不同含氧量環(huán)境下紫銅/黃銅電接觸微動(dòng)磨損性能研究

何莉萍 ,彭金方 ,蔡振兵* ,朱旻昊

(1.西南交通大學(xué) 材料先進(jìn)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 摩擦學(xué)研究所，四川 成都 610031;2.西南交通大學(xué) 牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610031)

電接觸是電氣工程、電工技術(shù)和電信設(shè)備最重要的組成部分，為高效率能量輸出提供了保證[1].電連接器由于受到外界環(huán)境和工作條件的影響，容易引起觸點(diǎn)微動(dòng)磨損、微動(dòng)腐蝕和微動(dòng)疲勞現(xiàn)象，導(dǎo)致電接觸性能逐漸退化甚至功能失效[2]，當(dāng)下電接觸部件的磨損問題已成為電接觸材料可靠性、穩(wěn)定性、精確性和使用壽命的瓶頸[3].

觸頭材料接觸電阻是電連接器工作性能的諸多技術(shù)參數(shù)之一，接觸電阻主要包含兩部分，一是由于電流經(jīng)過接觸表面路徑變窄發(fā)生收縮而產(chǎn)生的收縮電阻，二是接觸面上膜層本身的膜電阻.銅具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，價(jià)格比銀低廉且資源豐富，使銅基材料成為銀基電接觸材料的理想替代材料.但是銅及銅合金電接觸材料在使用過程中易形成電導(dǎo)率很低的氧化膜，增大觸頭的接觸電阻，試驗(yàn)結(jié)果證明，電接觸失效是由于接觸區(qū)產(chǎn)生致密的氧化層引起的[4]，限制其在低壓電器觸頭材料中的應(yīng)用.應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性與特殊性使電接觸磨損問題具有強(qiáng)烈的系統(tǒng)依賴性、不可移植性和過程時(shí)變特征，由此導(dǎo)致的磨損失效機(jī)理也迥然不同.影響觸點(diǎn)材料微動(dòng)磨損特性的因素主要包括微動(dòng)幅值、微動(dòng)頻率、正壓力、溫度、濕度和環(huán)境氣氛等[5].國(guó)內(nèi)外學(xué)者在影響銅基材料接觸電阻壽命和穩(wěn)定性的基礎(chǔ)因素如位移幅值、載荷、頻率和電流等[6-9]，環(huán)境因素如相對(duì)濕度和溫度等[6-7,10]以及表面粗糙度和氧化處理[11-12]等方面取得了較為一致的研究成果.而在密封電連接器中，工作環(huán)境氣氛可能通過兩方面共同影響觸頭材料接觸電阻.工作氣氛對(duì)磨損程度的影響，主要表現(xiàn)為磨屑的堆積或者磨屑坑的產(chǎn)生，從而引起表面粗糙度的變化，使其閉合時(shí)接觸點(diǎn)減少、接觸面積縮小，導(dǎo)致收縮電阻增大.其次是氣氛可能通過化學(xué)反應(yīng)在觸頭材料上生成表面膜，從而影響接觸電阻[13-15].Song等[16]的研究結(jié)果表明，氧化膜的生長(zhǎng)與氧化分壓大致呈線性規(guī)律.Toshihiro等[17]對(duì)Ag基觸頭在混有微量苯蒸氣的氮氧混合氣氛中開展電接觸試驗(yàn)，結(jié)果表明，隨著O2含量的增大，觸頭接觸電阻逐漸減小.劉文軒等[18]對(duì)CuW50、CuW60、AgW60和Cu等四種觸頭開展了在O2、空氣、N2和CO2等六種氣氛中的電接觸試驗(yàn)，O2中的接觸電阻一般最大，空氣次之，50%CO2+50%Ar最小.Liu等[19]研究了不同氣氛環(huán)境下(空氣、O2和N2)銅的電接觸微動(dòng)磨損性能，其結(jié)果完全不同：純氧狀態(tài)下反復(fù)出現(xiàn)間隙性斷路，而在純氮?dú)猸h(huán)境中接觸電阻值一直很低，在大氣環(huán)境中的接觸電阻居于二者之間.Grandin等[20]發(fā)現(xiàn)銅表面形成的摩擦膜由石墨和Cu2O組成，氧化物不一定有害，氧含量越高，接觸電阻反而越低.對(duì)于銅基材料的氧化機(jī)理尚待進(jìn)一步研究，有研究發(fā)現(xiàn)含氧量越高，接觸電阻越高，也有研究發(fā)現(xiàn)不同的結(jié)論.目前的研究主要集中在環(huán)境中是否含氧，如果不含氧，接觸電阻低，故認(rèn)為氧是氧化反應(yīng)的唯一主導(dǎo)因素.影響接觸電阻的主要因素是表面產(chǎn)物，但是環(huán)境中的氧是引起表面產(chǎn)物差異的主導(dǎo)因素但非唯一因素，在其他試驗(yàn)條件一定的情況下，本研究中主要以大氣中含氧量為參照，通過調(diào)節(jié)氛圍中的含氧量定性對(duì)比分析，揭示基于電接觸模式下含氧環(huán)境中影響銅電接觸微動(dòng)磨損的主導(dǎo)因素，進(jìn)一步完善銅基材料的電接觸氧化機(jī)理，為其在電接觸領(lǐng)域的應(yīng)用提供具有參考價(jià)值的理論指導(dǎo).

