空間滑動(dòng)電接觸材料的性能及其壽命增長研究

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1、中圖分類號(hào)UDC博士學(xué)位論文學(xué)校代碼密級(jí)10533空間滑動(dòng)電接觸材料的性能及其壽命增長研究Thepropertiesandlifetimegrowthresearchofslidingelectricalcontactmaterialsforspaceapplication作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：副指導(dǎo)教師：論文答辯日期王新平材料科學(xué)與工程材料學(xué)粉末冶金研究院黃伯云院士周科朝教授答辯委員會(huì)主席中南大學(xué)二。一三年六月原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究

2、成果。盡我所知，除了論文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得中南大學(xué)或其他單位的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我共同工作的同志對(duì)本研究所作的貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明。作者簽名：立遮象日期：魚墮L年』月五日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本人了解中南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留學(xué)位論文并根據(jù)國家或湖南省有關(guān)部門規(guī)定送交學(xué)位論文，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用復(fù)印、縮印或其它手段保存學(xué)位論文。同時(shí)授權(quán)中國科學(xué)技術(shù)信息研

3、究所將本學(xué)位論文收錄到《中國學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫》，并通過網(wǎng)絡(luò)向社會(huì)公眾提供信息服務(wù)。作者簽名：立亟聾一導(dǎo)師簽名：趁日期：業(yè)年立月正日空間滑動(dòng)電接觸材料的性能及其壽命增長研究摘要：論文以衛(wèi)星用銀基固體自潤滑電刷材料為研究對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)該材料空間應(yīng)用壽命的增長。通過對(duì)銀基固體自潤滑材料性能的測試分析，全面了解材料的基本力學(xué)性能及其摩擦磨損性能的基礎(chǔ)上，分別研究了固溶強(qiáng)化和碳纖維增強(qiáng)兩種方式在提高銀基固體白潤滑材料抗磨損性能方面的作用規(guī)律及實(shí)施效果，并與現(xiàn)役材料進(jìn)行對(duì)比，揭示了材料壽命增長機(jī)理；對(duì)AuNi9、AgCul0絲式電刷材料

4、進(jìn)行了載流摩擦磨損性能的研究，掌握了該類材料的滑動(dòng)電接觸特性，通過與銀基固體白潤滑材料的性能對(duì)比，清晰而全面地掌握了主流國產(chǎn)空間滑動(dòng)電接觸材料的綜合性能及應(yīng)用特點(diǎn)；采用所得固溶強(qiáng)化銀基固體白潤滑材料作為環(huán)體材料，開展了空間導(dǎo)電環(huán)工程樣機(jī)制備工作，對(duì)樣機(jī)的各項(xiàng)電器性能進(jìn)行測試，評(píng)估了所得樣機(jī)的使用性能，為開發(fā)新一代大功率、長壽命空間導(dǎo)電環(huán)產(chǎn)品提供了有力的支撐。論文獲得如下結(jié)論：1)采用化學(xué)法摻銅工藝制備了Ag—Cu復(fù)合粉末，然后采用氣氛保護(hù)熱壓方法制備了Ag一2．5Cu一8MoS2復(fù)合材料，所得材料的組織結(jié)構(gòu)均勻、穩(wěn)定，各功能

5、層界面清晰，結(jié)合良好；所得材料的相對(duì)密度大于96．5％，自潤滑功能層的抗彎強(qiáng)度為167．2]、，lPa，硬度大于HB50，摩擦系數(shù)0．12～0．20，磨損率<2x10。13m3／N·m，靜態(tài)接觸電阻

6、固溶強(qiáng)化，所得材料的磨損率由前期的50x10。14m3／N·m降低到5～8x10。14m3／N·m，材料磨損率降低程度達(dá)一個(gè)數(shù)量級(jí)，表明氣霧化粉末電刷材料具有較好的耐磨性，延長了電刷的使用壽命。3)研究發(fā)現(xiàn)粉末粒度及級(jí)配效果對(duì)Ag一2．5Cu一8MoS2復(fù)合材料的力學(xué)性能和MoS2分布狀態(tài)的作用影響顯著。氣霧化Ag一2．5Cu一8MoS2復(fù)合材料的硬度和抗彎強(qiáng)度隨著合金粉末粒度的減小而提高，當(dāng)粉末粒度從一300+400目減小至．500目時(shí)，復(fù)合材料的硬度和抗彎強(qiáng)度分別從HB45．9、88．08^／lPa提高至HB56．8、1

7、79．08MPa；隨著銀銅合金粉末粒度的減小，MoS2團(tuán)聚體在Ag一2．5Cu．8MoS2復(fù)合材料基體中的分布均勻性得到提高，材料的摩擦系數(shù)波動(dòng)和穩(wěn)定摩擦系數(shù)都隨著減小，顯著改善了材料服役的穩(wěn)定性。4)采用經(jīng)石墨化處理的碳纖維對(duì)Ag．2．5Cu一8MoS2復(fù)合材料進(jìn)行磨損強(qiáng)化，獲得了多種組分的Ag一2．5Cu．8MoS2一xCf材料。結(jié)果表明，隨著碳纖維含量的增加，復(fù)合材料的摩擦系數(shù)略有上升，但材料的磨損率獲得了有效的改善，當(dāng)碳纖維體積分?jǐn)?shù)從O％增加到15％時(shí)，復(fù)合材料的磨損率從6．31x10’14m3／N·m降低到2．07

8、x10J4m3／N·m，即材料的磨損率獲得了三倍的提升，磨損強(qiáng)化作用顯著。5)對(duì)Ag一2．5Cu一8MoS2．xCf材料的載流摩擦磨損性能的研究表明，電流的加載對(duì)各材料磨損率的影響較小，但碳纖維的加入對(duì)材料的接觸壓降影響顯著。結(jié)果表明，所制備的各組分材料的接觸壓降基本在O．03～0．09V