高速电气化铁路接触线的研究与应用

接触线也称为电车线,是电气化铁路接触网的重要组成部分。随着电气化铁路向着高速发展,对接触线的理化性能提出了更高的要求。由于国内传统生产技术的限制,国产的接触线强度低,平直度、耐磨性、抗蠕变能力差,越来越难以满足我国铁路提速和安全运行的需要。综述了高速电气化铁路接触线的研究现状、应用情况以及存在的问题,特别对电气化铁路常用的银铜、锡铜以及镁铜等接触线进行了详细的描述,并展望了接触线材料的发展趋势。     

新一代国产化高速铁路接触线的研究与开发

在分析国内外高速电气化铁路接触网用接触导线的使用现状及发展趋势的基础上,建议我国应尽快研制国产铜合金接触线,以加速高速铁路接触线国产化的进程.进一步指出时效强化型铜合金Cu-Ag、Cu-Cr合金,可通过添加微量合金元素Cr、Zr,使其导电率大于80%IACS,强度达到600MPa,作为接触导线的理想材料.     

T6热处理对A356/6082铝合金复合板界面组织及力学性能的影响!

采用液-固轧制复合技术制备A356/6082层状复合板,并对其进行T6热处理。通过光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、剪切试验、显微硬度测试等表征手段对比分析了T6热处理前后复合板显微组织变化、界面元素扩散规律以及剪切强度和硬度等力学性能特征。结果表明:T6热处理后,层片状共晶硅形态发生球化,界面附近的共晶硅团聚现象消失且组织更为均匀;界面区Mg元素明显扩散,结合线消失;复合板剪切强度从91. 6 MPa提高到139. 2 MPa,界面区域和基体的显微硬度均得到明显改善,A356侧的平均硬度值达到1102. 5 MPa左右,6082侧的平均硬度值达到851. 6 MPa左右,且沿A356至6082垂直界面方向其显微硬度值逐渐下降。     

橡胶片型吸波材料硫化特性研究

作为橡胶片型吸波材料,在满足高吸收率的同时,良好力学性能也是重要的技术指标.实验表明,硫化引起橡胶物理化学性质发生变化和吸波体致密度的提高,从而影响电磁参量和吸收率.适当石墨添加导致吸波体拉伸强度和硬度提高,以及石墨在吸波体中形成导电性网络,使吸收率有所增加.硫化时间、硫化剂含量以及硫化温度等因素影响着吸波材料的力学性能.实验得到的样品,在X波段拉伸强度10MPa以上,反射率＜-8dB,以及良好的柔韧性,满足一定的工程应用.     

适用于高速电气化铁路的铜合金接触线

接触线是一种传输电的裸线线缆，广泛应用于铁路、公交、煤矿、冶金等系统，其中用量最大的是电气化铁路。根据铁道部的“十五”规划，“十五”期间我国将建设和改造电气化铁路里程8000km。接触线需求量为3000-4000km/a左右，按110型接触线计算，相当于3000～4000t／a。     

添加微量元素对Cu-Ni-Si合金性能的影响

分析了微量元素在改善Cu-Ni-Si合金强度同时又影响导电性的机理,综述了Zn、Cr、P、Al等微量元素对Cu-Ni-Si合金硬度、导电率等的影响规律,表明利用合金化规律在Cu-Ni-Si合金中添加不同的微量元素可以得到强度和导电率匹配良好的超高强度Cu-Ni-Si舍金.     

复合树脂/空心微珠耐高温浮力材料的制备及性能

本工作针对环氧树脂基固体浮力材料热稳定性差的问题,提出选用耐温性能优良的酚醛树脂和甲基硅树脂与环氧树脂形成耐高温复合基体,从而提高整体浮力材料的耐温特性.通过密度测试和准静态单轴压缩实验,研究了不同温度下树脂含量对固体浮力材料压缩强度、体积密度、弹性模量、比强度的影响,并测试了浮力材料的吸水性能和耐高温性能.研究结果表明:酚醛树脂的加入可以提升浮力材料的耐高温性能.环氧树脂中环氧基通过开环反应与硅树脂中硅氧烷发生共聚反应,形成复合树脂基体,从而增强基体的耐高温性能.硅树脂含量为40％的试样性能最好,200℃热处理后压缩强度、体积密度、弹性模量、比强度分别为39 MPa、0.652 g/cm3、4.02 GPa、59.82 MPa/(g/cm3).300℃热处理后浮力材料抗压强度仍能维持在30 MPa以上.不同温度热处理后浮力材料的吸水率不超过0.5％.     

