新型高性能CuW系高压电触头材料

本书是作者在CuW系高压电触头材料领域多年来研究工作的总结。依据CuW系高压电触头材料在苛刻服役环境下出现的问题，基于实际服役环境下的损伤机理及失效机制，从材料学的角度设计材料成分、调控微观组织、优化制备工艺，研制系列新型高性能CuW系高压电触头材料，并对研制的CuW触头材料进行服役性能表征分析，研究工作涉及失效分析—成分设计—组织调控—工艺优化—性能表征—产品研制整个过程。
本书内容系统深入、理论性较强、逻辑结构清晰、语言通俗易懂，适合材料、冶金、电力、化工等学科领域相关科研人员、工程技术人员阅读，涉及的研究方法和研究成果将为从事电接触材料的广大科技工作者及高等院校师生提供理论指导和参考借鉴。

前言
第1章 绪论 1
参考文献 3
第2章 W骨架的活化烧结 5
2.1 单元素活化烧结W骨架 5
2.1.1 单元素Ni活化烧结W骨架 6
2.1.2 单元素Cr活化烧结W骨架 8
2.2 双元素活化烧结W骨架 11
2.2.1 双元素Cu-Ni活化烧结W骨架 12
2.2.2 双元素Cu-Cr活化烧结W骨架 19
参考文献 22
第3章 W骨架的熔渗 23
3.1 W骨架熔渗的微观渗流机理 23
3.1.1 熔渗过程中的热力学和动力学 23
3.1.2 Cu液流动过程的基本方程 24
3.1.3 Cu液流动过程的计算方法 27
3.2 W粉粒径对Cu液渗流行为的影响 30
3.2.1 微米级W粉制备骨架通道中Cu液的渗流行为 31
3.2.2 亚微米级W粉制备骨架通道中Cu液的渗流行为 34
3.2.3 级配W粉制备W骨架通道中Cu液的渗流行为 39
3.2.4 不同孔隙率W骨架通道中Cu液的渗流行为 45
3.3 Cu/W界面润湿性对渗流行为的影响 49
3.3.1 W骨架的表征体元 49
3.3.2 不同润湿角下的渗流过程 50
3.4 合金元素对Cu/W界面润湿性的影响 53
3.4.1 润湿性的表征与测定 53
3.4.2 合金元素对Cu/W界面润湿性的影响规律 55
3.4.3 合金元素对Cu/W界面润湿性的影响机理 63
3.5 合金元素对Cu液渗流过程的影响 65
3.5.1 添加合金元素时Cu液的物理参数 65
3.5.2 添加合金元素时Cu液的渗流过程模拟 66
参考文献 74
第4章 添加元素(相)对CuW触头材料性能的影响 77
4.1 CuW合金中添加元素的确定原则 77
4.1.1 Cu和W晶体的表面逸出功第一性原理计算 78
4.1.2 合金元素对Cu相和W相电子结构的影响 83
4.2 W骨架中添加合金元素对CuW合金性能的影响 87
4.2.1 Fe对CuW合金组织与性能的影响 88
4.2.2 Nb对CuW合金组织与性能的影响 95
4.3 Cu液中添加合金元素对CuW合金性能的影响 107
4.3.1 Cr对CuW合金组织与性能的影响 107
4.3.2 Cr、Zr共添加对CuW合金组织与性能的影响 114
4.3.3 La和Ce对CuW合金组织与性能的影响 118
4.4 陶瓷颗粒对CuW合金性能的影响 121
4.4.1 金属氧化物对CuW合金组织与性能的影响 121
4.4.2 金属碳化物对CuW合金组织与性能的影响 126
4.4.3 稀土氧化物对CuW合金组织与性能的影响 133
参考文献 160
第5章 CuW触头材料组织结构设计 163
5.1 超细结构CuW合金 163
5.1.1 超细W粉/微米Cu粉烧制骨架熔渗法 163
5.1.2 超细W粉/球磨CuO粉烧制骨架熔渗法 168
5.1.3 球磨W-CuO复合粉末液相烧结法 176
5.1.4 共还原WO3-CuO复合粉末液相烧结法 183
5.1.5 超细W-Cu复合粉末液相烧结法 190
5.2 纤维增强结构CuW合金 205
5.2.1 Wf网增强CuW合金的结构设计 205
5.2.2 Wf网增强CuW合金的组织与性能 216
5.2.3 Wf表面改性处理 220
5.2.4 表面改性Wf网增强CuW合金的组织与性能 224
5.2.5 表面改性Wf网增强超细结构CuW合金的组织与性能 229
5.3 梯度增强结构CuW合金 232
5.3.1 电弧作用下弧触头表面温度分布 232
5.3.2 WC陶瓷颗粒梯度增强CuW合金的组织与性能 236
参考文献 249

第6章 CuW触头材料的损伤分析 254
6.1 高压电弧作用下CuW触头的热应力 255
6.1.1 CuW合金的物理属性 255
6.1.2 高压电弧作用下CuW触头的温度场 257
6.1.3 高压电弧作用下CuW触头的热应力场 259
6.2 热冲击下CuW合金的组织演变与损伤 261
6.2.1 热冲击下CuW合金的组织演变 261
6.2.2 CuW合金热冲击损伤 263
6.2.3 热冲击过程中CuW合金内部应力 265
6.3 热冲击下CuW合金细观损伤与微裂纹演变 269
6.3.1 GTN损伤模型 269
6.3.2 热冲击过程中CuW合金损伤演变 271
6.3.3 高压电弧作用下CuW合金的微裂纹 273
6.4 熔渗缺陷对CuW合金细观损伤的影响 274
6.4.1 微观富Cu区与微孔洞细观模型 274
6.4.2 微观富Cu区与孤立W颗粒对损伤行为的影响 274
6.4.3 微孔隙对损伤行为的影响 276
6.5 循环载荷下CuW合金的细观累积损伤 278
6.5.1 安定与低周疲劳损伤理论 278
6.5.2 循环载荷下CuW合金的累积损伤与裂纹演变 280
参考文献 284