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高压输电耐张线夹的腐蚀行为及其影响因素

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201704016

将JY-120/20型压接管和LGJ-120/20型钢芯铝绞线压制成耐张线夹,采用电化学法以及干湿交替周浸法研究了该线夹在不同pH和温度的5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀行为,测试了电阻并观察了腐蚀形貌,分析了腐蚀影响因素.结果表明:耐张线夹的电阻随腐蚀时间的延长总体呈增大趋势,但由于腐蚀过程中腐蚀产物的生成与脱落,在增大趋势中出现次级波动;腐蚀优先在压接管内部缺陷处发生,逐渐向无缺陷区域发展,并在腐蚀产物脱落的区域向深处发展;随着腐蚀溶液pH的降低或温度的升高,线夹的腐蚀速率增大.

关键词: 耐张线夹 , 腐蚀速率 , 干湿交替周浸法 , 电化学

Cu-Al 金属间化合物的形成与生长及其对电镀 Cu/Al 层状复合材料电性能的影响

张健 , 王斌昊 , 陈国宏 , 王若民 , 缪春辉 , 郑治祥 , 汤文明

中国有色金属学报(英文版) doi:10.1016/S1003-6326(16)64462-X

采用纯 Al 片表面浸 Zn 后再电镀厚 Cu 层的方法制备 Cu/Al 层状复合材料。在473~673 K 温度范围内对该复合材料进行退火，研究退火过程中 Cu/Al 界面扩散与反应、界面金属间化合物(IMCs)层的长大动力学以及Cu/Al 层状复合材料电阻率。结果表明，经过473 K、360 h 的退火处理，未观察到 Cu?Al IMCs 层，显示 Zn 中间层能有效抑制 Cu/Al 界面扩散。可是，当复合材料经573 K 及以上温度退火时，Zn 层中的 Zn 原子主要向 Cu 中扩散，从 Al 侧到 Cu 侧形成 CuAl2/CuAl/Cu9Al4三层结构的反应产物。IMC 层遵循扩散控制的生长动力学，Cu/Al复合材料的电阻率随退火温度及时间的增加而增大。

关键词: Cu-Al 金属间化合物 , 层状复合材料 , 电镀 , 界面反应 , 生长动力学 , 电阻率

支柱瓷绝缘子的组织结构及其可靠性

孟将 , 陈国宏 , 王若民 , 缪春辉 , 汤文明

硅酸盐通报

本文研究了包括铝质瓷及硅质瓷质的4种支柱瓷绝缘子的成分、物相、组织结构及性能,采用抗热冲击试验及断裂韧性(KC)测试,评价瓷绝缘子的可靠性.结果表明:A12O3、SiO2含量及氧化铝、残余石英颗粒与基体的界面结合状态,气孔的形态与分布等对瓷绝缘子的强度、KIc等力学性能起着至关重要的作用.除力学性能外,铝质瓷绝缘子的抗热冲击性能主要受其热膨胀系数及弹性模量影响;而硅质瓷绝缘子的抗热冲击性能则主要受其热导率影响.

关键词: 支柱瓷绝缘子 , 组织结构 , 力学性能 , 抗热冲击性 , 可靠性

NY-400型耐张线夹内部交流腐蚀形貌及产物研究

王夫成 , 詹马骥 , 郎经纬 , 王若民 , 陈国宏 , 杜晓东

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.09.019

目的：研究老旧高压输电耐张线夹内部交流腐蚀。方法截取已运行35 a的耐张线夹并解剖,采用扫描电子显微镜分析腐蚀区的微观形貌,采用X 射线衍射仪、能谱仪和X射线光电子能谱仪对腐蚀区元素及物相进行分析鉴定,分析线夹内部腐蚀损伤演化过程。结果线夹内表面与铝线表面局部出现大量白色腐蚀产物和黑色覆盖物,白色腐蚀物呈粉末和片层两种形态。分析表明,腐蚀产物相组成为Al2 O3,AlO( OH)和AlOOH；黑色覆盖物随深度增加而减少,黑色区域主要元素为Al,O和C,物相组成为Al2 O3,C( graphite)和含C有机物。钢芯锌层破坏区的内层铝线更易腐蚀,腐蚀区呈灰黑色,微观形貌为富铁元素颗粒镶嵌在其它腐蚀产物中,区域的主要元素为Al,C,O,Fe和Zn,Fe元素存在形式为Fe2 O3；钢芯表面镀锌层局部腐蚀严重,呈现平面型点蚀形貌,主要元素为Zn,Al,C和O,Zn腐蚀产物为六边纤锌矿结构ZnO。结论内部交流腐蚀原因为液体渗入,同时腐蚀产生大量的热致使材料分解。

