吴明亮:石墨烯/铜钨复合材料的制备及其性能研究论文

吴明亮:石墨烯/铜钨复合材料的制备及其性能研究论文

本文主要研究内容

作者吴明亮(2019)在《石墨烯/铜钨复合材料的制备及其性能研究》一文中研究指出:随着经济持续高速发展,用电量不断增大,这就使高压断路器向特高压、大容量方向发展,并且需要高压断路器频繁操作来满足无功调节,这就需要断路器核心部件电触头材料具有优异耐磨性、导电性、抗熔焊性、抗电弧侵蚀性等,铜钨复合材料以其优异的耐磨损性能和耐烧蚀性能,广泛应用于高压断路器中,但现役的铜钨复合材料已不能满足实际工程全寿命周期内免维护的要求,其主要原因是,在断路器断开和闭合过程中电触头之间的机械磨损,以及断开时产生的电弧对电触头的烧蚀。因此提高电触头复合材料的耐机械磨损性能和耐电弧侵蚀性能,是目前急需解决的问题。在此背景下,本文通过对铜钨复合材料(CuW80)的性能进行优化,在保持其导电率等其它性能不变的情况下,提高其耐磨损性能和耐电弧烧蚀性能。石墨烯因其优异的力学、热学和电学性能,以及特殊片层结构,表现出优异的自润滑性,使其成为了一种热门的增强体材料,增强复合材料的耐磨损性能和导热性能。这些研究为我们提供了思路:利用石墨烯的优异性能,引进入铜钨复合材料中,提高铜钨复合材料的的耐磨损性能和耐电弧烧蚀性能。但是石墨烯之间存在很强的范德华力,使石墨烯在和铜粉一起时,极易发生团聚,很难做到均匀分散,现有的球磨、分子级混合的方法虽然在一定程度提高了石墨烯的分散,但是会导致石墨烯的损坏,限制了石墨烯的优异特性。为了解决此问题,本文通过使用隔离剂对铜粉进行分散,通过CVD在铜粉表面原位生长高质量石墨烯,高质量石墨烯覆盖在铜粉外表,解决了石墨烯很难均匀分散和质量差的问题。生长石墨烯以后,以CuW80为标准,采用高温液相烧结的方式,进行制备铜钨复合材料,测试结果表明石墨烯的添加,导电率基本和未加石墨烯的CuW80相同,但明显提高了复合材料的摩擦磨损性能。在导电率方面,CuW80的导电率为42.15%IACS,Gr/CuW80的导电率为42.27%IACS,均满足了国家标准的要求。在耐磨损性能方面,CuW80的摩擦系数约为0.9,Gr/CuW80的摩擦系数约为0.75,摩擦系数降低了0.15,降低了16.7%,在耐磨损方面,CuW80和Gr/CuW80的磨损率分别是为3.53(10-6mm3/(N?m))和2.66(10-6mm3/(N?m)),相对降低了24.6%,相比商业应用的CuW80,磨损率仍降低了26.9%,表明石墨烯的添加,明显提高了复合材料的耐磨性能。在耐电弧侵蚀性能方面,Gr/CuW80的损失质量为3.41mg,CuW80的损失质量为5.55 mg,损失质量减少了2.14 mg,表明石墨烯添加在CuW80中,提高了复合材料的耐磨损性能。与商业应用的CuW80,损失质量也降低了1.79 mg。