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)中選擇典型的導(dǎo)電塊狀紫銅C11000 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)：Cu 99.9%；P 0.011 6%；Fe 0.016%；Pb 0.001 9%；S 0.004 7%；Zn 0.021 6%；Sn 0.003 4%)作為摩擦材料，黃銅球C3604(質(zhì)量分?jǐn)?shù)：Cu 60.5%～63.5%；Fe 0.01%；Pb 0.08%；P 0.15%;Sn 0.005%；Bi 0.002%，其余為Zn)作為摩擦對(duì)偶，接觸方式為球/面接觸，試驗(yàn)參數(shù)：法向載荷Fn為4 N,微動(dòng)幅值D為45 μm，微動(dòng)頻率f為2 Hz,循環(huán)次數(shù)N為104次，紫銅表面粗糙度Ra為2.61 μm，黃銅球表面粗糙度Ra為0.08 μm，觸點(diǎn)電流I為20 mA,每次試驗(yàn)重復(fù)3次取平均值，用標(biāo)準(zhǔn)差作為誤差，試驗(yàn)材料性能列于表1中.

表1 試驗(yàn)材料性能Table 1 Test material properties

1.2 試驗(yàn)測(cè)試方法

試驗(yàn)設(shè)備采用西南交通大學(xué)摩擦學(xué)研究所自制的電接觸微動(dòng)試驗(yàn)機(jī)和PC微機(jī)系統(tǒng)對(duì)整個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集(圖1)，氣氛裝置[圖1(b)]通過調(diào)節(jié)氣壓閥來控制Ar/O2的流速進(jìn)而保證試驗(yàn)氛圍中10%O2和30%O2環(huán)境，20%O2采用的是大氣環(huán)境，向另外兩種氛圍腔里通水蒸氣保證與空氣濕度一致(30% RH)，環(huán)境溫度為25 ℃，保證三種環(huán)境下恒溫恒濕.接觸電阻的測(cè)量采用經(jīng)典的四線法接線方式[6,21][圖1(c)]，由于試驗(yàn)接觸界面電壓信號(hào)通常只有幾毫伏，所以對(duì)電壓進(jìn)行100倍放大處理，電阻值通過歐姆定律計(jì)算得出.用光學(xué)顯微鏡(OM，型號(hào)：OLYMPUS-BX60M)、掃描電子顯微(SEM，型號(hào)：FEI-Quanta200,美國(guó))和白光干涉儀(型號(hào)：contour GT-X 3D)分別對(duì)磨痕的表面形貌、磨損體積以及磨損深度進(jìn)行了測(cè)試和對(duì)比，并結(jié)合電子能譜(EDX)和電子探針(EPMA)分析表面的成分變化以進(jìn)一步了解摩擦化學(xué)行為.

