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纤维状CuO组织对AgCuO电触头材料力学及电接触性能的影响

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纤维状CuO组织对AgCuO电触头材料力学及电接触性能的影响

作者：陶麒鹦昆明理工大学

学位级别：硕士

银氧化铜(AgCuO)复合材料是一种新型、环保的电触头材料,电阻率(≤2.18μΩ·cm)明显低于同质量分数的AgSnO2(≤2.40μΩ·cm)电触头材料。由于氧化铜具有稳定性好、与银基体界面润湿性好、价格低廉、原材料丰富等特点使得AgCuO电触头... 详细信息

银氧化铜(AgCuO)复合材料是一种新型、环保的电触头材料,电阻率(≤2.18μΩ·cm)明显低于同质量分数的AgSnO2(≤2.40μΩ·cm)电触头材料。由于氧化铜具有稳定性好、与银基体界面润湿性好、价格低廉、原材料丰富等特点使得AgCuO电触头材料的开发与应用成为了一个热点。本论文采用反应合成法与热加工工艺来制备含有纤维状CuO组织的AgCuO(10)复合材料,研究显示,纤维状CuO组织的存在使得AgCuO复合材料在力学和电接触性能上都有所提高。在力学性能方面,分别对AgCuO的显微硬度、抗拉强度、断后延伸率等进行测试。发现本研究制备的AgCuO复合材料显微硬度的变化与纤维状CuO含量所占比例的高低变化趋势基本吻合;纤维状CuO组织含量较高,纤维状CuO组织长径比较大、纤维组织排布较为致密的试样,其抗拉强度越高;纤维状CuO组织含量高的试样断后延伸率较大。在电接触性能方面,本论文分别对AgCuO的接触电阻、抗熔焊性能、材料转移特性进行测试。结果显示,纤维状CuO组织含量高的试样接触电阻在低电压条件下较为稳定;其抗熔焊性能较为出色;在小于10A时,触头材料只发生转移不发生损耗,而高于20A时,试验触头均出现较大的损耗,而纤维状CuO组织的含量高低对材料转移的影响只出现在电流条件为10A-20A的范围内。在电弧侵蚀形貌特征方面,低电压条件下,触头阳极表现出明显的凹坑,而阴极表面则出现了电弧侵蚀中较为常见的火山口形貌特征,同时阴、阳极触头表面出现了浆糊状尖峰结构。另外发现纤维状CuO组织含量高的触头,阳极侵蚀后形成凹坑直径小。本研究对实现AgCuO电触头材料低成本、规模化的生产提供了参考,对于促进AgCuO材料的产业化应用具有一定的实际意义与应用价值。

关键词：反应合成法热加工银氧化铜力学性能电接触性能电弧侵蚀形貌

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AgCuO电触头材料的电接触性能

中国有色金属学报 2015年第5期25卷 1244-1249页

作者：陶麒鹦周晓龙周允红张浩昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 昆明理工大学稀贵及有色金属先进材料教育部重点实验室云南省新材料制备与加工重点实验室昆明650093

采用原位反应合成法制备CuO含量分别为10%、12%、15%的AgCuO电触头材料,在不同电流条件下对这3种触头材料的燃弧时间、燃弧能量、熔焊力、接触电阻等电接触性能进行了测试分析。结果表明:AgCuO电触头材料的分断燃弧时间随CuO含量的增加... 详细信息

采用原位反应合成法制备CuO含量分别为10%、12%、15%的AgCuO电触头材料,在不同电流条件下对这3种触头材料的燃弧时间、燃弧能量、熔焊力、接触电阻等电接触性能进行了测试分析。结果表明:AgCuO电触头材料的分断燃弧时间随CuO含量的增加而增大;CuO含量为10%的样品(AgCuO(10))分断燃弧时间最为稳定;随电流的增大,AgCuO电触头材料的熔焊力不同程度地增加;电流小于20A时,CuO含量为12%的AgCuO(12)抗熔焊性较好;电流大于20A后,CuO含量为10%的AgCuO(10)抗熔焊性较好。原位反应合成法制备的AgCuO电触头材料的接触电阻随电流增大呈现出下降的趋势。

关键词：燃弧时间燃弧能量熔焊力接触电阻

退火热处理对等径角挤压回收Ti-6Al-4V合金微观结构和显微硬度的影响（英文）

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材料导报 2018年第10期32卷 1577-1581,1591页

作者：施麒 Yau Yau Tse Rebecca Higginson 陈峰陶麒鹦广东省材料与加工研究所广州510650 拉夫堡大学材料学院

采用等径角挤压法回收Ti-6Al-4V合金切屑,并研究了回收样品和退火处理样品的微观结构和显微硬度。结果表明:在回收样品中,切屑之间的边界依然存在,而由于剧烈塑性变形,超细晶结构和较强的纤维织构得以形成。退火处理后,切屑边界部分消失... 详细信息

