三维网络石墨烯显著增强Cu-0.12%Ag基复合材料电接触性能

抖音热门 2025年08月22日 19:58 2 admin

下一代能源系统，特别是电气化交通和先进的电信网络，需要表现出前所未有的操作稳定性和可靠性的电接触材料。Cu-Ag合金系统因其卓越的功能特性而成为低压电触点的基石材料。然而，银成本的上升使研究重点转向降低银含量，同时开发多功能复合材料。

为此，天津大学的Boda Wu等人建立了一种创新的加工路线来制造3D石墨烯增强的Cu-0.12%Ag复合材料(质量分数)，旨在应对电触点摩擦行为和使用寿命方面的持久挑战。微观结构优化是通过一种集成的加工策略实现的，该策略包括：原位石墨烯生长、低能球磨和快速热压。这种方法确保了石墨烯的均匀分散和稳定的界面粘附。与传统的CuAg合金相比，该复合材料的机械性能显著提高：屈服强度提高了57%(374 MPa)，极限抗拉强度提高了11%(425 MPa)，断裂伸长率提高了62%。这些改进是在保持竞争性电导率（95.5%IACS）的同时实现的。至关重要的是，3D互连石墨烯框架具有出色的耐磨性，通过界面润滑和载荷传递效应将比磨损率降低了79.5%，摩擦系数降低了50%。与商用CuAg相比，该复合材料的电接触耐久性(332次循环)提高了三倍，这归因于石墨烯增强的热/电弧侵蚀稳定性。这些发现证明了其作为下一代电气基础设施突破性材料的潜力。

原文出处：Three-dimensional network Graphene-reinforced Cu-0.12 wt% Ag matrix composites for superior electrical contact performance - ScienceDirect（2025-8-9见刊）

信息来源：电工材料