автореферат диссертации по металлургии, 05.16.06, диссертация на тему:Получение и исследование свойств комопзиционных материалов на основе меди

На правах рукописи

ПИМЕНОВА Наталия Валентиновна

ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ МЕДИ

05.16.06. - Порошковая металлургия и композиционные материалы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Пермь 2009

003473519

Работа выполнена в Научном центре порошкового материаловедения ГОУ ВПО Пермского государственного технического университета

Научный руководитель:

Анциферов Владимир Никитович -доктор технических наук, профессор,

академик РАН

Официальные оппоненты:

Сиротенко Людмила Дмитриевна - доктор технических наук, профессор Лгодаговский Андрей Васильевич - доктор технических наук Ведущее предприятие:

ОАО «Пермский научно-исследовательский технологический институт», г. Пермь

Защита состоится £ шо^сл, 2009 г. в 40 час, на заседании диссертационного совета Д 212.188.02. по присуждении ученой степени доктора наук при Пермском государственном техническом университете по адресу:

614990, г. Пермь, Комсомольский проспект, Д. 29, ауд. 423 б главного корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного технического университета.

Автореферат разослан " " _2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.188.02. доктор технических наук, -

Е.А. Кривоносова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Вакуумные дугогасительные камеры (ВДК) предназначены для комплектации коммутационных аппаратов переменного тока (силовых выключателей, выключателей нагрузки, контакторов и др.), рассчитанных на напряжение от 0,4 до 35 кВ при токах отключения от 5 до 40 кА и номинальной силе тока от 400 до 2000 А.

Вакуумные выключатели с электрическими контактами из псевдосплавов системы Cu-Cr успешно работают в диапазоне напряжений до 35 кВ и токов до 40 кА, постепенно вытесняя масляные и воздушные, благодаря своей высокой надежности, большому сроку службы и простоте технического обслуживания.

В настоящее время разработкой и выпуском электроконтактных материалов Cu-Cr занимаются ведущие российские и зарубежные электротехнические компании: ОАО «Полема», завод «Диском», «Научный центр порошкового материаловедения» (г. Пермь), General Electric Company, Westinghouse Electric Company, Siemens, DODUCO и др.

Цель работы.

Целью данной работы было исследование закономерностей реологии и фазообразования в системе Cu-Cr; исследование структуры и свойств электроконтактных материалов; разработка материала для изготовления электрических контактов вакуумных дугогасительных камер.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1. Выбор исходных материалов для изготовления методом порошковой металлургии композиционного материала электроконтактного назначения с учетом химического и гранулометрического составов исходных дисперсных материалов и соотношения цена - качество;

2. Исследование и оптимизация процессов подготовки порошков, их смешивания, закономерностей изменения технологических характеристик смесей;

3. Исследование процессов консолидации порошковых смесей системы Cu-Cr из исходных материалов;

4. Исследование структуры и свойств композиционных материалов системы CuCr с целью получения материала электроконтактов (ВДК) с оптимальным комплексом эксплуатационных свойств;

5. Исследование возможности повышения дисперсности структуры псевдосплава Cu-Cr посредством механоактивации; исследование процессов фазообразования в механоактивированной компзиции Cu-Cr.

Научная новнзна работы заключается в следующем.

Исследовано изменение характера укладки частиц в двухкомпонентных порошковых смесях системы Cu-Cr в зависимости от соотношения компонентов в смеси. На конкретных исходных порошках найдено соотношение компонентов с наиболее плотной укладкой частиц смеси.

Исследовано изменение характера структуры и физико-механических свойств псевдосплавов системы Cu-Cr в интервале составов от Си-10 вес.%Сг до Си-60 вес.%Сг.

г-

.....

Исследовано влияние механоактивации на структуру и свойства композиции Си-35 вес.%Сг, в том числе на фазообразование.

Практическая значимость работы заключается в следующем.

Разработан материал композиции Си-35 %Сг, обладающий следующими свойствами: относительной плотностью 96 %, твердостью не ниже 78 НВ, пределом прочности на растяжение не менее 270 МПа, электропроводностью 38 % от электропроводности меди, содержанием примесей по кислороду менее 0,07%. Свойства разработанного псевдосплава обеспечивают его надежную работу в качестве материала электроконтактов вакуумных дугогасительных камер.

Разработана технология получения заготовок электрических контактов ВДК из материала композиции Си-35 %Сг.

Освоено производство и осуществляется поставка заготовок электроконтактов предприятиям.

На защиту выносятся следующие положения.

1. Экспериментально установленные зависимости: уплотнения шихты системы Cu-Cr от весового соотношения компонентов; уплотнения гранулированной порошковой смеси композиции Си-35 %Сг от весовой доли пластификатора.

2. Закономерности формирования структуры в системе Cu-Cr с различным соотношением фаз и механоактивированной композиции Си-35 %Сг.

3. Зависимости физико-механических свойств композиционных материалов системы Cu-Cr от весовых соотношений компонентов и механоактивированной композиции Си-35 %Сг от продолжительности механоактивации, полученных твердофазным спеканием.

Личный вклад автора заключается в постановке задач исследований, организации и проведении экспериментальных и исследовательских работ, интерпретации и обобщении полученных результатов.

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях:

XXVI Российская школа по проблемам науки и технологий, Миасс, 2006; Международная конференция «Новые перспективные материалы и технологии», Россия, Волгоград, 2007; VII Московский международный салон инноваций и инвестиций, Москва, 2007.

Работа выполнена в Научном центре порошкового материаловедения ГОУ ВПО «Пермский государственный технический университет» в рамках проекта «Разработка процессов, создание технологии получения электроконтактных материалов на основе Cu-Cr композиции и изделий на их основе для экстремальных условий эксплуатации, организация производства наукоемкой продукции» (№ гос. регистрации 0120.0502709), выполняемого по заданию Министерства образования и науки РФ.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 5 печатных работ, в том числе 1 статья в журнале, рекомендованном ВАК. Получен патент РФ на изобретение.

Автор имеет публикации в журналах ВАК по смежным тематикам: 3 статьи.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, семи глав, общих выводов по работе, списка использованной литературы из 63 наименований, приложения с актом испытаний. Работа изложена на 112 страницах машинописного текста, содержит 38 рисунков, и 8 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы работы, сформулированы цели и задачи работы, перечислены основные результаты работы и положения, выносимые на защиту, показаны научная новизна и практическое значение работы.

В первой главе описаны процессы, протекающие на электрических контактах при замыкании и размыкании ими электрической цепи, перечислены требования, предъявляемые к материалам электроконтактов. Дан обзор методов, применяемых для получения псевдосплавов: дуговое плавление, вакуумное индукционное литье и, относящиеся к методам порошковой металлургии, твердофазное спекание и инфильтрация.

Показано, что исследования и разработки композиционноых материалов направлены на подбор элементов в композиции и совершенствование структуры материала. Совершенствование структуры композиционных материалов идет по двум направлениям: легирование композиции и измельчение структуры композиции. Легирование псевдосплавов проводят с целью предотвращения свариваемости контактов и уменьшения тока среза. Дисперсность структуры повышает износостойкость электроконтактов, стойкость к эрозии.

Показано, что метод твердофазного спекания является наименее дорогостоящим по энергетическим затратам и позволяет достигать высокого качества структуры материала: высокой дисперсности и равномерности распределения фазовых составляющих.

Во второй главе приведены задачи и методики исследований.

