銀基多元複合電接觸材料的製作方法
2023-05-16 05:59:51
專利名稱：銀基多元複合電接觸材料的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種銀基多元複合電接觸材料，屬於電接觸材料領域。
背景技術：
銀基合金被廣泛用作電接觸材料，純銀、Ag-Cu、Ag-Ni、Ag-CdO等電接觸材料已被應用多年。近年來由於環保和微型化等方面的要求，Ag-SnO2、Ag-稀土合金等新型電接觸材料不斷研製成功及應用。該類新材料有利的改善了電接觸材料的電氣性能，但接觸電阻都較大，且加工性能差。隨著繼電器的微型化，接觸力、斷開力、接電間隙減小，要求電接觸材料有低的電阻率和穩定的接觸電阻，溫升小，有更好的滅弧性、抗熔焊性、抗銀遷移能力和抗粘接能力，有良好的可加工性。上述的電接觸材料均存在一定的問題，如加工性、溫度穩定性等。有些材料採用內氧化法生產，工藝複雜，成本高，不易焊接。有些材料有毒，產生公害。
發明內容本發明針對現有技術的不足，提出一種銀基多元複合電接觸材料，該材料利用類金屬導電陶瓷固有的溫度特性和良好的導電特性、耐高溫性，彌補銀金屬觸頭的某些弱點，改善了電觸頭的性能。
本發明的銀基多元複合電接觸材料，包括下列組分，均為重量份銀80～95份，類金屬導電陶瓷1～10份，金屬M或/和金屬氧化物2～10份。
上述類金屬導電陶瓷的化學式為(Re1-xAx)(B1-yCy)Oz，其中，Re為La、Y、Nd、Pr、Sm、Eu、Dy中至少一種或幾種元素；A為Ba、Sr、Ca中一種或幾種元素，0≤x≤0.5；B為Ni、Co、Mn、Bi、Cu中的一種或幾種元素；C為Fe、Sb中的一種元素，0≤y≤0.5；O為氧元素，2≤z≤4。
M為Ni、Cu、La、Mo或W系金屬。
金屬氧化物為Ni、Cu、Zn、Sn、Mo或W元素的氧化物。
最佳配比為Ag88份，類金屬導電陶瓷為8份，Ni4份。
類金屬導電陶瓷可用固相合成法、水熱法、化學共沉法、溶膠-凝膠法中的任一種方法製備。各組分原料通過機械混合均勻後，可用粉末冶金或熱擠壓法製成電接觸材料，其中以熱擠壓法為最佳。
銀在各類金屬材料中具有最高的導電率和導熱率，良好的可加工性，但其熔點較低，並有遷移現象，而類金屬導電陶瓷在非金屬材料中有較高的導電性，與金屬相反的溫度係數。熔點高。網狀通道微觀形貌結構，二者的結合具有相互補償作用，充分發揮出材料物理化學特性之潛力。本發明的複合電接觸材料接觸電阻低而穩定，滅弧性強，抗熔焊性、抗粘結性、抗燒蝕性、耐磨性、電蝕性及加工性能好。因此可廣泛用於各類交直流用電器上，以替代現行的電接觸材料。
本發明的複合電接觸材料與現有技術相比優良效果如下1.滅弧性、抗熔焊性、抗損耗、抗粘結性以及抗銀遷移性好，接觸電阻低而穩定，溫升小。製成複合鉚釘，在AC220V，15A，閉合力100g，分斷力75g，接觸頻率105次/分的條件下通過性能試驗，試驗閉合次數達到10萬次以上。
2.生產工藝簡單，成本低。本發明的複合電接觸材料，按常規金屬陶瓷工藝，衝壓或熱擠壓成片材或絲材，無需內氧化處理，加工過程能耗低，勞動強度小，有明顯的經濟效益。
3.加工性能好，冷變形量可達20％，其加工性能優於Ag-SnO2材料，且無毒無害。
4.本發明的複合電接觸材料，可替代目前低壓電器中大量使用的純銀、細晶銀等，可節約大量白銀，又可減少成本。
具體實施方式
