Ag基電觸頭是低壓開關(guān)的關(guān)鍵部件,其性能直接影響開關(guān)壽命和電路安全。自上世紀(jì)初,性能優(yōu)越的萬能觸頭Ag/CdO為行業(yè)所青睞,應(yīng)用廣泛。但CdO分解產(chǎn)生的Cd蒸汽有毒,危害人類健康和自然環(huán)境。進(jìn)入新世紀(jì),隨著全球環(huán)保政策日益嚴(yán)苛,美、日、歐等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)開始限制Ag/CdO,僅允許在航天航空領(lǐng)域少量使用。一些無毒電觸頭材料,例如Ag/SnO₂、Ag/ZnO、Ag/C等,被開發(fā)用于替代Ag/CdO,但是這些材料存在諸如加工性差、接觸電阻大、溫升高、材料損失大等問題。到目前為止,Ag/CdO還無法被這些材料完全取代,特別是在發(fā)展中國家,Ag/CdO仍然在低壓開關(guān)觸頭材料中占主導(dǎo)地位。因此,研發(fā)可與Ag/CdO性能相媲美的新型環(huán)保電觸頭材料迫在眉睫。本文從材料設(shè)計(jì)出發(fā),選擇兼具金屬與陶瓷優(yōu)良性能的MAX相及其衍生二維材料MXene作為增強(qiáng)相,制備Ag/MAX和Ag/MXene復(fù)合電觸頭材料。系統(tǒng)研究了MAX（MXene）與Ag的潤濕性、MAX粉末的常壓制備、組分和溫度對(duì)Ag/MAX的影響、Ag/MAX（MXene）的電弧侵蝕性能以及機(jī)理。主要研究內(nèi)容與成果如下:通過調(diào)節(jié)... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

同批次國產(chǎn)Ag/CdO觸頭材料截面的金相觀察：(a)類型1；(b)類型2

增強(qiáng)相含量升高易導(dǎo)致復(fù)合材料性能惡化；此外，復(fù)合層狀觸頭材料的諸多問題，因此，發(fā)展節(jié)銀技術(shù)這條道路也充滿荊棘。.6.3 開發(fā)新增強(qiáng)相材料近年來，隨著材料學(xué)科的發(fā)展，涌現(xiàn)出一批新型材料，讓我們看到在開發(fā)新這條道路上充滿很多未知和可能。2000 年，一種新型三元層狀化合物-MAX 相到了電觸頭材料發(fā)展的希望。MAX 相化學(xué)式為 Mn+1AXn(M：過渡金屬，A：：C 或 N，n = 1, 2, 3···)，具有層狀晶體結(jié)構(gòu)(圖 1.2a)，兼具金屬和陶瓷的優(yōu)良性引起廣泛關(guān)注[92, 93]。至今已驗(yàn)證合成的 MAX 相有 60 多種，代表性有 Ti3AlCi3SiC2, Ti2SnC 等[94]。MAX 相具有以下特性：導(dǎo)電性高(電阻率 220~380×10-3μ性好(導(dǎo)熱率 30~40 W·m-1k-1)，熱穩(wěn)定性高，耐腐蝕和抗氧化性能優(yōu)良，硬度Pa)，加工性好(圖 1.2b)，此外，MAX 相由 Ti、Al、Si、Sn、C 等無毒元素構(gòu)成，用及回收利用過程中，對(duì)人體和環(huán)境無害，符合環(huán)保要求。

圖 1.3 HF 酸刻蝕 Ti3AlC2得到層狀的 Ti3C2結(jié)構(gòu)(MXene)。Fig. 1.3 The layered structure of Ti3C2obtained by etching Ti3AlC2.意義及研究內(nèi)容意義所述，在低壓開關(guān)領(lǐng)域，Ag 基電觸頭材料研究已有近百年歷史。從純 Ag 觸頭再到 Ag/MeO 復(fù)合觸頭，種類繁多，應(yīng)用廣泛。近年來，AgMeO 電接觸，市場占有率高。其中，性能優(yōu)異的 Ag/CdO 觸頭在應(yīng)用中占主導(dǎo)地位。但問題日益突出，有毒 Ag/CdO 觸頭的使用逐漸受限，未來必將退出電觸頭材雖然 Ag/SnO2、Ag/ZnO、Ag/C 等替代材料的出現(xiàn)在一定程度上緩解了無 Cd力，但這些材料本身存在各種問題，無法全面替代 Ag/CdO。中國在電觸頭材步晚，材料研發(fā)能力差，目前 Ag/CdO 仍占據(jù)著國內(nèi)低壓開關(guān)觸頭材料的絕隨著全球化步伐的邁進(jìn)，中國即將面臨更為嚴(yán)苛的環(huán)保政策和更加激烈的市

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]不同SnO2粒度制備的AgSnO2觸頭材料電弧侵蝕行為（英文）[J]. 張苗,王獻(xiàn)輝,楊曉紅,鄒軍濤,梁淑華.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(03)
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[5]內(nèi)氧化法制備銀氧化錫電接觸材料[J]. 王松,謝明,柳青,程勇,劉滿門,王塞北.  電工材料. 2014(04)
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[7]稀土對(duì)AgSnO2觸頭材料潤濕性影響（英文）[J]. 王海濤,王景芹,杜江,孟凡青.  稀有金屬材料與工程. 2014(08)
[8]添加Ti元素的納米Ag/SnO2電接觸材料的制備和研究（英文）[J]. 朱艷彩,王景芹,安立強(qiáng),王海濤.  稀有金屬材料與工程. 2014(07)
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[10]Bi對(duì)AgSnO2觸頭材料接觸電阻的影響[J]. 王海濤,王景芹,朱艷彩.  電工技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(05)

博士論文
[1]Ag/ZnO電接觸材料制備及性能研究[D]. 魏志君.浙江大學(xué) 2016

碩士論文
[1]Ti2AlC/Cu復(fù)合材料的制備表征及其摩擦磨損行為研究[D]. 王帥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3439980