尘土中几种典型成分对电接触可靠性的影响

论文摘要

尘土是导致电接触故障的重要原因之一。尘土成分包含无机物和有机物两部分。研究尘土中各种成分对电接触的影响,对于选择合适的材料模拟尘土对电接触的影响具有重要意义。本课题分别以纤维和方解石两种尘土成分作为研究对象,分析尘土密度、正压力、尘土物理特性等因素造成电接触失效的机理。影响纤维对接触电阻可靠性的因素有纤维密度和正压力。静态接触电阻随正压力的增加下降幅度初始很大而后趋于平缓；静态接触电阻随密度增加呈指数函数。方差分析表明正压力对静态接触电阻的影响较纤维密度更显著。微动初始的几个周期内,接触面间的纤维迅速被推开,推开后的纤维不易再次进入接触面间；正压力越大,纤维被推开的周期越短；在多次微动过程中纤维对接触面磨损较弱。方解石是软质颗粒的典型代表物质。静态条件下,方解石颗粒在正压力的作用下不会嵌入接触区,会被压成薄膜,估算膜层的厚度足以使接触面绝缘；相同正压力下,静态接触电阻随方解石密度的增加呈指数函数。在微动初始的几个周期内,方解石颗粒在接触面间被推开。在微动后期,接触电阻再次升高的主要原因有：接触面间的磨料磨损使基底镍暴露；方解石颗粒与金混合；方解石颗粒减少了接触面间正压力。方差分析表明,尺寸为45μm的方解石压后的膜层厚度是影响电接触可靠性的显著原因；尺寸为10μm的方解石颗粒数量是影响电接触可靠性的显著原因。纤维对静态下电接触可靠性的影响较大,对动态下电接触可靠性的影响较小；方解石对静态和动态下电接触可靠性的影响都很大。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.1.1 电接触可靠·性研究意义
• 1.1.2 电接触科学的研究方向
• 1.1.3 尘土对电接触影响
• 1.2 国内外尘土研究现状及动态
• 1.2.1 国外
• 1.2.2 国内
• 1.3 课题研究内容及意义
• 1.3.1 课题来源
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 研究意义
• 第二章 实验原理及实验设备
• 2.1 接触电阻测量原理
• 2.1.1 接触电阻测量的实际意义
• 2.1.2 四点法
• 2.1.3 实验模拟
• 2.2 静态电阻测量方法及使用仪器
• 2.3 动态接触电阻测量方法及使用仪器
• 2.4 接触点微观观察及颗粒微观形貌观察
• 2.4.1 电子扫描显微镜
• 2.4.2 能谱仪
• 2.5 本章结论
• 第三章 纤维对电接触可靠性的影响
• 3.1 实验样片准备
• 3.1.1 纤维的物理化学性质
• 3.1.2 样片的制备方法
• 3.2 静态条件下纤维失效实验
• 3.2.1 纤维静态实验设计
• 3.2.2 静态实验结果的处理方法
• 3.2.3 不同正压力下的静态加载实验
• 3.2.4 不同纤维密度下静态加载实验
• 3.3 动态失效实验
• 3.3.1 纤维换区域微动实验
• 3.3.2 纤维进入实验
• 3.4 本章结论
• 第四章 方解石对电接触可靠性的影响
• 4.1 实验样片准备
• 4.1.1 方解石的物理化学性质
• 4.1.2 样片的制备方法
• 4.2 静态条件下方解石颗粒对接触电阻影响研究
• 4.2.1 静态实验设计
• 4.2.2 不同正压力下方解石的失效分析
• 4.2.3 静态下方解石对接触失效影响
• 4.3 动态条件下方解石颗粒对接触电阻影响研究
• 4.3.1 方解石颗粒的动态实验
• 4.3.2 两种尺寸的方解石颗粒对接触失效的影响
• 4.3.3 不同正压力下的方解石颗粒对接触失效的影响
• 4.4 本章结论
• 第五章 纤维和方解石失效机理研究
• 5.1 纤维静态失效模型
• 5.1.1 纤维密度对静态接触电阻影响趋势
• 5.1.2 影响因素
• 5.2 纤维动态失效模型
• 5.3 方解石静态失效机理
• 5.3.1 方解石在正压力下的作用形式
• 5.3.2 方解石膜层对静态接触电阻的影响
• 5.3.3 方解石密度对静态接触电阻影响趋势
• 5.3.4 影响因素
• 5.4 方解石动态触点磨损
• 5.5 本章结论
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录