摻雜金屬氧化物銀－二氧化錫電觸頭材料及其製備方法
2023-11-03 15:54:52
專利名稱：摻雜金屬氧化物銀－二氧化錫電觸頭材料及其製備方法
技術領域：
本發明涉及本發明涉及電工觸頭材料及其製備工藝。
背景技術：
電觸頭是電器開關、儀器儀表的接觸元件，是接觸器、繼電器等電器的關鍵材料，起著接通、分斷和傳輸電流的作用，廣泛用於電力、電信系統及家電控制機械等設備中。目前國內外各類低壓電器中大量使用的為AgCdO、AgNi等電觸頭，AgCdO加工性能、接觸電阻、抗電弧侵蝕等綜合性能較好，因此，AgCdO觸頭材料應用廣泛，但由於AgCdO材料在生產、使用過程中不可避免地產生鎘毒，造成環境汙染，而且隨著低壓電器小型化、高可靠性、長壽命的進程中，AgCdO材料也暴露出其抗熔性能差、抗電弧燒損嚴重等缺點。銀-氧化錫電觸頭材料是近年來快速發展起來的一種無毒材料，它具有熱穩定性好、耐電弧侵蝕及抗熔焊性能好，使用範圍可達10-1000A，從而保證電器運行的可靠性，提高使用壽命，是目前在接觸器、繼電器及低壓開關中代替有毒的銀氧化鎘之理想材料。
國內外目前多採用內氧化加銦法生產銀氧化錫觸頭材料；但存在生產成本高、工藝複雜、生產率、成品率等問題，遠遠不能滿足國內電器及汽車市場對電觸頭的要求。近年來用粉末冶金法製造銀氧化錫觸頭得到快速的發展，但是統觀目前狀況，用粉末冶金法製造銀二氧化錫電觸頭尚存在以下不足(1)工藝比較繁雜(2)二氧化錫粉末分布不夠均勻，影響著材料的可加工性和電性能的穩定性。
發明內容
本發明的目的在於克服上述粉末冶金法生產銀氧化錫的觸頭的不足之處，提供一種摻雜的金屬氧化物銀-二氧化錫電觸頭及其製備方法。該電觸頭具有電導率高，組織均勻細緻、界面結合強度高、抗熔焊、耐電弧燒損的特點，其製備工藝簡單、成本低。
本發明是通過下述技術方案加以實現的。其電觸頭材料是由銀、二氧化錫和摻雜的金屬氧化物組成。其中二氧化錫含量為5～20wt％、摻雜的金屬氧化物含量為0.5～8wt％，其餘為銀。
上述電觸頭材料中摻雜金屬氧化物是氧化鋯、氧化鋅、氧化鈦、氧化銻或氧化鎢粉末的一種或兩種。
上述電觸頭材料的製備方法，其特徵在於包括下述步驟(1)將摻雜金屬氧化物的氧化鋯、氧化鋅、氧化鈦、氧化銻或氧化鎢粉末的一種或兩種以0.5～8wt％的比例和二氧化錫粉末以99.5～92wt％混合，放入燒結爐在900～1300℃燒結3～10小時，製備摻雜二氧化錫粉末；(2)將摻雜二氧化錫粉末放入濃度為0.8～1.2N AgNO3溶液中，該溶液加三乙醇胺為分散劑，加入量為10～80ml/kg，製備銀包覆摻雜二氧化錫粉末；(3)將按步驟(2)得到的銀包覆摻雜二氧化錫粉末與銀粉混合，按銀與摻雜二氧化錫粉末重量比90∶10混合；(4)將步驟(3)的混合粉末在150-400MPa的壓力成型，在750-900℃，燒結2-8hr，製備電觸頭材料。
本發明的主要優點在於，將金屬氧化物摻雜到二氧化錫粉末中，提高了材料的導電性，有利於降低材料的接觸電阻。在化學鍍液中加入分散劑的包覆摻雜二氧化錫粉末，可獲得粒度均勻、高度分散、界面結合力強的粉末，提高了觸點的抗熔焊、耐電弧燒損及抗電轉移的能力。所用原料易得，工藝簡單，成本較低，適於工業規模生產。
