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纳米掺杂AgSnO_2电触头材料及其单晶硅类流态结构的研究

郑冀  
【摘要】:(第一部分) AgSnO_2是一种新型无毒电触头材料,但接触电阻大,温升高,加工成型困难严重制约了AgSnO_2触头材料的发展和应用。本文针对AgSnO_2触头材料存在问题,研究一种新的纳米掺杂AgSnO_2电触头材料,以提高AgSnO_2材料的电性能和机械性能。 采用溶胶-凝胶法制备纳米SnO_2粉末,通过掺杂使第二相粒子Ti~(4+)、Zn~(2+)Sb~(3+)、Cu~(2+)进入SnO_2的晶格,改善SnO_2的导电性。利用分散剂聚乙二醇(PEG)对纳米掺杂SnO_2进行表面修饰,使纳米SnO_2粉末的平均粒度在10nm左右。采用化学镀方法对纳米掺杂SnO_2表面进行修饰,减少纳米SnO_2的硬团聚,改善了Ag与SnO_2之间的浸润性和相容性,使AgSnO_2触头材料的抗拉强度提高100%,延伸率提高了200%,解决了AgSnO_2材料的机加工性差的问题。 利用XRD、TEM和DTA对纳米掺杂SnO_2粉末的成分、结构和热处理温度进行了研究。对纳米AgSnO_2材料的超塑性、弥散强化、塑性变形和热处理退火特性进行了分析讨论。研究表明:纳米掺杂AgSnO_2电触头材料的组织中,SnO_2粒子弥散细小,分布均匀,不仅减小了SnO_2对银基体的割裂作用; 而且避免了因SnO_2富集形成绝缘层使接触电阻升高,从而提高触头材料电性能、电寿命,抗熔焊、耐电弧烧损的能力。研究的纳米掺杂AgSnO_2触头材料在导电性和机械性能方面均达到或超过国标性能和国外先进产品性能。 (第二部分) 固体类流态现象已经在许多材料中被发现和证实,为了进一步分析固体类流态产生的机制。本文采用金相显微镜、原子力显微镜等观测仪器,在常温、常压下对半导体单晶硅的(111)面进行了观察。在单晶硅表面看到了美丽的类流态胞区,观察到它的萌生、长大和消亡的过程。类流态胞区是由局部原子集团的迁移运动而产生,整个过程显示出非线性的振荡特征。 我们推测类流态胞区是由具有一定结构和能量的相组成,为了证实这个猜


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