[发明专利]一种高稳定型铜基电接触材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种高稳定型铜基电接触材料的制备方法，属于电子元件材料制备领域。本发明通过氯化铁和硝酸铝为原料，将铜粉掺杂制备铜铝水滑石，以水滑石作为界面结合剂，通过Ti₃SiC₂与铜粉复合煅烧，降低材料在高温环境下由于化学势差从而驱动界面间的原子发生扩散的现象产生，通过水滑石作为结合的界面，将陶瓷基体与铜粉颗粒进行包覆，有助于形成大量的新鲜的表层以及强制的结合面，有助于增加接触材料的接触面积，缩短扩散的距离并扩散相容，有效提高材料内部接触界面的稳定性能，同时通过界面改性作用，有效提高陶瓷基与金属材料相互渗透作用，减少材料内部孔隙的生成，提高材料致密度，从而有效提高材料导电强度。

技术领域

本发明涉及一种高稳定型铜基电接触材料的制备方法，属于电子元件材料制备领域。

背景技术

电触头是各种电力设备、自动化仪表和控制装置中使用的一种关键电器元件，主要担负着接通、开关电路及负载电流的任务。研究表明，触头材料的优劣直接影响着断路器的开断能力、机电寿命以及介质恢复强度等各项性能，亦直接影响着开关和电器运行的可靠性及使用寿命。如果电触头出现故障，可能导致整个系统的紊乱，甚至完全瘫痪，造成无可挽回的严重后果。优良的触头材料对电触头的使用性能起着决定性作用，因此对材料的性能有着严苛的要求，其中包括工作寿命、截流水平、分断能力、耐压强度、分断大电流时不容易电弧重燃、抗电侵蚀性能和抗熔焊性能等。

铜基电接触材料在我国已经有了几十年的研究历史，从刚开始的纯金属到后来的合金材料，如CuW、CuCr系合金材料，再到近年来出现的的复合材料，对铜基电接触材料的研究已经越来越深入。随着传统的的铜合金材料已经不能满足越来越严苛的使用要求，在其之后出现的铜基电接触复合材料的研究越来越受到人们的重视，这使得材料的综合性能得到了明显的提升。以Ti₃SiC₂作为弥散强化相与铜复合制备成新型的触头材料，在多方面改善触头材料的性能。但是在电弧及其高温的作用下，Cu与Ti₃SiC₂接触界面不稳定，导致材料高温稳定性差，降低材料导电强度和摩擦磨损性能，所以制备一种高结合度的高温稳定性好的铜基陶瓷复合材料很有必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对现有铜基电接触材料陶瓷基体与金属基体结合价差，在高温的作用下，接触界面不稳定，导致材料高温稳定性差，降低材料导电强度的问题，提供了一种高稳定型铜基电接触材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

（1）按质量比1:10，将氯化铜与硝酸铝溶液混合，水浴加热得混合液，按质量比1：3：5，将纳米铜粉、碳酸钠溶液与氢氧化钠溶液混合，超声分散得混合碱液；

（2）按体积比1:5，将混合碱液滴加至混合液中，搅拌混合并置于高压反应釜中，晶化处理并离心分离，收集下层沉淀，洗涤、干燥、球磨、过筛，得界面改性粉末；

（2）按重量份数计，分别称量70～75份钛，10～15份硅和10～15份石墨混合混合球磨过筛得球磨粉末，将球磨粉末压制成型得坯料，将坯料保温预烧后升温，保温煅烧后静置冷却至室温，得煅烧坯料，破碎碾磨过筛，得煅烧陶瓷粉末；

（3）按重量份数计，分别称量45～50份煅烧陶瓷粉末、55～65份200目铜粉和5～10份界面改性粉末搅拌混合得混合基体粉末，将压制成型得生坯，将生坯置于氮气保护下，在50MPa压力下预烧后再煅烧，静置冷却至室温，即可制备得一种高稳定型铜基电接触材料。

步骤（2）所述的混合碱液滴加时间为10～15min。

步骤（2）所述的晶化处理条件温度为100～110℃、压力为0.8～1.0MPa。

步骤（3）所述的预烧温度为300～400℃，煅烧温度为1500℃。