RGO/Cu-Zr-La電觸頭材料的組織、性能及制備工藝優(yōu)化研究
發(fā)布時間:2020-12-26 21:40
傳統(tǒng)的低壓電觸頭材料主要為銀合金材料,其不僅昂貴且易消耗殆盡。由于銅及銅合金材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱及延展性,成為了替代銀基電觸頭的首選材料,然而銅及銅合金因室溫強度低和抗氧化腐蝕性差,限制了其更廣泛的應(yīng)用。因此本文采用復(fù)壓復(fù)燒法制備銅合金電觸頭材料,研究了合金元素Zr、La和氧化石墨烯協(xié)同改性銅合金觸頭材料的作用機制;探究了不同氧化石墨烯添加量對RGO/Cu-Zr-La觸頭材料組織與性能的影響;最后采用正交試驗探究了工藝參數(shù)對RGO/Cu-Zr-La觸頭材料組織與性能的影響規(guī)律,得出以下結(jié)論:首先研究了氧化石墨烯、合金元素Zr和稀土元素La對RGO/Cu-Zr-La觸頭材料微觀組織與性能的影響。結(jié)果表明,氧化石墨烯和Zr元素存在于晶界處,起到釘扎晶界阻礙其運動的作用。在細晶強化和Orowan機制所引起的位錯強化聯(lián)合作用下,經(jīng)氧化石墨烯、合金元素Zr、La協(xié)同改性的RGO/Cu-Zr-La電觸頭材料硬度和強度都有很大的提高,與純銅相比,其增幅分別達到了51.5%和27.1%。同時,研究發(fā)現(xiàn)活性更大的稀土元素La比Cu原子更容易發(fā)生氧化從而抑制了氧擴散到銅基體中的速率;而且還原氧化石墨烯...
【文章來源】:南昌航空大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 電觸頭材料的概述及發(fā)展
1.2 常用的觸頭材料
1.2.1 銀基電觸頭材料
1.2.2 銅基電觸頭材料
1.3 電觸頭材料的制備工藝
1.4 石墨烯簡介
1.5 合金元素Zr和La在銅或銅合金中的應(yīng)用研究
1.6 本文研究目的、意義和內(nèi)容
1.6.1 本文研究的目的和意義
1.6.2 本文的研究內(nèi)容
第2章 實驗材料與方法
2.1 實驗材料
2.2 實驗方法
2.3 微觀組織分析
2.4 性能檢測
2.5 制備流程
第3章 合金元素和GO的添加對RGO/Cu-Zr-La材料組織與性能的影響
3.1 引言
3.2 原材料的表征
3.3 電觸頭材料的顯微組織
3.3.1 物相分析
3.3.2 微觀組織觀察
3.4 相對密度試驗分析
3.5 導(dǎo)電性能試驗分析
3.6 顯微硬度試驗分析
3.7 拉伸性能試驗分析
3.8 抗氧化性能試驗分析
3.9 本章小結(jié)
第4章 不同GO添加量對RGO/Cu-Zr-La材料組織與性能的影響
4.1 引言
4.2 微觀組織觀察
4.2.1 物相分析
4.2.2 微觀組織分析
4.3 相對密度的影響分析
4.4 導(dǎo)電性能的影響分析
4.5 顯微硬度的影響分析
4.6 拉伸性能的影響分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 制備工藝參數(shù)對RGO/Cu-Zr-La材料組織與性能的影響
5.1 引言
5.2 正交實驗設(shè)計
5.2.1 正交實驗因素與水平
5.2.2 正交實驗過程與結(jié)果
5.3 正交實驗結(jié)果分析
5.3.1 極差與方差分析
5.3.2 復(fù)壓壓力的影響
5.3.3 初燒溫度的影響
5.3.4 初壓壓力的影響
5.3.5 復(fù)燒溫度的影響
5.3.6 確定最優(yōu)制備工藝
5.4 驗證實驗
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]La對銅合金的電弧侵蝕行為和抗氧化性能的影響(英文)[J]. 李海燕,周軒,盧雪瓊,王亞平. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(01)
[2]石墨烯含量對鋁基復(fù)合材料微觀組織和力學(xué)性能的影響[J]. 李炯利,王旭東,武岳,曹振,郭建強,張海平. 稀有金屬. 2018(03)
[3]石墨烯增強銅基復(fù)合材料的制備及性能[J]. 高鑫,岳紅彥,郭二軍,林軒宇,姚龍輝,王寶. 材料熱處理學(xué)報. 2016(11)