Fig.1 Schematic of the wear tes:(a) Schematic diagram of electrical contact fretting wear test device (1.piezoelectric ceramic actuator;2.upper fixture;3.force transducer;4.sample;5.displancement sensor;6.precision lead screw);(b) Atmosphere device;(c) Resistance measurement principle圖1 試驗(yàn)示意圖：(a)電接觸微動(dòng)磨損試驗(yàn)裝置示意圖(1.壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)裝置；2.上夾具；3.力傳感器；4.樣品；5.位移傳感器；6.精密絲杠)；(b)氣氛裝置；(c)四線接觸法測(cè)量接觸電壓

2 結(jié)果與分析

2.1 微動(dòng)磨損性能

摩擦力-位移(Ft-D)曲線和摩擦系數(shù)是微動(dòng)過程中主要的動(dòng)力學(xué)參數(shù).Ft-D曲線可反映材料的微動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，圖2所示為不同含氧量下的Ft-D曲線，從圖2中可以看出不同含氧量下的Ft-D曲線均為平行四邊形，表明微動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)為完全滑移區(qū)[22].由文獻(xiàn)[23]可知，微動(dòng)過程中，材料的損傷可以通過摩擦耗散能(Ei)來表征.在Ft-D曲線圖中，每個(gè)循環(huán)的耗散能等于該循環(huán)對(duì)應(yīng)的Ft-D曲線所圍面積.本文中通過Ft-D曲線(圖2)計(jì)算了10th、100th、500th、1 000th、2 000th和5 000th循環(huán)對(duì)應(yīng)的摩擦耗散能(表2)，500th循環(huán)前，隨著循環(huán)次數(shù)的增加三種不同含氧環(huán)境摩擦耗散能均線性遞增，500th～5 000th循環(huán)，不同含氧量環(huán)境下的摩擦耗散能變化出現(xiàn)不同程度的波動(dòng)，先下降再上升.在整個(gè)循環(huán)周期內(nèi)，20%O2環(huán)境下的摩擦耗散能較其他兩種條件下低，而10%O2環(huán)境下的摩擦耗散能高于其他兩種情況.可以推測(cè)，20%O2條件下的損傷最輕，10%O2條件下的損傷最嚴(yán)重.

表2 不同含氧量環(huán)境中的摩擦耗散能Table 2 Friction dissipation energy in different oxygen content environment

Fig.2 Ft-D curve in different oxygen content environment圖2 不同含氧量環(huán)境中的Ft-D曲線

銅在三種不同含氧量環(huán)境中的摩擦系數(shù)曲線如圖3(a)所示，摩擦系數(shù)均經(jīng)歷4個(gè)階段：(1) 1～100次循環(huán)，初始階段，即表面膜的保護(hù)階段，摩擦系數(shù)低；(2)100～1 000次循環(huán)，二體作用，爬升階段，表面膜破裂，摩擦對(duì)偶之間為直接接觸，接觸表面發(fā)生黏著和咬合，摩擦系數(shù)迅速增大；(3) 1 000～2 000次循環(huán)，二體向三體過渡，下降階段，銅氧化物顆粒不斷生成和剝落，形成第三體層，起到固體潤(rùn)滑的作用，摩擦系數(shù)下降[22]；(4) 2 000～10 000次循環(huán)，穩(wěn)定階段，磨屑不斷產(chǎn)生和壓碎，但是產(chǎn)生和溢出達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，摩擦系數(shù)變化不大.可以看出環(huán)境中10%O2、20%O2和30%O2時(shí)摩擦系數(shù)穩(wěn)定值分別是0.77、0.71和0.80.爬升階段10%O2環(huán)境下摩擦系數(shù)高可能因?yàn)楹趿康停砻嫔裳趸锷?，紫銅與黃銅基本完全處于二體接觸，兩者屬于較軟金屬，黏著和塑性變形嚴(yán)重.

采用白光干涉儀測(cè)量了磨痕的表面粗糙度，并計(jì)算了磨損體積，如圖3(b)所示，樣品初始表面粗糙度為2.61 μm，在不同含氧量環(huán)境中磨損后磨痕的表面粗糙度不同，10%O2、20%O2和30%O2環(huán)境下磨痕的表面粗糙度依次為3.22、2.20和 3.09 μm，而銅在10%O2環(huán)境中磨損體積最大,20%O2環(huán)境中磨損體積最小，30%O2環(huán)境中磨損體積居于兩者之間，磨損體積與摩擦耗散能的結(jié)果一致.

