本文以Ag-20Cu-2Ni合金為對比材料,設計了新的Ag-15Cu-10Pd-2Ni合金,再用In、Sn代替Ni得到Ag-15Cu-10Pd-2In、Ag-15Cu-10Pd-2Sn合金,通過加入Pd和In、Sn來提高合金的硬度、強度,改善合金的抗硫化性能,期望能夠為Ag-15Cu-10Pd-2X(Ni、In、Sn)合金的開發(fā)和應用提供一定的理論基礎。本文通過高真空感應熔煉制備了Ag-20Cu-2Ni、Ag-15Cu-10Pd-2Ni、Ag-15Cu-I0Pd-2In、Ag-15Cu-10Pd-2Sn四種合金。利用SEM、顯微硬度計、電阻測試儀、EPMA、XRD、DSC等分析研究了合金的組織、硬度、電阻率、抗拉強度、延伸率、斷口形貌及抗硫化性能。取得如下研究結果:1.四種合金鑄態(tài)組織均由多相組成,在Ag-20Cu-2Ni合金中有灰色的富Ag相、深灰色的富Cu相及黑色的Ni聚集相,在Ag-15Cu-10Pd-2Ni合金中存在灰色的含少量Pd的富Ag相、深灰色的Cu-Pd-Ni相及黑色的Ni聚集相,在Ag-15Cu-10Pd-2In合金中存在灰色的含微量Pd的富Ag相、深灰色的Cu-Pd-Ag相,在Ag-15Cu-I0Pd-2Sn合金中存在灰色的富Ag相、深灰色的Cu-Ag-Pd相、Pd-Sn相及黑色的Cu-Ag相。2.經軋制和拉制加工后,合金的組織總體呈現(xiàn)拉拔后的纖維狀的組織,呈現(xiàn)灰色和深灰色兩種層狀相間的組織特征。經XRD及EPMA分析可知,灰色相均為富Ag相,深灰色為富Cu相,Ni元素主要富集于富Cu相中,In、Sn元素主要與Pd元素富集。在Ag-15Cu-10Pd-2In合金中出現(xiàn)了小顆粒狀In3Pd2相,在Ag-15Cu-10Pd-2Sn合金中出現(xiàn)了大顆粒狀及小顆粒狀Pd2Sn相。3.合金經軋制加工后硬化效果明顯,將Ag-20Cu-2Ni、Ag-15Cu-10Pd-2Ni、Ag-15Cu-10Pd-21n、Ag-15Cu-10Pd-2Sn四種合金冷軋到變形量達到95%時,合金的硬度值明顯提高,分別達到167HV、197HV、211HV、203HV,比初始值分別提升了 135%、107%、70%、61%。拉制變形量達到95.4%的合金的抗拉強度分別達到660.842 MPa、793.187 MPa、800.346 MPa、796.295 MPa,其對應的延伸率分別為1.24%、2.74%、1.48%、1.57%。在加入Pd元素調整成分后合金的硬度、強度均有明顯的提升。4.將合金分別在不同溫度(250℃、350℃、450℃、550℃、650℃)退火處理1h后,隨著溫度的升高,合金回復再結晶,晶粒長大,合金硬度及強度均在下降,電阻率先下降后緩慢升高,延伸率增加。550℃退火后Ag-20Cu-2Ni、Ag-15Cu-10Pd-2Ni、Ag-15Cu-10Pd-2In、Ag-15Cu-10Pd-2Sn 合金的抗拉強度分別達到了 299.515 MPa、399.965 MPa、422.038 MPa、408.682 MPa,比不加鈀的合金分別增加了33.54%、40.91%、36.45%。延伸率分別為22.05%、21.16%、16.68%、12.82%。合金經拉伸斷裂后,觀察斷口均為韌性斷裂。5.Ag-15Cu-10Pd-2Ni、Ag-15Cu-10Pd-2In、Ag-15Cu-10Pd-2Sn三種合金的抗硫化性能均優(yōu)于Ag-20Cu-2Ni合金。6.Ag-15Cu-10Pd-2Ni、Ag-15Cu-10Pd-21n、Ag-15Cu-10Pd-2Sn三種合金中Ag-15Cu-10Pd-2In合金硬度、強度最高,而且電阻率最低,抗硫化性能也優(yōu)異,是三種合金體系中綜合性能最好的。
【學位單位】：云南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TG146.32;TG335
【部分圖文】：