Отбор проб порошков производили согласно ГОСТ 23148-78. Гранулометрический состав порошковых материалов определяли на микроскопе «МЕТАМ ЛВ-31» с помощью программы цифровой обработки и анализа изображений «ВидеоТест 4.0» и методики «Гранулометрия». Насыпная плотность полученных порошков определялась на волюмометре согласно ГОСТ 19440-74.

Определение кислорода и азота в шихте и образцах проводили по методу восстановительного плавления или горячей экстракции согласно ГОСТ 2741787.

Шихта композиций порошков Си и Сг смешивалась в смесителе со скорость вращения 35 об./мин. Для получения высоконеравновесной порошковой смеси системы Си-Сг добавляли мелющие тела в форме шаров

диаметром 10 мм. Соотношение массы шихты и мелющих тел 1:30. Скорость вращения смесителя 60 об./мин.

Заготовки образцов получали в стальных закрытых пресс-формах методом однократного холодного двустороннего прессования в диапазоне давлений 600-800МПа. Спекание образцов проводили в вакууме не хуже 10'2Па в диапазоне температур 1000-1050°С. Использовали вакуумные печи серии

снвэ.

Морфологию частиц и структуру спеченных образцов изучали на оптических микроскопах «Neophot-21», «Neophot-32» и растровом электронном микроскопе Ultra 55 Carl Zeiss.

Субструктуру исследовали методами рентгеноструктурного анализа на дифрактометрах ДРОН-4-13, ДРОН-ЗМ с использованием Хс0 излучения.

Механические свойства (твердость, микротвердость, ' прочность на растяжение) определяли в соответствии с ГОСТ 9012-59,9450-76, 18227-85.

Электросопротивление материала определяли на специально изготовленных образцах с помощью миллиомметра «GOM-802».

В третьей главе исследованы свойства использованных исходных материалов - порошков меди и хрома от различных производителей.

Чистота электроконтактного материала по газовым примесям является наиболее важной его характеристикой (таблица 1).

Таблица 1. Содержание газовых примесей, допустимое в электрических контактах высоковольтных вакуумных дугогасительных камер (вес. %)

Кислород Азот Водород

не более 0,07 не более 0,00035 не более 0,00035

Из порошков меди выбрани порошок марки ПМС-1, содержащий меньшее количество примесей (0,2 % по кислороду) в сравнении с порошком меди ПМС-Н (0,5 % по кислороду).

По результатам анализа порошков храма от производителей ОАО«Полема» марки ПХ1С, ООО «Спецферросплав» и «БексЬаих» на содержание газовых примесей наиболее чистым является порошок хрома алюмотермический производства ООО «Спецферросплав» (таблица 2). Таблица 2. Содержание примесей в порошках хрома различных марок, вес.% не более

Примесь ОАО «Полема», Тула ООО «Спецферросплав», Челябинск «Delachaux», Франция

Кислород 0,20 0,05 0,0575

Азот 0,009 0,003 0,0035

Важным ( >актором при выборе материала также является

гранулометрический состав и форма частиц порошков. Форма частиц порошков оказывает большое влияние на их насыпную плотность и прессуемость, а также на плотность, прочность и однородность прессовок.

Более мелкий размер частиц порошка меди ПМС-1 (100 мкм по номиналу, 40 мкм средний размер) по сравнению с порошком меди марки ПМС-Н

(224 мкм по номиналу) будет задавать более мелкий размер частиц фазы Си в псевдосплаве.

При исследовании формы частиц и распределения частиц по размерам порошков хрома установлено, что частицы порошка ПХ1С от ОАО «Полема» имеют губчатую форму (рис. 1 а), со средним размером 10 мкм. Частицы порошков хрома производства ООО «Спецферросплав» и «ВексИаих» имеют округлую форму (рис. 1 б и в) при более крупном среднем размере - 30 мкм и 40 мкм соответственно.

а б в

Рис. 1. Фотографии порошков хрома различных производителей: а-ПХ1С ОАО «Полема», б - ООО «Спецферросплав», в - «Ое1асЬаих»

На основе полученных данных, из порошков хрома выбран порошок производства ООО «Спецферросплав», наиболее чистый по содержанию газовых примесей и, что немаловажно, наименее дорогой. В сочетание с медным порошком ПМС-1 выбранный порошок хрома позволяет получать качественную шихту и хорошее распределение хрома в медной матрице спеченных изделий.

В четвертой главе приведены теоретические расчеты пористости двухфракционной смеси и результаты исследований процессов уплотнения при приготовлении шихты композиционной системы Си-Сг.

Высокая плотность является одной из важнейших характеристик электроконтактного материала, поскольку обеспечивает высокие физико-механические свойства: электро- и теплопрводность, твердость. Поэтому исследование процессов уплотнения при приготовлении шихты композиции Си-Сг были направлены на выявление соотношения фракций с наиболее плотной укладкой частиц.

На основе феноменологических расчетов было сделано предположение о существовании соотношения долей фракций с наиболее плотной укладкой частиц. Поскольку плотность укладки частиц в смеси характеризуется пористостью смеси, были использованы расчеты для пористости смеси. Графическое представление расчетов приведено на рисунке 2, где по горизонтальной оси откладывается величина объемной доля мелкой фракции хт в смеси, а по вертикальной оси пористость смеси.

В двухфракционной смеси возможны два предельных случая: когда размеры частиц соизмеримы и когда размеры частиц одной из фракций существенно малы по сравнению с размерами частиц другой фракции.

В первом случае пористость смеси будет по принципу атддитивности складываться из пористостей отдельных фракций (уравнение (1)).

П = (хт'Г]т + Хк-Г)к), (1)

где щ и У]т коэффициенты пористости, хк и хт объемные доли крупной (к) и мелкой (т) фракций соответственно. На рисунке 2 этому уравнению соответствует прямая линия, проходящая через точки А и В.

Во втором случае, по мере добавления частиц мелкой фракции в фракцию из крупных частиц, частицы мелкой фракции будут заполнять поры между частицами крупной фракции, не изменяя общий насыпной объем порошковой смеси. Пористость смеси в этом случае будет описываться уравнением (2):

П = Пк'Хк - хт, (2)

где Т]к-хк определяет объем пор между крупными частицами, хт - объемная доля частиц мелкой фракции, занимающих пустоты между крупными частицами.

При дальнейшем увеличении объемной доли мелкой фракции хт наступает такой момент, когда объем пустот между элементами крупной фракции будет полностью заполнен «мелочью» и ее дальнейшее накопление будет приводить к росту объема всей порошковой смеси. Крупные частицы окажутся как бы «погруженными» в мелкую фракцию и уже не будут образовывать непрерывной контактирующей

структуры. Поры будут

формироваться только мелкими частицами, а уравнение для пористости примет следующий вид (3):

7 = ПтХщ . (3)

Таким образом, минимальная пористость в смеси будет достигаться в момент, когда насыпной объем мелких частиц станет равным объему пор крупной фракции. Этому значению пористости соответствует точка М - точка пересечения прямых, заданных уравнениями (2) и (3). Ломаная линия А, М, В, является нижней границей возможных значений коэффициента пористости для двухфракционой порошковой смеси. Все вероятные значения пористости ц лежат внутри треугольной области с вершинами А, В и М, например, линия (4).

