銅鍍金觸點材料微動磨損實驗及其失效物理分析.pdf

1、微動磨損是導(dǎo)致航空航天工程電氣與電子系統(tǒng)中電接觸失效的主要原因。本文以航天工程常用的銅鍍金觸點材料為研究對象,通過開發(fā)觸點材料綜合應(yīng)力環(huán)境實驗系統(tǒng),結(jié)合失效觸點的微觀表面特征分析,著重研究微動頻率、微動幅值、導(dǎo)通電流、環(huán)境溫度等綜合應(yīng)力條件對觸點材料電接觸性能的影響規(guī)律,并以宏觀和微觀角度闡釋觸點材料微動磨損失效物理過程,從而確定了相應(yīng)的微動磨損失效機理。
　　首先,根據(jù)電動振動臺結(jié)構(gòu)特點設(shè)計機械夾具結(jié)構(gòu),滿足實際尺寸觸點材料的夾

2、持、法向壓力的加載、法向力傳感器、切向力傳感器和溫控模塊的固定;通過接觸電阻信號、正壓力信號和切向力信號調(diào)理電路和信號采集電路的設(shè)計實現(xiàn)了測量系統(tǒng)功能;從而開發(fā)完成了觸點材料綜合應(yīng)力環(huán)境實驗系統(tǒng),實現(xiàn)了微動頻率、微動幅值、電流應(yīng)力和溫度應(yīng)力等影響因素的調(diào)控。
　　然后,實驗研究了微動幅值和微動頻率參數(shù)對銅鍍金觸點材料接觸電阻和摩擦力的退化影響規(guī)律。結(jié)合磨損觸點表面微觀形貌及元素成分分析,歸納總結(jié)了銅鍍金觸點材料的微動磨損失效特征,

3、界定了不同微動磨損頻率下三種磨損形式的微動幅值,并得到了關(guān)于幅值和頻率的二維圖譜。進而對微動磨損過程中出現(xiàn)的間歇失效現(xiàn)象進行探討,通過統(tǒng)計分析間歇失效時間,得到了微動磨損過程中單周期內(nèi)接觸電阻的蛻變規(guī)律。
　　其次,實驗研究了負(fù)載電流參數(shù)對銅鍍金觸點材料接觸電阻的退化影響規(guī)律。結(jié)合磨損觸點表面微觀形貌和元素成分分析,詳細(xì)區(qū)分了微動磨損失效觸點表面具有的五種典型形貌特征。同時重點分析負(fù)載電流對熔化金屬和擊穿氧化膜能力的影響,探討了金