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金属材料学基本知识介绍 厦门宏发电声有限公司 当前高新科学技术领域的三大支柱： 信息技术 生物技术 新 材 料 　　　　　 材料科学是基础,即信息技术和生物工程必须依托于新材料的研究和开发.没有新材料,就没有高技术的应用和发展. 　 晶体学基础 晶体结构 空间点阵 晶面 晶向 晶粒 金属的结晶过程 三种典型的金属晶体结构 单晶体的塑性变形 　　　在常温和低温下，单晶体的塑性变形主要通过滑移方式进行的，此外，尚有孪生和扭折等方式。 滑移 孪生 多晶体的塑性变形 实际使用的材料通常是由多晶体组成的。室温下，多晶体中每个晶粒变形的基本方式与单晶体相同，但由于相邻晶粒之间取向不同，以及晶界的存在，因而多晶体的变形既需克服晶界的阻碍，又要求各晶粒的变形相互协调与配合，故多晶体的塑性变形较为复杂。多晶体试样经拉伸后，每一晶粒中的滑移带都终止在晶界附近。 钢铁材料的分类 按冶炼方法分类: 平炉钢、转炉钢、电炉钢 按用途分类：结构钢、工具钢、特殊性能钢 按正火组织分类：珠光体钢、贝氏体钢、马氏体钢、 奥氏体钢 按化学成分分类：碳素钢、合金钢 钢的热处理 退火 淬火 回火 正火 时效 钢的合金化 置换固溶体 间隙固溶体 金属间化合物 铸 铁 白口铸铁 麻口铸铁 灰口铸铁 有色金属及其合金 轻金属 比重小于3.5的金属，如铝、镁、铍、锂等 重金属 比重大于3.5的金属，如铜、锌、铅、镍等 贵金属 金、银、铂等 稀有金属 钨、钼、钒、钛等 放射性金属 镭、铀等 铜及其合金 铜的导电、导热性好，仅次于银位居第二位。 工业纯金属的导电导热性：银、铜、金、铝、镁、锌、镍、镉、钴、铁、 铂、锡、铅、锑 纯铜 ：又称紫铜 黄铜 ：铜锌合金 青铜 ：锡青铜、铝青铜、铍青铜 白铜 ：铜镍合金 铜的热处理：铜无同素异构转变，不能热处理强化，铜的热 处理主要是退火，包括低温退火和再结晶退火。 继电器触点材料 对触点材料的要求 (1) 良好的导电性和导热性。这是对触点材料的基本要求,材料本身要具有低而稳定的电阻,同时在工作一段时间后,要保证接触电阻不会急剧增大，温度不会升高太多。 (2) 耐电磨损。小型化的大功率继电器无疑会使触点材料在大电流、高电压下工作,而且由于触点尺寸较小,承受的电流密度较大,触点材料必须要能经受强电弧的侵蚀,保证有足够的使用寿命。 (3) 抗熔焊能力强。小型大功率继电器在使用中往往还存在着大的浪涌电流,极易造成触点熔焊或剧烈烧损，触点材料在选择材料成分和结构时要充分考虑到这一点。 (4) 良好的机械加工性。触点材料要加工成各种形状,特别是大量的铆钉型触点,材料应具有高强度兼顾很好的塑性。 继电器触点材料 AgNi AgCdO 1972 年日本限制使用AgCdO 触点材料并寻找代替品, 随后美国、法国、英国等也相继研制AgCdO的代替品。2004年8月欧洲议会和欧盟部长理事会共同批准了《关于限制在电子电气设备中使用某些有害物质的指令》，要求各成员国确保从2006年7月1日起投放于市场的新的电子和电器设备不包含铅、汞、镉等六种有害物质，并规定了六种有害物质的浓度上限，要求同质物料所含铅、汞、镉等的最高浓度不得超过重量的0.01%（100ppm）。 继电器触点材料 AgSnO2 被认为是最有可能替代AgCdO的触点材料 AgCdO的特点： CdO在高温分解成Cd蒸气和氧气，体积增大几个数量级，产生剧烈的蒸发，起到吹弧作用，并清洁触点表面 CdO分解时吸收大量的热，有利于电弧的冷却与熄灭 弥散的CdO微粒能增加熔融材料的粘度，减少金属的飞溅损耗。 AgSnO2 的特点： SnO2的耐高温性能好，熔融的Ag对SnO2的润湿性差 影响触点材料电寿命的因素 1）组元的影响 对触点材料抗电弧侵蚀性能影响重大的三个方面是: (a) 液态银对第二组份的润湿性; (b) 分散体系的粘性; (c)MeO组份的分布及热稳定性。 2）组织的影响 在一定组元条件下，材料的组织结构对电寿命的影响也是关键的因素。组织的优化设计包括下述内容:(1) MeO的粒度: 适度(应可控制)；(2) MeO的体积分数: 适度；(3) MeO 颗粒在Ag 基体中的分布状况: 均匀分布在Ag 基体中而不是在Ag 晶界上；(4) 孔隙大小: 愈小愈好；(5) 孔隙含量: 愈少愈好；(6) 孔隙在材料中的分布状况: 均匀分布在Ag基体中最好；(7) MeO与Ag界面结合强度: 愈强愈好；(8) MeO与Ag熔液的润湿程度: 润湿