專利名稱：摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種電接觸材料的制備方法，具體地說，涉及的是一種摻雜銀氧
化錫電接觸材料的制備方法。此合金材料制備的銀觸點包括應(yīng)用于各種繼電器、接觸器開 關(guān)使用的電觸點及雙金屬復合鉚釘電觸點、片材等。
背景技術(shù)：
隨著電器產(chǎn)品向大容量、小體積的方向發(fā)展，對電觸點材料的要求日益增 高-一要求材料在極大電弧熱和焦耳熱的條件下不發(fā)生熔焊、機械及耐電磨損性能要好； 在分斷過程中產(chǎn)生的金屬飛濺少，燃弧時間短；在直流環(huán)境下，抗熔焊性好，材料轉(zhuǎn)移少，接 觸電阻低而穩(wěn)定。 目前廣為使用的銀、氧化鎘電觸點材料雖然有極好的性能和較低的材料成本，尤 其是高氧化鎘含量更是如此，制作工藝也很穩(wěn)定成熟，如中國專利95111070所述，但使用 較多金屬鎘，產(chǎn)品中含有鎘氧化物，以后在環(huán)境中會殘留鎘鹽，由于金屬鎘和鎘鹽對人體和 環(huán)境有害，將來的趨勢是逐漸減少乃至停止使用含鎘材料或化學物的金屬觸點材料。
因此尋找能夠替代Ag-Cd0新型電觸點材料成為目前國內(nèi)外研究的焦點。最有希 望替代Ag-Cd0材料的材料體系主要有Ag-Sn02系列材料。 經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，馬光發(fā)表的"銀基電接觸材料改性及制備工藝"《稀有 金屬快報》2007(26) IO，上述文獻指出如今Ag-Sn02材料在使用過程中的較大問題是溫升過 高，溫升過高的主要原因是由于在使用過程中不導電的Sn(^顆粒在接觸表面聚集，使得材 料表面接觸電阻和溫度升高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上存在的不足，提供一種摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法。采 用對Sn02顆粒改性的方法，將不良導體Sn02顆粒通過摻雜的方法提高Sn02顆粒的導電性 能，再以改性后的Sn02顆粒作為原料制備Ag-Sn02材料，從而達到改善材料在使用過程中接 觸電阻和溫升過高的問題。采用這種制備方法獲得的AgSn(^材料具有優(yōu)良的力學和電學 綜合性能。 為實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明包括如下步驟 第一步，取SnCl4 51120和SbCl3，其中SbCl3 : SnCl4 5H20質(zhì)量比在5% _7%之 間，分別用異丙醇溶解，然后混合。 第二步，將第一步得到的混合液體在75 8(TC回流，再經(jīng)離心去掉白色沉淀，獲
得清液。 第三步，將氨水在50 7(TC滴入第二步得到的清液，使溶液ra值在2 3之間，
溶液呈乳黃色膠體。 第四步，將第三步獲得的黃色膠體干燥，然后再將其煅燒，獲得改性Sn02粉末。
所述干燥，是指于12(TC干燥4h。
3
所述煅燒，是指于60(TC中煅燒2-4h。 第五步，取改性Sn02粉末及銀粉進行球磨，其中Sn02質(zhì)量占混合粉末總質(zhì)量的 4 18%之間。 所述球磨，其中球料比為3 : 1 10 : 1之間，球磨時間在5-20h。 第六步，將球磨后的粉末進行冷等靜壓壓制。 所述冷等靜壓壓制，其中冷等靜壓壓強在100 300MPa之間。 第七步，將冷等靜壓獲得的壓坯置于空氣氣氛下燒結(jié)。 所述燒結(jié)，其中燒結(jié)溫度在700 90(TC之間，燒結(jié)時間在4 8h之間。 第八步，將燒結(jié)后坯體進行熱壓。 所述熱壓，其中熱壓溫度為400 90(TC，熱壓壓力為300 700MPa，熱壓時間為 lmin 30min。 第九步，對熱壓后坯體進行復燒，復燒工藝同第七步。
