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

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.

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

2. Пат. 2380781 C1 РФ № 2008139279/09. Материал для электрических контактов и способ изготовления электрических кон-тактов / 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. Микушкин, В.С. Минаков. Заявл. 03.10.2008; опубл. 27.01.2010. Бюл. № 3.

3. Luo G., Li P., Hu J., Guo J., Sun Y., 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

4. Sytschev A.E., Vadchenko S.G., Busurina M.L., Boyarchenko O.D., Karpov A.V. High-temperature interaction between car-bon fibers and Cu – Ag eutectic alloy. International Journal of Self-Propagating High-Temperature Synthesis. 2022;31:188–194.

5. http://doi.org/10.3103/S1061386222040112

6. 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

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

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

9. 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 properties 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.

10. http://dx.doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.05.040

11. Gaurav A.K., Chang Y., Wojciech T.O., Moreno-Hernandez I.A., Ledendecker M., Alivisatos A.P. Self-Limiting shell formation in Cu@Ag core–shell nanocrystals during galvanic replacement. The Journal of Physical Chemistry Letters. 2020;11(13):5318–5323.

12. https://doi.org/10.1021/acs.jpclett.0c01551

13. Непша Н.И., Веселов А.Д., Савина К.Г., Богданов С.С., Колосов А.Ю., Мясниченко В.С., Сдобняков Н.Ю. Вариабельность структурных 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

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

15. 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.

16. http://dx.doi.org/10.1016/j.diamond.2022.109211

17. Yakout M., Elbestawi M., 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.278.1

18. Ivanov Yu.F., Koval N.N., Akhmadeev Yu.H., Uglov V.V., Shugurov V.V., Petrikova E.A., Krysina O.V., Prokopenko N.A., Azhazha I.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;

19. https://doi.org/10.1007/s11182-022-02578-5

20. Комаров Д.В., Коновалов С.В., Жуков Д.В., Виноградов И.С., Панченко И.А. Анализ современной ситуации в области применения электронно-пучковой обработки различных сплавов. Часть 2. Ползуновский вестник. 2022;3:204‒215.

21. https://doi.org/10.25712/ASTU.2072-8921.2022.03.028

22. 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 Compounds. 2021;(860):158494.

23. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.158494

24. Li H., Wang X., Hu Z., Liu Y. Based electri-cal contact material under direct current. Journal of Electronic Materials.2020;49:4730–4740. https://doi.org/10.1007/s11664-020-08193-9

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

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

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