發(fā)布時(shí)間：2020-11-09 10:45

　　 隨著軍工、航天航空、高鐵等技術(shù)不斷的發(fā)展,現(xiàn)代工業(yè)對材料的機(jī)械性能、電接觸性能,摩擦磨損性能等要求越來越高。Ag、Cu等金屬基復(fù)合材料作為常見的電接觸及摩擦磨損材料,具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、耐電弧侵蝕性及抗熔焊性能等,MAX相是一種新型的層狀三元化合物,本文分別以Cu、Ag為基體,制備了Cu-Ti_3AlC_2、Ag-Ti_3AlC_2、Ag-Ti_2AlN和Ag-Ti_3SiC_2,在物理性能、電接觸、摩擦磨損性能等方面進(jìn)行了一系列的系統(tǒng)研究,相比于傳統(tǒng)電接觸材料,這種新型的電接觸材料在性能上有很大的提升。主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:(1)使用不同燒結(jié)溫度對Cu-Ti_3AlC_2復(fù)合材料進(jìn)行分段燒結(jié)后,其致密度和硬度隨著燒結(jié)溫度的提高,表現(xiàn)出升高的趨勢,復(fù)合材料的導(dǎo)電率隨著燒結(jié)溫度的提高呈現(xiàn)出下降趨勢。關(guān)于材料的電接觸性能,在接觸實(shí)驗(yàn)后,陽極觸頭的質(zhì)量減小,陰極觸頭質(zhì)量增加,且其變化趨勢很穩(wěn)定。(2)使用不同的燒結(jié)溫度對Ag-Ti_2AlN、Ag-Ti_3AlC_2和Ag-Ti_3SiC_2三種復(fù)合材料進(jìn)行分?jǐn)酂Y(jié),三種材料的致密度、硬度和電導(dǎo)率隨著燒結(jié)溫度的升高而升高。三種復(fù)合材料在進(jìn)行抗拉強(qiáng)度測試時(shí),平均抗拉強(qiáng)度均在200Mpa以上,且斷裂方式均為韌性斷裂。Ag-Ti_2AlN、Ag-Ti_3AlC_2和Ag-Ti_3SiC_2三種復(fù)合材料在直流條件下進(jìn)行通斷循環(huán)電接觸性能測試,觸頭質(zhì)量變化規(guī)律均呈現(xiàn)出陽極電弧的特征,表現(xiàn)為陽極質(zhì)量減少,陰極質(zhì)量增加。三種材料均具有優(yōu)異的燃弧特性,燃弧時(shí)間和燃弧能量在前15000次電接觸實(shí)驗(yàn)中基本保持穩(wěn)定,在后5000次實(shí)驗(yàn)中緩慢升高。研究三種材料燃弧時(shí)間和燃弧能量的變化規(guī)律,擬合出其燃弧能量隨燃弧時(shí)間的變化規(guī)律呈指數(shù)極增長。又對Ag-Ti_2AlN復(fù)合材料進(jìn)行了80000次通斷循環(huán)電接觸實(shí)驗(yàn),得出關(guān)于Ag-MAX相復(fù)合材料觸頭表面形貌特征規(guī)律,即在Ag-MAX相復(fù)合材料電接觸過程中,當(dāng)通斷次數(shù)較少或者基體中的MAX相不易脫落時(shí),其陰極和陽極都會有較為光滑的波紋狀形貌的生成,而當(dāng)通斷次數(shù)較多或者基體中的MAX相較易脫落時(shí),陽極熔池的形貌為中心出現(xiàn)飛濺液滴和熔池周圍出現(xiàn)粗糙度較低的波紋狀形貌相結(jié)合,陰極形貌為多孔的珊瑚狀結(jié)構(gòu)為主。
【學(xué)位單位】：昆明貴金屬研究所
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB33
【部分圖文】：

不同 MAX 相的原子結(jié)構(gòu)：（a）Ti2SiC 原子結(jié)構(gòu) (b)Ti3SiC2原子結(jié)構(gòu) (c)α原子結(jié)構(gòu) Atomic structure of different MAX phases: (a) Ti2SiC atomic structure (b) Ti3SiC2structure (c) α -Ta4AlC3atomic structureAX 相研究現(xiàn)狀 MAX 相復(fù)合材料的制備工藝MAX 相研究的早期，研究人員以較高純度的 MAX 相的制備為研究目是關(guān)于 MAX 相復(fù)合材料的一些制備方法的探索，以及其性能等探究，國外除了 Barsoum 課題組外很少有研究人員對 MAX 復(fù)合材料有報(bào)

.5h 后將粉末取出，由于在高能球磨后，混合粉末中存在內(nèi)應(yīng)力，隨后式爐中對粉末進(jìn)行去應(yīng)力退火，將退火后的粉末在磨具中進(jìn)行壓制，壓鑄錠在真空管式爐中進(jìn)行第一次預(yù)燒結(jié)，十個(gè)樣品（編號分別為 1#-10#溫度分別為：600℃、650℃、700℃、750℃、800℃、850℃、900℃、950℃、980℃，均采用分?jǐn)酂�，升溫速率控制�?5℃/min，第一次保溫的溫00℃，保溫 30min，第二次保溫的溫度點(diǎn)為 600℃，除 1#樣品保溫 120m燒結(jié)過程，其余 2#-10#樣品均保溫 30min 后進(jìn)行下一溫度段的燒結(jié)#每個(gè)樣品在到達(dá)預(yù)設(shè)的燒制溫度后同樣保溫 120min，在第一次預(yù)燒結(jié)致密度普遍都在 84-89%這一區(qū)間，故對樣品進(jìn)行復(fù)壓復(fù)燒，復(fù)燒的工步預(yù)燒結(jié)的工藝相同，隨后得到在不同溫度燒結(jié)的 1#-10#鑄錠，分別其進(jìn)行微觀形貌的觀察和物理性能的檢測。（ ）（b）

u-Ti3AlC2微觀形貌和物理性能的表征與討論 3-2 選取了較為代表性的幾個(gè)溫度點(diǎn)的 SEM 圖像，圖 3-2 中可以2相在 Cu 基體中的分布呈現(xiàn)出不同規(guī)律，1#樣品在 600℃燒結(jié)后，如i3AlC2與基體的結(jié)合不是很緊密，存在一定縫隙，且存在的縫隙較多經(jīng)過 700℃燒結(jié)后，同樣存在黑色的縫隙，縫隙相比于 1#樣品有所減在經(jīng)過 800℃的燒結(jié)后，縫隙的數(shù)量從圖中觀察與 700℃燒結(jié)差距不4#樣品在 950℃燒結(jié)后，可以從圖中明顯的觀察到黑色縫隙數(shù)量明顯減2與 Cu 基體的結(jié)合程度變得致密，且 Ti3AlC2顆粒的形態(tài)變得均勻且彌
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本文編號：2876307