石墨烯增强铜钨合金触头耐磨损性能的分子模拟

作     者：韩智云 任瀚文 王梦溪 李庆民 邹亮 丁一 HAN Zhiyun;RENG Hanwen;WANG Mengxi;LI Qingmin;ZOU Liang;DING Yi

作者机构：新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学)北京市昌平区102206 山东大学电气工程学院山东省济南市250061 全球能源互联网研究院有限公司北京市昌平区102200 

基　　金：国家自然科学基金项目(51929701 51977122 92066108) 

出 版 物：《中国电机工程学报》 (Proceedings of the CSEE)

年 卷 期：2023年第43卷第10期

页      码：4022-4033页

摘      要：石墨烯(graphene,Gr)因其优异的性能而被广泛作为金属基材料增强相,但目前石墨烯对铜钨合金(Cu W)耐磨损性能的微观作用机制仍不清晰。该文基于分子动力学模拟方法,针对Cu W“假合金”的特点,应用粒子群算法建立Cu W80和掺杂不同质量分数石墨烯的CuW80Gr复合模型。基于该模型在LAMMPS下计算温度300~3000K范围内的弹性模量,通过纳米压痕模拟计算模型的硬度,从微观位错动态演变过程分析石墨烯对Cu W80Gr复合模型耐机械磨损性能的增强机制。结果表明:Cu W80Gr模型的弹性模量与硬度均比Cu W80高,且均表现出随着石墨烯质量分数增大而降低的趋势,石墨烯的引入有助于解决断路器在开断关合过程中由于高温引起的机械性能下降问题,石墨烯对CuW复合材料的增强机制为屏障作用与位错强化。研究结果可为铜钨合金复合材料的掺杂优化设计、遴选与性能调控提供理论指导和技术支撑。

主 题 词：断路器触头 铜钨合金 石墨烯 耐机械磨损 分子动力学模拟 

学科分类：080801[080801] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13334/j.0258-8013.pcsee.213237

馆 藏 号：203122173...