固体材料界面电阻实验研究

【摘要】： 目前我国电器工业的迅猛发展，两接触导体的界面的接触点性能的好坏直接关系到有接触触点电器的工作性能和动作可靠性。界面的接触电阻是评定触点性能好坏的一个主要的参数。具有良好的接触性能，就是界面的接触电阻低且稳定。界面的电现象即界面的接触电阻是界面接触性能的一个重要指标，因此研究界面的接触电阻有重要的意义。 论文以铜试件和铝试件形成的界面为研究对象进行初步的实验研究和探讨。实验是理论研究的基础，参数的测量是固体界面电阻实验必须解决的基本问题。接触电阻是一种毫欧级的微小电阻，由于影响接触电阻的因素很多，并且各影响因素相互耦合作用使得接触电阻的研究更为复杂。所以接触电阻的测量要相对复杂的多。论文中分析了国内外接触电阻的测量方法，采用了一种通过二阶振荡电路产生脉冲电流的测量方法。并自行设计了接触电阻的测量系统。 该测量系统主要以内嵌MCU的高性能的多通道的24位数据采集芯片ADuC845为核心对接触电阻的测量回路中的电流和电压进行采集。分别对测量系统进行了硬件和软件设计和基于Visual Basic的数据采集的软件设计。由于采集的电压和电流信号微弱，信号处理部分利用测量放大器AD623和运算放大器OP07进行了两级放大后并通过有源低通滤波器滤波，提高了采集信号的精确性。 利用自行设计的测量系统通过不断改变实验条件以及载荷情况进行了实验研究，定性分析了界面接触电阻的主要影响因素；得出了测量数据，绘制了曲线；从影响因素的曲线来分析界面接触电阻的规律。从得到的数据曲线可以看到，不同负载、不同表面粗糙度对接触电阻的影响程度不同。在轻负载条件下，表面粗糙度对接触电阻的影响要大；在中、重负载下，只要达到一定的负载，就能改变或者破坏接触元件的表面状态，界面的表面粗糙度对接触电阻的影响甚微。因此，在轻负载条件下的接触表面的粗糙度是接触电阻的突出的影响因素。