[发明专利]Ag/SnO2复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种银基复合材料的制备方法，具体的说，是一种Ag/SnO₂复合材料的制备方法。

背景技术

电接触材料及元件是电器工业的核心基础，担负着接通与分断电流的任务，其性能直接影响到整机设备的通断容量、使用寿命和运行可靠性。Ag/CdO电接触复合材料并从五十年代开始大规模应用，具有耐电弧、抗熔焊、耐电气和机械磨损、耐腐蚀和低接触电阻以及良好的加工性等优点，在较大的工作电压或电流范围内，都表现出优良的电接触性能，被称为“万能触点材料”，在此后的几十年Ag/CdO电接触复合材料一直占据着市场的主导。进入二十一世纪，环境保护日益受到世界各国重视，2003年2月欧盟颁布了RoHS指令和WEEE指令，对电子电器设备中含Cd材料的应用进行限制，掀起了Ag/CdO替代电接触材料研究的热潮。近十年来，研究人员围绕环保型无Cd电接触复合材料开展了大量的研究工作，其中最具代表性的是Ag/SnO₂材料。

通常，Ag/SnO₂材料是采用SnO₂颗粒与Ag直接复合制得，由此获得的Ag/SnO₂具有较好的耐电弧侵蚀、抗熔焊和耐磨损等性能。但是，由于SnO₂密度(6.38g/cm³)比基体Ag的密度(10.53g/cm³)小，在Ag/SnO₂复合材料因电弧侵蚀形成微熔池后，SnO₂会上浮富集于材料表面形成不易导电的SnO₂熔渣，导致电接触材料接触电阻增大，表面温升过高，电性能劣化。因此，通过新的制备方法改善Ag/SnO₂材料的微观结构，以进一步获得更好的性能，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有电接触材料体系的不足，提供Ag/SnO₂复合材料的一种新的制备方法。

为解决技术问题，本发明提供了一种Ag/SnO₂复合材料的制备方法，具体包括如下步骤：

(1)在搅拌条件下将氨水与pH值为1～3的SnCl₄·5H₂O的酸性水溶液同时滴加到质量分数为5％的WC悬浮水溶液中，使反应体系的pH值为2～4，Sn与W的摩尔比为1∶10～1∶4；在50～90℃条件下反应1～12h后，将悬浮液过滤、洗涤，真空干燥后煅烧，获得具有核壳包覆结构的复合SnO₂颗粒；

(2)将上述复合SnO₂颗粒与银粉球磨混合均匀，复合SnO₂颗粒占混合粉体总质量的8％～20％，得到混合粉体；

(3)将混合均匀后的粉体通过等静压压制成坯体，然后依次经过烧结、复压、复烧工艺，最后热挤压成型获得Ag/SnO₂复合材料。

本发明中，所述步骤(1)中煅烧温度为400～800℃，煅烧时间为2h。

本发明中，所述复合SnO₂颗粒的粒径范围为0.05μm～1μm，银粉的粒径范围为0.1～50μm。

本发明中，步骤(2)所述球磨工艺中，球磨转速范围为50～200r/min，球料比范围1∶1～10∶1，球磨时间1～24h。

本发明中，步骤(3)中所述等静压压强范围50～500MPa。

本发明中，步骤(3)中所述烧结工艺，是指在氢气气氛保护下烧结，烧结温度600～900℃，烧结时间1～12h。

本发明中，步骤(3)中所述复压工艺，是在500～800℃下进行热压，压强范围200～700MPa，保温时间10～60min。

本发明中，步骤(3)中所述复烧工艺，是指在氢气气氛保护下再次烧结，烧结温度700～900℃，烧结时间1～12h。

本发明中，步骤(3)中所述热挤压成型工艺中，模具预热温度200～700℃，坯料温度300～900℃，挤压比范围为10～200，挤压速度为1～10cm/min。

与现有Ag/SnO₂材料的制备方法相比，本发明的有益效果是：