При получении порошковых материалов из полифракционных смесей плотность и пористость заготовок зависят от объемных долей фракций в смеси, характера укладки частиц в отдельных фракциях и в смеси, от соотношения средних размеров частиц фракций.

Смесь порошков Си и Сг является бидисперсной: частицы имеют либо дендритную (Си), либо округлую (Сг) форму. Средний размер частиц порошка

Рис. 2. Зависимость коэффициента пористости от объемной доли мелких частиц

меди ~ 40 мкм, порошка хрома ~ 30 мкм. Изображение частиц порошков приведено на рисунке 3.

а б

Рис. 3. Фотографии порошков, полученные методом сканирующей электронной микроскопии: а - меди, б - хрома

В связи с различием по форме и размеру частиц порошков меди и хрома, с изменением весового соотношения порошков - компонентов меняется характер укладки частиц смеси порошков. Увеличение содержания в смеси доли частиц порошка хрома округлой формы, сопровождается увеличением насыпной плотности смеси порошков (рисунок 4).

Обнаружено, что зависимость насыпной плотности можно разбить на два участка, на каждом из которых она описывается квадратичным полиномом. Точка с весовым содержанием Сг 35 % является точкой перегиба. Для подтверждения наличия точки перегиба при 35 вес.% Сг была определена насыпная плотность шихты с содержанием Сг 32,5 вес.% и 37,5 вес.%. Точка перегиба на зависимости сохранилась. В области весового соотношения порошков Си-35%Сг меняется характер укладки частиц. Когда основную массу смеси составляют частицы порошка меди дендритной формы, более мелкие по сравнению с ними частицы хрома округлой формы занимают промежутки между разветвлениями частиц меди. При увеличении весовой доли порошка хрома до определенного значения промежутки между частицами меди заполняются до предела, после чего увеличение насыпной плотности происходит за счет увеличения в общей массе порошковой смеси весовой доли частиц хрома. Таким образом, экспериментально найдено соотношение долей фракций в порошковой смеси Си-Сг с наиболее плотной укладкой частиц.

!~> 2.8 о

2,6

-а

Р

0

1 2.4

Е-

0

с 2.2 «

я в

5 2,0

х 8

1 1,8

У -уш +<угч-(уг'

У

60

70

О 10 20 30 40 50 Весовое содержание Сг, %

Рис. 4. Влияние весового соотношения компонент на насыпную плотность шихты композиции Си-Сг

В прессованной шихте поры, образованные при свободной засыпке, удалены или деформированы на 90 %. Плотность хрома ниже плотности меди, твердость, - выше, поэтому плотность прессованной композиции Си-Сг с увеличением весового содержания Сг уменьшается. Монотонность зависимости нарушается в области с весовым соотношением Си-35 %Сг. Сохранение точки перегиба на зависимости плотности в области с Си-35вес.% Сг согласуется с наличием точки перегиба на зависимости насыпной плотности и подтверждает наличие наиболее плотной укладки частиц шихты данного состава.

В пятой главе приведены результаты исследования гранулрирования шихты состава Си-35 вес.% Сг, проведенного с целью дополнительного повышения плотности композиционного материала и более равномерного распределения фаз.

Улучшение прессуемости гранулированной шихты наблюдалось на давлениях от 500 700 МПа и при введении пластификатора в объеме составляющем половину объема пор в прессовке из негранулированной шихты.

Поскольку гранулирование увеличивало относительную плотность прессовок на десятые доли процента, а не выгоревший при спекании пластификатор вызывает снижение электропроводности композиционного материала, было принято решение отказаться от гранулирования шихты Си-35 вес.% Сг в дальнейших технологических разработках.

В шестой главе приведены результаты исследования формирования структуры и свойств композиционного материала системы Си-Сг.

Проведены режимы спекания композиций Си-Сг в вакууме при температурах 1000 °С и 1050 °С в течение 1ч и 3 ч. Спекание позволяет прессовке принять более термодинамически устойчивое состояние вследствие сокращения поверхности спекаемых частиц, ростом межчастичных контактов, снятия структурных искажений.

На рисунке 5, имеющее место до спекания изменение характера зависимости плотности от весового содержания Сг сточкой перегиба при весовом содержании Сг 35 % сохранилось и стало более выраженным, что было вызвано активной объемной усадкой композиции Си-35 вес.% Сг такой же как у состава Си-30 вес.% Сг (4 - 6 %).

В композициях с высоким содержанием Си наблюдалась более интенсивная объемная Рис. 5. Зависимость относительной плотности усадка, т.к. происходило спекание композиционного материала Си-Сг от активной медной матрицы с весового соотношения фаз тугоплавкими включениями Сг. Образованная при прессовании остаточная пористость по Си-фазе устранялась. При больших содержаниях хрома

0 10 20 30 40 50 60 70 Весовое содержание Сг, %

образовывался тугоплавкий каркас, менее активный при спекании и тормозящий объемную усадку композиционного материала Си-Сг. Остаточная пористость по медной фазе не устраняется.

Данные по кинетике спекания хорошо согласуются с исследованиями микроструктуры материалов композиции Си-Сг (рис. 6). Частицы Сг - фазы в композициях с содержанием Сг до 20 вес.% имеют округлую форму и разделены между собой медной матрицей (рис. 6, а). В композициях составов от 30 до 40 вес.% Сг частицы Сг - фазы имеют разветвленную форму из-за конгломерации частиц порошка Сг и включены в матрицу медной фазы (рис. 6, б). В композициях с содержанием хрома более 40 вес.% частицы фазы Си разделены сетью из разветвленных частиц фазы Сг, образующих жесткий каркас (рис. 6, в).

Рис. 6. Микроструктура образцов композиции Си-Сг, спеченных по режиму 1050°С/1ч/вакуум: а-10%Сг, б-35%Сг, в-50%Сг

С целью выяснения причины активного спекания композиции Си-35вес.% Сг проведено исследования тонкой структуры композиционных материалов системы Си-Сг с помощью рентгеноструктурного анализа. Полученные результаты показали, что в композициях Си-30 % и 35 % Сг средний размер областей когерентного рассеяния на 80- 100нм меньше, а величины микро-искажений больше на 0,002 - 0,004, чем в композициях Си-10 %, 50 %, 60 %Сг (таблица 3).

Таблица 3. Размер областей когерентного рассеяния и микро-искажений фазы Си в композиционном материале Си-Сг

Сг, вес.% Б, нм Да/а

10 294 0,002

20 230 0,003

30 223 0,004

35 205 0,006

40 281 0,002

50 297 0,002

60 300 0,002

Более интенсивные искажения тонкой структуры способствовали более интенсивному протеканию процесса спекания композиционных материалов Си-35 %Сг и Си-30 %Сг.

Си-Сг композиционных материалов 10 вес. % до 60 вес. %Ст электроэкспоненциальному закону (рис. 7).

. 9

о ¡£ Е

V К

V

5

600 М Па 700 МПа 800 М Па у = у0+ а еь * ЕхропспЧа!

Измерения электросопротивления показали, что на промежутке от сопротивление возрастает по В композиционном материале с меньшим содержанием хрома более низкое удельное электросопротивление определяется относительно высоким весовым содержанием хорошо проводящей электрический ток медной фазы и относительно низкой связностью Сг-фазы (рис.6, а), обладающей высоким электросопротивлением. С увеличением содержания Сг фазы растет связность частиц Сг и ее вклад в электросопротивление композиционного материала возрастает. Одновременно растет число контактов между частицами разноименных фаз Си и Сг, вносящих дополнительный вклад в рост электросопротивления. В области состава Си-35 вес.% Сг зависимость электросопротивления от весового соотношения фаз отклоняется от экспоненциальной. До 35 вес.% Сг электросопротивление возрастает с меньшей скоростью, а после 35 вес.% Сг с большей.