密度邋硬度強度電阻率／電阻溫度系數導熱系數／邋（ｇ．ｃｎｒ邋／ＨＶ邋／ＭＰａ邋（邋ｕ邋Ｑ邋／邋（ｘｌＯ＿３．°Ｃ？丨）／（Ｗｃｍ－ｈＫ－邋３）邐ｃｍ）邐ｌ）逡逑１０．４邐５５邐２４０邐１．８邐３．５邐３．３５１０．２邐６０邐２７０邐１．９邐３．５邐３．３５１０．２邐７２邐２９０邐２．１邐－邐３．３５１０．１邐８５邐３１０邐２．１邐－邐３．３０１０邐９０邐３２０邐２．１邐－邐－９．９邐９２邐－邐２．２邐－邐－９．７邐９５邐２．２邐？邐３．１４ｄ邋系逡逑Ｐｄ％ｗｔ

圖１．３邋Ａｇ－Ｎｉ二元相圖逡逑Ｆｉｇ．１．３邋Ａｇ－Ｎｉ邋ｂｉｎａｒｙ邋ｐｈａｓｅ邋ｄｉａｇｒａｍ逡逑

在銀中加入銅和鈀都可以對銀進行強化，在銀銅鈀三元合金中，在低溫區(qū)，銅逡逑鈀二元合金中形成的有序相擴展到三元合金中，出現(xiàn)了以Ｃｕ３Ｐｄ和ＣｕＰｄ為基的有逡逑序相。此三元合金在一定的成分比例內會有時效作用［２８；５（）－５４］。如圖１．４為Ｃｕ－Ｐｄ合逡逑金相圖，在Ｃｕ－Ｐｄ二元合金中，在化合物化學計量組成區(qū)存在有序化轉變過程，化逡逑合物Ｃｕ３Ｐｄ在５０８°Ｃ下生成ａ’相、ａ’（１）和ａ’（２）相，化合物ＣｕＰｄ在約５９８°Ｃ逡逑生成Ｐ相［１８］。Ｃｕ－Ｐｄ體系相的晶體結構如下表１．４所示。逡逑Ｐｄ邋含量／°／0（ｗｔ）逡逑０邋１０邋２０邋３０邋４０邋５０邋６０邐７０邐８０邐９０邐１００逡逑ｔ／°ｃ「￣ｐ——ｎ－ｊ－ｎ—ｎ—ｎ邐ｎ＾＾＾ｊｉ５５５°ｃ逡逑ｉ４0ｏ邐邐－逡逑１２00邐逡逑１０８４．８ｒｃ邋＾＝＝４＝＝＾－＾邐５５０｜邋Ｉ３邋ｒ￣＾逡逑１０００邋邐（Ｃｕ，Ｐｄ）——邐—逡逑５００？Ｔ￣＞、４９５Ｘ：逡逑８００邋邐邋＼＾Ｖ？４．７５邋Ｃ邋—逡逑５９８°Ｃ邋４５０．邐＼＼逡逑６００邋—５０８＾－？；（２）＾＾°邋＾Ｖ（ｌＫＮａｆ２）－逡逑＼？邐＇邐＇邐＼邋Ｐｄ邋含量／％（ａｔ）逡逑２００邋邐ａ＂（ｌ）邐邐｜邋ｉ邐——逡逑１１邋

【參考文獻】

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本文編號：2807722