论文部分内容阅读
W-Cu触头材料具有良好的抗熔焊、抗电蚀性能以及较高的耐电压能力,被广泛应用于真空接触器、油、六氟化硫(SF6)断路器以及变压器转换开关。随着现代工业的飞速发展,对触头材料的性能以及制备工艺提出了更高的要求。本文采用机械合金化结合放电等离子烧结的方法制备超细晶W-Cu触头材料,并对其工艺和性能进行了探索和研究。首先,采用机械合金化工艺制备了不同组分的W-Cu纳米晶复合粉末,研究了球磨时间对W-Cu复合粉末物相成分、晶粒尺寸、微观应变以及显微形貌的影响。研究发现随着球磨时间的延长,复合粉末的晶格常数以及晶粒尺寸不断减小,微观应变在球磨初期急剧增大随后略有下降并趋于稳定;机械合金化工艺显著提高了Cu、 W之间的固溶度,固溶度扩展的主要因素是动力学的驱动;随着球磨时间的延长,W-Cu复合粉末的形貌发生了明显的变化,球磨初期,复合粉末是粗大的层片状组织;随着球磨的进行,复合粉末不断细化并最终形成更为细小均匀的球状颗粒。随后采用放电等离子烧结工艺对机械合金化后的复合粉末进行烧结,研究了Cu含量、球磨时间、烧结温度以及球磨条件对W-Cu触头材料组织和性能的影响。随着Cu含量的增加,材料的组织更加均匀、晶粒更加细小,材料的致密度、电导率随Cu含量的增加而升高,但硬度略有降低;随着球磨时间的延长,W-40Cu材料中W颗粒由球磨前的颗粒状变为细小的条状,材料的致密度和硬度不断增大,电导率随球磨时间增加而降低;随着烧结温度的升高,W-40Cu材料的致密度、硬度和电导率随之升高,而W的晶粒尺寸变化不大;采用级配和高的球料比球磨的复合粉末烧结后的W-40Cu材料具有更加均匀的组织,较高的硬度,但致密度、电导率略有下降。机械合金化结合放电等离子烧结工艺能够在较低的烧结温度下,短时间内制备出高致密的拥有良好组织及性能的超细晶W-Cu触头材料,这为W-Cu触头材料的制备提供了一条新的途径。