载流条件下镧对Cu-Al₂O₃复合材料电弧烧蚀性能的影响

来源期刊：中国稀土学报2019年第6期

论文作者：杜林飞 刘贵民 闫涛 惠阳

文章页码：680 - 688

关键词：高能球磨;放电等离子烧结;Cu-Al₂O₃-La复合材料;载流摩擦;

摘    要：采用高能球磨、放电等离子烧结的方法制备Cu-Al₂O₃-La复合材料,利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）、显微硬度计、摩擦磨损试验机等设备研究了La含量对复合材料组织、致密度、硬度、导电率、耐电弧烧蚀性能的影响,并探究稀土元素对复合材料载流摩擦中电弧烧蚀现象的影响。结果表明:La元素可以促进Al₂O₃颗粒的弥散分布,有效防止颗粒团聚,当La含量为0.03%时,颗粒分布状态最佳。与Cu-Al₂O₃复合材料相比, Cu-Al₂O₃-0.01La复合材料的致密度、硬度与导电率分别从97.2%, HV174, 58.37%IACS提升至97.6%, HV181, 64.51%IACS。但随着La含量的增加,复合材料性能不再有明显的提升, La含量为0.02%时,导电率还有一定程度的下降。实验结果显示稀土含量为0.02%时,复合材料的综合性能最佳。电弧烧蚀与载流摩擦试验结果表明:La元素一方面减少了材料表面电弧易击穿区域的相对数量,分散电弧能量,使阴极斑点连续又迅速的运动,提高了复合材料的耐电弧烧蚀性能;另一方面增强材料的力学性能,削弱了磨损表面的片状剥落现象,使摩擦副的接触更加紧密,有效抑制了复合材料载流摩擦磨损过程中的电弧烧蚀现象,提高耐磨性能。