新型导电胶的研究（Ⅰ）

通过对不同形状的铜粉导电性的研究，发现球状铜粉经过真空球磨后得到的，收片状和椭球状混合形状组成的铜粉具有良好的导电性，然后对这种球磨处理技术的条件进行了比较，并通过这种技术制得具有高导电性的银铜复合粉，百而对其导电胶的配方进行了研究。     

镍包碳纤维填充导电橡胶薄膜的制备及性能

采用喷涂法制备了镍包碳纤维(CF@Ni)填充型柔性导电橡胶薄膜,探究了球形Ni粉颗粒对导电橡胶流动性及导电性的影响,研究了导电CF@Ni/橡胶薄膜的抗折叠性能以及薄膜与铝合金基体之间黏附强度。结果表明:以CF@Ni为主掺杂少量球形Ni的复合填料所制备的导电橡胶薄膜,电阻率在10-1Ω·cm级别;且随Ni粉增加,其电阻率不发生显著变化,但液态导电CF@Ni/橡胶流动性明显提高;喷涂获得的薄膜在0.2 MPa压力经100次折叠周期后,其导电性无明显下降;喷涂薄膜与铝合金基体之间的黏附强度约为0.219 MPa。所制备的导电CF@Ni/橡胶薄膜具有良好的导电性和抗折叠性能,导电橡胶薄膜中CF@Ni起主要导电作用,球形Ni粉不影响薄膜导电性,但在喷涂过程中有"润滑"作用,提高了喷涂效率。     

烧结温度对Fe/FeAl_2O_4金属陶瓷材料的性能影响

以Fe/FeAl_2O_4为原料利用等离子放电热压烧结制备金属陶瓷,研究不同烧结温度对制备出的金属陶瓷致密性、微观组织与性能的影响。结果表明:在1300℃~1500℃范围内,随着烧结温度提高,致密性和弯曲强度先升高后略微下降,金属陶瓷的硬度提高,在烧结温度为1450℃时金属陶瓷相对密度达到97.23%,弯曲强度为313.5MPa,硬度为3250.55MPa。     

高速电气化铁路用铜合金接触线的研究进展

对铜合金接触线的性能特点、国内外的研究和开发应用进行了综述,介绍了作者近期在新型高强高导接触线方面研究的新成果,阐述了高强高导铜合金接触线的发展方向.     

轴类零件电弧熔丝轧制复合增材修复工艺研究

目的 针对电弧熔丝增材修复轴类零件时修复层出现柱状晶粒、修复质量不佳等问题,进行电弧熔丝和轧制复合的增材修复工艺研究。方法 研究了电弧熔丝和轧制复合的轴类零件修复工艺,即在焊枪后紧邻一个轧辊,对沉积层进行轧制,使材料在高温下发生塑性变形。开发、制造和测试了一种新型设备,并在316L不锈钢轴上进行了修复实验。研究了轧制对修复件拉伸性能、硬度和微观结构的影响,并对沉积层和结合界面进行了电子背散射衍射(EBSD)表征。结果 轧制导致了动态再结晶(DRX)形核从而细化了微观组织。与基体金属相比,修复层的硬度提高了20%~30%,屈服强度从220 MPa提高到432 MPa,极限抗拉强度从540 MPa提高到595 MPa。结论 采用电弧熔丝和轧制复合的修复工艺可以细化修复层微观组织,提高修复层的力学性能,该工艺可以有效解决轴类零件的修复问题。     

高强高导Cu-Ag合金的研究现状与展望

采用先进的冷变形加工结合中间热处理的方法，可使Cu—Ag系合金获得细密的双相纤维复合组织，以达到使合金同时具有高强度和高导电性的双重目的。综述了这种新型合金的研究现状，展望了其进一步发展前景。     

电气化铁路既有线扩堑石方控制爆破安全快速施工技术

电气化铁路既有线扩堑石方爆破,其爆破环境、地形地质、工程量等要比城市中的岩石爆破或基础拆除爆破复杂困难得多,规模大得多;由于有电接触网和距既有线线间距小,也比非电气化铁路既有线扩堑爆破复杂困难得多。针对电气化铁路既有线扩堑的特点而采取的先进实用有创造性的技术,从而达到安全快速施工的目的。     

