專利名稱：納米銀氧化錫電觸頭及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米銀氧化錫的電觸頭及其制備方法。屬于金屬基復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電觸頭是電器開關(guān)、儀器儀表等的關(guān)鍵元件，在接觸器、繼電器和小功率斷路器中。長期以來國內(nèi)外大量使用Ag-CdO的觸頭，它具有良好的滅弧性、穩(wěn)定的接觸電阻等優(yōu)點，但近年來隨著對電器使用壽命的延長和小型化的要求，AgCdO觸頭材料已暴露出其抗熔性能差、電弧燒損嚴(yán)重，在使用過程中不可避免地產(chǎn)生鎘毒，造成環(huán)境污染等不足。銀氧化錫觸頭材料是近年發(fā)展很快的一種新型無毒電觸頭材料，它具有熱穩(wěn)定性好、耐電弧侵蝕及抗熔焊性能，使用范圍可達(dá)10-1000A，從而保證電器運行的可靠性，提高使用壽命，是目前用于在接觸器、繼電器及開關(guān)中代替有毒的銀氧化鎘的理想材料。
目前國內(nèi)外研制銀氧化錫觸頭采用兩種方法“內(nèi)氧化法”和“粉末冶金法”。內(nèi)氧化法生產(chǎn)銀氧化錫觸頭需在合金中加銦，以使Sn氧化成SnO2；此方法生產(chǎn)成本高、工藝較復(fù)雜。粉末冶金法生產(chǎn)銀氧化錫觸頭德國領(lǐng)先于美國、日本，，他們是在粉末中加入少量的WO3和MoO3，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，以得到實際應(yīng)用。銀氧化錫觸頭是目前國內(nèi)低壓電器行業(yè)研究的熱點，然而由于它不易拉制成型，使用中接觸電阻較大，溫升高，而又成為研究的難點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述粉末冶金法生產(chǎn)銀氧化錫的觸頭的不足之處，提供一種新的納米銀氧化錫電觸頭及其制備方法。該電觸頭具有電導(dǎo)率高，組織均勻細(xì)致、界面結(jié)合強(qiáng)度高、抗熔焊、耐電弧燒損的特點，其制備工藝簡單、成本低。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實現(xiàn)的。鉚釘或條塊觸頭的納米銀氧化錫的電觸頭其特征在于，電觸頭材料是由銀、摻雜氧化鋅或氧化鈦的氧化錫及氧化鈰或氧化鑭組成，并且各組分重量含量為銀70～97％氧化錫3～22％氧化鈰或氧化鑭0.1～8％上述的氧化錫中摻雜氧化鋅或氧化鈦的重量含量為0.5～10％。上述的摻雜氧化鋅或氧化鈦的氧化錫重量含量優(yōu)選為5～10％。
采用上述材料制備電觸頭的方法，其過程主要包括溶膠-凝膠法制備摻雜氧化鋅或氧化鈦的納米氧化錫粉末；金屬氧化物粉末混合；混合后的粉末等靜壓成型、燒結(jié)、擠壓、拉絲和制鉚釘和軋條，其特征在于a.溶膠-凝膠法制備納米氧化錫，以SnCl4和TiCl4或ZnCl2并按兩者重量比5～9∶5～1的比例。加入濃度為20～30％乙醇水溶液中，同時向溶液加入5～10％的三乙醇胺分散及和滴加濃度為(1ML)的氨水，于40～60℃反應(yīng)，反應(yīng)至溶液呈PH＝7，產(chǎn)物經(jīng)過濾后在200～700℃焙燒2～3小時，得到粒徑為6～20nm的摻雜氧化鋅或氧化鈦的納米氧化錫粉末；b.金屬粉末混合是按銀粉末、納米氧化錫及氧化鈰或氧化鑭粉末重量比，70～97∶3～22∶0.1～8于混料罐中混合7～10小時。c.混合的粉末在20～30℃的溫度下，以250～500MPa加壓成型，并在800～900℃燒結(jié)4～10小時。
