清华大学学报(自然科学版)

作者：李京洋, 高冰鉴, 王学强, 李飞, 经贵如, 白鹏鹏, 田煜

单位：1. 清华大学 机械工程系, 高端装备界面科学与技术全国重点实验室, 北京 100084,2. 上海宇航系统工程研究所, 上海 201109

关键词：导电滑环,电接触,烧蚀,稳定性

导电滑环是航空航天、深海探测、医疗器械等领域高端装备的重要零部件, 其电接触稳定性显著影响设备运行的寿命与稳定性。烧蚀坑作为导电滑环电接触稳定性下降的重要结构特征, 对于导电滑环电接触稳定性的影响规律与机理尚未揭示清楚。该文主要开展了实验研究, 通过微纳材料力学表征与形貌分析, 证明烧蚀坑导致导电滑环表面形貌与力学特性发生一定变化, 但宏观接触面积未发生显著变化。结合导电原子力显微镜(C-AFM)技术和元素分析发现, 烧蚀过程的表面材料变化会导致与磨痕区相比, 烧蚀坑内环区黏附力降低和导电性升高, 烧蚀坑外缘区黏附力升高而导电性降低了2个数量级。烧蚀坑外缘区导电性显著下降、烧蚀坑区域微纳尺度导电性和界面黏附的波动是烧蚀坑局部电接触稳定性降低的重要原因。研究结果对理解烧蚀坑对导电滑环电接触稳定性的影响机理具有重要理论意义。

来源：2025年第2期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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