Исследования твердости

5

10 20 30 40 50 60 70 Весовое содержание Сг, %

Рис. 7 Зависимость удельного электросопротивления композиционного материала Си-Сг от весового соотношения фаз

85

75

ё

о

а

е5

70

60

55

600 МПа 700 МПа 800 МПа

Г = у0+ах+Ьх2+сх3 РоНпотга! СиЫс

композиционного материала Си-Сг показали, что постепенное увеличение в пластичной медной матрице числа включений хрома с более высокой твердостью сопровождается, постепенным, по закону кубического полинома, увеличением твердости композиционного материала Си-Сг (рис. 7). При больших содержаниях хрома рост твердости замедляется,

тугоплавкая составляющая,

равномерно распределенная по всему материалу, образует жесткий каркас и твердость

композиционного материала определяется твердостью этого каркаса. Наблюдается особенное поведение твердости в области состава Си-35% Сг, что связано с максимумом плотности материала в этой области.

10 20 30 40 50 60 Весовое содержание Сг, %

70

Рис. 8. Влияние Сг компоненты на твердость материала композиции Си-Сг

На основании результатов проведенных исследований структуры и свойств композиционного материала на основе меди с хромом в диапазоне от 10 до 60 вес % в качестве тугоплавкой составляющей сделаны следующие выводы. В исследуемом диапазоне композиций имеется некоторая область весовых соотношений меди и хрома - Си-30^40% Сг, минуя которую меняется характер поведения свойств композиционного материала Си-Сг. До 30% Сг свойства композиции определяются свойствами медной фазы, начиная с 40% Сг, на свойства композиции преобладающее влияние оказывают свойства тугоплавкой компоненты. В данном интервале влияние на формирование структуры и свойств композиционного материала Си-Сг оказывает взаимодействие фазовых составляющих.

Композиционный материал состава Си-35 %Сг обладает высокой относительной плотностью: не менее 96 %, высокой твердостью: не менее 78 НВ, удельным электрическим сопротивлением не более 4,5-мк Ом-см (не менее 38% от электропроводности чистой меди), содержание примесей по кислороду не более 0,07%, что позволяет использовать данный материал в качестве материала для электроконтактов ВДК.

В седьмой главе приведены результаты исследований по механоактивации композиционного материала Си-35%Сг, проведенной с целью измельчения структуры материала.

Зависимости относительной плотности композиции Си-35 вес.%Сг, спеченной при 1050 °С в вакууме от продолжительности механоактивации представлена на рисунке 9. Процессы

консолидации при спекании в механоактивированном материале идут интенсивнее. Более интенсивная усадка образцов из дисперсных порошков связана с повышенной плотностью

дефектов в материале и, Рис- 9- Влияние механоактивации на следовательно, со стремлением плотность композиции Си-35 % Сг материала к уменьшению свободной энергии при спекании. Наибольшая относительная объемная усадка наблюдается на материале, механоактивированном в течение 3 ч (6 %).

С увеличение продолжителности механообработки, микроструктура материала стновится более дисперсной (рис. 10).

Для определения величины изменений тонкой кристаллической структуры фаз Си и Сг в композиции Си-35 вес.%Сг проведен рентгеноструктурный анализ. Фиксируемые изменения размера периодов решетки и меди и хрома в механоактивированной композиции, определенные по задним линиям рентгенограмм не превышают 10~4 нм, что соизмеримо с погрешностью метода

измерений и не дает уверенности утверждать об образовании твердых растворов. С увеличением времени механоактивации интенсивность линий Си понижается, однако ширина дифракционных пиков существенно не меняется, не наблюдается сдвигов передних линий, что не дает возможности определить

а б в

Рис.10. Микроструктуры спеченных по режиму 1050 °С/3 ч/вакуум механоактивированных материалов: а-1ч, б-Зч, в-бч

В процессе механоактивации материал испытывает упругопластические деформации. При пластической деформации происходит измельчение структуры материала на макро- и микро- уровнях, растет плотность структурных дефектов. Таким образом, все внутренние изменения, происходящие при механоактивации, вызывают упрочнение материала (наклеп), что приводит к снижению прессуемости шихты.

Зависимость твердости материала Cu-35%Cr от продолжительности механоактивации при различных параметрах консолидации представлена на рисунке 14. При увеличении времени механоактивации твердость материала Cu-35 % Cr возрастает. Наибольшую твердость имеет материал после 6 ч механоактивации, спрессованный при давлении 800 МПа - 84 HB. Для сравнения, материал Cu-35 % Cr, полученный прессованием смеси порошков при давлении 800 МПа с последующим спеканием при температуре 1050 °С в вакууме с выдержкой в течение 3 ч имеет твердость ~ 78-80 HB.

Исследование прочности механоактивированного материала Cu-35%Cr показало, что при увеличении продолжительности механоактивации до 3 ч прочность материала возрастает до 280 МПа, а относительное удлинение находится на уровне исходного материала, при дальнейшем повышении времени механообработки до 6 ч прочность материала снижается до 255 МПа, относительное удлинение с 9 % до 5,5 %. Исследование проводили на образцах, полученных прессованием механоактивированных и исходных порошков при давлении 800 МПа, с последующим спеканием при температуре 1050 °С в вакууме с выдержкой в течение 3 ч.

Исследовано влияние механоактивации на электропроводность материала Cu-35% Cr. Удельное электросопротивление определяли на образцах прессованных при давлении 800 МПа и спеченных при температуре 1050 °С в вакууме с выдержкой в течение 3 ч. Повышение времени механоактивации приводит к повышению удельного электросопротивления, что очевидно

связано с уменьшением плотности и дефектностью структуры механоактивированного материала.

Исследования материалов Си-35% Сг, полученных механоактивацией исходных компонентов с последующей консолидацией, показали, что механоактивация до 3 ч повышает механические свойства: твердость с 76 до 82 НВ предел прочности на с 260 до 280 МПа, повышается дисперсность структуры материала, однако при этом увеличивается электросопротивление, что не желательно для материала электроконтактов ВДК. Решение о применении механоактивирования необходимо будет принимать в зависимости от требований к рабочим характеристикам электроконтактного материала.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. На основе проведенных исследований свойств порошков по химическому составу, форме частиц и распределению частиц по размерам, с учетом современных требований к уровню свойств электроконтактных материалов, и соотношения цена - качество отобраны в качестве исходных материалов для композиций Си-Сг порошок меди марки ПМС-1 и порошок хрома алюмотермический производства ООО «Спецферросплав».

2. Экспериментально подтверждено, сделанное на основе феноменологических расчетов, предположение о существовании весового соотношения компонентов в двухкомпонентной порошковой смеси с наиболее плотной укладкой частиц. В порошковых смесях системы Си-Сг из конкретных исходных порошков это весовое соотношение Си-35%Сг.

3. Гранулирование порошковой композиции Си-35 вес.%Сг показало, что вводимый объем пластификатора, при котором прессовки приобретают наибольшую плотность, равен половине объема пор в прессовке из негранулированной шихты. Поскольку гранулирование существенно не увеличивало относительную плотность прессовок, а невыгоревший при спекании пластификатор снижает электропроводность материала, было принято решение отказаться от гранулирования.