具體實施例方式
實施例一(1)用氧化鈦經研磨、過篩，與二氧化錫粉末混合，二氧化錫和金屬氧化物的比例為98∶6wt％，經高溫1000℃、10小時擴散燒結，研磨後得到摻雜氧化鈦二氧化錫複合粉末。(2)將摻雜二氧化錫粉末，放入銀氨絡離子溶液中，再放入60ml三乙醇胺/kg(Ag)，攪拌20分鐘，加入水合肼溶液續攪拌，得到銀包覆金屬氧化物複合粉末，經洗滌pH＝7、在100℃烘乾，得到銀包覆粉末。(3)將銀粉和包覆摻雜二氧化錫粉末以90∶10(wt％)的比例混合6小時，經300MPa冷壓胚，850℃燒結燒結3hr；熱擠壓(擠壓比為200)；冷拉拔至最終尺寸；打鉚釘。
絲材密度為9.7-10.1kg/cm3，電阻率為2.1-2.6μΩ.cm，硬度為HB700-1100Mpa，抗拉強度為220-350Mpa，延伸率為8-26％。
實施例二(1)用氧化鋯、氧化鈦與二氧化錫粉末混合，二氧化錫和氧化鋯、氧化鈦的比例為90∶4∶1wt％(重量比)，經高溫1200℃、6小時擴散燒結，研磨後得到摻雜二氧化錫複合粉末。(2)將摻雜二氧化錫粉末放銀氨絡離子溶液中，加入40ml三乙醇胺/kg(Ag)攪拌半小時，加入水合肼溶液繼續攪拌，經洗滌到pH＝7、烘乾得到銀包覆粉末。(3)將銀粉和包覆摻雜二氧化錫粉末以90∶10wt％比例混合，混粉6小時，經壓坯(壓力300Mpa)，850℃燒結3hr；熱擠壓(擠壓比為200)；冷拉拔至最終尺寸；打鉚釘。
權利要求
1.一種摻雜金屬氧化物銀-二氧化錫電工觸頭材料，其特徵在於它由銀、二氧化錫和摻雜金屬氧化物組成；各組分的含量為銀85～90％，二氧化錫5～20％，摻雜金屬氧化物0.5～8％。
2.按權利要求1所述的摻雜金屬氧化物銀-二氧化錫電觸頭材料，其特徵在於摻雜的金屬氧化為氧化鋯、氧化鋅、氧化鈦、氧化銻或氧化鎢粉末的一種或兩種。
3.一種按權利要求1所述的摻雜金屬氧化物銀-二氧化錫電觸頭材料的製備方法其特徵在於(1)製備摻雜金屬氧化物與二氧化錫的粉末，將氧化鋯、氧化鋅、氧化鈦、氧化銻或氧化鎢粉末的一種或兩種以0.5～8wt％的比例和二氧化錫粉末以99.5～92wt％混合，放入燒結爐在900～1300℃燒結3～10小時，製備摻雜二氧化錫粉末；(2)將摻雜二氧化錫粉末放入濃度為0.8～1.2N AgNO3溶液中，該溶液加三乙醇胺為分散劑，加入量為10～80ml/kg，製備銀包覆摻雜二氧化錫粉末；(3)將按步驟(2)得到的銀包覆摻雜二氧化錫粉末與銀粉混合，按銀與摻雜二氧化錫粉末重量比90∶10混合；(4)將步驟(3)的混合粉末在150-400MPa的壓力成型，在750-900℃，燒結2-8hr，製備電觸頭材料。
全文摘要
本發明公開了一種一種摻雜金屬氧化物銀—二氧化錫電觸頭材料的製備方法。屬於電工合金材料的製備技術。本發明電觸頭由由銀、二氧化錫、摻雜金屬氧化物組成，並按銀85～90％，二氧化錫5～20％，摻雜金屬氧化物0.5～8％比例配置而得；摻雜金屬氧化物為ZrO
文檔編號C22C5/06GK1425782SQ03100430
公開日2003年6月25日 申請日期2003年1月14日 優先權日2003年1月14日
發明者李玉桐, 李群英, 呂克泰, 鄭冀, 趙乃勤, 張勇 申請人:天津大學