为了解决电力系统中关键材料电触头同时受到电弧烧蚀、动静触头相互碰撞产生的冲击载荷和摩擦以及电流产生焦耳热引起的熔焊的问题, 提高电气设备的使用性能, 发展新型高性能触头材料, 提出了一种石墨烯/紫铜复合触头的新型制备方法。采用等离子体辅助加工手段, 在质量分数为0.999的紫铜表面上制备出镍铜合金过渡层, 在此过渡层上利用高功率连续激光原位制备石墨烯表面薄膜, 全覆盖于紫铜基底表面, 作为独立涂层来抵抗触头材料所受的破坏, 探索了制备石墨烯复合触头材料过程中的等离子体辅助加工工艺以及激光加工工艺。结果表明, 石墨烯/铜基触头材料具有优异的电工特性, 电阻与紫铜相近, 硬度为紫铜的1.8倍, 摩擦系数仅为0.06。本研究可为电工材料提供新的解决思路和新的材料体系。

为了实现对微结构光学零件无表面损伤和亚表面损伤的高效加工, 建立了大气等离子体数控加工系统。研究了该系统的平台设计、大气等离子体加工工艺特性及其数控加工过程。首先, 根据大气等离子体加工的原理及要求介绍了该数控加工系统的组成。然后, 以He/SF6/O2加工熔融石英为例, 采用针状电极等离子体矩对系统加工工艺的可控性以及多参数工艺特性进行了探索, 并根据工艺实验结果拟合出该加工条件下的去除函数。最后, 介绍了整个大气等离子体数控加工的实现过程。实验结果表明: 利用该系统可以在平面融石英材料上加工出幅值为150 nm、波长为6 mm的正弦网格结构, 由此验证了该数控加工系统的可行性, 实现了对复杂面型光学零件表面的确定性加工。