石墨含量对电接触材料cnts-ag-g摩擦磨损特性的影响

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1、译文原文题目：InfluenceofgraphitecontentonslidingwearcharacteristicsofCNTs-Ag-Gelectricalcontactmaterials译文题目：石墨含量对电接触材料CNTs-Ag-G摩擦磨损特性的影响学院：机电工程学院专业班级：材料成型及控制工程09（1）班学生姓名：袁玉桂学号：40902050129石墨含量对电接触材料CNTs-Ag-G摩擦磨损特性的影响摘要通过对粉末冶金法制备的电接触材料CNTs-Ag-G的研究.对石墨含量在该材料电接触水平中滑动磨损特性方面的影响进行

2、了研究。在实验中，CNTs含量保留为1%（质量分数），石墨分别的含量按8%，10%，13%，15%和18%增加。结果表明，随着石墨含量的增加，电接点接触电阻先提高到一定水平然后保持不变。摩擦系数随着石墨含量的增加逐渐减小。磨损质量损失降低到最小值，然后增加。随着石墨含量小，粘着磨损受阻，从而导致的磨损质量损失减少，而过多的石墨会带来许多的磨屑，造成质量损失的增加。该研究的结论是：当石墨质量分数约为13%，磨损量达到最小值。与传统的接触材料Ag-G相比，由于硬度和电导率明显增加，CNTs-Ag-G复合材料的磨损量更少，降低了复合材料与

3、导电滑环摩擦表面温度，可更好的抑制粘着磨损。关键词：CNTs-Ag-G电接触材料石墨接触电阻摩擦系数磨损量1.引言滑动触点作为电气电路的关键部分的作用是电机运动和静止部件之间电力和信号的传递【1-3】，这种类型的接触方式已经应用很多年。并且，在许多方面得到重要的应用，例如，换向器电刷的直流电机，交流发电机的滑动接触系统。在这些应用中，要保持电机的效率有许多因素必须考虑，如电刷和转子材料的高电阻，良好的电和热导率，甚至延长电器工作时间【4-7】。许多种类的滑动接触的材料必须在恶劣的条件下使用。目前，作为新材料之一的银及其合金因为其显著

4、的电导率和氧化稳定性而被广泛使用。传统的Ag-G电接触材料，随着石墨含量的增加，其润滑性能和耐磨性能明显提高，但导电性、导热性和强度下降。然而，随着银含量的增加，电导率和热导率都有所提高，但润滑和耐磨性能下降【8-11】。在大多数情况下，新刷的材料的开发是根据经验考虑材料的抗磨损和所需的电气特性选择复合材料的组合物来制备。在这项工作中，通过研究石墨含量对复合材料摩擦磨损性能的影响表明石墨含量和电接触材料的摩擦学特性之间的相互关系。2.实验由于大长径比和范德华力的影响，早先的碳纳米材料微观结构表现为旋转和聚集【12-15】。为了提高表

5、面粗糙度，从而提高界面强度和分散，碳你米材料在硝酸和硫酸的混合物中进行氧化处理。氧化处理的碳纳米材料体积小并且能够改善其分散状况【16-17】。采用粉末冶金的方法制备了复合材料。银粉，天然薄片石墨和碳纳米材料均匀混合，用研钵、研棒手工研磨30分钟，混合物在钢制模具中200MPa的压力下保压5分钟，然后在700℃、H2气氛中等温烧结1小时即可制成CNTs-Ag-G复合材料。复合材料的最终在400Mpa的压力下保压。制得的式样长24mm，宽12.5mm，高20mm【18】。复合材料的形态，如图1所示。石墨在基体中均匀分布，保证了电刷良好

6、的自润滑性能。图1CNTs-Ag-G复合材料的微观结构摩擦磨损试验在磨损试验机上使用环电刷进行（如;图2）。在实验中使用的环直径为320mm和宽度为60mm由Cu-5﹪Ag合金制成。环的硬度HB105。图2磨损试验机示意图试样的磨损表面用扫描电子显微镜观察，润滑油膜的组合物采用X-射线光电子能谱分析。在这一系列的测试，环的滑动速度为10m/s，正常负载2.5N/㎡，总滑动时间为30小时。3.结论和讨论3.1接触电阻图3分别描述了石墨含量对正、负电刷的接触电阻的影响。从图中，我们可以看到，随着石墨含量的增加接触电阻增加到一定水平保持不

7、变。图3石墨含量对接触电阻的影响由于所有的固体表面在微观上都是粗糙的，因此环和电刷之间的真实接触面积是只有其宏观接触面积的一小部分，被称为“ɑ点”。该点扭曲和收缩，当电流通过接触点，导致接触电阻【19-20】。结果表明，在接触面必须形成薄的、均匀而连续的薄膜。润滑膜的形成不仅与电刷和滑环的材料相关，其表面条件和工作环境也引起一系列的物理和化学反应【21】。电磨损的接触电阻Rc是润滑油膜的射频电阻Rf、收缩电阻Rs的总和【22】：其中是复合材料的电阻率，P是实验压力，n是接触点的数目，H为材料的布氏硬度，是单位面积的薄膜电阻，接触点半

8、径。从表1中，我们发现，随着石墨含量的增加复合材料的电阻率增加但其布氏硬度降低。为简单起见，在收缩性的评价时，只有和H为方差变化，根据计算，收缩电阻值大约相当于润滑膜的电阻由于接触电阻随石墨含量的增加而变化的量。表1：布氏硬度和复合材