[发明专利]一种电触点用Ag/Cr2O3复合膜及其制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及复合膜制备技术，更具体地说，是涉及一种电触点用Ag/Cr₂O₃复合膜及其制备和应用。

背景技术

Ag/Me_xO_y(Me为金属，如Cd、Zn等)型电触点材料由于具有较高的硬度、良好的抗熔焊和抗电弧烧蚀性能以及低而稳定的接触电阻而广泛应用于低压电器领域。其中Ag/CdO电触点材料由于具有优良的综合性能，被称为“万能触点”，应用极为广泛。然而因其燃弧产生的Cd蒸汽有毒，已被欧美等发达国家禁止在家用电器和汽车电器中使用。因此，研究新的Ag/Me_xO_y型电触点材料广受关注，已报道的该复合型电触点用材料体系有Ag/SnO₂、Ag/ZnO和Ag/CuO等。但到目前为止，替代Ag/CdO的问题仍未得到有效解决。

Ag/Me_xO_y型电触点材料常用粉末冶金法与合金内氧化法制备。与粉末冶金法相比，内氧化法制备的Ag/Me_xO_y型电触点材料硬度高而耐磨，同时密度高而耐电弧腐蚀。但合金内氧化法也有其缺点，即材料表面和内部的氧化组织很难达到均匀。其主要表现在两方面，一是内氧化物易在晶界生成；二是内氧化物颗粒的尺寸随内氧化深度增加而增大。导致这两个现象产生的主要原因是金属Me在Ag中具有一定的溶解度。因此选择与Ag不互溶的金属用于制备Ag/Me_xO_y型电触点材料可以避免上述问题的发生。

本发明报道一种电触点用Ag/Cr₂O₃复合膜的制备和应用。首先，采用Ag与Cr颗粒共电沉积的方法在浸Ag打底的Cu基体上制备Ag/Cr复合镀层。由Ag-Cr二元相图可知，Ag和Cr的相互溶解度很小，且两者之间不形成任何金属间化合物，高温下它们几乎不发生互扩散，然而O在Ag中具有较高的溶解度和扩散速率，因此上述Ag/Cr复合镀层能在大气氛围下发生Cr颗粒的原位内氧化，从而转化为Ag/Cr₂O₃复合膜，这种复合膜有以下几个特点。

1)内生的Cr₂O₃颗粒无毒，且具有良好的导电性(室温电阻率为13Ω·m)。

2)Cr转化为Cr₂O₃，因体积膨胀产生较大的压应力，可显著提高复合膜的硬度。

3)这种电触点材料由“Cu基体+Ag/Cr₂O₃复合膜”组成，与目前常用的Ag基电触点材料相比，具有省Ag优势。

综上所述，该电触点材料体系不仅能满足使用所需的电学和机械性能，也可极大降低制备成本。

发明内容：

本发明就是针对上述问题，提供了一种电触点用Ag/Cr₂O₃复合膜及其制备和应用。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电触点用Ag/Cr₂O₃复合膜：其由Ag基体和弥散其中的Cr₂O₃颗粒组成，按质量百分数计，Cr₂O₃颗粒含量为1.5％-15.0％，其余为Ag。

电触点用Ag/Cr₂O₃复合膜的制备方法：制备分两步进行，

1)首先采用Ag与Cr颗粒共电沉积的方法在浸Ag打底的Cu基体上制备Cr颗粒弥散分布的Ag/Cr复合镀层；按质量百分数计，Ag/Cr复合镀层中Cr颗粒含量为1.0％-10.0％，其余为Ag。

2)然后通过Cr颗粒的原位内氧化，使Ag/Cr复合镀层中的Cr颗粒氧化生成Cr₂O₃颗粒并均匀弥散于Ag基体中从而获得Ag/Cr₂O₃复合膜。按质量百分数计，Ag/Cr₂O₃复合膜中Cr₂O₃颗粒含量为1.5％-15.0％，其余为Ag。