[发明专利]中空管状氧化物增强银基复合电接触材料及其制备方法

说明书

一种中空管状氧化物增强银基复合电接触材料及其制备方法。该中空管状氧化物增强银基复合电接触材料中含有各组分及其质量百分含量为：Ag：70～98％，中空管状氧化物：2～30％；具体制备过程为：首先采用浸渍‑烘干‑煅烧法制备中空管状氧化物，并将其应用于银基复合电接触材料领域，采用化学包覆法制备Ag及Ag包覆中空管状氧化物复合粉体，经粉末冶金工艺成型烧结，制得中空管状氧化物增强银基复合电接触材料。本发明的方法制备过程简单、操作方便、成本低廉，可进行工业化生产，采用本发明的方法制备的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料，有效地提高陶瓷氧化物在银基体中的分散程度，改善了Ag基体与氧化物增强相的界面结合能力。

技术领域：

本发明属于银基电接触材料技术领域，特别涉及一种中空管状氧化物增强银基复合电接触材料及其制备方法。

背景技术：

电触头作为电路中接触传导电流的元件，是各种高低压电器、开关、仪器仪表元器件的核心部件，广泛应用于航空航天、汽车、信息等高兴技术领域，以及工业民用的各种交直流接触器、断路器、继电器和转换开关中。电接触材料在电接触过程中，会经受电弧、电场、磁场、机械力、热场以及环境气氛的共同作用，其性能直接影响整个电器的通断能力、运行可靠性和使用寿命。

银在所有金属材料中电导率和热导率最高，具有优异的加工性能，但基于银含量稀缺，机械强度低，抗熔焊性能差和易形成硫化物薄层等缺点，银基金属材料复合化成为电接触材料实现高性能化和多功能化的必经途径。现有银基复合材料如Ag/CdO、Ag/SnO₂、Ag/ZnO、Ag/REO等，有效地解决了纯银在使用过程中的种种问题，但由于陶瓷氧化物在银基体中分布不均匀、易团聚，陶瓷颗粒与银界面结合能力差等缺点，直接影响了电接触材料孔隙率、机械强度、硬度等物理性能，同时还劣化了触头接触电阻稳定性、抗电弧腐蚀性及抗电弧熔焊等电学特性。

管状结构物质，其强度高，模量大，低比重，具有优异的耐高温性能和耐磨性能，是一种潜在的高性能银基复合电接触材料增强相。相关研究表明，碳纳米管等一维管状材料增强金属基复合材料，很大程度地提高了Fe、Cu、Al等金属基体的强度、硬度、导电性及高温性能，成为当今复合材料研究热点。

发明内容：

本发明的目的是提供一种中空管状氧化物增强银基复合电接触材料及其制备方法，该方法提供了中空管状氧化物的应用，通过浸渍-烘干-煅烧法得到的中空管状氧化物应用于银基复合电接触材料领域，中空管状氧化物弥散分布在银基体中，与传统粉末冶金银基复合电接触材料相比，有效地解决了氧化物颗粒在银基体中的团聚问题，提高了Ag基体与陶瓷氧化物的界面结合能力，有利于提高电接触材料的使用寿命。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种中空管状氧化物增强银基复合电接触材料，包括各组分及其质量百分含量为：Ag：70～98％，中空管状氧化物含量：2～30％，中空管状氧化物增强银基复合电接触材料，致密度：96～99.5％，硬度：Hv0.1＝50～120，电导率：20～60MS/m，所述中空管状氧化物在银基体中弥散分布。

一种中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备方法，包括如下步骤：

步骤1：中空管状氧化物制备

(1)将纤维生物模板在前驱体溶液中浸渍后，烘干；其中，所述的浸渍温度为25～70℃，浸渍时间为1～48h，烘干温度为40～120℃；

(2)重复步骤(1)，对纤维生物模板共进行浸渍-烘干操作1～8次，获得干燥前驱体，将干燥前驱体煅烧，获得中空管状氧化物，其中，所述的煅烧温度为600～1400℃，煅烧时间为1～10h，煅烧升温速率为1～50℃/min；

步骤2：Ag及Ag包覆中空管状氧化物复合粉体制备