第十步，將復燒后坯體進行熱擠壓獲得線材或帶材。 所述熱擠壓，其中坯體加熱溫度在600-90(TC，擠壓比在10-400之間，擠壓速度為 5-8cm/min，擠壓模具預(yù)熱溫度200-500°C 。 Sn(^本征電阻率高達108Q *cm數(shù)量級，為電的不良導體。本發(fā)明采用了溶膠-凝 膠方法首先獲得了摻雜銻元素的Sn02顆粒，銻原子在溶膠-凝膠過程中在Sn02中形成Sb 摻雜層，Sb摻雜層提供導電電子，使Sn(^半導化。Sb的加入使得導帶的載流子濃度提高， 因此提高Sn02導電率。然后將改性后的Sn02與相應(yīng)Ag粉經(jīng)過球磨、壓制、燒結(jié)、熱擠壓等 制備方法獲得分散均勻的致密復合材料。采用本方法制備的AgSn02材料具有理想的組織 結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的綜合性能，在使用過程中具有接觸電阻較低，溫升較低的優(yōu)點。
圖1為本發(fā)明的方法流程圖
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的說明，以下的說明僅為理解本發(fā)明 技術(shù)方案之用，不用于限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。
如圖1所示，為本發(fā)明以下實施例的流程圖。
實施例一 1、以質(zhì)量比5 : 100的比例取相應(yīng)SbCl3與SnCl4. 5H20，分別用異丙醇溶解后混 合。 2、將混合液體在75t:回流后離心分離，去掉白色沉淀獲得清液。 3、用氨水在5(TC滴入清液，調(diào)節(jié)ra至2 3之間，獲得乳黃色膠體。 4、將乳黃色膠體置于12(TC干燥4h后再置于60(TC干燥2h，獲得改性Sn02粉末。 5、取改性Sn02粉末與銀粉球磨，其中改性Sn02粉末占總重的18%，球料比為
3 : l，球磨時間為20h。 6 、然后將球磨后粉末在等靜壓強300MPa下壓制成坯。
7、將壓制好的坯體在空氣氣氛下90(TC燒結(jié)4h。
8、將燒結(jié)還體在40(TC下700MPa熱壓，熱壓時間為30分鐘。
9、隨后將熱壓坯體按照之前第7步燒結(jié)工藝復燒。 10、最后將復燒后坯體進行熱擠壓，熱擠壓坯體加熱溫度90(TC，模具預(yù)熱500°C， 擠壓比為400，擠壓速度為5cm/min。 通過上述工藝即可獲得彌散分布的Ag-18Sn(^材料，此材料抗拉強度為450MPa，導 電率為3. 2 ii Q cm，硬度為145HV。
實施例二 1、以質(zhì)量比6 : 100的比例取相應(yīng)SbCl3與SnCl4. 5H20，分別用異丙醇溶解后混 合。 2、將混合液體在7『C回流后離心分離，去掉白色沉淀獲得清液。 3、用氨水在6(TC滴入清液，調(diào)節(jié)ra至2 3之間，獲得乳黃色膠體。 4、將乳黃色膠體置于12(TC干燥4h后再置于60(TC干燥2h，獲得改性Sn02粉末。 5、取改性Sn02粉末與銀粉球磨，其中改性Sn02粉末占總重的4 % ，球料比為
10 : l，球磨時間為20h。 6、然后將球磨后粉末在等靜壓強lOOMPa下壓制成坯。
7、將壓制好的坯體在空氣氣氛下70(TC燒結(jié)8h。
8、將燒結(jié)還體在90(TC下300MPa熱壓，熱壓時間為1分鐘。
9、隨后將熱壓坯體按照之前第7步燒結(jié)工藝復燒。 10、最后將復燒后坯體進行熱擠壓，熱擠壓坯體加熱溫度60(TC，模具預(yù)熱200°C， 擠壓比為IO，擠壓速度為8cm/min。 通過上述工藝即可獲得彌散分布的Ag_4Sn02材料，此材料抗拉強度為200MPa，導 電率為2. 0 ii Q cm，硬度為70HV。
實施例三 1、以質(zhì)量比7 : 100的比例取相應(yīng)SbCl3與SnCl4. 5H20，分別用異丙醇溶解后混 合。 2、將混合液體在8(TC回流后離心分離，去掉白色沉淀獲得清液。 3、用氨水在7(TC滴入清液，調(diào)節(jié)ra至2 3之間，獲得乳黃色膠體。 4、將乳黃色膠體置于12(TC干燥4h后再置于60(TC干燥2h，獲得改性Sn02粉末。 5、取改性Sn02粉末與銀粉球磨，其中改性Sn(^粉末占總重的10%，球料比為
5 : 1，球磨時間為6h。 6 、然后將球磨后粉末在等靜壓強250MPa下壓制成坯。
7、將壓制好的坯體在氧氣氣氛下80(TC燒結(jié)6h。
8、將燒結(jié)坯體在60(TC下500MPa熱壓，熱壓時間為15分鐘。
