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铜钨（CuW）复合材料兼具铜优异的电学热学性能和钨优异的抗电弧烧蚀性能，在电力行业中是高压断路器电触头最常使用的材料。然而，随着对电力系统稳定性和电力供应可靠性的要求的提高，传统的铜钨复合材料已无法满足电触头的需求。因此，强化铜钨复合材料性能迫在眉睫。石墨烯因其独特的晶体结构特征而具有优异的电学和机械性能，利用石墨烯的突出特性对金属基复合材料进行改性为现役铜钨电接触材料的优化和改进提供了新的研究思路和方法。下文介绍了一些具有代表性的国内外制备工艺。
英国曼彻斯特大学（University of Manchester）的研究者报道了利用放电等离子烧结工艺制备Cu-W-氧化石墨烯（CuW-GO）复合材料的研究。该研究为确保复合材料的直径均匀，将金属粉末通过球磨压平成片状，然后与0.5wt.%的GO薄片混合，使用放电等离子烧结处理。结果显示，GO在最终复合材料的金属相中分散良好。X射线衍射证实了良好的相纯度并且没有产生碳化物相。该研究发现GO能改善Cu-W的机械性能，GO的最佳添加量为0.1wt.%，极限抗压强度和断裂应变最高。值得注意的是，添加0.1wt.%的GO后，电导率最高可提高25%，但随着GO添加量的增加，电导率会降低。
国网智能电网研究院有限公司的科研人员发表于国外期刊Applied Sciences的论文报道了其采用真空浸渗一体化技术制备的用于高压断路器电触头的石墨烯增强CuW复合材料。该材料显著提高了机械性能、电气性能和抗烧蚀性能，已成功应用于252kV/63kA高压SF6断路器，实现了20次连续有效全容量短路电流开断，为高性能CuW电触头的开发和应用提供了新途径，未来计划将其应用扩展到更高电压等级的高压断路器。
西安交通大学申请公开的专利CN108893637A揭示了一种铜钨合金掺杂石墨烯的制备方法，具体为通过化学镀的方法在钨粉表面均匀定量沉积一层铜，分别用PVA和PVP改变镀铜钨粉和石墨烯的表面状态，在液体介质中充分搅拌使镀铜钨粉和石墨烯充分混合得到复合粉末，然后通过冷压成型，热压烧结即可得到石墨烯掺杂的铜钨合金。这种方法不仅能够改善烧结过程的润湿性，而且相比于传统方法制备出来的合金在力学、电学、热学等性能方面有较大改进，将其应用到电触头时，真空烧蚀性能也得到提升。
西北有色金属研究院在专利CN108950279B中公开了一种协同提高CuW触头材料电弧烧蚀性能的方法。该方法包括：（1）将球形电解铜粉碾压成片状后加入还原钨粉进行球磨并混匀得钨铜改性混合粉末；（2）对膨胀石墨依次进行低温、中温和高温插层氧化得到氧化石墨烯；（3）将钨铜混合粉末和氧化石墨烯加入到乙醇-水混合溶液中混匀，经干燥得氧化石墨烯/钨铜复合粉体，然后进行低温热还原得还原氧化石墨烯/钨铜复合粉体；（4）将还原氧化石墨烯/钨铜复合粉体进行放电等离子液相烧结得CuW触头材料。该发明将氧化石墨烯加入到钨铜改性混合粉末中先热还原成还原氧化石墨烯，然后采用放电等离子液相烧结生成碳化钨纳米颗粒，两者协同强化提高了CuW触头材料的电弧烧蚀性能及力学性能。
中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心、平高集团有限公司在专利CN115360032B中共同提供了一种铜钨触头及其制备方法和应用。所述铜钨触头的制备原料包括以下质量百分比的各组分：铜粉19.5%～24.3%、钨粉75.5%～80.1%及石墨烯0.2%～0.5%；钨粉包括粒度为5μm～6μm的第一钨粉、粒度为3μm～5μm第二钨粉和粒度为2μm～3μm第三钨粉。所述制备方法包括以下步骤：将所述钨粉及所述石墨烯混合后压制，制备钨骨架压坯；对所述铜粉进行压制，制备铜块；以及将所述铜块置于所述钨骨架压坯上，采用真空熔渗工艺对所述铜块和所述钨骨架压坯进行烧结。
参考文献
1. Lin F, Xu R, Zhou M, et al. Mechanical and Electrical Properties of Graphene Oxide Reinforced Copper–Tungsten Composites Produced via Ball Milling of Metal Flakes[J]. Materials, 2022, 15(21): 7736.
2. Liu T, Han Y, Jia D, et al. Graphene-Enhanced CuW Composites for High-Voltage Circuit Breaker Electrical Contacts[J]. Applied Sciences, 2024, 14(7): 2731.
3. 西安交通大学. 一种铜钨合金掺杂石墨烯的制备方法. CN108893637A（申请日：2018.07.02；公开日：2018.11.27）
4. 西北有色金属研究院. 一种协同提高CuW触头材料电弧烧蚀性能的方法. CN108950279B（申请日：2018.07.27；授权公告日：2020.05.08）
5. 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心，平高集团有限公司. 铜钨触头及其制备方法和应用. CN115360032B（申请日：2022.08.30；授权公告日：2024.05.28）