关键词: 耐张线夹 , 交流腐蚀 , 点蚀 , 微观形貌 , 腐蚀产物 , 热分解

高压输电耐张线夹用铝在中性溶液中的交流腐蚀行为

王若民 , 王夫成 , 詹马骥 , 陈国宏 , 杜晓东

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.024

目的：研究高压输电耐张线夹用铝在0.1 mol/L的中性Na2 SO4溶液中的交流腐蚀行为。方法在耐张线夹端部截取块状腐蚀试样并包覆、打磨、清洗,利用自制设备测量试样在交变电流腐蚀作用下的Tafel曲线、交流阻抗谱和腐蚀速率,采用扫描电子显微镜分析微观腐蚀形貌,采用X射线衍射仪、能谱仪和X射线光电子能谱仪对腐蚀区元素及物相进行分析。结果交变电流密度为0~40 A/m2时,Tafel曲线负向移动；50 A/m2时,发生逆转,曲线正向移动；随交变电流密度增加,交流阻抗谱Nyquist图由单弧逐渐变为双弧,出现Warburg阻抗,Bode-Phaze 图由单峰逐渐变为双峰；表面出现较多的点蚀坑和层状脱落痕迹；腐蚀产物为Al( OH)3和Al2 O3。结论交变电流作用下试样的腐蚀倾向加深,腐蚀表面具有较多的空洞,垂直腐蚀和平行腐蚀交替进行,呈现层状脱落方式向基体演进,腐蚀产物与一般铝腐蚀产物相同,均为Al(OH)3和Al2O3,腐蚀速率在交变电流密度低于50 A/m2时相对较低,高于50 A/m2时大幅提高。

关键词: 中性溶液 , 交流腐蚀 , 铝 , 腐蚀形貌 , 电化学腐蚀 , 腐蚀产物

碱蚀液浓度对纯铝表面二次浸锌的影响?

张健 , 陈国宏 , 王若民 , 缪春辉 , 郑治祥 , 汤文明

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.05.038

二次浸Zn是Al材电镀的前处理工艺.Al材碱蚀不当,将对浸Zn乃至后续的电镀过程产生十分不利的影响.研究了在不同浓度NaOH 碱蚀液中碱蚀粗化后的纯Al基材及随后二次浸Zn层的表面形貌,并考察了Al材表面电镀Cu层的质量.结果表明,当碱蚀液浓度20 g/L,浸渍时间1 min时,Al基材表面形成大而深的腐蚀坑,Al基材晶界处腐蚀尤其严重,浸 Zn 层难以将这些腐蚀坑覆盖.而当碱蚀液浓度5 g/L 时,在相同的浸渍时间下,Al基材表面粗糙度适中,无大而深的腐蚀坑,浸Zn层覆盖率高达95％以上,其表面电镀 Cu 层的质量良好.

关键词: 纯铝 , 碱蚀液 , 二次浸锌 , 腐蚀机理 , 表面形貌

Al表面化学镀Ni-P合金及Al/Ni-P/Cu复合材料电性能的研究?

陈国宏 , 张健 , 王若民 , 缪春辉 , 郑治祥 , 汤文明

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.增刊(Ⅰ).002

化学镀Ni-P合金中间层可提高Al材表面Cu镀覆性能.采用化学镀工艺,在Al表面沉积均匀连续的Ni-P合金层,再电镀Cu,形成 Al/Ni-P/Cu 复合材料.研究化学镀 Ni-P 合金层的表面形貌,成分及其成膜机理,以及Al/Ni-P/Cu复合材料的结构与电性能.结果表明,Al材经碱蚀前处理后,在其表面形成腐蚀坑或凸起,Ni-P合金在此位置优先沉积,逐渐成膜.碱性镀5 min,酸性镀25 min 后,在 Al 材表面形成厚约5μm 均匀致密的Ni-P合金镀层,再在其表面电镀140μm 厚 Cu 层制备的 Al/Cu 复合材料的电阻率为2．92×10－8Ω.m,经过150℃,360 h热处理后,未发生Al、Cu相互扩散,复合材料的电阻率为3．04×10－8Ω.m,结构与性能十分稳定.

关键词: Ni-P合金 , 层状复合材料 , 化学镀 , 电镀 , 电阻率

高压输电用耐张线夹失效的原因

王若民 , 詹马骥 , 季坤 , 严波 , 王夫成 , 杜晓东

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201703023

通过对高压输电用耐张线夹及夹持导线的宏观形貌、化学成分、腐蚀产物进行分析,探讨了该线夹腐蚀失效的原因.结果表明:该线夹在压接时即存在铝线断股现象,服役过程中使酸性雨水更易进入到压接管内部,对线夹与钢芯铝绞线结合面进行腐蚀生成腐蚀产物,导致耐张线夹电阻增大;随着腐蚀的进行,线夹电阻不断增大,其温度也随之升高;当温度超过临界温度时,热平衡状态被打破,最终线夹过热,导致高温烧损失效;应加强线夹压接管位置的红外测温监控,及时更换温度明显异常的压接管.

关键词: 耐张线夹 , 腐蚀 , 热击穿 , 钢芯铝绞线