[4]石墨烯增強銅基復(fù)合材料的制備及性能研究[J]. 張煜,宋美慧,李巖,李艷春,張曉臣. 化學(xué)工程師. 2016(02)
[5]2015年電觸頭材料的研究進展[J]. 趙浩融,羅韋,謝永忠,崔得鋒. 電工材料. 2016(01)
[6]摻雜對Cu/SnO2電觸頭材料的性能影響[J]. 趙文杰,王俊勃,王瑞娟,王彥龍,劉松濤,胡澤濤. 航空材料學(xué)報. 2015(06)
[7]新型Ag/SnO2/CeO2電器觸頭材料的制備及其電氣性能的研究[J]. 朱艷彩,王景芹,安立強,王海濤. 稀有金屬材料與工程. 2015(08)
[8]含添加劑的AgNi觸頭材料研究進展[J]. 郭天福,付翀,王俊勃,劉松濤,薛圓圓,趙華剛. 電工材料. 2015(02)
[9]含稀土Cu-Cr-Zr合金的微觀組織和性能(英文)[J]. 潘振亞,陳講彪,李金富. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(04)
[10]Effect of La2O3 on electrical friction and wear properties of Cu-graphite composites[J]. 莫飛,鳳儀,陳陽明,王雨晴,錢剛,豆亞坤,張學(xué)斌. Journal of Rare Earths. 2015(03)
碩士論文
[1]RGO/Cu復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 吳廷光.南昌航空大學(xué) 2017
[2]石墨烯增強銅基復(fù)合材料的制備和性能研究[D]. 姚龍輝.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[3]基于熱壓工藝的高性能銅基電接觸材料的制備及性能研究[D]. 肖振.濟南大學(xué) 2016
[4]石墨烯/銅復(fù)合材料的制備、組織及性能[D]. 楊明.遼寧工業(yè)大學(xué) 2016
[5]SnO2粉體及Ag-SnO2電觸頭材料的制備研究[D]. 蔣昱.云南大學(xué) 2015
[6]Cu/SnO2觸頭材料的制備與性能研究[D]. 王瑞娟.西安工程大學(xué) 2015
[7]銅—石墨烯復(fù)合材料制備和性能的研究[D]. 魏炳偉.重慶理工大學(xué) 2014
[8]SiCp/Cu-SnO2電觸頭材料的制備及性能研究[D]. 莫金強.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[9]新型弱電銅基電觸頭復(fù)合材料的研究[D]. 郭忠全.濟南大學(xué) 2006
[10]銀氧化銅電接觸材料組織性能研究[D]. 閆杏麗.昆明理工大學(xué) 2004
本文編號:2940498
【文章來源】:南昌航空大學(xué)江西省
【文章頁數(shù)】:62 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 電觸頭材料的概述及發(fā)展
1.2 常用的觸頭材料
1.2.1 銀基電觸頭材料
1.2.2 銅基電觸頭材料
1.3 電觸頭材料的制備工藝
1.4 石墨烯簡介
1.5 合金元素Zr和La在銅或銅合金中的應(yīng)用研究
1.6 本文研究目的、意義和內(nèi)容
1.6.1 本文研究的目的和意義
1.6.2 本文的研究內(nèi)容
第2章 實驗材料與方法
2.1 實驗材料
2.2 實驗方法
2.3 微觀組織分析
2.4 性能檢測
2.5 制備流程
第3章 合金元素和GO的添加對RGO/Cu-Zr-La材料組織與性能的影響
3.1 引言
3.2 原材料的表征
3.3 電觸頭材料的顯微組織
3.3.1 物相分析
3.3.2 微觀組織觀察
3.4 相對密度試驗分析
3.5 導(dǎo)電性能試驗分析
3.6 顯微硬度試驗分析
3.7 拉伸性能試驗分析
3.8 抗氧化性能試驗分析
3.9 本章小結(jié)
第4章 不同GO添加量對RGO/Cu-Zr-La材料組織與性能的影響
4.1 引言
4.2 微觀組織觀察
4.2.1 物相分析
4.2.2 微觀組織分析
4.3 相對密度的影響分析
