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车用AgSnO2电触头材料组织性能和电弧侵蚀特性研究
| 论文题名： | 车用AgSnO2电触头材料组织性能和电弧侵蚀特性研究 |
| 关键词： | AgSnO2触点材料;润湿性;组织性能;电弧侵蚀特性 |
| 摘要： | 目前国内对 AgSnO2触头材料的金相显微组织、热处理工艺、高温下 Ag和SnO2润湿性情况及其电弧侵蚀机理的研究还相对匮乏。为了改善 Ag和 SnO2颗粒间润湿性而添加的合金元素，在电接触工作过程中其具体的存在形式以及 Ag和 SnO2的结合分离情况尚不明晰。同时，由于 AgSnO2/Cu电触头复合铆钉服役过程中，接触次数较多且接触时受力不均匀，导致铆钉复合层出现开裂、复层脱落等现象，从而使工作元件出现异常导致铆钉失效，故 AgSnO2/Cu复合铆钉的界面结合性有待改善提高。 因此，本文主要研究内容及目的包括如下几个方面：1）AgSnO2触头材料制备工艺过程中组织分布的跟踪观察；2）对 AgSnO2触头材料进行高温金相观察，原位动态观察触头整个熔化、凝固及冷却过程，对Ag基体的熔融和SnO2颗粒的上浮、聚集等行为进行直观记录；3）对 AgSnO2/Cu复合铆钉进行热处理，研究触头热处理前后界面结合特征的变化，为优化工艺提供依据；4）电弧侵蚀后对 AgSnO2触头材料的表面形貌、断面进行分析，研究其失效机理，特别是电弧侵蚀对触头的影响。最终得到主要结论如下： SnO2颗粒在烧结态 AgSnO2材料中会产生聚集呈网状分布，而在前期拉拔的AgSnO2丝材中形成纤维状分布。通过多次拉拔后，AgSnO2触点材料内部组织发生改变，SnO2颗粒进一步均匀分布于Ag基体中，颗粒聚集减少。 高温动态观察发现 Ag熔化后和 SnO2层发生明显分层，且 SnO2颗粒浮于表面，弥散难熔的 SnO2颗粒在熔融液体中流动时自发的聚集在一起，最终在表面形成 SnO2颗粒富集区。AgSnO2材料凝固时，溶解在银中的氧析出，表面有大量气泡冒出。 退火温度过高时，由于基层 Cu、Ag与 SnO2的热膨胀系数的巨大差异，界面附近形成应力集中，导致界面开裂；综合 AgSnO2复合层、Cu基体和界面硬度，以及挤压试验表面 AgSnO2复合层的开裂结合情况，最佳退火工艺应在300℃至400℃之间。 电弧侵蚀后 AgSnO2触头表面组织发生分离，形成富银区、SnO2富集层以及表面裂纹等对 AgSnO2触头电性能不利的组织形貌，并有大量因氧气逸出而产生的气孔。 AgSnO2复合铆钉的裂纹根据产生部位可分为两类：AgSnO2/Cu界面处的裂纹和 AgSnO2触点层的裂纹。其中 AgSnO2/Cu界面处的裂纹既可直接产生于AgSnO2与Cu间的界面，也可由AgSnO2触点层的裂纹扩展至界面而形成。 |
| 作者： | 程世芳 |
| 专业： | 材料科学与工程 |
| 导师： | 王勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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