题目：铍青铜的氧化及电接触退化行为研究

铍青铜由于其良好的综合性能，被广泛应用于航空、航天、电子、兵器等众多领域，就其产品触点、接插件等接触器件而言，接触失效是其主要的失效形式。本文针对航空航天领域重要的电接触材料铍青铜，就其贮存过程中的接触性能退化问题，设计并开展铍青铜的氧化及电接触加速退化试验，采用热力学分析、物相及成分分析、扫描电子显微镜、金相显微镜等方法研究其氧化机理；在对退化数据统计分析的基础上，研究其由于温度应力导致电性能变化规律。针对接触对的特点，研制了测试静态条件下接触对接触电阻的专用夹具，该夹具可调节接触对端面的初始压力，对一定温度条件下静态接触对的接触电阻进行测量。从热力学的角度出发，分析铍青铜氧化反应的自发性，温度、氧分压对反应过程的影响，结果表明：铍青铜的氧化反应在常温下能自发进行，在相同温度下，铍氧化的所需吉布斯自由能要低于铜氧化所需的吉布斯自由能，另外合金中元素的电负性分析也表明，铍对氧的亲和力明显大于铜对氧的亲和力，因此铍比铜更容易被氧化。对Cu-Be合金在210~300℃氧化增重规律进行研究，氧化初期Cu-Be合金增重显著，且随着时间的增加逐渐变缓，总体符合抛物线规律。铍青铜的氧化经历氧分子的碰撞、吸附、氧化物形核并长大等一系列过程，是一个氧原子向合金内部扩散，同时有基体中的金属元素(Be和Cu)向外扩散的扩散反应过程，氧化产物为BeO和CuO，且BeO位于CuO膜之下。对不同温度下的性能退化数据随时间变化的规律进行研究，拟合结果表明指数模型描述其退化规律效果最优，选用与温度应力相关的阿累尼乌斯模型对正常应力下的寿命进行预测。室温条件下，当失效阈值为100 mΩ、置信度为95%的情况下，铍青铜试样接触对的寿命为24.4年。