含Cr和NbSe2铜基电接触复合材料的制备及性能研究.docx

铜基电接触复合材料在电接触领域中占有重要地位，主要因为它们的经济性和稳定性。银虽然具有优秀的电导率，但由于价格高昂，限制了其广泛应用。相比之下，铜以其低廉的价格和良好的化学稳定性成为理想的替代材料，但它也有自身的缺陷，如力学性能不足，容易氧化导致电阻率升高。 近年来，科研人员致力于改进铜基材料，特别是铜铬复合材料，通过添加碳纳米管、氧化铝等增强剂来提升其导电率和机械性能。例如，张政委等的研究证明了碳纳米管和氧化铝的协同增强效应，使得复合材料的导电性和力学性能显著提高。吴琼等则通过在镁基材料中添加镀钨碳纳米管，调整复合材料中增强相的质量分数，影响材料的摩擦系数和磨损量。 针对铜基电接触材料的氧化问题和力学性能不足，研究人员如刘焕超提出在铜颗粒表面镀银以改善抗氧化性，并加入金属氧化物以提高耐磨性和抗电弧侵蚀能力。然而，金属氧化物的引入可能牺牲电学性能。因此，本研究选择添加 NbSe2和Cr，这两种元素各有优势：NbSe2具有低电阻率和优良的润滑性能，而Cr则提供高硬度和低电阻率。通过调整Cr和NbSe2的质量分数，旨在优化铜基复合材料的综合性能。 实验部分，研究人员采用了行星式球磨机进行粉末混合，然后利用复压复烧工艺制备了6种不同比例的Cu-NbSe2-Cr复合材料试样。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）、维氏硬度计、高速往复电摩擦试验机和四探针测试仪等多种分析手段，对材料的物相、结构、性能和电摩擦特性进行了详细研究。制备过程中，样品表面经过精细打磨和抛光以确保表面粗糙度的一致性，有助于后续性能测试的准确性。 通过对不同比例Cr和NbSe2的铜基电接触复合材料进行实验，可以预期得到一系列具有不同特性的材料，这些特性包括但不限于导电性、硬度、抗氧化性、耐磨性和抗电弧侵蚀能力。通过对比不同比例下的性能表现，可以为实际应用中选择适合的电接触材料提供科学依据，从而提高电气设备的可靠性和使用寿命。