[发明专利]纳米Ag-SnO2电接触复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电接触材料的制备方法，具体地说，涉及的是一种纳米Ag-SnO₂电接触复合材料的制备方法。

背景技术

Ag-SnO₂是公认的最有希望替代Ag-CdO的环保型电接触功能复合材料。但是，SnO₂的热稳定性好，在承受电弧的作用时，不易分解，加上其与熔融液态Ag的浸润性差，以及与Ag的密度差异大，容易上浮到触头表面形成富集。由于SnO₂不导电，从而造成触头接触电阻增大，造成温升高，影响电器的使用性能。同时，Ag-SnO₂材料目前仍存在延伸率低、加工成型困难等缺点，限制了该材料的大规模应用。研究发现，当增强相颗粒细至纳米级时，不但可以增加触头表面银熔池的粘度，减少Ag的损耗，同时也使SnO₂与电弧接触的面积增加，SnO₂的分解有利于冷却电弧和获得较低的接触电阻。日本的Shibata以内氧化法制备Ag-SnO₂时，使用多种添加元素，制备得到SnO₂粒度约100nm的Ag-SnO₂材料，显示出优异的电性能。这表明细化SnO₂的粒度是提高Ag-SnO₂性能的有效途径。到目前为止，粉末冶金、内氧化法、化学沉淀法都可以制备得到银氧化锡材料。但是这些工艺也都存在一些不足，例如粉末冶金工艺中氧化锡依靠外界机械力的作用加入，容易造成球磨介质污染；内氧化法及化学沉淀法，对设备要求较高且生产周期长，成本较高。

经对现有技术的检索发现，2009年公告的专利(200910196285.X，掺杂银氧化锡电接触材料的制备方法)中公开了一种溶胶-凝胶法制备纳米氧化锡，然后通过球磨混合制备银-氧化锡电接触材料的方法，该方法虽然较好地解决了氧化锡的纳米尺度问题，但是由于采用机械共混的方法，界面问题仍然没有得到很好地解决。

发明内容

本发明针对上述工艺方法存在的不足，提出了一种Ag-SnO₂电接触材料的制备方法，采用溶胶凝胶结合原位化学反应，并辅以超声的方法，制备得到掺银二氧化锡纳米复合材料。这种方法不仅能有效控制银和氧化锡的粒径(纳米级)，而且由于原位氧化还原反应改善了氧化锡增强相颗粒与银基体的界面相容性，提高了两者界面结合强度，进而通过中间体工艺以及增强相颗粒微观分布形态控制技术提高Ag-SnO₂材料的导电性。

本发明采用的技术方案是：采用二水合氯化亚锡为原料，通过配制其溶胶溶液，再加入硝酸银溶液，通过调整pH值，控制Sn²⁺溶胶粒子与Ag⁺离子原位发生氧化还原反应，从而制备得到含SnO₂10％～90％的Ag-SnO₂中间体复合颗粒，然后将Ag-SnO₂中间体复合颗粒与纯银粉混合，降低SnO₂含量至5％～30％，经过混粉、压制、烧结、热挤压等工艺流程得到氧化锡增强相颗粒在基体中呈纤维状分布的线材。

本发明所述的一步法Ag-SnO₂电接触材料的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步：制备锡盐的溶胶溶液；

取SnCl₂·2H₂O，在其中加入乙醇，完全溶解以后，再缓慢加入水，直到溶液变为泛蓝光的胶体状；

第二步：在第一步得到的溶胶溶液中加入硝酸银，溶解；

第三步：调节第二步溶液pH＝7-10，并超声处理，将得到的沉淀过滤、干燥，得到含SnO₂10％～90％的Ag-SnO₂复合中间体颗粒；

第四步：将第三步得到的Ag-SnO₂中间体复合颗粒与纯银粉进行混合，降低氧化锡含量至5％～30％；

第五步，对第四步得到的混合粉末依次进行冷等静压压制、烧结、热压、复烧以及热挤压，获得纳米氧化锡增强相颗粒在基体中呈纤维状分布的线材。