4. Установлено, что микроструктура композиционных материалов системы Си-Сг при содержаниях Си более 65 вес.% представляет собой медную матрицу с равномерным распределением частиц Сг и каркасную структуру при содержаниях Сг более 35 вес.%. Установлено, что «начало» образования каркасной структуры совпадает с соотношением компонентов Си-35 вес.% Сг.

5. Экспериментально установлены зависимости плотности, твердости, электросопротивления композиционных материалов системы Си-Сг от весовых соотношений компонентов в диапазоне от 10% до 60 %Сг, полученных твердофазным спеканием. Установлено, что при весовом соотношении Си-35 %Сг на зависимостях наблюдается точка перегиба, что связано с наименьшей пористостью и наиболее активной усадкой при спекании материала данной композиции.

Материал композиции Си-35 вес.%Сг обладает относительной плотностью 96 %, твердостью не ниже 78 НВ, пределом прочности на растяжение не менее 270 МПа, электропроводностью не менее 38% от электропроводности меди,

270 МПа, электропроводностью не менее 38 % от электропроводности меди, содержит кислорода не более 0,07 % - что позволяет использовать данный материал в качестве материала электроконтактов вакуумных дугогасительных камер с напряжением до 35 кВ.

6. Механоактивация композиции Си-35 %Сг вызывает измельчение структуры материала, рост механических свойств материала, незначительное уменьшение плотности и электросопротивления, не вызывает образования твердых растворов. Решение о применении механоактивирования необходимо будет принимать в зависимости от требований к рабочим характеристикам электроконтактного материала.

7. В процессе проведения исследований материалов композиции Cu-Cr разработана технология (усилие прессования, температура, продолжительность и среда спекания) изготовления композиционного материала материала с оптимальным комплексом свойств для материала электроконтактов вакуумных дугогасительных камер. На способ получения композиционного материала получен патент РФ. Заготовки электроконтактов прошли успешные испытания свойств на предприятии ООО «Вакуумные технологии» г. Рязань. Организован выпуск заготовок электроконтактов на предприятии ООО «Уральские технологии» (г. Пермь) (до 10 ООО шт. в год). В настоящее время осуществляется производство и поставка заготовок электроконтактов предприятиям.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Пименова Н.В., Каченюк М.Н., Сметкин A.A., Шульга H.A. Получение электротехнических материалов Cu-Cr методом порошковой металлургии// Вестник ПГТУ: Проблемы порошковых материалов и технологий. Сб. научн. трудов. Вып. 10. Пермь, 2004. С. 143-149.

2. Пименова Н.В., Каченюк М.Н., Макеева Е.В. Влияние тугоплавкой компоненты на свойства электротехнических материалов на основе меди, изготовленных методом порошковой металлургии // Вестник ПГТУ: Проблемы порошковых материалов и технологий. Сб. научн. трудов. Вып.11. Пермь, 2005. С.223-228.

3. Пименова Н.В. Получение псевдосплава Си-35 %Сг с дисперсной структурой // Сб. науч. трудов Международной конференции Новые перспективные материалы и технологии (НПМ)-2007. Россия, Волгоград, РПК «Политехник»: С. 264-266.

4. Пименова Н.В. Разработка и исследование композиционного материала Cu-Cr для электрических контактов вакуумных дугогасительных камер// Вестник МГТУ им. Г.И. Носова, - Магнитогорск, 2008, №2, с 66-99.

5. Анциферов В.Н., Сметкин A.A., Пименова Н.В. Патент РФ на изобретение № 2344189 от 20 января 2009 г. «Способ получения псевдосплава медь-хром с дисперсной структурой».

Подписано в печать 26.05.2009. Формат 60x90/16. Набор компьютерный. Тираж 100 экз. Объём 1,0 уч-изд. п.л. Заказ № 1127/2009.

Издательство

Пермского государственного технического университета 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к.113 тел. (342) 219-80-33

Введение

Глава 1. Современные электроконтактные материалы на основе 10 меди (литературный обзор)

1.1 Требования, предъявляемые к электроконтактным 10 материалам вакуумных выключателей

1.2 Методы получения псевдосплавов

1.3 Тенденции развития композиционных 20 электроконтактных материалов на основе меди с тугоплавкой компонентой

Глава 2. Постановка задачи и методики экспериментальных 30 исследований

2.1 Постановка задачи

2.2 Методики экспериментальных исследований

2.2.1 Определение технологических свойств порошков

2.2.2 Приготовление смесей порошков.

2.2.3 Грануляция шихты

2.2.4 Приготовление образцов

2.2.5 Определение плотности и пористости материала

2.2.6 Определение физико-механических свойств

2.2.7 Морфологический и металлографический анализ

2.2.8 Химический анализ. 36 Определение содержания кислорода.

Определение содержания хрома и меди.

2.2.9 Рентгенографический анализ

2.2.10 Микрорентгеноспектральный анализ

2.2.11 Определение удельного электросопротивления

2.2.12 Определение наличия (отсутствия) трещин в материале

2.2.13 Статистическая обработка результатов

Глава 3. Свойства исходных материалов композиционной 41 системы Cu-Cr

3.1 Исследование свойств исходных порошков для получения 41 электроконтактных материалов

Глава 4. Исследование процессов уплотнения при приготовлении 53 шихты композиционной системы Cu-Cr

4.1 Экспериментальные исследования

4.2 Теоретические расчеты

Глава 5. Исследование гранулирования шихты состава Cu-35%Cr

5.1 Расчет массовой доли пластификатора

5.2 Грануляция шихты Cu-35%Cr

5.3 Исследование уплотняемости шихты с различным 71 содержанием пластификатора.

Глава 6. Исследование структуры и свойств электроконтактного 75 материала системы Cu-Cr

6.1 Исследование формирования структуры материала Cu-Cr

6.2 6.2 Исследование влияния тугоплавкой компоненты на 81 физико-механические свойства материла Cu-Cr

Глава 7. Исследование влияния механоактивации на структуру 88 материала Cu-35%Cr

7.1 Исследование структуры механоактивированного 88 композиционного материала Cu-35%Cr

7.2 Исследование физикомеханических свойств механо- 95 активированного композиционного материала Cu-35%Cr Заключение

Развитие экономики России, увеличение экономического роста, прирост ВВП невозможны без развития базовой отрасли экономики — электроэнергетики включающей в себя производство электроэнергии, ее доставку конечному потребителю, ввод в строй новых энергетических ресурсов. Изменения, модернизация и рост в отрасли связаны наряду с финансовыми инвестициями и с инвестициями инновационно-техническими.

Современное состояние электрических сетей и трансформаторных подстанций в России требует замены устаревшего морально и физически оборудования. Мировая тенденция развития электротехнического оборудования такова, что ранее распространенные масляные и маломасляные выключатели на напряжение 6 — 10 кВ повсеместно заменяются вакуумными выключателями (ВВ). Уже к концу 90-х по данным компании Siemens соотношение между различными типами выключателей, продаваемых в мире на среднее напряжение, составляло в процентах: маломасляные — 12, элегазовые — 24, вакуумные - 64. В России на данный момент прослеживается аналогичная тенденция. Отечественные заводы серийно выпускают ВВ с 1981 г. Разработанные ВВ на напряжение 10 и 35 кВ используются на подстанциях распределительных сетей, а также в различных отраслях промышленности: в металлургическом производстве, на печных трансформаторах сталеплавильных печей; в электрооборудовании нефтегазового и химического производства; на тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог и метрополитена; в электрооборудовании для открытых горных работ для мощных экскаваторов, комплектных трансформаторных подстанций (КТП); в конденсаторных установках на напряжение 6-10 кВ и т.д. [1].

