一种基于分子动力学的CuCr触头材料耐烧蚀性能表征及掺杂设计方法技术

技术编号:42046777 阅读:27 留言:0更新日期:2024-07-16 23:28
本发明专利技术属于电器设备材料科学领域,具体涉及一种基于分子动力学的CuCr触头材料耐烧蚀性能表征及掺杂设计方法。步骤如下:首先使用特殊准随机方法构建CuCr合金及其掺杂合金晶体模型;然后,通过蒙特卡罗/分子动力学混合模拟优化合金结构,并以此构建微观触头模型;进一步地,基于微观触头模型构建真空电弧烧蚀的分子动力学模型,以烧蚀质量、电孤侵蚀程度作为衡量CuCr触头材料的耐烧蚀性能的表征量;最后,对各合金触头进行不同电弧元素作用下的烧蚀模拟,获得耐烧蚀性表征量,筛选出提高CuCr合金耐烧蚀性的最优掺杂元素与掺杂配比。本发明专利技术相较于传统耐烧蚀触头材料设计方法,通过仿真实验大幅降低重复冶金实验成本,显著提高设计效率,对耐烧蚀触头材料设计具有理论与方法指导作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电器设备材料科学领域,具体涉及一种基于分子动力学的cucr触头材料耐烧蚀性能表征及掺杂设计方法。


技术介绍

1、真空断路器作为电力系统中的控制和保护设备,其使用寿命直接关系系统到能否长期安全可靠运行。灭弧室中的触头是真空断路器实现功能的核心部件,由断路器反复开断电流产生的电弧烧蚀触头改变触头结构,导致其性能劣化,可靠性下降。因此,开发具有耐烧蚀性的新型触头材料是保障真空断路器安全可靠运行的迫切需要。

2、cucr合金具有优异的热力学性能和电学性能,是目前广泛使用的一种真空断路器触头材料。然而,随着断路器向高电压、大电流方向发展,现有的cucr触头材料的耐烧蚀性已成为其发展的技术瓶颈。

3、分子动力学是一种利用计算机模拟原子和分子系统随时间演变的技术。建立真空电弧烧蚀的分子动力学模型,以烧蚀质量与电弧侵蚀程度作为衡量cucr触头材料耐烧蚀性能的标准。基于真空电弧烧蚀模拟的方式对触头材料掺杂设计,减少传统冶金实验设计触头材料的成本,指导耐烧蚀触头材料高效研发。


技术实现思路</b>

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于分子动力学的CuCr触头材料耐烧蚀性能表征及掺杂设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于分子动力学的CuCr触头材料耐烧蚀性能表征及掺杂设计方法,其特征在于:步骤S1中使用蒙特卡洛模拟退火弛豫算法,构建CuCr合金及其掺杂合金的特殊准随机晶体模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于分子动力学的CuCr触头材料耐烧蚀性能表征及掺杂设计方法,其特征在于:步骤S2中以蒙特卡罗/分子动力学混合模拟过程中的合金势能判断模型优化结果。

4.根据权利要求1所述的一种基于分子动力学的CuCr触头材料耐烧蚀性能表征及掺杂设计方法...

【技术特征摘要】

1.一种基于分子动力学的cucr触头材料耐烧蚀性能表征及掺杂设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于分子动力学的cucr触头材料耐烧蚀性能表征及掺杂设计方法,其特征在于:步骤s1中使用蒙特卡洛模拟退火弛豫算法,构建cucr合金及其掺杂合金的特殊准随机晶体模型。

3.根据权利要求1所述的一种基于分子动力学的cucr触头材料耐烧蚀性能表征及掺杂设计方法,其特征在于:步骤s2中以蒙特卡罗/分子动力学混合模拟过程中的合金势能判断模型优化结果。

4.根据权利要求1所述的一种基于分子动力学的cucr触头材料耐烧蚀性能表征及掺杂设计方法,其特征在于:步骤s3中真空电弧烧蚀的分子动力学模型由触头表面模型、真空层和电孤粒子构成。

5.根据权利要求1所述的一种基于分子动力学的cucr触头材料耐烧蚀性能表征及掺杂设计方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:冯大伟符心烨王书辉王钰明陈家宁
申请(专利权)人:河北工业大学
类型:发明
国别省市:

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