多粒径TiB₂/Cu复合材料耐电弧侵蚀行为

国秀花^1,2,3，林焕然¹，宋克兴^1,2,3，王旭¹，张祥峰¹，冯江¹

1. 河南科技大学材料科学与工程学院2. 有色金属共性技术河南省协同创新中心3. 河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室

摘 要：采用粉末冶金工艺制备了不同配比的多粒径（2μm+10μm+50μm） TiB₂/Cu复合材料。通过JF04C触点材料测试系统对多粒径TiB₂/Cu复合材料进行耐电弧侵蚀性能试验,研究（2μm+10μm+50μm） TiB₂颗粒质量比分别为1∶1∶1、1∶1∶3、1∶3∶1、3∶1∶1时,TiB₂/Cu复合材料的耐电弧侵蚀性能及电弧侵蚀形貌变化规律,探究多粒径配比对TiB₂/Cu复合材料表层耐电弧侵蚀行为的影响。结果表明:当（2μm+10μm+50μm） TiB₂颗粒质量比为1∶1∶1时,TiB₂/Cu复合材料相对密度和导电率最高,分别为99.1%和87.1%IACS。当（2μm+10μm+50μm） TiB₂颗粒质量比为1∶1∶1和1∶3∶1时,TiB₂/Cu复合材料的组织均匀性较好,电弧侵蚀后材料损失相同,材料转移量最少。其中,质量比为1∶3∶1时,TiB₂/Cu复合材料平均燃弧能量最低,且燃弧时间和燃弧能量最稳定。研究表明,这与复合材料的综合物理性能密切相关。在颗粒增强Cu基复合材料设计过程中,引入合适配比的多粒径TiB₂颗粒有助于提高TiB₂/Cu复合材料的密度、导电率等综合物理性能。电弧侵蚀过程中,不同粒径的TiB₂颗粒相互协同作用,有助于提高TiB₂/Cu复合材料的耐电弧侵蚀性能和服役稳定性。

关键词：粉末冶金;多粒径;TiB2/Cu复合材料;电弧侵蚀;材料转移;