Благодаря своим преимуществам вакуумные выключатели все шире применяются как при строительстве новых комплектных распределительных устройств, так и для замены морально и физически устаревших традиционных выключателей при реконструкции комплектных распределительных устройств, находящихся в эксплуатации.

Использование методов порошковой металлургии при создании новых материалов позволяет обеспечить оптимальное сочетание технологии получения материалов, их структурных и рабочих характеристик. Среди материалов, получаемых методами порошковой металлургии, в промышленности широко используются псевдосплавы, сочетающие в себе структурные составляющие с резко отличными физико-механическими характеристиками. Так псевдосплавы Cu-Cr, обладают высокой электроэрозионной стойкостью и износостойкостью.

Вакуумные выключатели на основе псевдосплавов Cu-Cr успешно работают в диапазоне напряжений до 35 кВ и токов до 40 к А, постепенно вытесняя масляные и воздушные, благодаря своей высокой надежности, большому сроку службы и простоте технического обслуживания.

В настоящее время разработкой и выпуском электроконтактных материалов Cu-Cr занимаются ведущие российские и зарубежные электротехнические компании, такие как General Electric Company, Westinghouse Electric Company, Siemens, DODUCO, Sirui и др. В России -ОАО «Полема», завод «Диском», «Научный центр Порошкового материаловедения» (г. Пермь).

Современные работы в области вакуумных выключателей направлены на то чтобы, повысить разрывную мощность выключателя (коммутирующую способность) существующих камер, снизить размеры при равной коммутирующей способности. На пути достижения этих целей встречается ряд трудностей, обусловленных работой контактов в вакууме: отсутствие теплообмена контактов с окружающей средой; выделение газов из контактов при нагреве их энергией дугового разряда; повышенная свариваемость металлов в вакууме; величина тока среза при отключении небольших токов (до 100 А). В связи с перечисленными факторами, актуальным является совершенствование материалов электротехнических изделий и технологий их изготовления, что открывает широкие возможности для создания материалов с заданным комплексом свойств, удовлетворяющих современным потребностям электротехнической промышленности.

Целью работы было исследование закономерностей реологии и фазообразования в системе Cu-Cr; исследование структуры и свойств электроконтактных материалов; разработка материала для изготовления электрических контактов вакуумных дугогасительных камер, предназначенных для комплектации коммутационных аппаратов переменного тока (силовых выключателей, выключателей нагрузки, контакторов и др.), рассчитанных на средние напряжения (от 0,4 до 35 кВ ). Разрабатываемый материал по технологичным свойствам не должен уступать существующим мировым аналогам, а по себестоимости не должен превосходить существующие аналоги.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

1) Выбор исходных материалов для изготовления методом порошковой металлургии композиционного материала электрононтактного назначения с учетом химического и гранулометрического составов исходных дисперсных материалов и соотношения цена — качество.

2) Исследование и оптимизация процессов подготовки порошков, их смешивания, закономерностей изменения технологических характеристик смесей.

3) Исследование процессов уплотнения порошковых смесей системы Cu-Cr на примере отобранных исходных материалов.

4) Исследование структуры и свойств композиционных материалов системы Cu-Cr с целью получения материала электроконтактов ВДК с оптимальным комплексом эксплуатационных свойств.

5) Исследование возможности повышения дисперсности структуры псевдосплава Cu-Cr посредством механоактивации; исследование процессов фазообразования в механоактивированной композиции Cu-Cr.

Научная новизна работы.

Исследовано изменение характера укладки частиц в двухкомпонентных порошковых смесях системы Cu-Cr в зависимости от соотношения компонентов в смеси. На конкретных исходных порошках найдено соотношение компонентов с наиболее плотной укладкой частиц смеси.

Исследовано изменение характера структуры и физико-механических свойств псевдосплавов системы Cu-Cr в интервале составов от Си-10 вес.%Сг до Си-60 вес.%Сг.

Исследовано влияние механоактивации на структуру и свойства композиции Си-35 вес.%Сг, в том числе на фазообразование.

Практическое значение работы.

Разработан материал композиции Си-35 %Сг, обладающий следующими свойствами: относительной плотностью 96 %, твердостью не ниже 78 НВ, пределом прочности на растяжение не менее 270 МПа, электропроводностью 38 % от электропроводности меди, содержанием примесей по кислороду менее 0,07 %. Свойства разработанного псевдосплава обеспечивают его надежную работу в качестве материала электроконтактов вакуумных дугогасительных камер.

Разработана технология получения заготовок электрических контактов ВДК из материала композиции Си-35 %Сг.

Освоено опытное производство заготовок электроконтактов из разработанного материала. Осуществляется поставка заготовок электроконтактов предприятиям.

Положения, выносимые на защиту.

1. Экспериментально установленные зависимости: уплотнения шихты системы Cu-Cr от весового соотношения компонентов; уплотнения гранулированной порошковой смеси композиции Си-35 %Сг от весовой доли пластификатора.

2. Закономерности формирования структуры в системе Cu-Cr с различным соотношением фаз и механоактивированной композиции Си-35 %Сг.

3. Зависимости физико-механических свойств композиционных материалов системы Cu-Cr от весовых соотношений компонентов и механоактивированной композиции Си-35 %Сг от продолжительности механоактивации, полученных твердофазным спеканием.

Личный вклад автора заключается в постановке задач исследований, организации и проведении исследовательских работ, интерпретации и обобщении полученных результатов.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях:

XXVI Российская школа по проблемам науки и технологий, Миасс, 2006; Международная конференция «Новые перспективные материалы и технологии», Россия, Волгоград, 2007; VII Московский международный салон инноваций и инвестиций, Москва, 2007.

Работа выполнена в Научном центре порошкового материаловедения ГОУ ВПО «Пермский государственный технический университет» в рамках проекта «Разработка процессов, создание технологии получения электроконтактных материалов на основе Cu-Cr композиции и изделий на их основе для экстремальных условий эксплуатации, организация производства наукоемкой продукции» (№ гос. регистрации 0120.0502709) на основании ведомственной научной программы «Развитие научного потенциала высшей школы», подпрограммы № 3 «Исследования в области инфраструктуры научно-технической инновационной деятельности высшей школы и развитие ее кадрового потенциала», раздела № 3.6, выполняемой по заданию Министерства образования и науки РФ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 4 статьи, в т.ч. 1 в издании, рекомендованном ВАК, 1 патент.

Работа включает введение, 7 глав, заключение, список использованной литературы и содержит 109 страницы текста, в том числе 39 рисунков, 8 таблиц, 65 библиографических наименования.

Выводы

Исследования материалов Си-35% Сг, полученных механо-активацией исходных компонентов с последующей консолидацией, показали, что механоактивация до 3 ч повышает механические свойства: твердость с 76 до 82 НВ предел прочности с 260 до 280 МПа, повышается дисперсность структуры материала, однако при этом увеличивается электросопротивление, что не желательно для материала электроконтактов ВДК. Решение о применении механоактивирования необходимо будет принимать в зависимости от требований к рабочим характеристикам электроконтактного материала.