4.4 導(dǎo)電性能的影響分析
4.5 顯微硬度的影響分析
4.6 拉伸性能的影響分析
4.7 本章小結(jié)
第5章 制備工藝參數(shù)對RGO/Cu-Zr-La材料組織與性能的影響
5.1 引言
5.2 正交實驗設(shè)計
5.2.1 正交實驗因素與水平
5.2.2 正交實驗過程與結(jié)果
5.3 正交實驗結(jié)果分析
5.3.1 極差與方差分析
5.3.2 復(fù)壓壓力的影響
5.3.3 初燒溫度的影響
5.3.4 初壓壓力的影響
5.3.5 復(fù)燒溫度的影響
5.3.6 確定最優(yōu)制備工藝
5.4 驗證實驗
5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻】:
期刊論文
[1]La對銅合金的電弧侵蝕行為和抗氧化性能的影響(英文)[J]. 李海燕,周軒,盧雪瓊,王亞平. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(01)
[2]石墨烯含量對鋁基復(fù)合材料微觀組織和力學(xué)性能的影響[J]. 李炯利,王旭東,武岳,曹振,郭建強,張海平. 稀有金屬. 2018(03)
[3]石墨烯增強銅基復(fù)合材料的制備及性能[J]. 高鑫,岳紅彥,郭二軍,林軒宇,姚龍輝,王寶. 材料熱處理學(xué)報. 2016(11)
[4]石墨烯增強銅基復(fù)合材料的制備及性能研究[J]. 張煜,宋美慧,李巖,李艷春,張曉臣. 化學(xué)工程師. 2016(02)
[5]2015年電觸頭材料的研究進展[J]. 趙浩融,羅韋,謝永忠,崔得鋒. 電工材料. 2016(01)
[6]摻雜對Cu/SnO2電觸頭材料的性能影響[J]. 趙文杰,王俊勃,王瑞娟,王彥龍,劉松濤,胡澤濤. 航空材料學(xué)報. 2015(06)
[7]新型Ag/SnO2/CeO2電器觸頭材料的制備及其電氣性能的研究[J]. 朱艷彩,王景芹,安立強,王海濤. 稀有金屬材料與工程. 2015(08)
[8]含添加劑的AgNi觸頭材料研究進展[J]. 郭天福,付翀,王俊勃,劉松濤,薛圓圓,趙華剛. 電工材料. 2015(02)
[9]含稀土Cu-Cr-Zr合金的微觀組織和性能(英文)[J]. 潘振亞,陳講彪,李金富. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(04)
[10]Effect of La2O3 on electrical friction and wear properties of Cu-graphite composites[J]. 莫飛,鳳儀,陳陽明,王雨晴,錢剛,豆亞坤,張學(xué)斌. Journal of Rare Earths. 2015(03)
碩士論文
[1]RGO/Cu復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 吳廷光.南昌航空大學(xué) 2017
[2]石墨烯增強銅基復(fù)合材料的制備和性能研究[D]. 姚龍輝.哈爾濱理工大學(xué) 2017
[3]基于熱壓工藝的高性能銅基電接觸材料的制備及性能研究[D]. 肖振.濟南大學(xué) 2016
[4]石墨烯/銅復(fù)合材料的制備、組織及性能[D]. 楊明.遼寧工業(yè)大學(xué) 2016
[5]SnO2粉體及Ag-SnO2電觸頭材料的制備研究[D]. 蔣昱.云南大學(xué) 2015
[6]Cu/SnO2觸頭材料的制備與性能研究[D]. 王瑞娟.西安工程大學(xué) 2015
[7]銅—石墨烯復(fù)合材料制備和性能的研究[D]. 魏炳偉.重慶理工大學(xué) 2014
[8]SiCp/Cu-SnO2電觸頭材料的制備及性能研究[D]. 莫金強.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
[9]新型弱電銅基電觸頭復(fù)合材料的研究[D]. 郭忠全.濟南大學(xué) 2006
[10]銀氧化銅電接觸材料組織性能研究[D]. 閆杏麗.昆明理工大學(xué) 2004
本文編號:2940498
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