银基复合电接触材料滑动电摩擦磨损性能研究

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1、摘要电滑动接触的作用是使各类电机、仪表上相互滑动部件之间顺利通过电流，由于摩擦、磨损、温度升高和化学反应等作用的存在，尤其是电流和机械摩擦的相互作用，使问题变得非常复杂。在电刷一换向器系统中，由于电刷与换向器滑环为滑动电接触，冈此要求材料具有良好的导电性能，以使电流能够顺利通过，同时又要求材料具有优异的耐磨性能以延长电刷的使用寿命。本文采用粉末冶金法制各了含12～18wt％二硫化钼的银．二硫化钼复合材料，研究了二硫化钼含量对复合材料力学性能、物理性能和电摩擦磨损性能的影响。研究表明：随着复合材料中二硫化钼含量的增加，材料的密度、抗弯强度、硬度以及导电性都降低，接触电压降呈上升趋

2、势，电磨损率随着二硫化钼含量的增加先下降后上升，在二硫化锢含量为15wt％时磨损率最低。同时，由于材料转移等现象的存在，使得正刷的磨损量大于负刷。采用XPS分析了银．二硫化铝复合材料表面膜成分。研究表明，复合材料电摩擦磨损后表面成分主要由碳、氧、钼、硫、银、铜等多种元素构成，表面膜的存在降低了材料的粘着磨损，影响着复合材料的电摩擦磨损性能。研究了添加碳纳米管以及石墨对银．二硫化钼复合材料电摩擦磨损性能的影响，碳纳米管的添加提高了复合材料的强度，并且能够减薄电摩擦磨损过程中复合材料表面过厚的氧化膜，而石墨的加入则改善了润滑膜的导电能力，因此材料中添加石墨或碳纳米管能改善复合材料的

3、电摩擦磨损性能，而同时添加碳纳米管和石墨复合材料综合性能最佳。研究了滑动速度和电流密度对银．二硫化钼．石墨一碳纳米管复合材料电摩擦磨损性能的影响。研究表明：随着滑动速度的增加，滑环所粘着的气流厚度增大，使得电刷与滑环接触表面间隙加大，材料的接触电阻增大，电压降也随之增大；由于气流润滑效应增加，复合材料的摩擦系数随速度增加呈线性下降趋势；在电流和气流的共同作用下，材料电磨损率随速度增加先降低后增加。随着电流密度的增加，接触表面温度升高，接触斑点软化，接触面积增加，使得接触电阻降低：电流密度的增加导致的温升以及材料表面硬度的降低，材料的磨损率随着电流密度的增加而增加。关键词：复合材

4、料：电接触；接触电压降；摩擦系数；磨损率ABSTRACTIntheelectricalbrush-rotorsystems，currentspassbetweenabrushandarotorthatslideagainsteachother．Performanceofanelectricalbrushisgreatlyaffectedbythecombinedeffectsofthecurrentflow,thefrictionandwear,hilghtemperatureandchemicalreaction．Itisthereforedesirableforbrusht

5、ohaveaslittleelectricalallthermalresistanceaSpossibleandhi曲resistancetowear．TheAg—MoS2compositeswithMoS2contentfrom12wt％to18wt％werefabricatedbythemeansofpowdermetallurgy．Mechanicalproperties，physicalpropertiesandelectricalfrictionandwearpropertiesofthecompositeshadbeenstudied．111eresultsshow

6、ed，thedensity,bendingstrength，hardnessandelectricalconductibilityofthecompositesdecreasedwiththeincreaseoftheMoS2content,butthecontactvoltagedropincreasedwiththeincreaseoftheMoS2content．ThewearratedecreasedwiththeincreaseofthecontentofMoS2，aminimumisreachedwhenthecontentofMoS2is15wt％andtheni

7、ncreasedwhenthecontentofMoS2isfurtherincreased．ThewearlossofthepositivebrushWaslargerthanthatofthenegativebrushduetothematerialtransfer．ThecompositionofthesurfacefilmsoftheAg-MoS2compositeswereanalyzedusingXPS．TheelementalC，O，Mo，SandAgexistedinthes