Заключение

1. На основе проведенных исследований свойств порошков по химическому составу, форме частиц и распределению частиц по размерам, с учетом современных требований к уровню свойств электроконтактных материалов, отобраны в качестве исходных материалов для композиций Cu-Cr порошок меди марки ПМС-1 и порошок хрома алюмотермический производства ООО «Спецферросплав».

2. Экспериментально подтверждено сделанное на основе феноменологических расчетов предположение о существовании весового соотношения компонентов в двухкомпонентной порошковой смеси с наиболее плотной укладкой частиц. В порошковых смесях системы Cu-Cr из конкретных исходных порошков это весовое соотношение соответствует Си-35%Сг.

3. Гранулирование порошковой композиции Си-35 вес.%Сг показало, что вводимый объем пластификатора, при котором прессовки приобретают наибольшую плотность, равен половине объема пор в прессовке из негранулированной шихты

4. Установлено, что микроструктура композиционных материалов системы Cu-Cr при содержаниях Си более 65 вес.% представляет собой медную матрицу с равномерным распределением частиц Сг и каркасную структуру при содержаниях Сг более 35 вес.%. Установлено, что «начало» образования каркасной структуры совпадает с соотношением компонентов Си-35 %Сг.

5. Экспериментально установлены зависимости плотности, твердости, электросопротивления материалов системы Cu-Cr от весовых соотношений компонентов в диапазоне от 10% до 60 %Сг, полученных твердофазным спеканием. Установлено, что при весовом соотношении Си-35 %Сг на зависимостях наблюдается точка перегиба, что связано с изменением характера микроструктуры материала: переходом от матричной структуры к каркасной.

6. Материал композиции Cu-35 вес.%Сг обладает относительной плотностью 96 %, твердостью не ниже 78 НВ, пределом прочности на растяжение не менее 270 МПа, электропроводностью не менее 38% от электропроводности меди, содержит кислорода не более 0,07 % - что позволяет использовать данный материал в качестве электроконтактов вакуумных дугогасительных камер с напряжением до 35 кВ. Получен патент РФ на изобретение. Заготовки электроконтактов из разработанного материала по свойствам не уступают мировым аналогам. Электропроводность разработанного материала не ниже электропроводности материалов изготавливаемых более энергозатратными способами: вакуумным индукционным литьем (Sirui, КНР) и дуговым плавлением (Siemens, Германия).

7. Разработана технология изготовления материала с оптимальными свойствами для производства электроконтактов дугогасительных камер. Организовано производство заготовок электроконтактов 5 типоразмеров в ООО «Уральские технологии» (г.Пермь) с ежегодным объемом поставок 10 тыс. шт. / год. Испытания свойств заготовок электроконтактов, разработанных в НЦ ПМ ГОУВПО ПГТУ проведены на ООО «Вакуумные технологии» (г.Рязань). Результаты испытаний представлены в приложении 1.

1. ЗАО РКЦ "Калугаэнерго-финанс" / Применение вакуумных выключателей в России, -http://www.kef.ru/art001.shtml, 17.04.2005

2. Вакуумные выключатели в СССР и за рубежом // Обзорная информация. -М: Металлургия, 1973. 62 с.

3. Контакты вакуумных дугогасительных камер низкого напряжения // Обзорная информация. М.: Металлургия, 1979. 80 с.

4. Электрические коммутирующие контакты и материалы для них // Обзорная информация. — М.: Металлургия, 1976. 70 с.

5. Месяц Г. А. Эктоны в вакуумном разряде: пробой, искра, дуга. М., 2000. 424 с.

6. LindmayerM., Temborius S. Stromnullverhalten unter Vakuum-Lastschalter-Bedingungen// 15. Fachtagung Albert-Keil-Kontaktseminar Universitat Karlsruhe, 22-24 September 1999.

7. Slade, P. The Vacuum Interrupter Contact// Components, Hybrids, and Manufacturing Technology, IEEE Transactions, Mar 1984, v. 7, № 1, p. 25-32.

8. Ю.С. Аврамов, А.Д. Шляпин. Новые композиционные материалы на основе несмешивающихся компонентов: получение, структура, свойства. Москва.: МГИУ, 1999. 206 с.

9. Хоменко Е.В., Минакова Р.В. Перспективы развития разработок в области материалов для контактов вакуумных выключателей // Электрические контакты и электроды. — Киев: Ин-т проблем материаловедения НАН Украины, 1998.

10. Horst Kippenberg, Wilfried Kuhl, Wolfgang Schlenk. Kontakt material fur Vakuumschalter, Siemens Energie & Automation, 1985, v. 7, p. 18-21.

11. Li W.P., Thomas R.L., Smith R.K. Effects of Cr content on the interruption ability of CuCr contact materials // XlXth International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, 2000, v. 2, p. 380-383.

12. Baihe Miao, Yan Zhang, Guoxun Liu. Current Status and Developing Trends of Cu-Cr Contact Materials for VCB // XXIth International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, 2004, v. 2, p. 311-314.

13. Gentsch, D. Contact Material for Vacuum Interrupters based on CuCr with a Specific High Short Circuit Interruption Ability // XXIInd International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, 2006, v. 2, p. 437-442

14. Гнюсов С.Ф., Дураков В.Г., Дехонова С.З, Белюк С.И. Формирование бимодальной структуры контактного материала вакуумных выключателей // Перспективные материалы, 2004, № 2, с. 65-70.

15. Ермаков С.С., Ермаков Б.С. Порошковые материалы. Алма-Ата: Галым, 1991. 344 с.

16. Скороходов В.В., Солонин С.М. Физико металлургические основы спекания порошков. М.: Металлургия, 1984. 159с.

17. Спеченные материалы для электротехники и электроники / Под. ред. Г.М. Гнесина: Металлургия, 1981. 343 с.

18. Порошковая металлургия. Спеченные и композиционные материалы, под. ред. Шатта В. М.: Металлургия, 1983. 320 с.

19. Boettnger W.J., Coriel S.R. et al. Solidification Microstructures: Recent Developments, Future Directions // Acta mater, 2000, v. 48, p. 43-70.

20. LesnikN.D., Minakova R.V., Kresanova A.P., Homenko E.V. Adhesive interaction and micro structure of composite materials of W, Mo, Cr -Cu system // High temperature capillarity. Cracow: Foundry Research Institute, 1998, c. 277-282.

21. Современные композиционные материалы // Под ред. Р. Крока, Л. Браут. Мир, 1970. 672 с.

22. Минакова Р. В., Лесник К. Д., Кресанова А. П., Хоменко Е. В. Контактное взаимодействие, структура и свойства композиций W (Мо, Сг) Си с добавками // Порошковая металлургия, 1998, № 7/8, с. 46-56.

23. Н.Д. Лесник, Р.В. Минакова, Е.В. Хоменко. Система хром-медь: адгезионные характеристики, легирование, структура переходной зоны и композиционных материалов// Порошковая металлургия, 2001, №7/8, с. 137-147.

24. Xiu Shixin, Wang Jimei, Fu Sujia, Fang Ningxiang. CuCrTe contact material prepared by smelting in vacuum and its propetis // XXIst International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, 2004, v.2, p 322-324.