循环道次对高温叠轧AZ31镁合金板材组织与性能的影响

目的通过高温累积叠轧工艺制备出高强度的镁合金,并研究该过程中循环道次对AZ31镁合金板材的微观组织与性能的具体影响。方法对累积叠轧1～5次板材进行微观组织观察,并进行显微硬度的测试,得到不同板材的硬度值,通过X射线衍射分析得到不同板材的取向结果,最终进行力学性能实验,并对比分析。结果随着循环道次的增加,板材抗拉强度有明显改变。从260 MPa先增加至310 MPa,最后稳定在350 MPa左右;非基面织构比重增加;断裂伸长率先降低后升高并稳定在10%左右。结论累积叠轧工艺使得AZ31镁合金板材产生了加工硬化,并显著细化了晶粒。循环道次的增加、孪晶产生和晶界数量显著增多导致强度进一步提高。     

活化元素Co对Mo-Cu合金组织和性能的影响

采用机械合金化制备Mo-18Cu复合材料,利用SEM、XRD和万能试验机研究了Co含量对Mo-18Cu合金的相对密度、力学性能、断口形貌组织、导热和导电性能的影响。试验结果表明,活化元素Co的添加降低了Mo-18Cu合金的烧结致密化温度100℃,增加了合金的相对密度、抗弯强度及硬度,但导电和导热性能降低。含Co 2.0wt%Mo-18Cu合金在1250℃烧结2h获得较好的综合性能,合金的相对密度、抗弯强度、硬度、电阻率和热导率分别为99.1%,960 MPa,69 HRA,2.06×10-7Ωm和142 W.m-1.K-1。显微组织为均匀细小的网络结构。     

放电等离子烧结对TiB_2/AlCoCrFeNi复合材料组织与性能的影响

采用放电等离子烧结方法(SPS),制备体积分数5%TiB_2的等摩尔AlCoCrFeNi高熵合金基复合材料。通过密度测试、X射线衍射、扫描电镜及力学性能测试等方法,研究SPS烧结温度及烧结压力对复合材料的微结构演变与力学性能影响。结果表明:随着SPS烧结温度及烧结压力的增加,复合材料的硬度及抗压强度得到明显提高。在1200℃/30MPa进行SPS烧结后,复合材料的致密度达99.6%,抗压强度达2416MPa,屈服强度达1474MPa,硬度超过470HB。烧结过程中,复合材料的基体高熵合金发生相变,1200℃及30~45MPa烧结时,复合材料由BCC,B_2,FCC,σ及TiB_2相组成。     

Three principles for preparing Al wire with high strength and high electrical conductivity

The trade-off relation between the strength and the electrical conductivity has been a long-standing dilemma in metallic materials. In the study, three key principles, i.e. elongated grains, sharp texture and nano-scale precipitates, were presented for preparing Al wire with high strength and high electrical conductivity based on the specially designed experiments for breaking the mutually exclusive relation between the strength and the electrical conductivity. The results show that the elongated grains could lead to a higher electrical conductivity in Al wire without sacrificing the strength; while, the 111 sharp texture can efficiently strengthen the Al wire without influencing the electrical conductivity. Furthermore, nano-scale precipitates with proper size can simultaneously improve the strength and electrical conductivity of Al alloy wire. Under the guidance of the above three key principles, Al wires with high strength and high conductivity were prepared.     

石墨烯含量对铜基石墨烯复合材料力学和电学性能的影响

为改进铜基复合材料的力学和电学性能,向铜基体分别加入0.2%、0.3%、0.4%(质量分数)的石墨烯,充分混合后,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备了石墨烯/铜(G/Cu)复合材料。通过扫描电镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱和XRD等表征了复合材料微观结构,测试了其硬度、屈服强度、抗压强度和导电率等性能,以确定石墨烯在铜基体中的合适掺杂量。结果表明:随着石墨烯含量的降低,其力电性能显著提高。当石墨烯质量分数为0.2%时,G/Cu复合材料的综合性能(力学及电学性能)达到最好匹配,实现了铜基材料的高强度、高导电性:其抗压强度和屈服强度分别为557.23 MPa和256 MPa,相对于用SPS方法制备的纯铜分别提高了59.21%和70.7%;电导率为52.3 MS/m,其IACS高达91.8%。