發布時間:2025-03-19
復合材料在按鈕開關觸點中的應用研究,由于傳統觸點材料的局限性,銀合金(AgCdO、AgSnO?):導電性優異但易氧化,高溫下易形成熔焊。銅合金(CuNiSi):成本較低但耐磨性和抗電弧侵蝕能力較弱。需求:開發兼具高導電性、耐磨性、抗熔焊性的觸點材料。復合材料的優勢,多相協同:結合金屬(Ag、Cu)的高導電性與陶瓷(如Al?O?、ZrO?)或碳材料(石墨、碳納米管)的耐磨性界面調控:通過納米顆粒增強相(如TiC、SiC)提高材料強度與抗電弧能力。工藝靈活性:粉末冶金、激光熔覆等工藝可實現復雜成分設計。
復合材料觸點設計與制備,材料體系選擇,復合材料:Ag-SnO?-石墨(自潤滑)、Ag-Cu-WC(高硬度)。銅基復合材料:Cu-Cr-Zr(高強耐磨)、Cu-CNTs(導電增強)。金屬-陶瓷復合材料:Ti?SiC?-Ag(高溫穩定性)。制備工藝優化,粉末冶金:控制燒結溫度(800~950℃)與壓力(200~500MPa),確保致密化與界面結合。激光熔覆:在觸點表面形成梯度復合層,提高耐磨性。3D打印(SLM):定制化觸點結構(如多孔散熱層+致密接觸層)。
復合材料觸點性能分析,電壽命提升機制,抗熔焊性:陶瓷顆粒抑制銀的擴散與熔融,減少材料轉移。耐磨性:碳納米管或石墨形成潤滑層,降低摩擦系數。電弧抑制:高熔點增強相(如WC)分散電弧能量,減少局部燒蝕。典型實驗結果,案例1:Ag-SnO?-5%石墨觸點電壽命達10萬次(傳統AgCdO觸點為5萬次)。案例2:Cu-10%CNTs觸點在10A負載下接觸電阻穩定在20mΩ以下。失效模式:以面微裂紋擴展為主,而非熔焊或材料遷移。