新型Ag-MAX電接觸材料的制備與應用
研制出了多種具有自主知識產權的Ag-MAX電接觸材料,具有優異的力學性能、電學性能、熱學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:制備了高純Ti3AlC2,Ti3SiC2,Ti2SnC和Ti2AlC等MAX相粉末材料,研制了Ag-MAX電觸頭復合材料,在400V、100A條件下(GB14048.4-2010)承受6000次電弧侵蝕后,質量損失約為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、優于Ag-C產品;(2)Ag-MAX電接觸材料制備技術研究:研究了無壓燒結和放電等離子燒結(SPS)制備Ag-MAX電觸頭復合材料,利用等通道轉角擠壓優化制備了Ag-MAX復合材料,通過MAX相表面包覆碳層的工藝調控Ag/MAX界面反應與結合,最終改善了材料致密度、微觀組織、力學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,發現二者具有反應/非反應性兩種不同潤濕性,同時通過導電、導熱和耐電弧侵蝕等性能表征,結果表明非反應性潤濕體系具有更加優良的耐電弧侵蝕性能,對于Ag-MAX的體系開發與制備技術具有重要指導價值。主要創新點:1、研制了新型無Cd節約貴金屬Ag的Ag-MAX電接觸材料體系;2、優化制備了具有MAX相組織細化、定向排布特點的Ag-MAX電接觸材料;3、研究了Ag與MAX的高溫潤濕行為,發現非反應性潤濕的Ag-MAX體系綜合性能更優。應用領域:預期本項目開發制備的Ag-MAX電接觸材料,在航天航空、高速列車、電動汽車、智能電網、智能電器等行業的低壓電接觸器件(如電路開關、接觸器、繼電器等)中具有廣闊市場前景。
東南大學
2021-04-13