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碳纳米管—银—石墨复合材料电磨损性能的研究

作　者: 张敏
导　师: 凤仪
学　校: 合肥工业大学
专　业: 材料学
关键词: 碳纳米管-银-石墨复合材料电流电刷压力摩擦系数:磨损量接触电压降
分类号: TB332
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

本实验利用了银基体良好的导电、导热性,碳纳米管优异的力学性能和润滑性,以及石墨的润滑性,采用粉末冶金法制造了碳纳米管-银-石墨复合材料电刷,研究了电流以及不同的压力对复合材料摩擦磨损性能的影响。研究表明:在通入电流进行电磨损时,复合材料的摩擦系数、磨损量要大于纯机械磨损时的摩擦系数和磨损量,由于有效接触面积(a-斑点)小,电流通过时产生收缩电阻以及电气性功率损耗,导致电刷和换向器的温度升高,破坏了润滑膜的完整性,产生粘着磨损,导致摩擦系数、磨损量增大,另外由于碳纳米管的研磨作用,使得接触电压降基本保持稳定。随着压力的增大,复合材料的接触电压降会逐渐减小,这是因为压力越大,接触的α-斑点就越多,实际接触的面积就越大,接触电阻越小,从而接触电压降也随之降低了。润滑膜对摩擦系数的影响很大。在压力适中的时候,摩擦系数最小,因为此时压力适中,很好的抑制了电火花又不至于破坏润滑膜;压力过小、过大的时侯,会引起电火花或者润滑膜会被破坏,导致摩擦系数变大。当压力为P=1.5 N/cm~2时,电刷磨损量最小;压力偏小时磨损量很大的原因主要是因为电气异常磨损;压力偏大时磨损量也很大,则是因为压力太大,破坏润滑膜,容易产生粘着磨损,同时压力越大,机械磨损量也会越大,所以总的磨损量也很大。电刷的电磨损还与极性有着很大的关系,正刷的电磨损量要大于负刷的电磨损量,这是因为,在通电的情况下,水会发生离解生成氢和氧,由于极性的关系,氧会向正刷游动并与正刷中的金属发生反应,使得基体结合力减弱,磨损量增大。

全文目录

第一章绪论  12-21
  1.1 金属基复合材料发展概述  12-13
  1.2 金属基复合材料的分类  13-14
  1.3 金属基复合材料的发展前景  14-15
  1.4 电接触材料以及电机电刷简介  15-16
  1.5 碳纳米管简介  16-19
    1.5.1 碳纳米管的性能及应用  17-19
      1.5.1.1 力学性能及应用  17-18
      1.5.1.2 电磁性能及应用  18-19
  1.6 碳纳米管复合材料简介  19-20
  1.7 课题研究的意义  20-21
第二章碳纳米管-银-石墨复合材料的制备及电磨损性能测试原理和制备  21-28
  2.1 碳纳米管-银-石墨复合材料的制备  21-24
  2.2 主要实验仪器  24
  2.3 电刷电磨损性能测试原理  24-26
    2.3.1 接触电压将测试原理  24-25
    2.3.2 摩擦系数测试原理  25-26
    2.3.3 磨损量的测试原理  26
  2.4 电刷摩擦磨损试验机的主要部件  26-27
  2.5 实验前的准备  27-28
第三章电流对碳纳米管-银-石墨复合材料磨损性能的影响  28-40
  3.1 电刷与换向器的表面接触  28-29
  3.2 电流传导方式  29-30
  3.3 电流对复合材料摩擦系数的影响  30-34
  3.4 电流对复合材料磨损量的影响  34-37
  3.5 电流对复合材料接触电压降的影响  37-39
  3.6 本章小结  39-40
第四章压力变化对碳纳米管-银-石墨复合材料磨损性能的影响  40-53
  5.1 压力变化对复合材料接触电压降的影响  40-43
  5.2 压力变化对复合材料摩擦系数的影响  43-45
  5.3 压力变化对复合材料磨损量的影响  45-52
  5.4 本章小结  52-53
第五章全文总结  53-54
参考文献  54-59
硕士在读期间发表论文情况  59

碳纳米管—银—石墨复合材料电磨损性能的研究

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