Abstract

sui zhao jing ji chi xu gao su fa zhan ,yong dian liang bu duan zeng da ,zhe jiu shi gao ya duan lu qi xiang te gao ya 、da rong liang fang xiang fa zhan ,bing ju xu yao gao ya duan lu qi pin fan cao zuo lai man zu mo gong diao jie ,zhe jiu xu yao duan lu qi he xin bu jian dian chu tou cai liao ju you you yi nai mo xing 、dao dian xing 、kang rong han xing 、kang dian hu qin shi xing deng ,tong wu fu ge cai liao yi ji you yi de nai mo sun xing neng he nai shao shi xing neng ,an fan ying yong yu gao ya duan lu qi zhong ,dan xian yi de tong wu fu ge cai liao yi bu neng man zu shi ji gong cheng quan shou ming zhou ji nei mian wei hu de yao qiu ,ji zhu yao yuan yin shi ,zai duan lu qi duan kai he bi ge guo cheng zhong dian chu tou zhi jian de ji xie mo sun ,yi ji duan kai shi chan sheng de dian hu dui dian chu tou de shao shi 。yin ci di gao dian chu tou fu ge cai liao de nai ji xie mo sun xing neng he nai dian hu qin shi xing neng ,shi mu qian ji xu jie jue de wen ti 。zai ci bei jing xia ,ben wen tong guo dui tong wu fu ge cai liao (CuW80)de xing neng jin hang you hua ,zai bao chi ji dao dian lv deng ji ta xing neng bu bian de qing kuang xia ,di gao ji nai mo sun xing neng he nai dian hu shao shi xing neng 。dan mo xi yin ji you yi de li xue 、re xue he dian xue xing neng ,yi ji te shu pian ceng jie gou ,biao xian chu you yi de zi run hua xing ,shi ji cheng wei le yi chong re men de zeng jiang ti cai liao ,zeng jiang fu ge cai liao de nai mo sun xing neng he dao re xing neng 。zhe xie yan jiu wei wo men di gong le sai lu :li yong dan mo xi de you yi xing neng ,yin jin ru tong wu fu ge cai liao zhong ,di gao tong wu fu ge cai liao de de nai mo sun xing neng he nai dian hu shao shi xing neng 。dan shi dan mo xi zhi jian cun zai hen jiang de fan de hua li ,shi dan mo xi zai he tong fen yi qi shi ,ji yi fa sheng tuan ju ,hen nan zuo dao jun yun fen san ,xian you de qiu mo 、fen zi ji hun ge de fang fa sui ran zai yi ding cheng du di gao le dan mo xi de fen san ,dan shi hui dao zhi dan mo xi de sun huai ,xian zhi le dan mo xi de you yi te xing 。wei le jie jue ci wen ti ,ben wen tong guo shi yong ge li ji dui tong fen jin hang fen san ,tong guo CVDzai tong fen biao mian yuan wei sheng chang gao zhi liang dan mo xi ,gao zhi liang dan mo xi fu gai zai tong fen wai biao ,jie jue le dan mo xi hen nan jun yun fen san he zhi liang cha de wen ti 。sheng chang dan mo xi yi hou ,yi CuW80wei biao zhun ,cai yong gao wen ye xiang shao jie de fang shi ,jin hang zhi bei tong wu fu ge cai liao ,ce shi jie guo biao ming dan mo xi de tian jia ,dao dian lv ji ben he wei jia dan mo xi de CuW80xiang tong ,dan ming xian di gao le fu ge cai liao de ma ca mo sun xing neng 。zai dao dian lv fang mian ,CuW80de dao dian lv wei 42.15%IACS,Gr/CuW80de dao dian lv wei 42.27%IACS,jun man zu le guo jia biao zhun de yao qiu 。zai nai mo sun xing neng fang mian ,CuW80de ma ca ji shu yao wei 0.9,Gr/CuW80de ma ca ji shu yao wei 0.75,ma ca ji shu jiang di le 0.15,jiang di le 16.7%,zai nai mo sun fang mian ,CuW80he Gr/CuW80de mo sun lv fen bie shi wei 3.53(10-6mm3/(N?m))he 2.66(10-6mm3/(N?m)),xiang dui jiang di le 24.6%,xiang bi shang ye ying yong de CuW80,mo sun lv reng jiang di le 26.9%,biao ming dan mo xi de tian jia ,ming xian di gao le fu ge cai liao de nai mo xing neng 。zai nai dian hu qin shi xing neng fang mian ,Gr/CuW80de sun shi zhi liang wei 3.41mg,CuW80de sun shi zhi liang wei 5.55 mg,sun shi zhi liang jian shao le 2.14 mg,biao ming dan mo xi tian jia zai CuW80zhong ,di gao le fu ge cai liao de nai mo sun xing neng 。yu shang ye ying yong de CuW80,sun shi zhi liang ye jiang di le 1.79 mg。

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自湖南师范大学的吴明亮,发表于刊物湖南师范大学2019-10-31论文,是一篇关于原位生长论文,石墨烯论文,石墨烯论文,铜钨复合材料论文,机械磨损论文,电弧侵蚀论文,湖南师范大学2019-10-31论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自湖南师范大学2019-10-31论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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