Fig.3 Friction coefficient,wear volume and surface roughness under different oxygen content圖3 不同含氧量下的摩擦系數(shù)、磨損體積及表面粗糙度

2.2 電接觸性能

圖4(a)所示為環(huán)境中不同含氧量的接觸電阻值對(duì)比圖，處于10%O2環(huán)境時(shí)，接觸電阻值在7 500次循環(huán)前有較小的波動(dòng)，但未超過200 mΩ，7 500次循環(huán)后開始爬升，9 400次達(dá)到最大值1 360 mΩ.處于20%O2環(huán)境時(shí)，5 500次循環(huán)前接觸電阻均保持較低水平，7 100次循環(huán)后逐步下降，8 700次后接觸電阻上升到最大值900 mΩ.處于30%O2環(huán)境時(shí)，接觸電阻值在2 000次循環(huán)后開始上升到260 mΩ，然后逐漸下降，3 000次循環(huán)時(shí)接觸電阻值陡然上升到1 360 mΩ，隨著循環(huán)次數(shù)增加接觸電阻一直居高不下，維持在1 360 mΩ.可以看出不同含氧量環(huán)境下，接觸電阻的變化規(guī)律不一樣，10%O2的條件下，接觸電阻前期波動(dòng)不大，后期有較大波動(dòng)，而20%O2條件下，接觸電阻峰值和波動(dòng)較10%O2時(shí)小，30%O2環(huán)境中接觸電阻很快到達(dá)穩(wěn)定峰值.一般常用電接觸壽命來評(píng)價(jià)電接觸性能，而電接觸壽命即到達(dá)允許最大接觸電阻值(Rmax)的時(shí)間(本試驗(yàn)中用循環(huán)次數(shù)).首先給接觸電阻設(shè)置門檻值，即允許的最大接觸電阻，如果設(shè)置為50 mΩ，則10%O2、20%O2和30%O2環(huán)境時(shí)對(duì)應(yīng)的壽命分別是2 600、5 500和2 000.如果門檻值為200 mΩ，則10%O2、20%O2和30%O2時(shí)對(duì)應(yīng)的壽命分別是7 500、6 500和2 000[見圖4(b)].在10 000次循環(huán)內(nèi)，10%O2、20%O2和30%O2時(shí)對(duì)應(yīng)的Rmax分別是1 360、900和1 360 mΩ.無論從電接觸壽命還是接觸電阻峰值評(píng)價(jià)，電接觸性能20%O2時(shí)最優(yōu)，10%O2時(shí)次之，30%O2時(shí)最差.

Fig.4 Contact resistance and electrical contact life under different test conditions圖4 不同試驗(yàn)條件下的接觸電阻和電接觸壽命

3 討論

3.1 磨痕形貌分析

圖5為不同試驗(yàn)條件下的磨損中心區(qū)域光學(xué)顯微鏡圖和白光干涉圖，從光鏡圖可以看出，三種條件下的磨痕都呈圓形且顏色較黑，可能跟磨痕表面發(fā)生了較嚴(yán)重的氧化反應(yīng)有關(guān)，20%O2環(huán)境下的磨痕直徑最小，30%O2環(huán)境下的磨痕直徑最大[圖5(a～c)].白光干涉結(jié)果包括了三維形貌圖和磨損深度曲線[圖5(d～f)]，10%O2環(huán)境下的磨坑和邊緣堆積嚴(yán)重，20%O2環(huán)境下的磨痕心部有部分堆積，能一定程度上保護(hù)基體不受磨損，30%O2環(huán)境下由于磨損面積更大，磨屑更容易擠出，但是磨損深度也較大，呈現(xiàn)典型的W型.