實施例1銀基多元複合電接觸材料，包括下列組分，均為重量份Ag90份，類金屬導電陶瓷8份，SnO22份，按類金屬導電陶瓷化學式(Re1-xAx)(B1-yCy)Oz，Re為La0.9Nd0.1，x取為0，B為Ni，C為Fe，y取0.05，O為氧，z取3。
將Ag、SnO2與類金屬導電陶瓷機械混磨均勻，壓大塊後，放入熱擠壓機中，擠壓成φ6棒材，分別拔製成不同直徑的絲材，常規方法製成各種規格的觸頭。
實施例2銀基多元複合電接觸材料，包括下列組分，均為重量份Ag88份，類金屬導電陶瓷8份，Ni4份，類金屬導電陶瓷的化學式為La0.27Y0.03Sr0.7MnO3。
製備方法同實施例1。
實施例3銀基多元複合電接觸材料，包括下列組分，均為重量份Ag80份，類金屬導電陶瓷9.8份，Cu5.2份，NiO5份。類金屬導電陶瓷的化學式為La0.5Ba0.5CoO3。通過機械混合均勻，用熱衝壓方法成型，可製成不同規格的觸頭。
實施例4如實施例1所述的銀基多元複合電接觸材料，所不同的是，金屬氧化物為ZnO。
實施例5如實施例2所述的銀基多元複合電接觸材料，所不同的是，金屬選Mo。
實施例6如實施例3所述的銀基多元複合電接觸材料，所不同的是，金屬選Ni，金屬氧化物為CuO。
實施例7如實施例2所述的銀基多元複合電接觸材料，所不同的是，類金屬導電陶瓷的化學式為La0.8Nd0.2Fe0.3Ni0.7O3。
實施例8如實施例2所述的銀基多元複合電接觸材料，所不同的是，類金屬導電陶瓷的化學式為La0.4Nd0.1Ba0.3Sr0.2CoO3。
用上述實施例中的方法製成的銀基多元複合電接觸材料。當加工成觸頭後，其密度可達9.7g/cm3，硬度＞680Hv，電阻率＜2.6×10-6Ω·cm。
權利要求
1.一種銀基多元複合電接觸材料，其特徵是，包括下列組分，均為重量份銀80～95份，類金屬導電陶瓷1～10份，金屬M或/和金屬氧化物2～10份。
2.根據權利要求1所述的銀基多元複合電接觸材料，其特徵是，類金屬導電陶瓷的化學式為(Re1-xAx)(B1-yCy)Oz，其中，Re為La、Y、Nd、Pr、Sm、Eu、Dy中至少一種或幾種元素，A為Ba、Sr、Ca中一種或幾種元素，0≤x≤0.5，B為Ni、Co、Mn、Bi、Cu中的一種或幾種元素，C為Fe、Sb中的一種元素，0≤y≤0.5，O為氧元素，2≤z≤4，M為Ni、Cu、La、Mo、W系金屬，金屬氧化物為Ni、Cu、Zn、Sn、Mo或W元素的氧化物。
3.根據權利要求1所述的銀基多元複合電接觸材料，其特徵是，組分為Ag88份，類金屬導電陶瓷為8份，Ni4份，均為重量份。
全文摘要
銀基多元複合電接觸材料,屬於電接觸材料技術領域。其主要內容是銀和類金屬導電陶瓷及金屬或氧化物組成複合電接觸材料。其組分為銀80～95份,類金屬導電陶瓷1～10份,金屬M或/和金屬氧化物MO2～10份。本發明克服了現有技術存在的加工性差,溫度穩定性差及電阻率高、抗電侵蝕差的缺點,具有較好的滅弧性、抗熔焊性、抗電侵蝕及抗粘結性,且具有低電阻率、溫升小等優點。並且無毒無害。
文檔編號C22C5/06GK1386872SQ0211027
公開日2002年12月25日 申請日期2002年4月22日 優先權日2002年4月22日
發明者王成建, 欒開政, 陳延學, 梅良模, 魏建華, 管偉明, 閻景賢, 張昆華 申請人:山東大學