触头材料用铜合金电击穿性能研究

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1、摘要论文题目：触头材料用铜合金电击穿性能研究专业：材料学研究生：李晓燕指导教师：王顺兴教授摘要Cu-Cr合金由于其良好的抗熔焊性，耐电压强度高和截流值低等优点，已被广泛应用于中高压大功率真空开关中，有着广阔的发展前景。根据真空开关触头材料的性能要求，设计了Cu-25%Cr-(0.06-0.2)%RE合金，自制了一台真空电击穿特性测试仪，进行了Cu-Cr-RE真空触头材料的电击穿试验。真空电击穿特性测试仪主要由击穿电源、真空获得设备、真空室、传动机构、测量设备和其他一些辅助设备构成。测试了Cu-Cr-RE合金电击穿前后的显微组织和硬度。结果表明，稀土元素的加入能使Cu-25%Cr合金的显微组织

2、明显细化，且Cu-25%Cr-0.2%RE的组织较Cu-25%Cr-0.06%RE更加细小均匀；Cu-Cr-RE合金电击穿后的显微硬度较击穿前有明显提高，电击穿后Cu-25%Cr-0.06%RE的显微硬度提高的幅度最大；添加一定量的稀土元素可以显著提高材料的显微硬度，在锻态下和电击穿后，Cu-25%Cr-0.2%RE合金的显微硬度提高的幅度更大。其次，研究了Cu-Cr-RE合金的电击穿性能。结果表明，添加一定量的稀土元素能显著提高材料的耐电压强度，Cu-25%Cr-0.2%RE合金的耐电压强度提高的幅度更大；Cu-Cr-RE合金都存在“老炼现象”。电击穿过程中，电流一定时，随着两触头间距离的

3、增大，Cu-Cr-RE合金试样阴阳两极间电压也增大；两触头间距离一定时，随着电流的增大，Cu-Cr-RE合金试样阴阳两极间电压也增大。混合稀土含量最高的Cu-25%Cr-0.2%RE合金试样所对应的电弧电压最高，灭弧距离最短，对应的截止电压最低；不加稀土元素的Cu-25%Cr合金试样对应的电弧电压最低，电弧截止距离最长，对应的截止电压最高；稀土元素的加入提高了触头间放电电弧的电阻，击穿电流和两触头间距离一定时，Cu-25%Cr-0.2%RE合金的电弧电阻最大，这将有利于触头间电弧的熄灭，减轻触头材料的烧损，提高触头材料的性能和使用寿命。最后，论文研究了Cu-Cr-RE合金的抗熔焊性和耐电弧侵

4、蚀性，结果表明，添加稀土元素可以显著改善触头的抗熔焊性和耐电弧侵蚀性，而且，稀土元素含I摘要量为0.2%时，触头材料的抗熔焊性更好；电流较小时，Cu-25%Cr-0.2%RE的质量损失量最小，耐电弧侵蚀性最优；电流较大时，Cu-25%Cr-0.06%RE的质量损失量最小，耐电弧侵蚀性最优。关键词：Cu-Cr合金，稀土元素，电击穿，耐电压强度，显微组织论文类型：应用基础研究II摘要Subject:ResearchonelectricalbreakdownpropertyofCualloyforcontactmaterialsSpecialty:MaterialScienceName:LiXia

5、o-YanSupervisor:WangShun-XingProfessorABSTRACTCu-Cralloywaswidelyusedinmediumvoltageandhighpowervacuumswitchduetotheirexcellentresistancetofusionwelding,highdielectricstrengthandlowchoppingcurrent.Ithaswideapplicationprospect.Accordingtothepropertyrequirementofvacuumcontactmaterials,Cu-25%Cr-(0.06~

6、0.20)%REalloysweredesignedandavacuumelectricalbreakdowncharacteristicstesterwasmade.ElectricalbreakdownexperimentsofCu-Cr-REvacuumcontactmaterialswerecarriedonthistester.Vacuumelectricalbreakdowncharacteristicstesterwasmadeupofbreakdownpower,vacuumobtainingapparatus,vacuumroom,drivingmechanism,meas

7、ureapparatusandsomeassistantapparatus.MicrostructureandhardnessofCu-Cr-REalloybeforeandafterelectricalbreakdownweremeasured.Theresultshowthat,microstructureofCu-25%CrwerefiningevidentlywithRE,andmicrostruct