新型Ag-MAX電接觸材料的制備與應(yīng)用
研制出了多種具有自主知識產(chǎn)權(quán)的Ag-MAX電接觸材料,具有優(yōu)異的力學(xué)性能、電學(xué)性能、熱學(xué)性能及耐電弧侵蝕性能,具體研究成果包括:(1)新型Ag-MAX電接觸材料開發(fā):制備了高純Ti3AlC2,Ti3SiC2,Ti2SnC和Ti2AlC等MAX相粉末材料,研制了Ag-MAX電觸頭復(fù)合材料,在400V、100A條件下(GB14048.4-2010)承受6000次電弧侵蝕后,質(zhì)量損失約為5[[[[[%]]]]](與銅基座一體),樣品仍然保持完整性,綜合性能與商用Ag-CdO相當(dāng)、優(yōu)于Ag-C產(chǎn)品;(2)Ag-MAX電接觸材料制備技術(shù)研究:研究了無壓燒結(jié)和放電等離子燒結(jié)(SPS)制備Ag-MAX電觸頭復(fù)合材料,利用等通道轉(zhuǎn)角擠壓優(yōu)化制備了Ag-MAX復(fù)合材料,通過MAX相表面包覆碳層的工藝調(diào)控Ag/MAX界面反應(yīng)與結(jié)合,最終改善了材料致密度、微觀組織、力學(xué)性能及耐電弧侵蝕性能,最佳條件下制備的樣品在承受6000次電弧侵蝕后質(zhì)量損失小于3[[[[[%]]]]];(3)Ag與MAX相高溫潤濕性研究:研究了Ag與Ti3AlC2、Ti3SiC2等MAX相塊體材料的高溫潤濕行為,發(fā)現(xiàn)二者具有反應(yīng)/非反應(yīng)性兩種不同潤濕性,同時(shí)通過導(dǎo)電、導(dǎo)熱和耐電弧侵蝕等性能表征,結(jié)果表明非反應(yīng)性潤濕體系具有更加優(yōu)良的耐電弧侵蝕性能,對于Ag-MAX的體系開發(fā)與制備技術(shù)具有重要指導(dǎo)價(jià)值。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn):1、研制了新型無Cd節(jié)約貴金屬Ag的Ag-MAX電接觸材料體系;2、優(yōu)化制備了具有MAX相組織細(xì)化、定向排布特點(diǎn)的Ag-MAX電接觸材料;3、研究了Ag與MAX的高溫潤濕行為,發(fā)現(xiàn)非反應(yīng)性潤濕的Ag-MAX體系綜合性能更優(yōu)。應(yīng)用領(lǐng)域:預(yù)期本項(xiàng)目開發(fā)制備的Ag-MAX電接觸材料,在航天航空、高速列車、電動(dòng)汽車、智能電網(wǎng)、智能電器等行業(yè)的低壓電接觸器件(如電路開關(guān)、接觸器、繼電器等)中具有廣闊市場前景。
東南大學(xué)
2021-04-13