الخواص الفيزيائية والميكانيكية لمواد التلامس الكهربائي (نحاس - فضة)
Physical and Mechanical Properties of Cu-Ag Electrical Contact Material
- الباحث
- مريم رحيم عليوي داود
- المشرف
- حيدر عبد الحسن حسين العذاري; سندس عباس جاسم
- الجامعة
- جامعة بابل
- الكلية / القسم
- هندسة المواد / هندسة المعادن
- الشهادة
- ماجستير
- السنة
- 2024
- لغة الرسالة
- E
- الكلمات المفتاحية
- مواد التلامس الكهربائي;النحاس-فضة;الخواص الميكانيكية;ميتالورجيا المساحيق
الملخص
إن الموصلية العالية والمقاومة الميكانيكية لسبائك (Cu-7Ag) تجعلها مرشحًا جذابًا للتوصيلات الكهربائية .بشكل cole تتمتع هذه السبيكة بشكل خاص بموصلية كهربائية عالية ولكن مقاومة البلى منخفضة نسبيًا .نظرًا GY تطبيقات التلامس الكهربائي تحتاج إلى مواد ذات أداء le فإن سبائك النحاس ذات الموصلية العالية ومقاومة البلى المناسبة مطلوبة بشدة لتلبية الطلب على هذه المنتجات .ولذلك فإن الهدف من هذه الدراسة هو تعزيز الصلادة ومقاومة البلى مع الحفاظ على التوصيل الكهربائي الجيد والمناسب وذلك عن طريق إضافة جزيئات أوكسيد اليتريوم (Y203). في هذه الدراسة تم تحضير سبيكة (Cu-7Ag) باستخدام طريقة تعدين المساحيق وتم توضيح تأثير إضافة أوكسيد اليتريوم (و220؟) بثلاثة ol jal حجمية مختلفة هي 2( 4، و9066 .تم تسجيل التأثيرات على التوصيل الكهربائي، الصلادة، مقاومة الانضغاطء؛ ومعدل البلى للعينات المحضرة .تم aul العينات الأساسية عند 850 درجة مئوية لمدة 4 ساعاتء، في حين تم تلبيد العينات المركبة بفترتي مكوث: الأولى عند 550 درجة مئوية لمدة ساعتين والثانية عند 850 درجة مئوية لمدة 4 ساعات . تمت المعالجة المحلولية لجميع العينات الملبدة (الاساسية و المركبة) بالحرارة عند 777 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة، ثم تم إخمادها على gill في الماء المثلج تليها التعتيق عند 400 درجة مئوية لمدة 8 ساعات .أظهرت السبيكة الأساسية (Cu-7Ag) موصلية أعلى ولكن صلادة ضعيفة ومقاومة انضغاط منخفضة ومقاومة بلى ضعيفة .تم الحصول على أفضل توازن بين تحسين الخواص الميكانيكية والحفاظ على التوصيل الكهربائي المناسب في (Cu-7Agt+4Vi % Y2O3). تم تطبيق عملية العصر على العينة الأساسية والمركبة الأفضل عند ثلاث درجات حرارة: درجة حرارة الغرفة، 400 درجة مئوية، 6005 درجة dass .تم إجراء العديد من الاختبارات قبل وبعد المعالجات الحرارية الميكائيكية لدراسة تأثيرها على الخواص المعدنية والميكانيكية والكهربائية للعينات .أشارت النتائج إلى أن العصر الساخن عند 600 درجة مئوية وإضافة49 Vp من 2205 أدى إلى تحسين أفضل في الخواص الفيزيائية والميكانيكية لمواد التلامس الكهربائي المدروسة .بالعصر عند 600 درجة مئوية: تم تحسين صلادة السبيكة الأساسية من 43 إلى 132 BHN (Kg/mm?) وتم تحسين التوصيل الكهربائي من 40 106% إلى 10658 5/60 وتقليل المسامية من %1.93 إلى 0.89 #بينما انخفض حجم الحبيبات من 568 نانومتر إلى 100 نانومتر، كما انخفض معدل البلى بنسبة 0 ,11% إضافة 964 Ve من 7205 إلى تحسين الصلادة والتوصيل الكهربائي من 53 إلى BHN (Kg/mm’) 173 ومن 106:38 إلى 106:49 S/m على التوالي .بالإضافة إلى ذلك، Gal هذه الإضافة إلى تقليل المسامية بنسبة 2.129 إلى 901.23، كما انخفض حجم الحبيبات ومعدل البلى من 146 نانومتر إلى 61 نانومتر و9785 على التوالي.
Abstract
The high conductivity and mechanical strength of Cu-7Ag alloy make it attractive candidate for electrical interconnections. In general, this alloy especially has a high electrical conductivity but a relatively low wear resistance. As the electrical contact applications need materials with a high performance, copper alloys with a high conductivity and suitable wear resistance are much needed to satisfy the demand for such products. Therefore, the aim of this study is to enhance the hardness and the wear resistance while maintaining a good and suitable electrical conductivity by adding particles of Yttrium oxide (Y2O3). In this study, an alloy (Cu-7Ag) was prepared by using powder metallurgy route, and the effect of adding Yttrium oxide (Y2O3) with three different volume fractions of 2, 4, and 6% was demonstrated. The effects were recorded on the electrical conductivity, the hardness, the compressive strength, and the wear rate of the prepared samples. The basic samples were sintered at 850°C for 4 hours, while the composite samples were sintered with two holding periods: the first at 550°C for 2 hours and the second at 850°C for 4 hours. All sintered (the base and composites ) samples were heat treated at 777°C for 1 hour immediately quenched in ice-water followed by aging at 400°C for 8 hours. The base alloy (Cu-7Ag) showed higher conductivity but poor hardness, poor compressive strength, and poor wear resistance. The best balance between improving mechanical properties and maintaining appropriate electrical conductivity was obtained in (Cu-7Ag+4Vf % Y2O3). A squeezing process was applied to the base sample and the best composite at three temperatures: room temperature, 400°C, and 600°C. Many Tests have been done before and after the thermo-mechanical treatments to study its impact on metallurgical, mechanical and electrical properties of the samples. The results indicated that the hot squeezing at 600°C and the 4% Vf of Y2O3 addition evolved the best enhancement in physical and mechanical properties of the studied electrical contact material. By squeezing at 600 °C: the hardness of the base alloy was improved from 43 to 132 BHN (Kg/mm2 ) the electrical conductivity was improved from 40 ×106 to 58×106 S/m and the porosity reduces from 1.93% to 0.89 % while, the grain size reduced from 568 nm to 100 nm and the wear rate reduces by 90%. Adding 4% Vf of Y2O3 enhanced the hardness and the electrical conductivity from 53 to 173 BHN (Kg/mm2 ) and from 38×106 to 49 ×106 S/m respectively. In addition, this addition reduced the porosity 2.129 to 1.23 %, the grain size and the wear rate reduced from 146 nm to 61 nm and 85% respectively.
طلب نسخة من الملف
الملفات غير منشورة على الموقع. اترك بياناتك وسيتواصل معك موظفو قسم الشؤون الثقافية والفنون لإرسال النسخة مجاناً.