D0I:10.13374/i.issnl00It03.2008.12.016 第30卷第12期 北京科技大学学报 Vol.30 No.12 2008年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dee.2008 掺杂La2Os的CuW电触头的组织及电性能 王玲玲 梁淑华肖鹏范志康 西安理工大学材料科学与工程学院，西安710048 摘要采用液固掺杂工艺将La(NO3)3与W03混合，经干燥、La(NO3)3裂解和WO3还原等工艺制备含有La2O3的稀土 W粉，采用粉末治金熔渗法制备含有La2O3的CuW电触头：研究了保温时间对La(NO3)3裂解的影响以及La2O3对CuW电 触头性能的影响·结果表明：用液固混料法制备的稀土W粉，L203分布均匀，粉末粒度较细：La(NO3)3裂解粉末的颗粒随 着保温时间的延长而长大：掺杂La2O3的CuW触头耐电弧烧蚀性能有显著的提高， 关键词电触头：掺杂；裂解；氧化镧 分类号TG146.4+11:TM503+.5 Effect of La2O3 on the microstructure and properties of CuW electrical contact ma- terials WA NG Lingling,LIA NG Shuhua,XIAO Peng:FA N Zhikang School of Material Science Engineering Xi'an University of Technology,Xi'an 710048.China ABSTRACI W powders with rare earth oxide La203 were prepared by liquid-solid blending method.which includes mixing La(NO3)3 and WO3.drying,decomposition of La(NO3)3 and reduction of WO3.CuW electrical contact materials with La203 were fabricated by powder metallurgy"infiltration technology.The effect of holding time on the revivification of La(NO3)3 and that of La203 addition on the properties of CuW electric contact materials were investigated.The results show that La203 distributes uniform- ly in fine tungsten compound powders,and the particle size of powders decomposed by La(NO3)3 increases with prolonging holding time.The electrical breakdown strength of CuW electrical contact materials doped with La203 increases significantly. KEY WORDS electric contact material:doping:decomposition:lanthanum oxide 随着真空开关设备向大容量、高电压和小型化 材料性能降低[8.传统的机械混料很难使La203均 发展，对触头性能提出了更高的要求山.稀土元素 匀的分布在W基体中，而采用液固混料法是以液 的加入可以很好地提高电触头的性能，稀土元素在 体的形式将掺杂相与基体元素氧化物混合，提高掺 钨钼材料中的应用始于20世纪70年代，目的是解 杂相的分散度，以提高触头材料的综合性能.本文 决钍钨电极材料的放射性污染和严重脆性等难 研究通过固一液混料法在W骨架中加入一定量的 题].以钨为基，掺入一些电子逸出功低的稀土金 La2O3,研究La203对CuW电触头真空电击穿性能 属氧化物，如Ce02、La203和Y203,弥散存在于钨基 的影响 体中，起弥散强化作用，能提高W稀土合金的高温 强度、再结晶温度和高温蠕变性能3].同时，添加稀 1实验方法 土氧化物的钨合金还具有优良的抗电弧烧蚀性能及 把单一的La203溶于HN03制备成La(NO3)3 良好的电弧稳定性[可] 溶液，添加到WO3中，搅拌均匀后将干燥、裂解后粉 作为弥散的掺杂相要求它均匀分布于基体中， 末的还原分两个阶段进行：第一阶段是将WO3还原 否则会导致掺杂相粒子聚集和粉末间距离增大，使 成WO2;第二个阶段是将WO2还原成W,经还原 收稿日期：2008-01-22修回日期：2008-03-05 基金项目：教有部新世纪优秀人才计划资助项目(N。,NCET050873):国家自然科学基金资助项目(N。