[發(fā)明專利]一種銅基電接觸材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2012-04-05
• 公開（公告）號: CN102628116A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設計）人: 郭永利;王亞平;盧雪瓊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C1/10;C22C1/05;H01H1/025
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權代理事務所 61215
• 代理人: 弋才富

技術領域

本發(fā)明涉及一種銅基電接觸材料及其制備方法，特別涉及導電陶瓷La₂NiO₄、BaPbO₃或Li_1.4Al_0.4(Ge_1-xTi_x)_1.6(PO₄)₃作為第二相的一種銅基電接觸材料及其制備方法。

背景技術

電接觸材料被廣泛的應用于斷路器、接觸器、繼電器等電器中，其性能直接影響到電器運行的穩(wěn)定性和可靠性。電接觸材料在使用過程中受電弧、電場、磁場、高溫以及環(huán)境氣氛的共同影響，實現(xiàn)導電功能。目前用于開關電器中的電接觸材料大多為Ag-CdO、Ag-SnO₂、Cu-ZnO、Cu-Al₂O₃、Cu-Y₂O₃等，其中銀價格昂貴，且消耗量很大，每年用于生產(chǎn)銀觸點用銀占銀消耗的25-30％；CdO具有毒性；SnO₂不能大量摻雜且容易引起高接觸電阻；而銅基電接觸材料中添加的第二相Al₂O₃、Y₂O₃均具有電絕緣性能，增大了接觸電阻。因此有必要發(fā)展新型的導電陶瓷作為第二摻雜相的銅基電接觸材料。

純銅具有良好的電學性能，其電導率為1.72×10^-8Ω·m(20℃)，僅略高于銀的電導率1.586×10^-8Ω·m(20℃)，抗熔焊性能優(yōu)良。但是在純銅中摻雜具有絕緣性能的第二相，將導致接觸電阻急劇上升。同時過高的接觸電阻也會造成觸點溫升加劇，使用電器處于不安全狀態(tài)。

發(fā)明內容

為了克服現(xiàn)有技術的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種銅基電接觸材料及其制備方法，利用導電陶瓷La₂NiO₄、BaPbO₃或Li_1.4Al_0.4(Ge_1-xTi_x)_1.6(PO₄)₃作為第二相，既保持觸點元件在使用過程中的高導熱、耐高溫等優(yōu)良性能基本不變，同時提高導電性和抗腐蝕性能，且由于陶瓷本身強度高、脆性大，不僅提高觸點元件的機械強度，同時降低了其在電弧燒蝕過程中形成熔池的粘度，從而提高抗熔焊性能。

為了達到上述目的，本發(fā)明的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種銅基電接觸材料，其特征在于，包括占總重量為1％-10％的顆粒尺寸為小于10μm的導電陶瓷La₂NiO₄粉末和占總重量為99％-90％的晶粒尺寸為45μm的銅粉末混合后經(jīng)過粉末冶金方法制備成為致密材料，其致密度為95-99.9％，其中導電陶瓷La₂NiO₄以顆粒的形態(tài)均勻分布于銅基體中，銅組元構成連續(xù)基體組織。

一種銅基電接觸材料的制備方法，以導電陶瓷La₂NiO₄為第二相，包括以下步驟：

步驟一、導電陶瓷La₂NiO₄粉末是通過溶膠凝膠的方法制備的，具體方法是：將摩爾比為2∶1的La(NO₃)₃·6H₂O和Ni(NO₃)₃·6H₂O添加到去離子水中形成混合溶液，加入檸檬酸，檸檬酸與溶液中金屬離子的物質的量比為1.5-3∶1，在攪拌的同時加熱到90℃，加入乙二醇，乙二醇與溶液中金屬離子的物質的量比為1-2∶1，在90℃溫度下攪拌直至溶液變得粘稠得到凝膠體，在110℃置于干燥箱中保溫12h，干燥后在850℃-1100℃下保溫4h進行焙燒，最后研磨得到小于10μm的導電陶瓷La₂NiO₄粉末；