电接触理论、应用与技术

内容概要

Milenko Braunovic 博士1962年于南斯拉夫Belgrade大学毕业，并分别于1967和1969年在英国Sheffied大学获硕士和博士学位。1971～1997年作为高级研究人员在HydroQuebec研究所（IREQ）工作，1997年退休并建立了自己的科学顾问公司——MB Interface。1997～2000年任加拿大电力联合会顾问。目前是加拿大魁北克Boucherville的研发负责人。

书籍目录

译者序

原书序

前言

作者简介

第1篇电接触基础

第1章电接触概述2

11引言2

12基本特征综述4

第2章接触机理7

21固体表面7

22表面形貌8

23测量表面参数的现代方法15

24光滑表面的接触18

241塑性接触和弹塑性接触20

25粗糙表面之间的接触23

251GreenwoodWilliamson 模型23

252多级模型26

253弹性接触转变到塑性接触29

第3章摩擦学31

31摩擦31

311摩擦定律31

312实际接触面积33

313界面粘合（摩擦的粘着分量）33

314摩擦时的变形36

315摩擦是运行条件的函数38

316初始位移39

317粘性滑动40

32磨损41

321磨损阶段42

322磨损的简化模型43

323磨损的基本原理44

324磨料磨损45

325粘着磨损49

326粒块形成49

327疲劳磨损50

328腐蚀磨损51

329微动磨损53

3210脱层磨损54

3211侵蚀56

3212组合磨损方式56

33润滑57

34摩擦学目前的发展趋势58

第4章电接触材料61

41金属电接触材料61

411电接触材料的性能61

4111铜64

4112铝66

4113银67

4114铂69

4115钯69

4116金69

4117铑70

4118钨70

4119镍70

412重载荷及中等载荷电接触金属及合金材料71

413轻载荷电接触的金属和合金材料73

414液态金属接触材料74

415弹性电接触材料76

416形状记忆合金及其在电接触中的应用77

42电接触用镀层79

421基本要求79

422表面工程技术81

4221表面偏析81

4222离子注入82

4223电镀83

4224化学镀85

4225喷镀85

4226化学沉积86

4227刷镀87

4228物理气相沉积技术87

4229电火花沉积88

42210中间过渡层88

42211多层电接触88

423镀层材料89

4231用于电源连接器的镀层（铜、铝连接）89

4232电子/电力工业镀层92

43复合电接触材料98

431转换设备复合电接触材料98

432用于滑动触点的自润滑复合材料104

44纳米材料110

441纳米材料总体性能111

442力学性能112

443电性能117

444磁性能119

4441巨磁阻120

4442弹道磁阻效应122

445纳米管123

446热稳定性125

447纳米材料表征技术125

4471纳米压痕126

4472扫描探针显微镜127

第5章通过接触面的电流和热流的传导131

51接触电阻131

511圆形和非圆形的a斑点131

512信号频率的影响136

513尺寸影响，纳米级接触137

514表面膜的影响140

515接触形状的影响145

516粗糙接触的传导性150

52接触面的热效应157

521热传导理论的基本原理158

522热传导理论的基本问题159

523电流对接触斑点的加热163

5231无膜金属接触163

5232有表面膜的接触斑点的生热166

5233带有隧道导电膜的接触间隙的场强169

524摩擦生热公式170

525电接触的闪点173

526摩擦接触的瞬态热效应175

5261热弹性的不稳定性176

5262温度摩擦系数引起的非稳定性176

5263摩擦方式的变化与非稳定性间的关系176

第6章电接触中的可靠性问题178

61电接触可靠性的重要性178

62电接触的必要条件179

63影响电接触可靠性的因素179

64连接器的失效机理181

641 接触面积181

642氧化183

643腐蚀184

644微动磨损187

6441微动机理188

6442影响微动的因素189

6443电接触中的微动190

6444接触载荷191

6445运动频率194

6446滑动幅值194

6447相对湿度194

6448温度195

6449电流作用196

64410表面加工198

64411硬度198

64412金属氧化物199

64413摩擦系数199

64414电化学因素199

645金属间化合物199

646电子迁移205

647应力松弛和蠕变207

6471电流作用的本质208

6472电流对应力松弛的作用209

648热膨胀214

65连接劣化的影响214

651接触剩余寿命的预测模型216

652接触劣化的经济影响221

653电源品质223

第2篇电接触应用

第7章电力连接226

71电力连接器的类型226

72结构设计和退化机理227

721螺栓连接器227

7211螺栓连接的磨损231

7212铝连接器的微动磨损233

7213金属间化合物235

7214蠕变和应力松弛236

722母线穿刺接触238

723压接式连接器240

7231压接连接的退化机理242

7232腐蚀243

7233压接式连接器中的微动245

724机械连接器245

7241接线螺钉连接器245

7242绝缘刺穿连接器249

7243楔形连接器249

725焊接连接器250

73减缓措施252

731接触面积连接器设计252

732接触压力254

733表面预处理256

734机械接触装置256

7341重新固定259

7342双金属嵌入260

7343过渡垫圈260

7344多接触元件261

7345形状记忆合金机械装置261

7346自修复连接262

735润滑：接触辅助化合物262

74安装程序265

第8章电子连接器267

