[发明专利]一种一维纳米二氧化锡增强银基电接触材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种一维纳米二氧化锡增强银基电接触材料的制备方法，包括如下步骤：制备纳米级氧化锡纳米棒；使用化学包覆法制备银‑氧化锡纳米棒复合粉体；使用银‑氧化锡纳米棒复合粉体制备一维纳米二氧化锡增强银基电接触材料。本发明利用水热法制备特殊尺寸和形貌的氧化锡纳米棒代替传统的氧化锡颗粒，获得的氧化锡纳米棒能够稳定电弧产生的熔池，避免熔池发生移动造成更多的侵蚀，具体表现为其具有更小的燃弧能量、燃弧时间、接触电阻，能够提高银氧化锡电接触材料的性能和使用寿命。

技术领域

本发明属于合金材料制备技术领域，具体涉及一种一维纳米二氧化锡增强银基电接触材料的制备方法。

背景技术

电接触材料是电力开关和电子工业的核心元件，具有连接和断开电路的能力，它还会影响电气设备的运行性能和寿命。Ag/CdO电触点材料具有优异的开关特性，作为一种银/金属氧化物触头材料，广泛应用于低压电器中。然而，Ag/CdO材料在生产和使用过程中产生的镉蒸汽越来越受到人们的关注，欧盟已经发布了RoSH指令，禁止使用含有镉的材料。因此，新型电接触材料的研究引起了广泛的关注。

Ag/SnO₂(颗粒)复合材料作为一种具有发展前景的环保型电接触材料，是Ag/CdO最有潜力的替代者，在各种低压电器中得到了研究和应用，但是Ag/SnO₂(颗粒)材料因颗粒尺寸大而有其致命的缺点，如接触电阻大、温升高，严重影响其电性能，并且SnO₂(颗粒)与Ag基体的润湿性较差，在电弧作用下，SnO₂(颗粒)容易从银熔池中逸出，重新分布在接触材料表面形成富SnO₂区，这将导致接触材料由于气化和飞溅而造成重大的材料损失，从而降低了使用寿命，限制了Ag/SnO₂(颗粒)接触材料的进一步应用。因此，对Ag/SnO₂(颗粒)系列的电接触材料的研究将会更加深入，在保持良好电接触稳定性的基础上，还应具有化学性质稳定、抗熔焊性强、耐蚀性和耐磨性高等综合特性，以满足各种电接触元器件的使用需求。

现有技术中，公开号为“CN 104505287 A”的中国专利公开了棒状增强银基电接触材料的制备方法，此方法中的SnO₂是微米级的一维材料，与本发明中纳米级一维SnO₂相比，其比表面积更小；公开号为“CN 111663087 A”的中国专利公开了一种晶须增强银氧化锡电接触合金的制备方法，此方法采用球磨法将银粉和氧化锡晶须混合，在球磨过程中，会造成晶须断裂，而本发明中的一维纳米二氧化锡具有更高的比表面积，化学包覆可使银基体与纳米级的一维二氧化锡的界面结合更紧密，能够稳定电弧产生的熔池，避免熔池发生移动造成更多的侵蚀，提高银氧化锡电接触材料的性能和使用寿命。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种一维纳米二氧化锡增强银基电接触材料的制备方法。

具体技术方案是：一种一维纳米二氧化锡增强银基电接触材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：制备纳米级氧化锡纳米棒，该纳米结构为一维纳米棒自组装成直径约为2μm的准微球，并从分层纳米的中心向外投射形成花状氧化锡纳米棒；步骤S1具体包括以下步骤：

S1.1：将氢氧化钠溶解于去离子水形成3-4%的溶液A；

S1.2：按五水四氯化锡与氢氧化钠的摩尔比1:8-12，把五水四氯化锡加入溶液A中，再加入与去离子水同体积的无水乙醇，形成混合液B，并向混合液B中加入浓度为0.4-1mg/mL的聚乙烯吡咯烷酮(PVP-k30)，并磁力搅拌10-30min；

S1.3：把混合液B装入高压密闭釜中进行水热反应，水热温度为200℃，水热温度不能低于200℃，否则无法得到一维状的纳米SnO₂，而温度过高高压釜中的聚四氟乙烯内衬会软化容易造成喷釜，水热反应时间为12-48h；