Электрофизические методы синтеза и диагностики композиционных контактных материалов

• Автор: Дмитриев, Сергей Федорович
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Барнаул
• Количество страниц: 176 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Выбор состава и метода синтеза матрично - наполненных композитов для материала контактов сильноточных аппаратов
2. Применение метода электросинтеза для термореагирующих смесей порошков N1+АЗ
2.1 Особенности выбора дисперсных составляющих
2.2 Назначение и конструкция стенда
2.3 Синтез алюминидов никеля стехиометрического состава для случая узкого реакционного канала
2.4 Синтез алюминидов никеля при прямом элекгронагреве
3. Макет прибора неразрушающего контроля
3.1 Факторы, влияющие на выбор схемы макета прибора неразрушающего контроля. Алгоритм работы ИЭНМ-
3.2 Дифференциальный вихретоковый преобразователь в режиме "самосравнения". Расчет вносимых напряжений
3.3Структурная схема макета прибора
4. Оптимизация режимов синтеза ККМ. Барьерные и жаропрочные покрытия
4.1 Газотермическое нанесение покрытий из алюминидов никеля
и смесей порошков №+А1 на электропроводящую основу
4.2.1 Исследование режимов нанесения покрытий из смесей порошков №+А1 на цилиндрическую поверхность из А
4.2.2 Нанесение покрытий из смесей порошков №+А1 при элекгронагреве под давлением
4.3.1 Защитные покрытия из Сг, карбидов и нитридов Сг, нанесенные на электропроводящую подложку
4.3.2 Исследование режимов осаждения и свойств барьерных покрытий нанесенных на электропроводящую основу из меди
4.4 Оптимизация режимов электросинтеза и электрофизических свойств ККМ на основе меди
Заключение
Литература
Приложение
ВВЕДЕНИЕ Актуальность исследований.
В настоящее время за рубежом и в России активно развиваются новые методы синтеза композиционных материалов. Эти материалы могут быть перспективными для применения в экспериментальной физике и в электротехнической промышленности. В частности, актуальной является задача создания композиционных контактных материалов (ККМ) для особого вида коммутационных устройств - высоковольтной вакуумной аппаратуры [1,2,3]. При разработке новых композиций для материала контактов важнейшей задачей является создание приборов и методов неразрушающего контроля для диагностики электрофизических свойств композитов.
Одна из задач, решение которой существенно влияет на уровень данных технических устройств, - создание специальных контактных материалов и, в частности, разработка ККМ для вакуумных дугогасительных камер (КДВ), которые должны удовлетворять комплексу разнообразных технических требований. Все возрастающее внимание исследователей в последнее время сосредоточено на внедрении новых технологий и совершенствовании материалов контактов (КМ), направлено на повышение долговечности контактов и экономию дефицитных металлов, поиск путей оптимизации морфологических свойств КМ (распределение основных компонент, их формы, дисперсности), снижение дефектности структуры (окислы, порообразование, газы, дислокации, примеси внедрения) согласно условий эксплуатации.
Одним из перспективных жаропрочных материалов, используемых в качестве износостойкой и эрозионностойкой компоненты материала контактов являются алюминиды никеля. Однако материалы электрических контактов, синтезируемые по традиционной порошковой технологии с использованием "термонейтральных" алюминидов никеля, не отвечают предъявляемым к ним требованиям по ряду электрофизических и физикомеханических характеристик. В связи с этим актуальной задачей является разработка энергосберегающих методов по созданию и использованию

структур с анизотропными свойствами в качестве материала для контактов, так называемых однонаправленных безвольфрамовых композитов волокнистого строения. В частности, весьма перспективными являются контактные материалы, армированные алюминидами никеля.
Решаемая в настоящем исследовании задача реализована для класса контактных материатов, применяемых преимущественно в сильноточных аппаратах.
К настоящему времени в этом классе получены контактные материалы в широком спектре составов. К основным составляющим электроконтактных материалов (КМ) (вольфрам, медь, серебро, золото) добавляют интерметат-лиды, галогениды, металлоподобные соединения (гидриды, бориды, карбиды, нитриды), металлоиды [4,5,6]. Проведенный анатиз разработанных КМ по их составу, физико-механическим и электрофизическим свойствам компонентов, по характеру взаимодействия составляющих позволяет сделать вывод о том, что для получения необходимых параметров предпочтительно использовать многокомпонентные композиции [8,9,10,11,12]. Очевидно то, что более полная реашзация свойств каждого из компонентов проявляется при отсутствии или ограниченном взаимодействии их между собой во время эксплуатации КМ.
Известно, что хром и его карбиды используют для снижения электроэро-зионного износа и склонности к свариванию. Роль интерметаллидов определяется их теплофизическими характеристиками, введение таких соединений может повышать электроэрозионную стойкость, а также механический износ материала контактов [13,14,15].
Исследования по разработке новых композиционных материалов (ККМ) связаны в первую очередь с повышением коммутируемой мощности и миниатюризацией аппаратов. Для достижения этого активно применяются технологические операции прокатки, экструзии, направленной кристаллизации для создания ориентированной структуры контактов.

Продолжение таблицы 3 Концентрация легких примесей в порошках № и А] при отжиге в вакууме
Марка порошка Массовая доля, %
Основа Примеси, не более (время отжига 3 часа. Т=185 С)
N1 С N О Р №
ПНК-1Л8 99.7 0.65 0.090 0.14 0.000005 0.00
ПНК-1Л6 99.7 0.65 0.080 0.14 0.000020 0.00
ПНК-1Л5 99.7 0.65 0.075 0.13 0.000020 0.00
ПНК-УТ2 99.9 0.35 0.065 0.09 - 0.00
ПНК-ОТ1 99.9 0.30 0.050 0.08 - 0.00
ПНК-ОТ4 99.9 0.30 0.070 0.06 - 0.00
ПНК-2К 99.7 0.40 0.060 0.10 - 0.00
ПНЭ-1 99.5 0.07 0.010 0.03 - -
ПНЭ-2 99.3 А1 0.04 0.006 0.03 - “
ПА-ВЧ-1 99.98 0.03 0.004 0.50 - -
АПЖ 96.0 0.02 0.125 0.50 - -
ПА-1 99.0 0.03 0.041 1.00 - -
ПА-2 98.0 0.03 0.045 1.05 - -
ПА-4 98.0 0.03 0.025 1.15 - -
ПАП-1 (пудра) 0.03 0.250 5.05 ”