受电弓滑板用轻质高碳-石墨_铝复合材料

算表明，当速度提高ｌ

倍时，如果其他条件

不变，滑板质量要减

轻３／４才能保持同等

的接触状况。接触状

况的差异也直接影响

到滑板的寿命和对接

触导线的磨耗。理论

分析表明．磨耗随接触导线与受电弓接触压力的变化为一“ｕ”形曲线．受电弓跟随性不佳时就会在过下一个拐点处形成离线、拉弧。因此．应用轻质整体滑板及轻质碳纤维复合材料弓架来提高受电弓的随动性足高速化发展的必然趋势。法国也正在研究碳纤维／环氧复合材料来制造受电弓支架。

从研究滑动电接触材料的角度来看，一般将磨耗分为机械磨耗和电弧磨耗．材料的润滑性能对机械磨耗影响较大。而材料的熔点与电弧磨耗成反比Ｆ７，８］。由于滑板与接触导线摩擦还具有非重复性摩擦的特点．从摩擦化学角度来看．在接触导线表面生存表面膜的规律是与常规摩擦问题不同的。现在学术界对碳一铜这一对滑动电接触摩擦副材料已有充分的肯定，本文的研究目的是进一步提高碳材料的机械性能、降低滑板的重量、提高受电弓的运动跟随性。

３轻质高碳一石墨／铝复合新材料用作受电弓滑板材料的研究

国防科技大学航天与材料工程学院从１９８０年起，先后在国家“七五”、“八五”、“８６３”计划，“九五”国防预研项目等经费的支持下，开展了金属基复合材料的应用技术研究工作。先后与航天工业总公司一院、三院等单位协作．试制出了各种各样的航天飞行器构件。高速运动物体的轻量化和稳定性问题与导弹飞行器的轻量化问题有很多类似之处。我们先后进行过连续碳化硅纤维及连续碳纤维增强铝基复合材料、碳化硅晶须及碳化硅颗粒增强铝基、镁基复合材料和石墨颗粒／铝基复合材料的应用研究工作，开发了超声液相浸渗复合工艺、净成型真空液相压渗复合工艺以及电磁搅拌等复合工艺．材料性能及构件制备水平居国内领先地位．已获得有关液相浸渗新工艺的专利。

国防科技大学针对高速电力机车受电弓滑板的材料问题，开发了轻质高碳一石墨／铝复合新材料，所谓复合就是把碳条和铝托合为一体．一次工艺成形。试制出的材料样品见图１．基本性能见表１．试样中碳一石墨含量的体积分数可达６０～８０。由于复合材料的强度主要由铝承担．因此所含碳一石墨颗粒就可完全图１石墨颗粒增强铝基复台材料样品

按滑动电接触材料的需要来设计，以较大比例提高石墨的含量，提高了材料润滑性能，降低了导线的磨耗。

这一复合材料的工艺也容许在滑板的长度方向上进行非均匀化处理．在中间的关键部位采用成本较高的配方，而两头采用低成本的碳颗粒。

表１高碳一石墨／铝的复台材料基本性能

电阻率／ｕｎ・ｍ（４密度／ｇ・ｃｌｌＲ－３＜２．３

冲击功／ｋｇ…＞２０抗弯强度巾肛ｈ）２００

４结论

从受电弓滑板用的轻质高碳一石墨／铝复合新材料的性能数据可以看出，其电阻率、抗弯强度、冲击功比纯碳滑板材料高得多，特别是冲击功和强度的提高可以提高机车受电弓的可靠性，为安全行使提供保障。此外，由于采用的是颗粒化的碳材料，影响其机械性能的缺陷出现概率比大块状材料的缺陷出现概率要小得多．材料本身性能的离散性也得到保证。因此一体化的整体滑板复合材料是制备高速受电弓的首选材料之一。

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受电弓滑板用轻质高碳-石墨/铝复合材料

作者：卓钺， 刘希从， 文思维， 白书欣， 熊德赣

作者单位：国防科技大学航天与材料工程学院,湖南,长沙,410073

刊名：

机车电传动

英文刊名：ELECTRIC DRIVE FOR LOCOMOTIVES

年，卷(期)：2003(z1)

被引用次数：5次

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本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_jcdcd2003z1010.aspx