[发明专利]环保型银氧化锡触头材料共掺杂制备方法

摘要

本发明公开了一种环保型银氧化锡触头材料共掺杂制备方法，该方法包括将几种常用作添加物的稀土元素Y、La、Ce单掺杂SnO2，将几种常用作添加物的金属元素Fe、Bi、Cu单掺杂SnO2，通过能带和态密度图以及Origin软件进行相对电导率分析；通过弹性常数的计算进行机械性能的相关研究。将得到的电性能以及机械性能综合性能好的稀土掺杂元素Y和电性能以及机械性能综合性能好的金属掺杂元素Fe进行共掺杂，进行触头材料成分的最优匹配。最后通过溶胶‑凝胶法先制备含掺杂物的SnO2粉末，再通过粉末冶金法制备AgSnO2粉末，使得理论模型与实验能够很好的匹配。本发明的有益效果是，有效提高环保型银氧化锡触头材料的电性能和机械性能。

主权项

1.一种环保型银氧化锡触头材料共掺杂制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤一，选取Y、La、Ce三种稀土元素和Fe、Bi、Cu三种金属元素作为AgSnO2材料中SnO2的掺杂元素；步骤二，对Y、La、Ce三种元素分别建立掺杂比为16.7％的超晶胞模型：建立1×1×1的SnO2原晶胞模型；建立1×1×3的SnO2超晶胞模型，选用稀土元素Y、La、Ce替代超胞模型中心位置的Sn原子形成掺杂比为16.7％的单掺杂SnO2‑X(Y、La、Ce)晶胞模型；将上述稀土元素单掺杂的晶胞模型进行优化，然后进行能带和态密度的计算，对得到的能带和态密度进行分析，再通过用Origin软件对所得的能带二次微分和态密度进行积分，得到相对电导率；对计算得到的弹性常数进行机械性能相关研究，得到稀土元素Y掺杂SnO2超晶胞模型的电性能以及机械性能的综合性能较好；步骤三，对Fe、Bi、Cu三种金属元素分别建立掺杂比为16.7％的超晶胞模型：建立1×1×3的SnO2超晶胞模型，选用金属元素Fe、Bi、Cu替代超胞模型中心位置的Sn原子形成掺杂比为16.7％的单掺杂SnO2‑X(Fe、Bi、Cu)晶胞模型；将上述金属元素单掺杂的晶胞模型进行优化，然后进行能带和态密度的计算，对得到的能带和态密度进行分析，再通过用Origin软件对所得的能带二次微分和态密度进行积分，得到相对电导率；对计算得到的弹性常数进行机械性能相关研究；得到金属元素Fe掺杂SnO2超晶胞模型的电性能以及机械性能的综合性能较好；步骤四，将Y和Fe进行共掺杂，建立晶胞模型；建立1×2×3的SnO2超晶胞模型，选用稀土元素单掺杂电性能最好的Y和金属元素单掺杂电性能最好的Fe将两个Sn原子分别被一个Fe和Y原子所取代，形成掺杂比为16.7％的共掺杂SnO2‑Y‑Fe晶胞模型；将共掺杂晶胞模型进行优化，然后进行能带和态密度的计算，对得到的能带和态密度进行分析，再通过用Origin软件对所得的能带二次微分和态密度进行积分，得到相对电导率；对计算得到的弹性常数进行机械性能相关研究；得到Fe和Y共掺杂相对电导率和机械性能比稀土元素或者金属元素单掺杂的电性能和机械性能都要好；步骤五，制备触点；采采用溶胶‑凝胶法先制备含添加物单掺杂的SnO2粉末和共掺杂Fe和Y的SnO2粉末；再将未掺杂的SnO2粉末以及溶胶‑凝胶法制备的单、共掺杂的SnO2凝胶粉末，在高能球磨机混粉、初压、初烧、复压、复烧后，再抛光处理，最后进行触头的切割加工；对加工得到的触点进行燃弧能量、接触电阻以及实际电导率、硬度的测量。