不同氧含量环境下紫铜/黄铜电接触微动磨损性能研究

作者：何莉萍; 彭金方; 蔡振兵; 朱旻昊

来源：摩擦学学报, 2021, 1-15.

DOI：10.16078/j.tribology.2021141

• 电接触模式
• 接触电阻
• 微动磨损
• 接触失效
• 含氧浓度

电连接器常因接触界面磨损发生严重失效，因此有必要研究电接触模式下的微动磨损行为。本文基于电接触模式下环境中含氧气氛浓度（10%， 20%， 30%）不同，着重研究含氧浓度对紫铜/黄铜微动磨损行为与磨损机制的影响。研究发现：环境中氧含量10% O2，20% O2，30% O2对应的摩擦系数稳定值分别是0.77，0.71，0.80，摩擦耗散能和磨损体积的结果一致，10% O2环境下最高，20% O2最低，30% O2介于两者之间，可以推测，氧含量最低的条件下，损伤比氧含量高的条件下更严重。通过电接触寿命可以看出， 20% O2环境中电接触性能最优，10% O2次之，30% O2最差，不同含氧浓度下的微动磨损区均发生不同程度氧化，理论上氧含量越高氧化现象越严重，但含氧浓度为10%的抗微动磨损性能最差，含氧浓度为30%的电接触性能最差，而类大气含氧浓度为20%的电接触性能和抗磨损性能最佳。结果表明：电接触性能与气氛环境含氧浓度存有非线性依赖关系，含氧浓度为30%环境下氧化最严重，微观组织为尺寸粗大和团聚状的氧化颗粒，导致其接触电阻高于其余两种含氧浓度；而含氧浓度为10%环境中因微动产生的磨屑多，新鲜的磨屑松散覆盖在磨痕区域，极易与氧气发生氧化反应，使其接触电阻高于含氧浓度20%，低于含氧浓度30%，说明环境中氧含量和微动产生的磨屑协同主导铜电接触性能与磨损行为，结合白光干涉、扫描电镜和电子探针等微观分析结果发现在不同含氧气氛浓度环境下的铜磨损机制主要表现为氧化、材料转移、剥落。

• 单位
  牵引动力国家重点实验室; 西南交通大学