1、隨著真空斷路器向著高電壓、大容量、小型化方向的發(fā)展,提高真空觸頭材料性能的研究成為人們的研究熱點(diǎn)之一。銅鉻合金具有耐電壓水平高、分?jǐn)嗳萘看?、吸氣能力?qiáng)、耐損蝕特性好、截流值較低等特點(diǎn),是一種理想的觸頭材料。然而,由于銅和鉻基本不互溶,采用常規(guī)工藝制得的材料中,Cr的偏析嚴(yán)重,組織粗大,導(dǎo)致電弧在富Cr的區(qū)域聚集,燒蝕傾向嚴(yán)重,限制了該材料在大功率真空斷路器上的應(yīng)用。因此,提高Cr在Cu基體中的均勻性及細(xì)化組織是有效提高CuCr觸頭材料性

2、能的一個(gè)重要途徑。
　　本文將機(jī)械合金化法和放電等離子燒結(jié)技術(shù)結(jié)合起來(lái),開(kāi)展了納米晶CuCr觸頭塊體復(fù)合材料的研究。利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDX)等分析測(cè)試技術(shù)對(duì)材料的物相結(jié)構(gòu)、組織形貌和成分分布等進(jìn)行了表征,并檢測(cè)了塊體材料的致密度、顯微硬度、電導(dǎo)率等相關(guān)物理性能。研究了機(jī)械合金化和放電等離子燒結(jié)過(guò)程中關(guān)鍵工藝參數(shù)對(duì)材料的結(jié)構(gòu)、組織、形貌和性能的影響,研究了機(jī)械合金化過(guò)程中固溶擴(kuò)展情況,探討了放電

3、等離子燒結(jié)過(guò)程。主要研究成果如下:
　　采用高質(zhì)量的硬質(zhì)合金球有利于增強(qiáng)機(jī)械合金化效果。在球料比為30:1,球磨時(shí)間為50 h條件下,復(fù)合粉末的平均晶粒尺寸為26 nm,Cu(Cr)固溶度為1.0065 wt.％。
　　適量的過(guò)程控制劑(Process Control Agent,簡(jiǎn)稱PCA)可以有效提高粉末的出粉率和分散性。PCA含量范圍為5-15wt.％時(shí),球磨效果較佳,出粉率達(dá)到90％以上,平均晶粒尺寸為26.1-35

4、 nm。
　　采用級(jí)配法球磨有利于粉末的細(xì)化和提高組分的均勻性。制得的燒結(jié)體中,Cr以細(xì)小顆粒狀均勻彌散分布于Cu基體中,其平均尺寸小于3μm。
　　適當(dāng)延長(zhǎng)球磨時(shí)間,可細(xì)化晶粒,增大Cr在Cu中的固溶度,復(fù)合粉末的形態(tài)呈球狀。使用球磨70 h的粉末進(jìn)行SPS燒結(jié),燒結(jié)體中,Cr顆粒的平均尺寸為100nm,彌散分布在Cu基體中。
　　升溫速率和溫度是影響燒結(jié)體性能的關(guān)鍵因素。當(dāng)燒結(jié)溫度為900℃,升溫速率為100℃/m