1、隨著真空斷路器向著高電壓、大容量、小型化方向的發(fā)展,提高真空觸頭材料性能的研究成為人們的研究熱點之一。銅鉻合金具有耐電壓水平高、分斷容量大、吸氣能力強、耐損蝕特性好、截流值較低等特點,是一種理想的觸頭材料。然而,由于銅和鉻基本不互溶,采用常規(guī)工藝制得的材料中,Cr的偏析嚴重,組織粗大,導致電弧在富Cr的區(qū)域聚集,燒蝕傾向嚴重,限制了該材料在大功率真空斷路器上的應用。因此,提高Cr在Cu基體中的均勻性及細化組織是有效提高CuCr觸頭材料性

2、能的一個重要途徑。
　　本文將機械合金化法和放電等離子燒結(jié)技術(shù)結(jié)合起來,開展了納米晶CuCr觸頭塊體復合材料的研究。利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、能譜儀(EDX)等分析測試技術(shù)對材料的物相結(jié)構(gòu)、組織形貌和成分分布等進行了表征,并檢測了塊體材料的致密度、顯微硬度、電導率等相關物理性能。研究了機械合金化和放電等離子燒結(jié)過程中關鍵工藝參數(shù)對材料的結(jié)構(gòu)、組織、形貌和性能的影響,研究了機械合金化過程中固溶擴展情況,探討了放電

3、等離子燒結(jié)過程。主要研究成果如下:
　　采用高質(zhì)量的硬質(zhì)合金球有利于增強機械合金化效果。在球料比為30:1,球磨時間為50 h條件下,復合粉末的平均晶粒尺寸為26 nm,Cu(Cr)固溶度為1.0065 wt.％。
　　適量的過程控制劑(Process Control Agent,簡稱PCA)可以有效提高粉末的出粉率和分散性。PCA含量范圍為5-15wt.％時,球磨效果較佳,出粉率達到90％以上,平均晶粒尺寸為26.1-35

4、 nm。
　　采用級配法球磨有利于粉末的細化和提高組分的均勻性。制得的燒結(jié)體中,Cr以細小顆粒狀均勻彌散分布于Cu基體中,其平均尺寸小于3μm。
　　適當延長球磨時間,可細化晶粒,增大Cr在Cu中的固溶度,復合粉末的形態(tài)呈球狀。使用球磨70 h的粉末進行SPS燒結(jié),燒結(jié)體中,Cr顆粒的平均尺寸為100nm,彌散分布在Cu基體中。
　　升溫速率和溫度是影響燒結(jié)體性能的關鍵因素。當燒結(jié)溫度為900℃,升溫速率為100℃/m