AgSnO2和AgTiB2触头材料转移行为研究

摘要

本文采用不同粒度TiB2和SnO2制备了Ag-4wt.％TiB2和Ag-4wt.%SnO2触头材料，采用电接触性能测试系统研究了粒度大小，电流和电压对Ag基触头电弧特性和材料转移行为的影响机制，也对添加WO3的AgTiB2触头材料的电弧特性和材料转移行为进行了研究。采用扫描电子显微镜（SEM）、激光共聚焦扫描显微镜（CLSM）和能谱仪（EDS）对Ag基触头材料电弧侵蚀后表面的形貌和成分进行表征分析。通过以上研究可获得以下结论。
　　（1）在12VDC，5-24A时，Ag-4wt.%TiB2触头材料具有较为平整的侵蚀表面，而Ag-4wt.%SnO2触头材料阳极出现明显的凸起，而阴极呈现火山口状凹坑。Ag-4wt.%TiB2触头材料转移行为与电流密切相关，小电流下材料从阴极向阳极转移，而大电流下材料从阳极向阴极转移，采用60nm和500nmTiB2制备的Ag-4wt.%TiB2触头材料转移方式改变的临界电流分别为24A和16A。但是，在5-24A时，Ag-4wt.%SnO2触头材料转移方式总是从阴极向阳极。与Ag-4wt.%TiB2触头材料相比，Ag-4wt.%SnO2触头材料具有较大的相对转移质量。
　　（2）在16ADC，Ag-4wt.%TiB2和Ag-4wt.%SnO2触头材料的闭合电弧能量和分断电弧能量在12-24V和24-36V具有不同的增量。随着电压的增大，触头材料转移方式发生两次变化，材料转移方式从阴极向阳极转变为从阳极向阴极，再转变为从阴极向阳极。
　　（3）WO3的添加改变了材料转移方式。与未添加WO3的Ag-4wt.%TiB2触头从阴极向阳极材料转移相比，添加WO3的Ag-4wt.%TiB2触头材料转移方式则是从阳极向阴极。此外，WO3的添加防止了Ag-4wt.%TiB2触头表面裂纹的产生。
　　（4）对于Ag-4wt.%TiB2和Ag-4wt.%SnO2触头材料，细小的增强相颗粒有助于降低侵蚀面积和喷溅，提高Ag基触头材料的耐电弧侵蚀性。另外，采用细小增强颗粒制备的Ag基触头材料质量损失和相对转移质量较小。

目录

声明

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 材料转移理论

1.3 Ag基触头材料电弧侵蚀国内外研究进展

1.4 主要研究内容

2 实验方法

2.1 实验材料及设备

2.2 实验方案

3 不同电流下Ag-4wt.%TiB2和Ag-4wt.%SnO2触头材料转移行为

3.1 Ag-4wt.%TiB2和Ag-4wt.%SnO2触头材料性能

3.2 Ag-4wt.%TiB2和Ag-4wt.%SnO2触头材料燃弧时间和燃弧能量

3.3不同电流下Ag-4wt.%TiB2触头材料阴阳极侵蚀形貌

3.4 在不同电流下Ag-4wt.%SnO2触头材料阴阳极侵蚀形貌

3.5 Ag-4wt.%SnO2和Ag-4wt.%TiB2触头材料阴阳极3D表面轮廓

3.6 不同电流下Ag-4wt.%SnO2和Ag-4wt.%TiB2触头材料阴阳极质量变化

3.7 材料转移机理

3.8 本章小结

4 不同电压下Ag-4wt.%TiB2和Ag-4wt.%SnO2触头材料转移行为4.1 Ag-4wt.%TiB2和Ag-4wt.%SnO2触头材料闭合燃弧时间和燃弧能量

4.2 Ag-4wt.%TiB2和Ag-4wt.%SnO2触头材料分断燃弧时间和燃弧能量

4.3 不同电压下Ag-4wt.%TiB2触头材料阴阳极侵蚀形貌

4.4 不同电压下Ag-4wt.%SnO2触头材料阴阳极侵蚀形貌

4.5 5次电接触后Ag基触头材料表面侵蚀形貌

4.6 Ag-4wt.%SnO2和Ag-4wt.%TiB2触头材料在不同电压下阴阳极质量变化

4.7 不同电压下Ag基触头材料转移机理

4.8 本章小结

5 20,000次电接触后Ag基触头材料转移行为

5.1 Ag基触头材料燃弧时间和燃弧能量

5.2 Ag基触头材料的阴阳极的质量变化

5.3 Ag基触头材料表面侵蚀形貌和化学成分

5.4 Ag基触头材料的纵截面形貌

5.5 分析与讨论

5.6 本章小结

6 结论

致谢

参考文献

攻读硕士期间取得的成果