本研究以Al₂O₃/Cu复合材料为研究对象,采用外加氧化铝颗粒方式制备Al₂O₃/Cu复合材料。探讨了氧化物第二相粒子的尺寸、数量和分布对电弧运动特性的作用,揭示了显微组织对Al₂O₃/Cu复合材料耐电弧烧蚀的影响机理。经过对比研究了显微组织与材料性能的关系,进一步研究了材料在真空高电压中的电击穿现象,明确了阴极斑点运动特征和组织性能之间的关系,并对影响耐电压强度及截流值等电学性能的重要因素进行了分析。通过研究可得到以下结论:Al₂O₃粒子越小,材料的硬度越大,而电导率略有下降。粒子含量越高,材料的硬度陡升而电导率陡降。随着粒子的分布均匀性的提高材料的硬度和电导率都一定的提高。随着球磨时间的提高,材料的均匀性有所改善,但时间过长,纳米级粒子又会出现团聚和分布不均匀的现象。随着Al₂O₃粒径的减小,材料的耐电压强度明显增大,电弧寿命延长,截流值减小;随着粒子含量的增大,耐电压强度先升有降,而电弧寿命先延长后缩短,截流值一直减小;随着粒子分布均匀性的提高,材料的耐电压击穿性能得到改善。从烧蚀的表现来看,材料的烧蚀程度是和粒子的大小、浓度和分布均匀性有很大关系。在一定浓度范围内,粒子越小,分布越均匀,烧蚀程度越轻,烧蚀面积增大,蚀坑明显变浅;但含量过高,粒子间距过小,会引起集中烧蚀,烧蚀面积较小且蚀坑较深。根据电弧产生机理和运动行为的理论,认为电弧的能量、运动方式和表面微区熔体的性质是影响烧蚀的主要因素。当电弧可以在多个微区同时产生时,电弧可以快速运动,从中心向外铺展。如果各“优先击穿微区”间距过大,电弧会滞留,过小会汇聚成单根高能量的电弧,从而产生集中烧蚀。从表面熔体性质的角度来看,增大熔体粘度可以在一定程度上减轻烧蚀程度。