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《浙江工业大学》 2015年
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LaSrCuO_4制备及Ag基电触点材料热挤压工艺模拟

蔡江南  
【摘要】:电触点作为电器元件的核心部件,是影响开关电器在运行时通断转化能力、可靠性和使用寿命的关键因素。电触点在服役过程中长期处于开、闭的状态,使得对触点的材料性能有很高的要求,诸如良好的导电性、抗熔焊性、耐电磨损性、较低的接触电阻等性能。具有“万能触点”之称的Ag/CdO电接触材料凭借其优异的性能被长期使用,但因Cd的毒性而受到欧盟指令的禁止。Ag/SnO_2等新型电接触材料的研究的快速发展,但是在实际应用过程中发现Ag/SnO_2材料的接触电阻较高、加工成型困难等阻碍了该材料的继续应用。因此研制性能更加优越的新型电接触材料成为该领域的热点课题,银基导电陶瓷复合材料正是其中一个重要方向。本文采用溶胶凝胶法制备LaSrCuO_4粉体,重点考察了柠檬酸与乙二胺四乙酸的摩尔比、pH值、烧结温度等工艺参数对LaSrCuO_4粉体形貌及物相的影响。利用X射线衍射(XRD),附带能谱分析的扫描电镜(SEM/EDS)手段对粉体进行了相应的表征。利用DEFORM-3D仿真软件模拟挤压成型过程,主要考察了挤压速度对坯料温度分布、金属流动速度分布、挤压力以及模具温度分布、模具等效应力分布等的影响。全文主要研究内容和结论如下:(一)采用溶胶-凝胶法制备出具有介孔状形貌的LaSrCuO_4导电陶瓷粉体:(1)800℃烧结得到的粉体团聚现象严重,而900℃及以上温度烧结得到的粉体分散相较好;(2)pH=9时制备的粉体经1000℃烧结后得到片层结构,而pH=9时低于1000℃烧结及pH=8时任意温度烧结得到粉体呈介孔状结构;(3)EDTA的加入能改善晶体的结晶性能,在形核结晶过程中能促进LaSrCuO_4相的生长而抑制了La_2SrCu_2O_6相的生长,这可能是片层状结构消失的主要原因之一。(二)采用DEFORM-3D软件模拟Ag/LaSrCoO_3电接触材料的挤压成型过程,探究了挤压速度对坯料与模具的影响:(1)5mm/s速度挤压,坯料的温度随着挤压的进行持续下降;10mm/s及以上的速度进行挤压,坯料的温度不断提高,最终在一个稳定值上下波动;(2)挤压速度越高,挤压力则越低,而金属流动速度就越快;(3)挤压速度的增加,会使模具变形区的温度升高,等效应力值反而减小。
【学位授予单位】:浙江工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TM503.5;TG376.2

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