本文關(guān)鍵詞：Cu-W-TiC電接觸材料組織及性能研究

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【摘要】：鎢銅復合材料綜合了銅和鎢的各自優(yōu)點,如高的導電導熱性、高的高溫強度、較高的硬度、低的熱膨脹系數(shù)、良好的抗電蝕性和塑性等,廣泛應用在航天、電子、機械、電器等工業(yè)領(lǐng)域。Ti C具有高的熔點和硬度,好的熱穩(wěn)定性。根據(jù)以往研究顯示,Ti C彌散顆粒的加入可以有效改善鎢的低溫脆性和提高再結(jié)晶溫度。本實驗通過加入不同質(zhì)量分數(shù)的Ti C,意圖改善傳統(tǒng)鎢銅復合材料的綜合性能。傳統(tǒng)鎢銅復合材料的制備方法有混粉燒結(jié)法、注射成型、機械合金法、燒結(jié)鎢骨架熔滲法等。但這些方法工藝較難控制,難以制得高致密度的復合材料。本文采用粉末放電等離子體燒結(jié)工藝,在燒結(jié)溫度900°C、壓力30MPa、升溫速度100℃/min、保溫時間10min的條件下,制備出四種(Cu/50W)-Ti C復合材料。對不同Ti C含量的(Cu/50W)-Ti C復合材料的致密度、導電率、硬度及顯微組織分別進行了測試與觀察,并分析了Ti C含量對(Cu/50W)-Ti C復合材料組織及性能的影響。結(jié)果表明:(Cu/50W)-Ti C復合材料的致密度均大于95.0%,硬度及導電率分別為79~113HV0.2和43.2%?66.5%IACS。采用QG-700型氣氛高溫摩擦磨損試驗機上進行磨損實驗,初步分析了復合材料的磨損機理。(Cu/50W)-Ti C復合材料的磨損機理主要為磨粒磨損。采用Gleeble-1500D數(shù)控動態(tài)熱?力學模擬試驗機對(Cu/50W)-Ti C復合材料進行軸向單次等溫壓縮試驗,研究測試了(Cu/50W)-Ti C復合材料的真實應力?應變曲線和熱變形行為。結(jié)果表明:(Cu/50W)-Ti C復合材料在熱變形過程中以發(fā)生動態(tài)再結(jié)晶為主,應變速率和變形溫度是影響動態(tài)再結(jié)晶的重要因素。根據(jù)真實應力、變形溫度及應變速率之間的關(guān)系,建立了(Cu/50W)-Ti C復合材料的熱變形本構(gòu)方程。采用JF04C型觸點材料測試系統(tǒng)進行觸點接觸閉合斷開試驗,對比研究了兩種復合材料的熔焊力、接觸電阻等電接觸性能及其變化規(guī)律。結(jié)果表明:在本實驗條件下,(Cu/50W)-3%Ti C和Cu/50W兩種復合材料觸頭的材料轉(zhuǎn)移均隨著電流的增大而增大,且材料的轉(zhuǎn)移方向均從陽極向陰極轉(zhuǎn)移,其轉(zhuǎn)移機制均以液橋轉(zhuǎn)移為主,同時伴有電弧轉(zhuǎn)移;兩種復合材料的熔焊力都隨電流的增大而增大,且均隨操作次數(shù)的增加呈上升趨勢;兩種復合材料的接觸電阻隨閉合斷開次數(shù)的變化較為平穩(wěn),且隨著電流的增加,均呈下降趨勢;試驗條件下,添加質(zhì)量分數(shù)為3%Ti C對(Cu/50W)-3%Ti C復合材料的電接觸性能影響較小。
【關(guān)鍵詞】：粉末冶金 放電等離子燒結(jié) Cu-W-TiC復合材料 磨損機理 熱變形 電接觸
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM501.3;TB33
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 前言9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究及發(fā)展現(xiàn)狀10-12
• 1.3 鎢銅復合材料的制備工藝的發(fā)展12-15
• 1.3.1 燒結(jié)鎢骨架熔滲法12
• 1.3.2 高溫液相燒結(jié)法12
• 1.3.3 活化液相燒結(jié)法12-13
• 1.3.4 機械合金法13
• 1.3.5 粉末冶金法13-15
• 1.4 課題來源、研究目的和研究內(nèi)容15-17
• 第2章 試驗材料與方法17-21
• 2.1 試驗材料17
• 2.2 試驗方法17-18
• 2.2.1 試驗原理17-18
• 2.2.2 試驗流程18
• 2.3 性能測試和微觀組織分析18-21
• 2.3.1 密度的測試18-19
• 2.3.2 電導率測試19
• 2.3.3 顯微硬度的測試19
• 2.3.4 顯微組織觀察及分析19-21
• 第3章 (Cu/50W)-TiC復合材料制備工藝及性能研究21-29
• 3.1 引言21-22
• 3.1.1 SPS燒結(jié)工藝的優(yōu)化21-22
• 3.2 試驗結(jié)果與分析22-27
• 3.2.1 (Cu/50W)-TiC復合材料燒結(jié)態(tài)顯微組織觀察22-24
• 3.2.2 TiC含量對復合材料致密度的影響24-25
• 3.2.3 TiC含量對復合材料導電率的影響25-26
• 3.2.4 TiC含量對復合材料硬度的影響26-27
• 3.3 小結(jié)27-29
• 第4章 (Cu/50W)-TiC復合材料耐磨性的研究29-35
• 4.1 引言29
• 4.2 試驗方法29-30
• 4.3 (Cu/50W)-TiC復合材料的摩擦磨損實驗結(jié)果與分析30-33
• 4.3.1 磨損后的質(zhì)量損失30
• 4.3.2 磨損后的顯微組織觀察30-31
• 4.3.3 復合材料的摩擦因數(shù)31-33
• 4.4 小結(jié)33-35
• 第5章 (Cu/50W)-TiC復合材料的熱變形行為35-47
• 5.1 引言35
• 5.2 試驗方法35-36
• 5.3 復合材料的真實應力-應變曲線36-38
• 5.4 熱變形激活能和流變應力方程的建立38-43
• 5.4.1 熱變形激活能公式的推導38-39
• 5.4.2 流變應力方程的建立39-43
• 5.5 熱變形后顯微組織的觀察43-44
• 5.6 小結(jié)44-47
• 第6章 (Cu/50W)-TiC復合材料電接觸特性的研究47-55
• 6.1 引言47
• 6.2 試驗方法47-48
• 6.3 不同電流下復合材料的轉(zhuǎn)移和損耗48
• 6.4 電弧侵蝕表面形貌48-49
• 6.5 電流強度對熔焊力的影響49-51
• 6.6 電流強度對接觸電阻的影響51-53
• 6.7 小結(jié)53-55
• 第7章 結(jié)論55-56
• 參考文獻56-60
• 致謝60-61
• 攻讀學位期間的研究成果61

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前5條

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本文編號：699849