СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СИСТЕМЫ ПОКРЫТИЕ (Ag – C) / ПОДЛОЖКА (Cu), ОБЛУЧЕННОЙ ИМПУЛЬСНЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ

Авторы

  • Денис Анатольевич Романов Сибирский государственный индустриальный университет https://orcid.org/0000-0002-6880-2849
  • Станислав Владимирович Московский Сибирский государственный индустриальный университет https://orcid.org/0009-0008-8298-3800
  • Василий Витальевич Почетуха Сибирский государственный индустриальный университет https://orcid.org/0000-0003-0492-6188
  • Екатерина Степановна Ващук Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева, филиал в г. Прокопьевск https://orcid.org/0000-0002-1345-7419
  • Юрий Федорович Иванов Институт сильноточной электроники СО РАН https://orcid.org/0000-0001-8022-7958

DOI:

https://doi.org/10.57070/2304-4497-2024-3(49)-10-21

Ключевые слова:

низкоэнергетический импульсный электронный пучок, серебро, углеграфитовое волокно, медь, наноразмерные частицы, твердость, модуль Юнга, износостойкость

Аннотация

Полученная система Ag –C, сформированная на медной подложке, характеризуется толщиной покрытия от 50 до 550 мкм. В покрытии углеграфитовое волокно присутствует в виде пластин. Покрытие представляет собой легированный атомами меди агрегат. Изменение концентрации атомов меди при изменении расстояния от поверхности покрытия в глубину имеет положительный градиент. Формирование твердых растворов внедрения на основе меди и серебра подтверждено данными рентгенофазового анализа. Исследования методом микрорентгеноспектрального анализа фольг для просвечивающей электронной микроскопии показали, что медь в покрытии располагается в виде тонких прослоек по границам зерен серебра или формирует включения (зерна) субмикрокристаллических размеров. Установлено, что графит присутствует в виде наноразмерных (10 –15 нм) частиц в объеме зерен серебра и зерен меди, а также располагается на границах зерен серебра. В системе Ag –C / Сu выявлено формирование переходного слоя толщиной 250 –300 нм. Размер субзерен в переходном слое изменяется в пределах 150 –250 нм. Модуль Юнга и микротвердость по Виккерсу уменьшаются с увеличением толщины покрытия. Износостойкость покрытия составляет 6·10–6мм3/(Н·м). Полученный набор свойств и характеристик структуры позволяет сделать вывод о пригодности сформированных покрытий для работы в электрических контактах мощных электрических сетей. Конкретный выбор определенной модели контактов требует дополнительных уточняющих исследований.

Биографии авторов

Денис Анатольевич Романов, Сибирский государственный индустриальный университет

д.т.н., заведующий лабораторией электровзрывного напыления высоко-надежных покрытий

Станислав Владимирович Московский, Сибирский государственный индустриальный университет

к.т.н., старший научный сотрудник научной лаборатории электровзрывного напыления высоконадежных покрытий

Василий Витальевич Почетуха, Сибирский государственный индустриальный университет

к.т.н., старший преподаватель кафедры транспорта и логистики

Екатерина Степановна Ващук, Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева, филиал в г. Прокопьевск

к.т.н., доцент кафедры экономических и естественно-научных дисциплин

Юрий Федорович Иванов, Институт сильноточной электроники СО РАН

д.ф.-м.н., профессор, главный научный сотрудник

Библиографические ссылки

Почетуха В.В., Романов Д.А., Громов В.Е., Филяков А.Д. Формирование структуры и свойств электровзрывных электроэрозион-ностойких покрытий на медных контактах переключателей мощных электрических сетей. Новокузнецк: ООО Полиграфист, 2023:257.

Пат. 2380781 C1 РФ No 2008139279/09. Материал для электрических контактов и способ изготовления электрических контактов / В.С.Аркатов, В.В.Васин, Е.Н.Емельянов, А.В.Конаков, В.С.Фадеев, Ю.Л.Чигрин, О.В.Штанов, А.В.Никонов, С.Н.Микуш-кин, В.С. Минаков.Заявл. 03.10.2008; опубл. 27.01.2010. Бюл. No 3.

Luo G., Li P., Hu J., Guo J., SunY.,Shen, Q. Ag and C addition into Al –Cu matrix composites. Journal of Materials Science. 2022;(57):11013–11025. http://doi.org/10.1007/s10853-022-07189-6

SytschevA.E., VadchenkoS.G.,BusurinaM.L., BoyarchenkoO.D., KarpovA.V. High-temperature interaction between carbon fibers and Cu –Ag eutectic alloy. International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis. 2022;31:188–194.http://doi.org/10.3103/S1061386222040112

Wang J., Hu D., Zhu Y., Guo P. Electrical properties of in situ synthesized Ag-Graphene/Ni composites. Materials. 2022;(15(18)):6423. https://doi.org/10.3390/ma15186423

