【摘 要】
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贵金属及其合金由于具有良好的导电导热、化学稳定性以及合适的硬度与弹性,早期的电接触材料主要以贵金属及其合金为主。随着工业的快速发展,世界各国对贵金属消耗激增的现象日渐重视,低成本、高性能的层状复合电接触材料受到人们的关注。贵金属/廉金属层状复合电接触材料兼具贵金属优良的电接触性能以及廉价金属优秀的机械性能和导热性能,具有广泛的应用前景。本课题利用连轧加中间退火技术将C7701基带与AgPd30复层
【基金项目】
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重庆市科技局项目:“移动智能终端设备震动马达用超薄电刷材料项目”(ctsc2018jszx-cyzdX0090)
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贵金属及其合金由于具有良好的导电导热、化学稳定性以及合适的硬度与弹性,早期的电接触材料主要以贵金属及其合金为主。随着工业的快速发展,世界各国对贵金属消耗激增的现象日渐重视,低成本、高性能的层状复合电接触材料受到人们的关注。贵金属/廉金属层状复合电接触材料兼具贵金属优良的电接触性能以及廉价金属优秀的机械性能和导热性能,具有广泛的应用前景。本课题利用连轧加中间退火技术将C7701基带与AgPd30复层复合,主要研究了工艺流程下各阶段样品的组织结构及其物理性能的变化。借助金相实验,扫描电子显微镜(SEM),电子探针显微分析仪(EPMA),X射线衍射(XRD),透射电子显微镜(TEM)等测试技术手段研究了工艺流程下各样品基带与复层的组织结构、界面结构以及界面结合情况。另外还通过电阻率测试,拉伸实验,硬度实验,弯曲实验,跟踪了层状复合材料在工艺流程中物理性能的变化。最终建立层状复合材料组织结构与性能之间的联系,为后续的工艺优化和样品的再减薄提供理论依据。针对AgPd30/C7701层状复合电接触材料的结构与性能的相关测试分析,得到的主要结论有:(1)热轧复合后,材料的界面结合情况较差,随后的退火处理形成了具有冶金结合的界面,结合强度显著提高。随着工艺的进行,较大的变形量以及不完全的再结晶使材料的晶粒尺寸逐渐减小,材料的硬度逐渐升高,材料的屈服强度、抗拉强度也有所提升,材料的电阻率则因为扩散层的形成而有所升高,最终样品的电阻率为2.78×10-7Ω·m。(2)退火处理促进了界面两侧合金中元素的扩散,在复合带材界面区域形成了扩散层。扩散层结构十分复杂,存在大量的纳米析出相,主要是因为Pd和Zn、Cu之间发生反应形成金属间化合物,其中Pd和Zn反应最为剧烈,在扩散层发生明显的偏聚同时阻碍了Ni与Cu的扩散,导致退火态样品Cu与Ni在界面靠近铜合金侧发生偏聚形成Cu2Ni Zn。最终扩散层结构呈现出金属间化合物与Ag固溶体交替分布的形式。(3)基带与复层的织构组成相同,由于基带的变形量大于复层,导致复层的织构强度明显低于基带。随着退火次数的增加,织构的主要种类从旋转立方织构转变为立方织构,随着轧制次数的增加,织构的主要种类从高斯织构逐渐转变为铜织构,最终样品的织构种类为铜织构、高斯织构、黄铜R织构。
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