圖6(a)為10%O2環(huán)境中磨痕的SEM形貌圖，可以看到中心區(qū)域有很厚的剝層，大塊的剝層脫落后可見較大的磨損裂紋，說明損傷嚴(yán)重，而磨痕邊緣處溢出的磨屑顆粒尺寸較小，松散地覆蓋在表面.20%O2環(huán)境下磨痕心部有犁溝存在，磨痕中心也可見明顯的裂紋，磨屑顆粒均勻分布在周圍[圖6(b)].在30%O2的環(huán)境中剝層現(xiàn)象更明顯，但未發(fā)現(xiàn)裂紋，取而代之的是沉積，磨屑呈較大顆?；蛘邎F(tuán)聚體并黏著在周圍[圖6(c)],顆粒尺寸明顯大于另外兩種含氧量環(huán)境中，大塊顆粒和剝落導(dǎo)致較大的接觸電阻和波動(dòng)[24].大顆粒塊狀疏松覆蓋在基體表面，可能與生成較多的銅氧化物有關(guān)，銅表面氧化層的外部是由晶粒細(xì)小的CuO組成,內(nèi)部則為Cu2O，其晶粒為粗大組織且疏松，銅被氧化成Cu2O或CuO時(shí)產(chǎn)生較大的體積變化，氧化層在生長(zhǎng)過程中勢(shì)必承受一定的壓縮應(yīng)力，可能引起氧化層破裂[25].接觸表面的氧化顆粒在磨損初期導(dǎo)致磨粒磨損，接觸電阻隨之增大，但磨損后期影響不明顯[7].磨損后期主要是氧化物的影響，氧化物黏著和團(tuán)聚導(dǎo)致接觸副的接觸電阻增大甚至電流斷路[6-7]，因此從磨損形貌的SEM照片可以看出磨損產(chǎn)物的形狀和尺寸可能是引起接觸電阻不同的重要因素，團(tuán)聚越嚴(yán)重，磨屑和氧化物尺寸越大，可能導(dǎo)致接觸電阻變大，另外從形貌圖可看出磨損機(jī)制主要為剝落、氧化和黏著.

Fig.5 Micrographs of wear scars under different oxygen content圖5 不同含氧量環(huán)境下的磨痕形貌圖

Fig.6 SEM micrographs of wear scars in different area圖6 磨痕不同區(qū)域微觀形貌

3.2 磨痕成分分析

本文中對(duì)三種狀態(tài)下的磨痕用EPMA進(jìn)行元素的線掃描，掃描位置分別為圖6中AB、CD和EF線段，同時(shí)對(duì)圖6中的磨痕全貌進(jìn)行EDS線掃描，結(jié)果見圖7，主要了解Cu、O和Zn元素相對(duì)于基體含量的分布情況.從線掃描結(jié)果[圖7(a～c)]可以看出，三種狀態(tài)下Cu元素強(qiáng)度曲線呈現(xiàn)邊緣(未磨損區(qū))高和中間(磨損區(qū))低的現(xiàn)象，說明磨痕表面較基體表面Cu元素相對(duì)含量均有不同程度的減少，而與之相反的是O元素和Zn元素強(qiáng)度曲線呈現(xiàn)邊緣(未磨損區(qū))低、中間(磨損區(qū))高的現(xiàn)象，說明磨痕位置O元素相對(duì)含量增加，證明磨損過程中的氧化比在空氣中自然氧化更嚴(yán)重，Zn元素是從對(duì)偶球黃銅球上轉(zhuǎn)移過來的，說明在試驗(yàn)中摩擦對(duì)偶黃銅球也發(fā)生了一定程度的磨損，磨痕區(qū)域內(nèi)是兩者的磨屑和氧化混合物.EDS可以定量分析三種元素原子百分比[圖7(d)]，10%O2、20%O2和30%O2三種環(huán)境下Cu原子含量分別為53%、54%和50.9%，O原子含量32.3%、30.8%和35.7%，O原子含量高說明氧化嚴(yán)重，Cu原子含量高低決定導(dǎo)電性能，Zn原子含量差別不大.從成分分析看出，材料轉(zhuǎn)移也是其磨損機(jī)制之一，30%O2環(huán)境下氧化最嚴(yán)重，20%O2環(huán)境下氧化最輕.

Fig.7 EPMA and EDS results of wear scar圖7 磨痕的EPMA線掃和EDS結(jié)果

3.3 環(huán)境中含氧量不同對(duì)銅接觸電阻的影響

微動(dòng)形成的金屬氧化物的性能極大地影響微動(dòng)損傷的程度和微動(dòng)的動(dòng)力特性.由微動(dòng)作用產(chǎn)生的氧化物碎屑將增大摩擦系數(shù)，并通過研磨作用增大表面損傷[1],氧化膜是干摩擦狀態(tài)中常見的潤(rùn)滑膜[26]，摩擦熱的軟化和氧化物的產(chǎn)生起到減磨潤(rùn)滑的作用[27].根據(jù)Rabinowicz和Quinn氧化磨損模型[28]，環(huán)境中含氧量越低，磨損率越高，說明氧化物具有減磨潤(rùn)滑的作用.銅具有在氧氣中易氧化的性質(zhì)，氧化磨損是其主要的磨損機(jī)制，在三種不同含氧量的環(huán)境中，10%O2環(huán)境中磨損最嚴(yán)重，30%O2最輕，20%O2居中.由于磨損和氧化同時(shí)進(jìn)行，磨損產(chǎn)生更多的磨屑又會(huì)加劇氧化，更多的氧化物增大接觸電阻.當(dāng)接觸表面有氧化膜存在時(shí)，根據(jù)接觸電阻Rt=Rs+Rf(Rt為總接觸電阻，Rs為收縮電阻，Rf為膜電阻)，本試驗(yàn)中收縮電阻的影響可以忽略不計(jì)，主要考慮膜電阻的影響.

