[发明专利]一种MAX@MOm/AOn电触头增强相材料、复合电触头材料及制备方法

说明书

本发明公开一种MAX@MO_m/AO_n电触头增强相材料、复合电触头材料及制备方法，为具有核壳结构的MAX@MO_m/AO_n，其内核为三维材料MAX相，外壳为同内核MAX相材料对应的氧化物颗粒MO_m、AO_n或复合氧化物层MO_m/AO_n；采用本发明制备的MAX@MO_m/AO_n作为增强相制备的Ag/MAX@MO_m/AO_n复合电触头材料，导电性极佳，硬度适中，加工性良好，可按照实际应用需求加工成各种电触头形状，抗电弧侵蚀性能优异，且节银效果显著，Ag基体中增强相MAX@MO_m/AO_n含量占复合材料比例最高可达40wt％；制备工艺简单，实用性好，适合大规模生产，适用于接触器、断路器、继电器等低压开关设备中，带来社会和经济价值。

技术领域

本发明涉及复合电触头材料技术领域，具体涉及一种MAX@MO_m/AO_n电触头增强相材料、复合电触头材料及制备方法。

背景技术

低压电触头材料是电工合金材料应用的重要领域，广泛用于低压配电设备中继电器、接触器、断路器等控制开关中。目前低压开关用电触头主要为以Ag/CdO为主。尽管灭弧特性突出，但Ag/CdO服役过程中产生的Cd蒸汽对环境和人体危害大，随着全球环保政策日益严苟，迫切需要寻找无Cd电触头替代材料。现有无Cd材料Ag/SnO₂、Ag/ZnO、Ag/Ni、Ag/C、Ag/W等各有所长，但仍存在硬度高难以加工、组织团聚、接触电阻高、温升大、材料损失大、抗电弧侵蚀性能差等一系列问题，替代Ag/CdO能力有限。

21世纪初期，一种新型六方层状结构材料，MAX相，受到研究和产业界广泛关注。该材料室温电阻率低(49.5×10^-3μΩ·m～134×10^-3μΩ·m)，热导率高(78W/m·K～111W/m·K)。尤其是其层状结构中M-A金属键相对较弱易断裂导致层间滑动变形，从而具有良好的机械加工性能。另外，严苛加速条件下(400V/100A/AC-3)的电弧侵蚀实验结果显示，Ag/MAX复合电触头材料具有优异的抗电弧侵蚀性能，抗材料转移性能可与Ag/CdO比肩。因此，MAX相作为银基电接触增强相材料潜力巨大。但MAX相中A原子易与Ag基体发生相互扩散，界面反应损害了Ag/MAX复合材料的导电性能，与商用Ag/CdO存在一定差距，限制了其产业化进程。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

为解决上述技术缺陷，本发明采用的技术方案在于，提供一种电触头增强相材料，为具有核壳结构的MAX@MO_m/AO_n，其内核为三维材料MAX相，外壳为同内核MAX相材料对应的氧化物颗粒MO_m、AO_n或复合氧化物层MO_m/AO_n。