Li S., Hao Y., Chen X., Gewirth A.A., Moore J.S.,Schroeder C.M.Covalent Ag –C bonding con-tacts from unprotected terminal acetylenes for molecular junctions. Nano Letters. 2020;(20,7):5490–5495.https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c02015

Fernández S., Molinero A., Sanz D., González J.P.,Cruz M., Gandía J.J., CárabeJ. Graphene-based contacts for optoelectronic devices. Micromachines.2020;(11(10)):919. https://doi.org/10.3390/mi11100919

Romanov D.A., Pochetukha V.V., Sosnin K.V., Moskovskii S.V., Gromov V.E., Bataev V.A.,Ivanov Yu.F., Semin A.P. Increase in proper-ties of copper electrical contacts in formation of composite coatings based on Ni –C –Ag –N system. Journal of Materials Research and Technology. 2022;19:947–966.http://dx.doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.05.040

Gaurav A.K., Chang Y., Wojciech T.O., More-no-Hernandez I.A., Ledendecker M., Alivisa-tos A.P. Self-Limiting shell formation in Cu@Ag core–shell nanocrystals during galvan-ic replacement. The Journal of Physical Chem-istry Letters.2020;11(13):5318–5323.https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c01551

Непша Н.И., Веселов А.Д., Савина К.Г., Богданов С.С., Колосов А.Ю., Мясниченко В.С.,Сдобняков Н.Ю. Вариабельность структур-ных превращений в биметаллических нано-сплавах Cu-Ag. Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2022;14:211–226. EDN: GAZINQ; https://doi.org/10.26456/pcascnn/2022.14.211

Mousavi Z., Pourabdoli M. Physical and chemi-calproperties of Ag –Cu composite electrical contacts prepared by coldpress and sintering of silver-coated copper powder. Materials Chemistry and Physics. 2022;290:126608.http://dx.doi.org/10.1016/j.matchemphys.2022.126608

Aikun L., Ming X., Yang Y., Zhang J., Wang S.,Chen Y., Zhou W. Effect of CNTs content on the mechanical and arc-erosion performance of Ag-CNTs composites. Diamond and Related Materials. 2022;128:109211.http://dx.doi.org/10.1016/j.diamond.2022.109211

Yakout M.,ElbestawiM., Veldhuis S.C. A Review of metal additive manufacturing technologies.Solid State Phenomena. 2018;278:1–14. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/SSP.278.11

IvanovYu.F., KovalN.N., AkhmadeevYu.H., UglovV.V., ShugurovV.V., PetrikovaE.A., KrysinaO.V., ProkopenkoN.A., AzhazhaI.I. Structure and properties of multi-layer films of high-entropy metals deposited by the ion-plasma method. Russian Physics Journal.2022;(64):2207–2213. EDN: IRQUAY;https://doi.org/10.1007/s11182-022-02578-5

Комаров Д.В., Коновалов С.В., Жуков Д.В., Виноградов И.С., Панченко И.А. Анализ современной ситуации в области примене-ния электронно-пучковой обработки раз-личных сплавов. Часть2.Ползуновскийвестник. 2022;3:204‒215.https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.03.028

Chen S., Wang J., Yuan Z., Wang Z., Du D. Microstructure and arc erosion behaviors of Ag-CuO contact material prepared by selective laser melting. Journal of Alloys and Com-pounds. 2021;(860):158494.https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.158494

LiH., WangX.,HuZ., LiuY. Based electrical contact material under direct current. Journal of Electronic Materials.2020;49:4730–4740. https://doi.org/10.1007/s11664-020-08193-9

Ma M., Qu Y., Wang Z., Wang J., Du D. Dy-namics evolution and mechanical properties of he erosion process of Ag –CuO contact materials. Acta Metallurgica Sinica. 2022;58(10):1305–1315. https://doi.org/10.11900/0412.1961.2021.00498

Двойные и многокомпонентные системы на основе меди / Под ред. С.В. Шухардина. Москва: Наука, 1979:248.

Лякишев Н.П. Диаграммы состояния двой-ных металлических систем. В 3-х т. Т. 1. Москва: Машиностроение, 1996:992

Загрузки

Опубликован

30.09.2024

Как цитировать

Романов, Д. А. ., Московский, С. В. ., Почетуха, В. В. ., Ващук, Е. С., & Иванов, Ю. Ф. . (2024). СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СИСТЕМЫ ПОКРЫТИЕ (Ag – C) / ПОДЛОЖКА (Cu), ОБЛУЧЕННОЙ ИМПУЛЬСНЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ПУЧКОМ. Вестник Сибирского государственного индустриального университета, 1(3), 10–21. https://doi.org/10.57070/2304-4497-2024-3(49)-10-21

Выпуск

Раздел

Физика конденсированного состояния

Похожие статьи

Вы также можете начать расширеннвй поиск похожих статей для этой статьи.

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

1 2 > >>