根據(jù)Liu等[19]的研究結(jié)果，銅在無氧、空氣和純氧三種氣氛環(huán)境中，電接觸性能主要受氧化膜的影響，氧氣越充足的環(huán)境中氧化現(xiàn)象越嚴(yán)重，電接觸性能越差，因此無氧環(huán)境電接觸性能最好，純氧環(huán)境電接觸性能最差.但是電連接器的工作環(huán)境很難做到完全密封的真空環(huán)境，本文中以空氣中20%O2為參照，對(duì)比環(huán)境中含氧量低于和高于此含量，發(fā)現(xiàn)氧化程度并非完全取決于環(huán)境中含氧量，還跟磨損程度有關(guān)系，磨損嚴(yán)重將會(huì)產(chǎn)生更多的磨屑，磨屑容易被氧化.因?yàn)?0%O2環(huán)境下磨損最嚴(yán)重，在磨損和氧化的共同作用下，其氧化程度反而比20%O2環(huán)境下嚴(yán)重，說明接觸電阻與環(huán)境中含氧量呈非線性關(guān)系，是環(huán)境中含氧量和磨損程度耦合的結(jié)果，但是具體耦合的公式或者趨勢(shì)還有待進(jìn)一步研究確定.磨損和氧化過程示意圖如圖8所示，在大氣中，隨著磨損時(shí)間的增加，氧化加劇，兩接觸界面之間的第三體既有磨屑層也有氧化顆粒和金屬氧化層[圖8(a)].而在不同含氧量環(huán)境中，氧化和磨損的規(guī)律略微有些不同，同樣的磨損時(shí)間，10%O2環(huán)境中，由于磨損較為嚴(yán)重，產(chǎn)生的磨屑較20%O2和30%O2環(huán)境中多，磨屑反復(fù)碾壓升溫，更容易被氧化，雖然O2含量較低，但是單位體積內(nèi)被氧化的磨屑數(shù)量較20%O2多，30%O2環(huán)境下由于具有更充足的O2，氧化現(xiàn)象最嚴(yán)重，故20%O2環(huán)境下接觸電阻最低[圖8(b)].

Fig.8 Schematic diagram of the formation process of surface products in the contact area during fretting圖8 微動(dòng)過程中接觸區(qū)表面產(chǎn)物形成過程示意圖

4 結(jié)論

本文中對(duì)比了銅在三種不同含氧量的環(huán)境中滑移區(qū)的電接觸微動(dòng)磨損試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)：

a.10%O2微動(dòng)磨損性能最差，電接觸性能介于20%O2和30%O2之間，20%O2環(huán)境中電接觸性能和微動(dòng)磨損性能最好，30%O2環(huán)境中電接觸性能最差，微動(dòng)磨損性能介于其他兩種環(huán)境之間.

b.30%O2環(huán)境中氧化最嚴(yán)重，導(dǎo)致接觸電阻較高，而10%O2環(huán)境中磨損最嚴(yán)重，產(chǎn)生更多的磨屑，加劇了氧化行為，故10%O2環(huán)境中銅的接觸電阻高于20%O2環(huán)境,說明接觸電阻與環(huán)境中含氧量呈非線性關(guān)系，還與磨損程度相關(guān).氧氣只是一種氧化介質(zhì)，環(huán)境中含氧量和磨損產(chǎn)生的磨屑共同主導(dǎo)電接觸性能.

c.不同含氧量環(huán)境中均發(fā)生了不同程度的氧化和剝落以及摩擦對(duì)偶材料的轉(zhuǎn)移，因此三種狀態(tài)下的主要磨損機(jī)制為氧化、黏著(轉(zhuǎn)移)和剝落.