三元化合物Ti3SiC2，是MAX家族中获得最多关注的一种陶瓷材料。由于它具有多种优异性能，近年来吸引着大量的科研人员对其进行研究。Ti3SiC2具有比金属Ti更高的导电率和导热率，具有抗高温氧化性能，此外还具备较高的高温强度、热稳定性、抗热震性能以及较好的可加工性等特性。Ti3SiC2陶瓷具备的这些特点使其满足作为电接触材料的基本要求，目前国外已经有用Ti3SiC2薄膜作为SiC半导体器件间电接触材料的报道。本实验制备了以Ti3SiC2作为增强体的Cu基复合材料，并研究了它的真空电弧侵蚀机理。本研究通过X射线衍射(XRD)，扫描电子显微镜(SEM)，能谱分析(EDX)，和微区拉曼光谱等方法，对高纯Ti3SiC2的真空电弧侵蚀机理进行研究。结果发现，由于真空电弧的高能量和高温度，Ti3SiC2在受到真空电弧影响时并不稳定，阴极表面的Ti3SiC2会发生分解生成TiCx，TiCx喷溅到阳极表面而Si则挥发到真空中。同时，微区拉曼光谱测试到少量的C，因此，可以认为C也应该作为该分解过程的副产物出现，在本研究中没有检测出是因为Si以蒸气的形式挥发到真空中。实验还研究了Ti3SiC2阳极的真空电弧侵蚀，微区拉曼光谱检测到作为阳极的Ti3SiC2分解成TiCx、非晶态C和其它副产品。用SEM和3D超景深数码显微镜观察了阳极表面形貌，发现阳极蚀坑尺寸从几微米到几百微米不等。其中较小的蚀坑呈现花瓣形状，有圆形突起物存在于蚀坑的底部。较大的蚀坑的直径大于100μm，但是蚀坑的底部中央不存在突起物，蚀坑的周围被裂纹和塌陷包围。Cu-Ti3SiC2复合材料阴极被电弧侵蚀后，部分被侵蚀的Ti3SiC2被证实转变为TiCx，微观组织分析发现Ti3SiC2比Cu更容易被电弧侵蚀。由于真空电弧的极端高温，在Cu-Ti3SiC2阴极剖切面将由于Cu和Ti3SiC2相互反应而出现新相。实验还发现，随着燃弧次数增加，Cu-Ti3SiC2复合材料中的Ti元素和Si元素会逐渐消耗。受高温电弧的影响，Cu和Ti3SiC2相互反应不仅出现在阴极，还会出现在低电流情况下相对不活泼的阳极。一次燃弧过后，Ti3SiC2含量越高的Cu-Ti3SiC2阴极样品，其表面越粗糙，同时还发现，Ti3SiC2含量越高的样品质量损失速率也越大，其中Ti3SiC2质量分数为25wt.%的Cu-Ti3SiC2样品的质量损失速率为纯铜的两倍。由于在电弧作用下Ti3SiC2会分解出TiC，而WC陶瓷有应用于电触头材料的实例，为了和Ti3SiC2相比较，本研究也对WC和TiC的真空电弧侵蚀行为进行研究。在一次燃弧的TiC阴极表面发现很多微裂纹，而50次燃弧过后，TiC阴极表面会崩裂成许多小碎片，对其断面进行观察发现脆性穿晶断裂是主要的断裂方式。实验还证明了受电弧侵蚀后阴极的TiC也会发生分解，在TiC对面的阳极上发现沉积着非晶态碳。一次燃弧的WC阴极表面只出现一些微裂纹，经过多次真空电弧侵蚀后(100次)，裂纹才变宽。在电弧作用下WC也会分解，生成非晶态碳，但实验证明WC要比TiC稳定得多。在WC和TiC阳极表面分别观察到阳极蚀坑，TiC阳极上的蚀坑被Cu颗粒包围着，在蚀坑的中心检测到单质C的存在，因此可以断定TiC发生了分解。随着燃弧次数的增加，WC阳极上的蚀坑变大变深，经15次燃弧后WC阳极覆盖着一层Cu。WC和TiC阳极表面蚀坑形貌的差异可归因于两种陶瓷材料的不同特性。本文研究了Cu-WC和Cu-TiC复合材料的电弧侵蚀机理。相比于Cu，TiC在真空击穿过程中更容易受电弧侵蚀，一次燃弧后，TiC含量高的Cu-TiC阴极样品表面更粗糙。由于具有较高的熔点，WC的熔融过程将吸收大量的能量，未熔融的WC也可以有效降低阴极表面的喷溅并阻止熔池进一步扩大。相比Ti3SiC2和TiC，WC的耐电弧侵蚀性能更好。