新型Ag-MAX电接触材料的制备与应用
研制出了多种具有自主知识产权的Ag-MAX电接触材料,具有优异的力学性能、电学性能、热学性能及耐电弧侵蚀性能,具体研究成果包括:(1)新型Ag-MAX电接触材料开发:制备了高纯Ti3AlC2,Ti3SiC2,Ti2SnC和Ti2AlC等MAX相粉末材料,研制了Ag-MAX电触头复合材料,在400V、100A条件下(GB14048.4-2010)承受6000次电弧侵蚀后,质量损失约为5[[[[[%]]]]](与铜基座一体),样品仍然保持完整性,综合性能与商用Ag-CdO相当、优于Ag-C产品;(2)Ag-MAX电接触材料制备技术研究:研究了无压烧结和放电等离子烧结(SPS)制备Ag-MAX电触头复合材料,利用等通道转角挤压优化制备了Ag-MAX复合材料,通过MAX相表面包覆碳层的工艺调控Ag/MAX界面反应与结合,最终改善了材料致密度、微观组织、力学性能及耐电弧侵蚀性能,最佳条件下制备的样品在承受6000次电弧侵蚀后质量损失小于3[[[[[%]]]]];(3)Ag与MAX相高温润湿性研究:研究了Ag与Ti3AlC2、Ti3SiC2等MAX相块体材料的高温润湿行为,发现二者具有反应/非反应性两种不同润湿性,同时通过导电、导热和耐电弧侵蚀等性能表征,结果表明非反应性润湿体系具有更加优良的耐电弧侵蚀性能,对于Ag-MAX的体系开发与制备技术具有重要指导价值。主要创新点:1、研制了新型无Cd节约贵金属Ag的Ag-MAX电接触材料体系;2、优化制备了具有MAX相组织细化、定向排布特点的Ag-MAX电接触材料;3、研究了Ag与MAX的高温润湿行为,发现非反应性润湿的Ag-MAX体系综合性能更优。应用领域:预期本项目开发制备的Ag-MAX电接触材料,在航天航空、高速列车、电动汽车、智能电网、智能电器等行业的低压电接触器件(如电路开关、接触器、继电器等)中具有广阔市场前景。
东南大学
2021-04-13