[发明专利]一种银/石墨电触头的制备方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种银/石墨电触头制备方法，属于电触头材料制造领域。

(二)背景技术

银/石墨(Ag/C)电触头材料由于具有良好的抗熔焊性和导电性、低而稳定的接触电阻以及优异的低温升特性，被广泛应用于各种各样的保护电器上。在这种材料中，基体银提供了良好的电导率而又不形成稳定的氧化物从而不会导致在使用过程中接触电阻的急剧升高，石墨的主要作用在于阻止触头粘接和熔焊，并且不形成任何的绝缘物使接触电阻变大。但石墨有稳定电弧的倾向以及在空气中的热稳定性差，因而抗电弧腐蚀能力差是该材料的最大缺陷。

采用微米级的合成石墨与银粉进行机械混粉与粉末冶金是目前Ag/C电触头的常用制备工艺，此工艺简单易行、流程少、对设备要求低、材料收得率高、生产成本低，但所得成品组织不均匀、致密性较差、电弧侵蚀率高。因此研究者们一直努力从原材料或者制备工艺上提高银/石墨电触头的抗电弧腐蚀能力。王亚平等[CN 03133585.3]采用一维碳纳米管或者纳米碳纤维代替合成石墨制备的银/石墨电触头材料在保证高导电率、高导热性的同时能显著降低材料的电侵蚀率和提高材料的耐磨性能。德国Degussa公司开发了制备银/石墨电触头的挤压工艺，制得了密度高、延展性好且抗电弧腐蚀能力显著提高的银/石墨电触头材料，但是上述两种方法或者原料价格比较昂贵，或者产品收率低，导致最终的生产成本提高。

(三)发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、易于操作、对设备要求低、生产成本低的用纳米技术制备银/石墨电触头材料的方法；用该法制备的产品性能好，纳米石墨片在材料中分布均匀，电阻率低、密度高、具有良好的抗电弧侵蚀性能。

本发明银/石墨电触头的制备方法包括如下步骤：

1)按照膨胀石墨重量比为3～10％、银重量比为90％～97％的比例将膨胀石墨与银混合制成复合原料粉；

2)将复合原料粉初压成型，于烧结炉中烧结，最后复压成型制得成品。

本发明还有这样一些技术特征：

1、所述的膨胀石墨的膨胀体积为10mL/g～600mL/g，优选为200mL/g～600mL/g；

2、所述的银/石墨复合原料粉中膨胀石墨重量比优选为3～6％，银重量比优选为94％～97％；

3、所述的初压成型是将复合原料粉在20t压力下初成型，所述的烧结是在氢气氛保护下于烧结炉中600℃～850℃烧结，优选为600℃～700℃，所述的复压成型是在50～60t压力下复压成型制得成品；

4、所述的复合是高能球磨机械混合：取膨胀石墨及银粉，在行星式高能球磨机中进行球磨混合，转速100～250r/min，，球粉比10∶1～30∶1，球磨时间5～40小时；

5、所述的球粉比优选为10∶1～15∶1，球磨时间优选为：10～20小时；

6、所述的复合是金属银粉在膨胀石墨表面的化学包覆混合，包括如下步骤：

a)将用氨水络合至pH为10～11、浓度为0.5～5mol/L的硝酸银溶液与膨胀石墨粉混合，充分搅拌；

b)将步骤a)所制的混合物在超声波分散仪内进行超声分散，时间为0～20h，优选为3～10h；

c)将浓度为10％～40％的水合肼溶液滴加或以液相喷雾的形式边搅拌边加入步骤b)所制的混合物中，析出的银包覆在膨胀石墨粉颗粒表面或者石墨片层之间，形成银/膨胀石墨包覆粉；

d)水洗步骤c)所制的包覆粉至中性，并于100℃～200℃干燥；

7、所述的硝酸银溶液浓度优选为0.5～1mol/L，水合肼溶液浓度优选为10％～20％。与传统工艺相比，本发明具有如下优点：

传统工艺通常采用微米级的合成石墨与银粉进行机械混粉，然后进行粉末冶金制备Ag/C电触头，所得成品组织不均匀、致密性较差、电弧侵蚀率高。本发明采用一种具有纳米或微米孔径以及蓬松多层结构的膨胀石墨与银粉通过物理或化学方法均匀复合，制备银/石墨电触头，实现纳米石墨片在银基体中的均匀地分散。该方法工艺简单、易于操作、对设备要求低、生产成本低；用该法制备的产品性能好，纳米石墨片在材料中均匀分布，电阻率低，密度高、具有良好的抗电弧侵蚀性能。

(四)具体实施例

本发明具体实施方式如下：

实施例1：