直流继电器的触头稳定吸合时,在短时耐受电流的作用下触头会发生熔化粘连,导致继电器接触失效,在满足导电性能与机械性能要求的前提下,提高电接触材料的导热能力可以有效地抑制电触头的熔焊侵蚀,选择接触电阻低而稳定的电接触材料是抑制静熔焊侵蚀的有效方式之一。电接触材料的三维空间相互连通的微观结构直接关系到其导热能力与抗熔焊性能,本文针对大功率直流继电器电触头的微观结构对其静熔焊性能的影响进行深入研究。本文基于结构仿生理论,结合蜻蜓翅脉的特点,设计了四边形、六边形、菱形十二面体三种微观定向骨架结构的Cu-W复合材料电触头,研究复合电触头的微观结构对其导热性能的影响,并与无序骨架结构的Cu-W复合材料电触头进行对比。采用有限元法仿真计算几种不同微观结构电触头在同一时刻下的温度、传导热通量以及导热系数,结果表明:菱形十二面体骨架结构电触头的导热性能最好,其次分别为四边形、六边形以及无序分布骨架结构电触头,微观定向W骨架结构可以有效地改善Cu-W复合电触头的导热能力。基于流体力学理论,考虑马兰戈尼效应的作用,分析不同微观结构Cu-W复合电触头的熔池特性,由于Cu、W两相材料规则的排列分布,具有微观定向W骨架结构的电触头静熔焊侵蚀的范围明显减小,金属液体体积与熔化面积由小到大依次为菱形十二面体＜四边形＜六边形＜无序分布骨架结构电触头,微观定向W骨架结构可以明显地降低Cu-W复合电触头的静熔焊侵蚀,并且菱形十二面体骨架复合电触头的抗静熔焊性最优,其次是四边形和六边形骨架结构电触头。通过触头开断实验提取电压电流参数,计算不同微观结构电触头的接触电阻,与菱形十二面体骨架结构电触头相比,无序分布结构电触头的接触电阻更大,微观定向骨架结构电触头具有更低而稳定的接触电阻,验证了仿真结果的正确性,探究触头闭合速度对接触电阻的影响,试验结果表明:随着闭合速度的增大,接触电阻逐渐减小。