81电子连接器的类型267

82电子连接器的材料268

821焊接材料268

822无铅焊料269

8221锡269

8222锡银合金270

8223锡银铋合金270

8224锡银铜合金271

8225锡银铜锑合金271

8226锡银锑合金271

8227锡铋合金272

8228锡铜合金272

8229锡铟合金273

82210锡铟银合金273

82211锡锌合金274

82212锡锌银合金274

82213锡锌银铝镓合金274

83电子连接器的失效机理276

831孔隙率276

832腐蚀/污染278

8321孔隙腐蚀278

8322蠕变腐蚀279

8323变色281

833微动283

834摩擦聚合物290

835金属间化合物292

836蠕变和应力松弛303

837电子迁移307

838晶须311

84改善措施314

841镀层作用315

8411金镀层315

8412钯和钯合金316

8413锡镀层317

8414镍和镍基合金317

842润滑作用318

第9章滑动接触321

91电接触摩擦学321

911摩擦与电流之间的相互作用322

912边界膜的作用322

913提高滑动电接触可靠性的主要方法323

914滑动电接触发展中的摩擦物理学325

92干（无润滑）金属接触328

921小电流接触328

9211摩擦条件下小电流和电场的影响329

9212界面剪切效应329

9213粘结、转移、磨损碎屑的形成及表面蜕变331

922大电流接触336

9221电流对于摩擦性能的影响336

9222电场的影响340

9223速度的影响342

9224接触件材料组合的影响342

9225滑动中的电塑效应343

9226金属纤维电刷接触的摩擦及电流传递345

923接触电阻的稳定性、电噪声349

9231常闭连接器的接触噪声349

9232滑动接触的电噪声350

93润滑的金属接触360

931润滑要素的概述360

932润滑边界层的电性能360

933润滑接触的电导率364

9331润滑剂对于接触斑点周围区域电导率的影响364

9332润滑剂对于接触斑点电导率的影响365

9333经过润滑处理后接触对电导率的实验研究370

9334光滑润滑表面间的接触电阻373

9335温度对接触电导率的影响374

934滑动电接触中的润滑因素375

9341润滑剂影响的早期研究376

9342润滑剂的耐用性377

9343润滑剂的摩擦化学特性379

9344速度对于小电流接触的影响382

9345润滑剂对于接触性能的影响382

9346大电流润滑接触中的电流导通情况及摩擦力384

935电接触润滑剂388

9351滑动开关接触件的润滑剂389

9352用于传感器中滑动接触的润滑剂390

9353接触润滑剂的选择392

94复合接触394

941中间层对电特性的影响394

9411中间膜层的结构和电特性394

9412电流通过中间层的接触机理399

9413复合金属接触面极性对电导率的影响405

942电流的“润滑”效应408

9421电流对摩擦性能的影响408

9422电流的“润滑”效应机理410

9423电刷材料对带电摩擦性能的影响413

943电磨损416

9431无电流接触磨损416

9432电流在磨损中的作用417

9433无电火花下的电磨损影响因素420

9434洁净程度对电接触区域的影响424

9435存在火花和电弧时的磨损426

9436减少电磨损的方法427

第3篇诊断与监测技术

第10章摩擦学中的电检测方法430

101表面特征430

102接触区域与摩擦范围的判断434

1021接触区域的形成434

1022有氧化膜的滑动接触控制438

1023金属接触点形成的实验研究439

103材料和润滑物的摩擦特性估测442

1031表面膜的承载能力和润滑性能的估测442

1032在不完全的润滑下的润滑中间层的抗剪强度估计444

1033通过电气方法评估材料和润滑剂的热稳定性446

1034表面涂层和表面膜的控制448

1035测量和分析接触特性的新型系统449

第11章监测技术454

111热测量456

1111红外线温度测量456

1112红外线温度图像测量的基本特征457

1113红外线热系统的类型458

1114形状记忆效应温度指示器462

1115温度胶465

1116远程温度传感器465

112电阻测量466

113监测接触载荷469

114超声波测量470

115无线监测471

116监测和诊断技术的成本效益474

附录476

附录A粗糙表面的描述方法476

附录B形状记忆材料483

附录C电接触数据表498

参考文献508

作者简介

《电接触理论、应用与技术》（Electrical Contacts: Fundamentals, Applications and Technology）分为3篇：第1篇为电接触基础，讲述了电接触的结构、机理及基本理论，电摩擦的基本形式与原理，常用电接触材料的基本性能和应用，电接触可靠性等；第2篇为电接触应用，介绍了电力连接器的结构、故障机理及预防措施，电子连接器的材料、结构、故障机理及预防措施等，从电摩擦学的角度阐述了在各种条件（参数）下的滑动电接触特性及机理；第3篇为诊断与监测技术，介绍了摩擦表面的电检测、评估方法，以及电网的监测技术。《电接触理论、应用与技术》（Electrical Contacts: Fundamentals, Applications and Technology）引用了大量相关领域近年来的研究成果，并附有大量参考文献，使读者在掌握电接触原理及应用的同时，也能获得对该领域研究背景和发展趋势的了解，为进一步的深入研究提供了便利。《电接触理论、应用与技术》（Electrical Contacts: Fundamentals, Applications and Technology）可作为电气设备科研与设计人员的参考书，也可作为高校机电自动化等相关专业高年级本科生和研究生的参考用书。

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