高性能电力机车受电弓滑板的研究。
我国幅员辽阔，人口众多，随着社会经济持续快速的发展和交通运输市场竞争的加剧，发展高速轨道交通是必然趋势。所以提高铁路运行速度已成为一个亟待解决的重要课题。目前我国的铁路提速是通过修建电气化铁路和对既有线路的改造实现的。
自2023年我国第一条电气化铁路开通后，经过50多年的发展，有了巨大的进步，目前国内的电气化里程己达到2万多公里，并计划到2023年将建成1.2万公里的高速铁路。由于铁路的电气化和高速化已成为世界铁路运输发展的趋势，而且铁路的电力机车化程度是发达国家交通的一个重要标志，因此只有实现电气化，才能实现铁路运输的高速化目标，从而提高运输能力、提高铁路参与市场的竞争能力。
铁路向高速化发展的同时也带来了许多新问题，例如，对于移动运载工具的高速电力机车而言，高速弓网受流就是其中需要解决的一个重要问题。高速弓网受流主要表现在接触网和受电弓之间的相互作用上。
受电弓滑板是一种集高导电性、抗磨性和减摩性能于一体的电接触材料，既要有良好的导电性和集电能力，又要与弓网耦合系统相匹配。受电弓滑板长期暴露在自然环境中，常在干燥、潮湿甚至在沙尘和雨雪等恶劣天气下工作。在高速运行过程中，滑板与接触网导线不断产生电冲击与机械冲击磨耗，是电力机车中更换最频繁，消耗量最大的部件。
受电弓滑板质量的优劣将直接影响到其自身的更换频率和接触导线的使用寿命。因此，对受电弓滑板材料本身的性能提出了苛刻的要求。总的来说，对于滑板材料需要兼顾以下五个方面的性能要求：
①良好的导电性能；②优良的抗磨损性能和自润滑性；③机械强度高，能经受一定振动和冲击载荷且不损坏；④硬度值低于接触导线的硬度；⑤轻量化。而且，提高滑板材料的某一方面性能往往是以牺牲其它性能为代价的。
受电弓滑板是电力机车十分重要的集电元件，当前常用的滑板按照材质的不同，可分为粉末冶金滑板、碳滑板和浸金属碳滑板三种类型。随着我国电力机车高速化的不断发展，对滑板材料的要求不断地提高，现有的滑板已不能满足电力机车对滑板的要求。目前滑板材料主要存在以下缺点：
粉末冶金滑板自润滑效果差，对铜导线磨损严重；碳滑板导电性能较差，且力学性能太低，易发生滑板折断的事故；浸金属碳滑板抗冲击性差，而且对铜导线磨损比较严重，特别对于高速列车，这几种滑板都不适用。针对当前滑板存在的种种缺点，迫切需要研制一种新型复合材料滑板，使其集粉末冶金滑板、碳滑板和浸金属滑板的优点于一体，并在集电、润滑、耐磨、抗冲击性能等综合性能方面有突出表现。
研究表明，石墨具有很好的减摩、耐磨特性，它能在对磨材料上形成一层碳膜，该膜不仅能降低滑板的磨损量，而且还能显著降低滑板与对磨材料之间的摩擦系数，避免了因摩擦系数高而引起的温度升高，从而加剧磨损的现象。但传统的粉末冶金法和浸渍金属法生产的滑板材料都不能有效解决铜碳界面问题，因碳和铜既不润湿也不互溶，也不形成化合物。本课题拟采取在石墨颗粒表面镀铜的措施来解决碳铜界面结合极差的问题，因为该镀层金属相当于润湿剂，使材料中的碳-铜接触变为铜-铜接触。
通过化学镀铜或电镀铜工艺对石墨粉进行表面改性处理，可以改善碳铜界面的相溶性，充分利用铜的导电性和碳的润滑性，从而有利于生产出综合性能更加优良的滑板材料。
由于，铜-石墨复合材料在石墨含量较高时，铜-石墨复合材料的力学性能会大大降低。碳纤维具有高强度、高模量、重量轻和良好的自润滑性能等特点，广泛用于制作纤维增强复合材料。为了提高铜-石墨复合材料的力学性能，加入高强度的碳纤维做增强物，制成碳纤维增强铜-石墨复合材料，使其既有低的电阻系数，又有较高的冲击性能及耐磨性能。
针对我国当前滑板存在的问题，本课题致力于研制出一种性能优越的新型电力机车受电弓滑板，使其集粉末冶金滑板、碳滑板和浸金属滑板的优点于一体，在集电、润滑、耐磨、抗冲击性能等综合性能方面优于现有的滑板材料。
通过研究，我们选择铜（铜网）、镍、碳纤维、石墨和少量添加剂等为滑板的主要材料，为了解决铜与石墨、碳纤维之间润湿性差的问题，拟采取对石墨、碳纤维表面镀铜的方式来增强石墨、碳纤维与铜的界面结合力，从而提高复合材料的综合性能。
本课题拟对以下问题进行研究：
1、对石墨粉和碳纤维镀铜和镍。
2、提高滑板耐磨性，降低摩擦系数。
3、降低滑板电阻率。
4、提高滑板冲击韧性。
5、减少滑板对接触网导线磨损。
6、磨损特性及机理。
7、电弧侵蚀过程及抗电弧侵蚀机理。
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