采用等径角挤压法回收Ti-6Al-4V合金切屑,并研究了回收样品和退火处理样品的微观结构和显微硬度。结果表明:在回收样品中,切屑之间的边界依然存在,而由于剧烈塑性变形,超细晶结构和较强的纤维织构得以形成。退火处理后,切屑边界部分消失,超细晶组织部分再结晶;而与此同时,退火处理样品展现出更宽泛的织构,再结晶晶粒并不存在择优取向。值得注意的是,退火处理样品的显微硬度较回收样品略有升高。

关键词： Ti-6Al-4V 切屑等径角挤压超细晶结构显微硬度

AgCuO电触头材料的接触电阻及电弧侵蚀形貌分析

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稀有金属材料与工程 2015年第5期44卷 1219-1223页

作者：陶麒鹦周晓龙周允红樊勇军张浩昆明理工大学云南昆明650093 稀贵及有色金属先进材料教育部重点实验室云南省新材料制备与加工重点实验室云南昆明650093

采用原位反应合成法制备CuO含量为10%的AgCuO电触头材料,使用接触电阻参数测试仪对试样在不同电流条件下开闭次数与接触电阻的关系进行研究,并通过扫描电镜对试样的阴/阳极表面微观形貌进行电侵蚀特性分析。结果表明,低电流条件下AgCuO... 详细信息

采用原位反应合成法制备CuO含量为10%的AgCuO电触头材料,使用接触电阻参数测试仪对试样在不同电流条件下开闭次数与接触电阻的关系进行研究,并通过扫描电镜对试样的阴/阳极表面微观形貌进行电侵蚀特性分析。结果表明,低电流条件下AgCuO电触头材料的接触电阻基本都是先升高,然后在某一开闭次数时急剧下降,最后基本趋于一定值,且AgCuO电触头材料接触电阻会随着试验电流的增加而逐渐降低;当电流达到25A时,AgCuO电触头材料的接触电阻最低,且随开闭次数的增加其接触电阻变化不大,材料的接触电阻表现出极佳的稳定性。电弧侵蚀后的形貌分析发现,阳极表面呈凹凸状,并有气孔和裂纹,而阴极表面呈现浆糊状尖峰结构。

关键词：银氧化铜触头材料原位反应合成法接触电阻

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单斜与立方CuO热力学性质模拟计算与分析

功能材料 2016年第5期47卷 142-146,153页

作者：郑忠周晓龙周允红张浩陶麒鹦周兆波昆明理工大学材料科学与工程学院云南省新材料制备与加工重点实验室稀贵及有色金属先进材料教育部重点实验室昆明650093 云南北方奥雷德光电科技股份有限公司昆明650223

通过对单斜与立方氧化铜两种晶体结构的模型建立、几何优化、声子谱以及热力学计算与分析,发现单斜和立方两种结构的氧化铜的热力学不稳定性主要是由O原子造成的,其中单斜氧化铜的热力学性质无论是低温时还是高温时都由Cu原子和O原子共... 详细信息

通过对单斜与立方氧化铜两种晶体结构的模型建立、几何优化、声子谱以及热力学计算与分析,发现单斜和立方两种结构的氧化铜的热力学不稳定性主要是由O原子造成的,其中单斜氧化铜的热力学性质无论是低温时还是高温时都由Cu原子和O原子共同主导,而立方氧化铜的热力学性质在低温时由Cu原子主导,高温时由O原子主导;从声子态密度的计算分析获得了两种结构氧化铜的热力学性质;同时得出了单斜氧化铜晶体和立方氧化铜晶体之间的相转变热力学温度为1 013.28K。

关键词： CuO 晶体结构模拟计算热力学性质相变

Cr20Ni80电热合金电渣重熔微观组织研究

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材料热处理学报 2015年第S2期36卷 256-260页

作者：周晓龙张浩樊勇军周允红陶麒鹦昆明理工大学材料科学与工程学院云南昆明650093 西安飞机工业铝业股份有限公司陕西西安710089

采用ANSYS软件研究了冷却系数对Cr20Ni80电热合金电渣重熔铸锭温度分布的影响,采用Pro CAST软件中的CAF模块研究了冷却系数以及形核过冷度对Cr20Ni80电热合金铸锭微观组织的影响,并将模拟结果与实际生产的铸锭微观组织进行了比较分析... 详细信息

采用ANSYS软件研究了冷却系数对Cr20Ni80电热合金电渣重熔铸锭温度分布的影响,采用Pro CAST软件中的CAF模块研究了冷却系数以及形核过冷度对Cr20Ni80电热合金铸锭微观组织的影响,并将模拟结果与实际生产的铸锭微观组织进行了比较分析。结果表明,Cr20Ni80电热合金电渣重熔铸锭的温度随冷却系数以及形核过冷度的增加而降低,柱状晶比例逐渐增大,铸锭底部的三角形晶区域也随着扩大。实际生产的Cr20Ni80电热合金电渣重熔的铸锭组织形貌与模拟结果比较接近。