,50574075):陕西省科技攻关计划资 助项目(No.200k06C13) 作者简介：王玲玲(1980一)，女，颈士研究生；梁淑华(1968一)，女，教授，博士生导师，E-mail:liangsh@xaut,edcm掺杂 La2O3 的 CuW 电触头的组织及电性能 王玲玲 梁淑华 肖 鹏 范志康 西安理工大学材料科学与工程学院‚西安710048 摘 要 采用液－固掺杂工艺将 La（NO3）3 与 WO3 混合‚经干燥、La（NO3）3 裂解和 WO3 还原等工艺制备含有 La2O3 的稀土 W 粉‚采用粉末冶金－熔渗法制备含有 La2O3 的 CuW 电触头；研究了保温时间对 La（NO3）3 裂解的影响以及 La2O3 对 CuW 电 触头性能的影响．结果表明：用液－固混料法制备的稀土 W 粉‚La2O3 分布均匀‚粉末粒度较细；La（NO3）3 裂解粉末的颗粒随 着保温时间的延长而长大；掺杂 La2O3 的 CuW 触头耐电弧烧蚀性能有显著的提高． 关键词 电触头；掺杂；裂解；氧化镧 分类号 TG146∙4＋11；T M503＋∙5 Effect of La2O3on the microstructure and properties of CuW electrical contact ma￾terials W A NG Lingling‚LIA NG Shuhua‚XIA O Peng‚FA N Zhikang School of Material Science ＆ Engineering‚Xi’an University of Technology‚Xi’an710048‚China ABSTRACT W powders with rare earth oxide La2O3 were prepared by liquid-solid blending method‚which includes mixing La（NO3）3 and WO3‚drying‚decomposition of La（NO3）3and reduction of WO3．CuW electrical contact materials with La2O3 were fabricated by powder metallurgy-infiltration technology．T he effect of holding time on the revivification of La（NO3）3 and that of La2O3addition on the properties of CuW electric contact materials were investigated．T he results show that La2O3distributes uniform￾ly in fine tungsten compound powders‚and the particle size of powders decomposed by La（NO3）3 increases with prolonging holding time．T he electrical breakdown strength of CuW electrical contact materials doped with La2O3increases significantly． KEY WORDS electric contact material；doping；decomposition；lanthanum oxide 收稿日期：2008-01-22 修回日期：2008-03-05 基金项目：教育部新世纪优秀人才计划资助项目（No．NCET－05－0873）；国家自然科学基金资助项目（No．50574075）；陕西省科技攻关计划资 助项目（No．200k06－G13） 作者简介：王玲玲（1980－）‚女‚硕士研究生；梁淑华（1968－）‚女‚教授‚博士生导师‚E-mail：liangsh＠xaut．edu．cn 随着真空开关设备向大容量、高电压和小型化 发展‚对触头性能提出了更高的要求［1］．稀土元素 的加入可以很好地提高电触头的性能．稀土元素在 钨钼材料中的应用始于20世纪70年代‚目的是解 决钍钨电极材料的放射性污染和严重脆性等难 题［2］．以钨为基‚掺入一些电子逸出功低的稀土金 属氧化物‚如 CeO2、La2O3 和 Y2O3‚弥散存在于钨基 体中‚起弥散强化作用‚能提高 W 稀土合金的高温 强度、再结晶温度和高温蠕变性能［3］．同时‚添加稀 土氧化物的钨合金还具有优良的抗电弧烧蚀性能及 良好的电弧稳定性［4－5］． 作为弥散的掺杂相要求它均匀分布于基体中‚ 否则会导致掺杂相粒子聚集和粉末间距离增大‚使 材料性能降低［8］．传统的机械混料很难使 La2O3 均 匀的分布在 W 基体中‚而采用液－固混料法是以液 体的形式将掺杂相与基体元素氧化物混合‚提高掺 杂相的分散度‚以提高触头材料的综合性能．本文 研究通过固－液混料法在 W 骨架中加入一定量的 La2O3‚研究 La2O3 对 CuW 电触头真空电击穿性能 的影响． 1 实验方法 把单一的 La2O3 溶于 HNO3 制备成 La（NO3）3 溶液‚添加到 WO3 中‚搅拌均匀后将干燥、裂解后粉 末的还原分两个阶段进行：第一阶段是将 WO3 还原 成 WO2；第二个阶段是将 WO2 还原成 W．经还原 第30卷 第12期 2008年 12月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．30No．12 Dec．2008 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2008．12．016