本發(fā)明的主要優(yōu)點在于，摻雜金屬氧化物完全進(jìn)入氧化錫晶格，并且納米粉體均勻分布在材料之中，從而提高了觸頭的導(dǎo)電性而降低了接觸電阻，進(jìn)而提高了觸頭的抗熔焊、耐電弧燒損的性能；材料中加入稀土元素提高觸頭的熱穩(wěn)定性及耐電弧侵蝕和抗氧化性，材料的塑性提高便于擠壓軋制加工，且加工工藝簡單。
具體實施方法納米氧化錫10克及氧化鈰2克，在混料罐中混合7～10小時?；旌系姆勰┰?0～30℃的溫度下，以250MPa加壓成型，并在800℃燒結(jié)10小時。(3) 將燒結(jié)后的材料在700℃下擠壓，擠壓比為200；得到Φ3.5～5.0mm的線材，再將線材在20℃下，拉拔速度2米/分，拉拔至φ2.7～1.38mm絲材。
絲材密度9.9～10.7kg/cm3，電阻率2.1～2.3μΩ.cm，硬度HV760～1100MPa(HV)抗拉強(qiáng)度為260～350MPa，延伸率為18～30％。
權(quán)利要求
1.一種納米銀氧化錫的電觸頭，其特征在于它由銀、摻雜氧化鋅或氧化鈦的氧化錫及氧化鈰或氧化鑭組成，并且各組分的重量含量為銀70～97％，氧化錫3～22％，氧化鈰或氧化鑭0.1～8％。
2.按權(quán)利要求1所述的納米銀氧化錫的電觸頭，其特征在于氧化錫中摻雜氧化鋅或氧化鈦，重量含量為0.5～10％。
3.按權(quán)利要求1所述的納米銀氧化錫的電觸頭，其特征在于氧化錫的含量優(yōu)選5～10％。
4.一種按權(quán)利要求1所述的納米銀氧化錫的電觸頭的制備方法該方法包括溶膠-凝膠法制備納米摻雜氧化鋅或氧化鈦的氧化錫的粉末；銀粉末、納米銀氧化錫及氧化鈰或氧化鑭粉末的混合；混合粉末的等靜壓成型、燒結(jié)、擠壓、拉絲、制鉚釘或軋條，其特征在于a.溶膠-凝膠法制備納米氧化錫，是以SnCl4和TiCl4或ZnCl2并按照兩者重量比的5～9∶5～1，加入濃度為20～30％乙醇水溶液中，同時向溶液中加入三乙醇胺分散劑和滴加氨水，于40～60℃狀態(tài)下反應(yīng)，使其反應(yīng)至pH＝7，然后經(jīng)過濾，產(chǎn)物在200～700℃焙燒2～3小時后，得到粒徑為6～20nm的摻雜氧化鋅或氧化鈦的氧化錫的粉末；b.粉末的混合是按銀粉末、納米銀氧化錫及氧化鈰或氧化鑭粉末重量比70～97∶3～22∶0.1～8在混和罐中混合7～10小時；c.混合的粉末在20℃的溫度下，以250～500MPa加壓成型，并在800～900℃燒結(jié)4～10小時。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米銀氧化錫的電觸頭材料及其制備方法。屬于金屬基復(fù)合材料技術(shù)。本發(fā)明電觸頭由銀、納米氧化錫和稀土元素并按70～97％、3～22％、0.1～8％的重量含量組成。該材料的電觸頭制備包括摻雜氧化鋅或氧化鈦的納米氧化錫制備，金屬氧化物粉末的混合及混合后粉末經(jīng)壓型、燒結(jié)、擠壓、拉絲、制成鉚釘或條塊觸頭。壓型壓力為150～400MPa，燒結(jié)溫度為800～900℃。本發(fā)明優(yōu)點在于，觸頭的導(dǎo)電性高，接觸電阻低，抗熔焊、耐電弧燒損性能好及熱穩(wěn)定性好，其制備工藝簡單。本發(fā)明的電觸頭廣泛用于電器、儀表及開關(guān)。
文檔編號H01B1/02GK1417817SQ0214669
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月5日
發(fā)明者鄭冀, 高后秀, 李松林, 李玉桐, 李群英 申請人:天津大學(xué)