关键词： Cr20Ni80电热合金电渣重熔微观组织模拟冷却系数形核过冷度

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预氧化对于HDH钛粉钝化性能的影响

中国有色金属学报 2022年第4期32卷 940-950页

作者：辛富生陶麒鹦田汉清陈刚秦明礼曲选辉北京科技大学新材料技术研究院北京材料基因工程高精尖创新中心北京100083

在100~600℃温度区间对氢化脱氢(HDH)钛粉进行预氧化处理,研究钛粉表面状态对其钝化性能的影响规律及内在机理。利用SEM、XRD、HRTEM、XPS等对HDH钛粉显微形貌、相组成、杂质含量、表面氧化膜状态等特性进行表征与分析。结果表明:HDH钛... 详细信息

在100~600℃温度区间对氢化脱氢(HDH)钛粉进行预氧化处理,研究钛粉表面状态对其钝化性能的影响规律及内在机理。利用SEM、XRD、HRTEM、XPS等对HDH钛粉显微形貌、相组成、杂质含量、表面氧化膜状态等特性进行表征与分析。结果表明:HDH钛粉中的氧含量随着预氧化温度的提高而增加,但预氧化处理后的HDH钛粉抗环境氧化(钝化)性能得到明显改善;经100℃、400℃预氧化处理钛粉及未经处理的钛粉在干燥空气中储存60 d,钛粉增氧率分别为24%、13%和50%,即预氧化钛粉的钝化效果比未经预氧化处理的粉末更好。这是因为预氧化处理的钛粉表面形成了更为致密且稳定的TiO_(2)薄膜,能有效降低氧原子向基体内的扩散系数,从而延缓粉末氧化速率。然而,当预氧化温度高于500℃时,由于氧化膜中TiO_(2)含量相对减少,导致氧化膜的热稳定性下降,其钝化性能反而降低。

关键词：钛钛合金粉末钝化氧化氧化膜

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Cr20Ni80电热合金电渣重熔数值模拟

材料导报 2015年第14期29卷 140-143页

作者：张浩周晓龙樊勇军周允红陶麒鹦昆明理工大学材料科学与工程学院昆明650093 西安飞机工业铝业股份有限公司西安710089

采用ANSYS软件中的热电耦合单元,研究了电渣重熔过程中熔铸电流、冷却系数及渣池深度对金属熔池温度分布的影响。采用ProCAST软件中的CAFE模块模拟了铸锭的微观组织,并将模拟结果与实际实验的微观组织进行了对比。结果表明:随着电流的... 详细信息

采用ANSYS软件中的热电耦合单元,研究了电渣重熔过程中熔铸电流、冷却系数及渣池深度对金属熔池温度分布的影响。采用ProCAST软件中的CAFE模块模拟了铸锭的微观组织,并将模拟结果与实际实验的微观组织进行了对比。结果表明:随着电流的增加整体温度逐渐上升;随着冷却系数以及渣池深度的增加,熔池温度逐渐降低,熔池深度逐渐变浅。实际生产与软件模拟的Cr20Ni80电热合金组织都由表层细晶区、柱状晶区以及等轴晶区3部分组成,且晶粒大小相近,说明模拟结果与实验结果具有一定的吻合性。

关键词： Cr20Ni80电热合金电渣重熔数值模拟温度场微观组织

添加剂对钨铜粉末温轧成形生坯致密化影响的规律研究

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中国钨业 2017年第3期32卷 54-58页

作者：李达人陶麒鹦韩胜利广东省材料与加工研究所广东广州510650 广东省金属强韧化技术与应用重点实验室广东广州510650

采用粉末温轧工艺制备了W-20Cu生板坯,研究了轧制温度及添加剂对钨铜金属粉末温轧生板坯相对密度、厚度、轧制压力等的影响。结果表明:添加剂中PW(Liquid)与PEG400配比为4:1时,板坯保形性较好,密度最高可达11.782 g/cm^3。W-20Cu粉末温... 详细信息

采用粉末温轧工艺制备了W-20Cu生板坯,研究了轧制温度及添加剂对钨铜金属粉末温轧生板坯相对密度、厚度、轧制压力等的影响。结果表明:添加剂中PW(Liquid)与PEG400配比为4:1时,板坯保形性较好,密度最高可达11.782 g/cm^3。W-20Cu粉末温轧得到的板坯保形性较好。轧制压力与相对密度均随着PW(Liquid)质量分数的增加先增大而后降低;当轧制温度在110℃时,可以在轧制压力较低的情况下,轧制得到相对密度为78.51%的生板坯。

关键词： W-Cu合金粉末轧制添加剂温轧成形