9、隨后將熱壓坯體按照之前第7步燒結(jié)工藝復燒。 10、最后將復燒后坯體進行熱擠壓，熱擠壓坯體加熱溫度85(TC，模具預(yù)熱400°C， 擠壓比為300，擠壓速度為7cm/min。 通過上述工藝即可獲得彌散分布的Ag-10Sn(^材料，此材料抗拉強度為330MPa，導 電率為2. 6 ii Q cm硬度為IIOHV。
權(quán)利要求
一種摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟第一步，取SnCl4·5H2O和SbCl3，其中SbCl3∶SnCl4·5H2O質(zhì)量比在5％-7％之間，分別用異丙醇溶解，然后混合；第二步，將第一步得到的混合液體回流，再經(jīng)離心去掉白色沉淀，獲得清液；第三步，將氨水滴入第二步得到的清液，使溶液PH值在2～3之間，溶液呈乳黃色膠體；第四步，將第三步獲得的黃色膠體干燥，然后再將其煅燒，獲得改性SnO2粉末；第五步，取改性SnO2粉末及銀粉進行球磨，其中SnO2質(zhì)量占混合粉末總質(zhì)量的4～18％之間；第六步，將球磨后的粉末進行冷等靜壓壓制；第七步，將冷等靜壓獲得的壓坯置于空氣氣氛下燒結(jié)；第八步，將燒結(jié)后坯體進行熱壓；第九步，對熱壓后坯體進行復燒，復燒工藝同第七步；第十步，將復燒后坯體進行熱擠壓獲得線材或帶材。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法，其特征在于，第二步 中，所述回流是指在75 80°C回流。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法，其特征在于，第三步 中，將氨水在50 7(TC滴入第二步得到的清液。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法，其特征在于，第四步 中，所述干燥，是指于12(TC干燥4h。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法，其特征在于，第四步 中，所述煅燒，是指于600°C中煅燒2-4h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法，其特征在于，第五步中，所述球磨，其中球料比為3 : i io : i之間，球磨時間在5-20h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法，其特征在于，第六步 中，所述冷等靜壓壓制，其中冷等靜壓壓強在100 300MPa之間。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法，其特征在于，第七步 中，所述燒結(jié)，其中燒結(jié)溫度在700 90(TC之間，燒結(jié)時間在4 8h之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法，其特征在于，第八步 中，所述熱壓，其中熱壓溫度為400 900°C ，熱壓壓力為300 700MPa，熱壓時間為lmin 30min。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法，其特征在于，第十 步中，所述熱擠壓，其中坯體加熱溫度在600-900°C，擠壓比在10-400之間，擠壓速度為 5-8cm/min，擠壓模具預(yù)熱溫度200-500°C 。
全文摘要
本發(fā)明公開一種摻雜銀氧化錫電接觸材料的制備方法，采用溶膠-凝膠方法獲得改性SnO2顆粒，提高SnO2顆粒導電率，再以改性后SnO2為原料與銀粉經(jīng)過球磨、壓制、燒結(jié)、熱擠壓等工藝流程獲得彌散分布致密的復合材料。由于改善了SnO2顆粒的導電性能從而使得材料在使用過程中解決了接觸電阻和溫升過高的問題，拓寬了Ag-SnO2材料的使用范圍，提高了材料的電接觸性能。
文檔編號H01H11/04GK101707157SQ20091019628
公開日2010年5月12日 申請日期2009年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月24日
發(fā)明者甘可可, 祁更新, 陳樂生, 陳曉 申請人:溫州宏豐電工合金有限公司