添加剂对agsnolt2gt电触头材料组织与性能的影响

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1、浙江大学硕士学位论文倪孟良2006年6月摘要摘要Agcd0材料由于其优良的抗电弧侵蚀，被称为“万能触头材料”。由于cd有毒，因此，开发环保型电性能优良的AgSn02触头材料具有重要的应用前景。但是，AgSn02触头材料存在加工性能差、温升高、抗熔焊性能差等问题。本论文在AgSn02触头失效分析的研究基础上，提出采用Sn02表面改性的方法，改善sn02与Ag的润湿性，以制备高性能的AgSn02触头材料。本文首先基于电触头研究中以其电气性能为主，导致缺乏新型电触头材料研究所必须的理论指导的现状，从材料的角度出发，综述了基体材料、第二相、添加剂、

2、材料缺陷等各种材料因素对电触头性能的影响，初步构建了电触头材料成分、组织结构与性能之间的关系。其次，用体视显微镜、扫描电镜、能谱、光学显微镜等手段，对失效触头的外观、表面组织、尤其是触头周围的电损耗产物形貌等进行了考察。第三，采用化学镀方法制备出含微量添加剂CuO、Bi203的Agsn02复合粉末，通过压制一烧结的方法进行烧结实验，用光学显微镜、扫描电镜对烧结试样的金相组织及复合粉末的形貌进行了研究。进一步对sn02进行表面改性，制备含cuO、Bi203、w03添加剂的Agsn02复合粉末，并通过烧结、热挤压、拉丝制备出Agsn02丝材和铆

3、钉，研究sn02表面改性对AgSn02烧结性能、烧结组织、以及AgSn02材料力学性能、电性能的影响。对失效电触头的分析结果表明：电触头电弧侵蚀产物的外观色泽与其侵蚀机理有关；AgcdO触头的电弧侵蚀产物为灰色，侵蚀以材料喷溅损耗为主，而Agsn02触头的电弧侵蚀产物为黑色，侵蚀以材料的蒸发为主，黑色外观与蒸发物形成须状的沉积形貌有关。失效AgSn02触头表面组织特征为富银层分布在触头表面，富银层下面为氧化物富集区。熔银与Sn02之问的润湿性差是造成银与Sn02分层现象的主要原因。微量添加剂对Agsn02烧结性能和组织的实验表明：不含添加剂

4、的Agsn02复合粉末烧结密度低，烧结试样中会出现sn02呈网络状不均匀分布的组织形貌，其原因与复合粉末在烧结前的煅烧处理过程中存在sn02与镀银层分离的现象有关。添加剂有利于烧结致密化的进行，其中CuO的烧结致密化效果比Bi203好；而Bi203则更有利于消除烧结试样中sn02的网络状分布；复合添加cuO、Bi203既有利于烧结致密化，也可消除烧结试样中的网状组织，使sn02在银基体中的分布更均匀。此外，与sn02和添加剂混合后化学镀银时相比，Sn02化学镀银后再与添加剂混合时，组织分布均匀性更佳。采用Bi203+cu0以及w03对sn0

5、2表面改性可提高Agsn02粉末的烧结致密度，且消除或减弱AgSn02组织中sn02的网状分布，其原因是sn02通过表面改性提高了Sn02粉末与银的润湿性，消除了Agsn02复合粉末在煅烧时出现的sn02与镀银层的分离现浙江大学硕士学位论文倪盂良2006年6月摘要象。其中，Bi203+cuO改性效果优于w03，沉积法改性优于蒸发法改性。sn02经w03表面改性的AgSn02线材密度9．92吕／cm3，硬度Hv90，抗拉强度285Mpa、延伸率26％；sn02经Bi203和cuO复合改性后，Agsn02线材密度9．959，cm3，硬度Hv91

6、，抗拉强度在302Mpa、延伸率22％。与未改性的Agsn02线材对比，sn02表面改性使Agsn02材料的力学性能得到显著提高。此外，sn02表面改性可明显改善Agsn02经电弧侵蚀后的表面组织形貌，其中w03改性较Bi203+cu0的效果更显著。组织中的夹杂物或sn02的团聚体在拉丝过程中有可能出现在线材表面，从而导致线材表面质量变差。夹杂物对电性能有重要的影响，它使熔化层更易飞溅，同时使冷却后表面变得粗糙。关键词：电触头；添加剂；表面改性；Agsn02；喷溅物；金相组织浙江大学硕士学位论文倪盂良2006年6月ABSTRACTAbstr

7、actS1lverCadmlumOxlcleisconsideredasuIliversalelectricalcontactforitsexcellentaIlnarcerosionpmperties．oⅡⅡentdevelopmentalactivitiesarefocusedontllei皿ocuousaIldlli出perfbmlaIlceAgSn02contactmaterialstoreplacet11ehazardoussubstanceAgCdO．ButAgSn02contactmaterialshavethepmblemo

8、flow、vorkability，hjghtemperatureriseandhi曲weldingtendency．Basedonmea11alyseofdisabledAgSn