25. Wang Jiang, Zhang Chengyu, Zhang Hui, Yang Zhimao, Ding Bingjun. CuCr25WlNi2 Contact Material of Vacuum Interrupter// Trans. Nonferrous Met. Soc. China, v. 11, 2001, p. 226-230.

26. Попов H.A. Вакуумные выключатели, M., Энергия, 1965, с. 112.

27. Кобайн Дж., Эккер Г., Фаррелл Дж., Гринвуд А., Харрис Л. Вакуумные дуги: пер.с англ. Под ред. Дж. Лафферги. М.: Мир, 1982, 432 с.

28. BarkanP. et. al. Development of contact materials for vacuum interrupters // IEEE Trans. Power Appar. Syst, 1971, v. 90, № 1, p. 350-357.

29. Контакты вакуумного выключателя. Анг. Патент, кл. H1N, №1121385, заявлен 24.10.71, опубликовано 7.03.73.

30. Temborius S. Lindmauer L. Stromnullverhalten unter Vakuum -Lastschalter Bedingungen // Kontaktverhalten und schalten, 1999, №15, pp.1-10.

31. Fu Chang Yan, Niu Yan, Wu Wei-tao. High temperature oxidation of powder metallurgy two-phase Cu-Cr alloys under low oxygen pressure // Trans Nonferrous Metals Soc. China, 2000, v. 10, № 3, p. 353-357.

32. Бурхард Г.О. О процессах на катоде электрической дуги между медными электродами. Электрические контакты. М. Наука, 1973

33. Брон О.Б., Мелашенко И.П., Мясникова Н.Г. Свариваемость металлокерамических контактов // Электрические контакты. М. Наука, 1975, с. 35-40.

34. W.F. Reider, М. Schussek, W. Glatzle, Е. Kny, IEEE Trans. Compon. Hybrids, Manuf. Technol. 1989, № 12. p. 273

35. В. В. Болдырев // Использование механохимии в создании «сухих» технологических процессов. Соросовский образовательный журнал, 1997, № 12, с. 48 52.

36. Benjamin J.S. Scientific American, 234 (1976), p. 40.

37. Кузмич Ю.П., Колесникова И.Г., Серба В.И., Фрейдман Б.М. Механическое легирование. М.: Науку, 2005, 214 с.

38. Ueniski К., Kobayashi K.F., Nasi S. et al. Mechanical Alloying in the Fe-Cu System // Z. Metallkund. 1992. v. 83. p. 132-135.

39. Ueniski K., Kobayashi K.F., Ishihara K.N., Shingu P.H. Formation of a Super saturated Solid Solution in the Ag-Cu System by Mechanical Alloying // Mat. Sci. Eng. A. 1991.V. 134. p. 1342-1345.

40. BariccoM., CowlamN., Schiftini L. et al. Copper Cobalt f.c.c. Metalstable Phase Prepared by Mechanical Alloying// Phil. Mag. B. 1993. v. 68. p. 957-966.

41. Ma E., He J.H. Schilling P.J. Mechanical alloung of Immischible Elements: Ag-Fe Contrasted with Cu-Fe// Phys. Rev. B. 1997. v. 55. p. 55425545.

42. Li L., Li Z.X., Gao Y. et. al. Microstructure Characteristics of Nanophase Composite Synthesized by Mechanical Alloung of Immischible Pb-A1 and Fe-Cu Systems // Spripta Mater. 1999. v. 36. p. 447-453.

43. Ogino A., Murajama S., Yamasaki T. Influence of Milling Atmosphere on Amorphisation of Chromium and Cr-Cu Powders by Ball Milling// J. Less Comm. Met. 1991. v. 168. p. 221-235.

44. Ogino A., Yamasaki Т., Murajama S., Sakai R. Non Equilibrium Phases Formed by Mechanical Alloying of Cu-Cr Alloys // J. Non - Cryst. Solids. 1990. v. 117/118. p. 737-740.

45. Shen T.D., Koch C.C. Formation, Solid Solution Hardening and Softening of Nanocrystalline Solid Solutions Prepared by Mechanical Attrition // Acta Mater. 1996. v. 44 p. 753-761.

46. Чердынцев B.B., Калошкин С.Д., Сердюков B.H., ТомилинИ.А., Шелехов Е.В. Кинетика механического сплавления в несмешивающейся системе Cu50Cr50 // Физика металлов и металловедение, 2004, том 97, №4, с. 71-78.

47. А.А. Аксенов, А.С. Просвиряков, Д.В. Кудашев, И.С. Гершман. Структура и свойства композиционных материалов на основе системы Cu-Cr, полученных методом механического легирования // Цветная металлургия, 2004, № 6, с. 39-46.

48. Chengyu Zhang, Zhimao Yang, Yaping Wang, Bingijun Ding. Properties of Nonocrystalline CuCr50 Contakt Material // Adwanced Engineering Materials, 2005, v. 7, № 12, p. 1114-1116.

49. Козлов П.А., Скрябина JI.Я. Методы определения физико-химических свойств промышленных пыл ей. Ленинград.-1983.-143 с.

50. Ходаков Г.С. Основные методы дисперсионного анализа порошков. -М. 1968. -199 с.

51. Градус Л.Я. Руководство по дисперсионному анализу методом микроскопии.- М.: Химия, 1979 г. 232 с.

52. М. Беккерт, X. Клемм. Способы металлографического травления. Справочник. -М.: Металлургия, 1988, 400 с.

53. В.Н. Анциферов, Л.Д. Сиротенко, A.M. Ханов, И.В. Яковлев. Композиционные материалы и конструкции на основе титана и его соединений: Монография. Нововсибирск: Изд-во Ин-та гидродинамики СО РАН, 2001,370 с.

54. В.Н. Анциферов, Н.Н. Масленников, С.Н. Пещеренко и др. Определение химической неоднородности распределения элементов в порошковых материалах // Порошковая металлургия. 1982. № 2. с. 62-66.

55. Волынцев А.Б. Наследственная механика дислокационных ансамблей. Компьютерные модели и эксперимент. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1990, 288 с.

56. Худсон Д. Статистика для физиков. М.:Мир, 1970. 296 с.

57. Степнов М.Н. Статистические методы обработки результатов механических испытаний. Справочник. М.: Машиностроение, 1985, 232 с.

58. В.Н. Троицкий. Константы уплотняемости порошковых материалов и методы их определения // Технология металлов. 2007. №8. с. 27-29

59. Анциферов В.Н., Андреев В.Г, Гончар А.В. и др. Проблемы порошкового материаловедения. Ч. III. Реология дисперсных систем в технологии функциональной магнитной керамики. Екатеринбург: УрО РАН, 2003, 146 с

60. В.Д. Храмцов. О плотности укладки частиц в смесях порошков разной дисперсности // Порошковая металлургия и функциональные покрытия. 2008. № 4. с. 32-35.

61. М.В. Новоселова. Расчет электропроводности композиционных электроконтактных материалов// Вестник ПГТУ: Проблемы порошковых материалов и технологий. Сб. научн. трудов. Вып.10. Пермь, 2004. с. 30-39.

62. Н.П. Лякишев. Диаграммы состояний двойных металлических систем. Справочник. Т. 2. М.: Машиностроение, 1996, 232 с.

63. Wickowsci A., Strk F. Porowatosi cial sypkich. Miesraniny Wiclokladnikowe// Ibid.4B.1967,- 431 s.

64. А.В.Людаговский Современные методы металлургического производства. М.: изд. РГОТУПС, 2005, 42с.