用于电触头的铜基材料的性能优化是降低非必要能耗的直接途径之一。硬质颗粒增强铜基复合材料的策略通常用于解决电接触材料的强度和导电性之间的权衡。然而，设计和扩展具有良好界面特性的新型增强相也是修改电接触性能的有效方法。近年来，传统的陶瓷颗粒增强材料广泛应用于铜基电接触材料中，它们的高强度和高热稳定性不仅实现了电接触材料强度的提高，而且拓宽了高温部署的可能性。但是，由于界面引起的额外电子散射造成了电阻急剧增加。值得注意的是，在许多应用场景（例如电磁轨道接触和超高脉冲电磁装置）中，强烈的旋转剪切力和洛伦兹力要求接触材料具有更高的强度。金属玻璃合金（MGA）因其出色机械性能成为理想增强体的新选择。
哈尔滨工业大学（深圳）材料科学与工程学院的谢国强教授课题组使用球磨—放电等离子体烧结—时效工艺制备了兼具优异强度和导电性的金属玻璃复合材料。通过球磨和放电等离子体烧结技术制备了大块CuZrAl金属玻璃增强固溶态CuCrZr合金复合材料，显示出良好的力学和电学性能。相关研究成果以“Outstanding strength and conductivity of metallic-glass composites with multiscale configuration”为题在Rare Metals上发表。
研究人员通过球磨—放电等离子体烧结—时效工艺制备了用于电接触应用的多尺度结构的铜基复合材料（图1）。实现了微米级金属玻璃颗粒和纳米级晶内沉淀相对铜合金基体的协同强化。退火工艺实现了铜合金中溶质原子的脱溶，确保了基体导电网络的优异电性能。具有多尺度结构的复合材料在400℃退火10小时后达到了1114（±15）MPa的极限抗压强度和33.0（±1.1）%IACS的电导率的出色性能组。对强化机制和导电机制的研究表明，基体晶体中富铬相的析出是协同增优化强度和导电性的关键因素。此外，还讨论了在金属玻璃颗粒边缘析出的纳米晶体对复合材料界面结合的积极作用。
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