作者:沈春蕾 来源:中国科学报 发布时间:2022/9/29 19:33:27
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高弹性银—镍钛电接触材料问世

 

借鉴贝壳、骨骼等天然生物材料具有微观三维互穿结构的特性和优势,中国科学院金属研究所(以下简称金属所)研究员刘增乾、张哲峰团队与国内外科研人员合作,发明了一种兼具高弹性、高电导率和高强度的新型银—镍钛块体电接触材料。9月22日,相关研究成果发表于Applied Materials Today,并且申请了两项发明专利。文章第一作者为金属所博士研究生张明阳。

《中国科学报》从金属所研究团队获悉,电接触材料是承担电路通断控制、导电以及承载作用的关键结构—功能一体化材料,其性能直接关系到电力系统与电器设备的安全稳定。银基电接触材料具有电导率和热导率高、接触电阻小而稳定等优点,广泛应用于不同电力负荷范围的电路与电器中。

除导电和抗电弧侵蚀外,电接触材料还需具备优异的力学性能以满足承载及长期服役需求,其中弹性变形能力尤为重要,特别是对于导电弹簧等电子器件。然而研究发现,银基块体金属材料的弹性应变极限大都不超过0.5%。因此,如何在保证高电导率的前提下提高弹性变形极限,是制约高弹性电接触材料发展的关键难题。

以金属所为首的科研团队利用银和镍钛之间超过300℃的熔点差异,采用工业生产电接触材料中常用的无压熔渗工艺,将银熔体浸渗到热压烧结的多孔镍钛骨架中,并通过综合调控骨架烧结温度和熔渗温度,在避免发生界面反应的前提下,实现了银熔体完全填充骨架,获得了不含杂质相的致密银—镍钛块体复合材料。弹性、强度与电导率的优异结合,使得新型银—镍钛电接触材料有望在电路与电器等领域获得广泛应用。

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.apmt.2022.101639

 
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