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纳米陶瓷材料在滑动电接触部件应用研究

电联接是电力和信号传输中重要的环节。其中，滑动电接触元件由于受到电弧侵蚀、机械磨损和电化学腐蚀的共同作用，非常容易损坏。氮化钛（TiN）是应用最为广泛的硬质耐磨涂层材料，具有较为优异的电学性能和高温耐磨性能。铜（Cu）、银（Ag）等金属纳米颗粒通过物理气相沉积，可嵌入陶瓷材料晶界，形成金属-陶瓷纳米复合结构，这种复合结构在一定的配比下（通常为3at%~10at%）可以得较为优异的摩擦学性能和电学性能。这种优异的摩擦学性能归因于纳米金属颗粒嵌入陶瓷晶体间隙强化材料的结构稳定性，较柔软的微粒在滑动摩擦中降低了材料剪切应力的产生，除此之外，在载流滑动过程中，Ag等导电纳米金属微粒也会向接触面偏析，提高了涂层的自润滑能力。另外，导电润滑脂的加入可进一步提高摩擦副的摩擦学性能，导电润滑脂在载流摩擦过程中在滑动电联接部件表面形成了复杂的保护膜，共同组成性能优异的滑动电接触润滑体系。这种固-液复合润滑体系的构建，能够在尽量不影响电接触材料导电性能的前提下，最大限度的提高滑动电联接零件的抗磨性能，从而对特殊工况下电联接部件的设计产生有益的影响。