[發明專利]一種銀/石墨電觸頭的制備方法

無效

• 申請號: 200710072077.X
• 申請日: 2007-04-20
• 公開（公告）號: CN101086923A
• 公開（公告）日: 2007-12-12
• 發明（設計）人: 魏彤;范壯軍;解大收;張瑞;姚靜;鄢少鋒;段斐;李佳晶
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H01H1/0233
• 分類號: H01H1/0233;H01H11/04
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司
• 代理人: 劉婭

(一)技術領域

本發明涉及一種銀/石墨電觸頭制備方法，屬于電觸頭材料制造領域。

(二)背景技術

銀/石墨(Ag/C)電觸頭材料由于具有良好的抗熔焊性和導電性、低而穩定的接觸電阻以及優異的低溫升特性，被廣泛應用于各種各樣的保護電器上。在這種材料中，基體銀提供了良好的電導率而又不形成穩定的氧化物從而不會導致在使用過程中接觸電阻的急劇升高，石墨的主要作用在于阻止觸頭粘接和熔焊，并且不形成任何的絕緣物使接觸電阻變大。但石墨有穩定電弧的傾向以及在空氣中的熱穩定性差，因而抗電弧腐蝕能力差是該材料的最大缺陷。

采用微米級的合成石墨與銀粉進行機械混粉與粉末冶金是目前Ag/C電觸頭的常用制備工藝，此工藝簡單易行、流程少、對設備要求低、材料收得率高、生產成本低，但所得成品組織不均勻、致密性較差、電弧侵蝕率高。因此研究者們一直努力從原材料或者制備工藝上提高銀/石墨電觸頭的抗電弧腐蝕能力。王亞平等[CN?03133585.3]采用一維碳納米管或者納米碳纖維代替合成石墨制備的銀/石墨電觸頭材料在保證高導電率、高導熱性的同時能顯著降低材料的電侵蝕率和提高材料的耐磨性能。德國Degussa公司開發了制備銀/石墨電觸頭的擠壓工藝，制得了密度高、延展性好且抗電弧腐蝕能力顯著提高的銀/石墨電觸頭材料，但是上述兩種方法或者原料價格比較昂貴，或者產品收率低，導致最終的生產成本提高。

(三)發明內容

本發明的目的是提供一種工藝簡單、易于操作、對設備要求低、生產成本低的用納米技術制備銀/石墨電觸頭材料的方法；用該法制備的產品性能好，納米石墨片在材料中分布均勻，電阻率低、密度高、具有良好的抗電弧侵蝕性能。

本發明銀/石墨電觸頭的制備方法包括如下步驟：

1)按照膨脹石墨重量比為3～10％、銀重量比為90％～97％的比例將膨脹石墨與銀混合制成復合原料粉；

2)將復合原料粉初壓成型，于燒結爐中燒結，最后復壓成型制得成品。

本發明還有這樣一些技術特征：

1、所述的膨脹石墨的膨脹體積為10mL/g～600mL/g，優選為200mL/g～600mL/g；

2、所述的銀/石墨復合原料粉中膨脹石墨重量比優選為3～6％，銀重量比優選為94％～97％；

3、所述的初壓成型是將復合原料粉在20t壓力下初成型，所述的燒結是在氫氣氛保護下于燒結爐中600℃～850℃燒結，優選為600℃～700℃，所述的復壓成型是在50～60t壓力下復壓成型制得成品；

4、所述的復合是高能球磨機械混合：取膨脹石墨及銀粉，在行星式高能球磨機中進行球磨混合，轉速100～250r/min，，球粉比10∶1～30∶1，球磨時間5～40小時；

5、所述的球粉比優選為10∶1～15∶1，球磨時間優選為：10～20小時；

6、所述的復合是金屬銀粉在膨脹石墨表面的化學包覆混合，包括如下步驟：

a)將用氨水絡合至pH為10～11、濃度為0.5～5mol/L的硝酸銀溶液與膨脹石墨粉混合，充分攪拌；

b)將步驟a)所制的混合物在超聲波分散儀內進行超聲分散，時間為0～20h，優選為3～10h；

c)將濃度為10％～40％的水合肼溶液滴加或以液相噴霧的形式邊攪拌邊加入步驟b)所制的混合物中，析出的銀包覆在膨脹石墨粉顆粒表面或者石墨片層之間，形成銀/膨脹石墨包覆粉；

d)水洗步驟c)所制的包覆粉至中性，并于100℃～200℃干燥；

7、所述的硝酸銀溶液濃度優選為0.5～1mol/L，水合肼溶液濃度優選為10％～20％。與傳統工藝相比，本發明具有如下優點：

傳統工藝通常采用微米級的合成石墨與銀粉進行機械混粉，然后進行粉末冶金制備Ag/C電觸頭，所得成品組織不均勻、致密性較差、電弧侵蝕率高。本發明采用一種具有納米或微米孔徑以及蓬松多層結構的膨脹石墨與銀粉通過物理或化學方法均勻復合，制備銀/石墨電觸頭，實現納米石墨片在銀基體中的均勻地分散。該方法工藝簡單、易于操作、對設備要求低、生產成本低；用該法制備的產品性能好，納米石墨片在材料中均勻分布，電阻率低，密度高、具有良好的抗電弧侵蝕性能。

(四)具體實施例

本發明具體實施方式如下：

實施例1：