《新型高性能CuW系高壓電觸頭材料》是作者在CuW系高壓電觸頭材料領域多年來研究工作的總結。依據CuW系高壓電觸頭材料在苛刻服役環境下出現的問題，基于實際服役環境下的損傷機理及失效機制，從材料學的角度設計材料成分、調控微觀組織、優化制備工藝，研制系列新型高性能CuW系高壓電觸頭材料，并對研制的CuW觸頭材料進行服役性能表征分析，研究工作涉及失效分析—成分設計—組織調控—工藝優化—性能表征—產品研制整個過程。
目錄
前言
第1章 緒論 1
參考文獻 3
第2章 W骨架的活化燒結 5
2.1 單元素活化燒結W骨架 5
2.1.1 單元素Ni活化燒結W骨架 6
2.1.2 單元素Cr活化燒結W骨架 8
2.2 雙元素活化燒結W骨架 11
2.2.1 雙元素Cu-Ni活化燒結W骨架 12
2.2.2 雙元素Cu-Cr活化燒結W骨架 19
參考文獻 22
第3章 W骨架的熔滲 23
3.1 W骨架熔滲的微觀滲流機理 23
3.1.1 熔滲過程中的熱力學和動力學 23
3.1.2 Cu液流動過程的基本方程 24
3.1.3 Cu液流動過程的計算方法 27
3.2 W粉粒徑對Cu液滲流行為的影響 30
3.2.1 微米級W粉制備骨架通道中Cu液的滲流行為 31
3.2.2 亞微米級W粉制備骨架通道中Cu液的滲流行為 34
3.2.3 級配W粉制備W骨架通道中Cu液的滲流行為 39
3.2.4 不同孔隙率W骨架通道中Cu液的滲流行為 45
3.3 Cu/W界面潤濕性對滲流行為的影響 49
3.3.1 W骨架的表征體元 49
3.3.2 不同潤濕角下的滲流過程 50
3.4 合金元素對Cu/W界面潤濕性的影響 53
3.4.1 潤濕性的表征與測定 53
3.4.2 合金元素對Cu/W界面潤濕性的影響規律 55
3.4.3 合金元素對Cu/W界面潤濕性的影響機理 63
3.5 合金元素對Cu液滲流過程的影響 65
3.5.1 添加合金元素時Cu液的物理參數 65
3.5.2 添加合金元素時Cu液的滲流過程模擬 66
參考文獻 74
第4章 添加元素(相)對CuW觸頭材料性能的影響 77
4.1 CuW合金中添加元素的確定原則 77
4.1.1 Cu和W晶體的表面逸出功**性原理計算 78
4.1.2 合金元素對Cu相和W相電子結構的影響 83
4.2 W骨架中添加合金元素對CuW合金性能的影響 87
4.2.1 Fe對CuW合金組織與性能的影響 88
4.2.2 Nb對CuW合金組織與性能的影響 95
4.3 Cu液中添加合金元素對CuW合金性能的影響 107
4.3.1 Cr對CuW合金組織與性能的影響 107
4.3.2 Cr、Zr共添加對CuW合金組織與性能的影響 114
4.3.3 La和Ce對CuW合金組織與性能的影響 118
4.4 陶瓷顆粒對CuW合金性能的影響 121
4.4.1 金屬氧化物對CuW合金組織與性能的影響 121
4.4.2 金屬碳化物對CuW合金組織與性能的影響 126
4.4.3 稀土氧化物對CuW合金組織與性能的影響 133
參考文獻 160
第5章 CuW觸頭材料組織結構設計 163
5.1 超細結構CuW合金 163
5.1.1 超細W粉/微米Cu粉燒制骨架熔滲法 163
5.1.2 超細W粉/球磨CuO粉燒制骨架熔滲法 168
5.1.3 球磨W-CuO復合粉末液相燒結法 176
5.1.4 共還原WO3-CuO復合粉末液相燒結法 183
5.1.5 超細W-Cu復合粉末液相燒結法 190
5.2 纖維增強結構CuW合金 205
5.2.1 Wf網增強CuW合金的結構設計 205
5.2.2 Wf網增強CuW合金的組織與性能 216
5.2.3 Wf表面改性處理 220
5.2.4 表面改性Wf網增強CuW合金的組織與性能 224
5.2.5 表面改性Wf網增強超細結構CuW合金的組織與性能 229
5.3 梯度增強結構CuW合金 232
5.3.1 電弧作用下弧觸頭表面溫度分布 232
5.3.2 WC陶瓷顆粒梯度增強CuW合金的組織與性能 236
參考文獻 249
第6章 CuW觸頭材料的損傷分析 254
6.1 高壓電弧作用下CuW觸頭的熱應力 255
6.1.1 CuW合金的物理屬性 255
6.1.2 高壓電弧作用下CuW觸頭的溫度場 257
6.1.3 高壓電弧作用下CuW觸頭的熱應力場 259
6.2 熱沖擊下CuW合金的組織演變與損傷 261
6.2.1 熱沖擊下CuW合金的組織演變 261
6.2.2 CuW合金熱沖擊損傷 263
6.2.3 熱沖擊過程中CuW合金內部應力 265
6.3 熱沖擊下CuW合金細觀損傷與微裂紋演變 269
6.3.1 GTN損傷模型 269
6.3.2 熱沖擊過程中CuW合金損傷演變 271
6.3.3 高壓電弧作用下CuW合金的微裂紋 273
6.4 熔滲缺陷對CuW合金細觀損傷的影響 274
6.4.1 微觀富Cu區與微孔洞細觀模型 274
6.4.2 微觀富Cu區與孤立W顆粒對損傷行為的影響 274
6.4.3 微孔隙對損傷行為的影響 276
6.5 循環載荷下CuW合金的細觀累積損傷 278
6.5.1 安定與低周疲勞損傷理論 278
6.5.2 循環載荷下CuW合金的累積損傷與裂紋演變 280
參考文獻 284
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