[發明專利]一種含錫酸銦的銀氧化錫電觸頭材料的制備方法

有效

• 申請號: 201410844381.1
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN104505191A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 張天錦;葉凡;王振宇;陳光明;李耀林
• 申請（專利權）人: 桂林電器科學研究院有限公司
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司45107
• 代理人: 唐智芳

技術領域

本發明涉及一種含錫酸銦的銀氧化錫電觸頭材料的制備方法，屬于金屬基復合材料領域。

背景技術

近年來，銀氧化錫觸頭作為有毒銀氧化鎘觸頭的最佳替代者已被廣泛應用在各種低壓電器中。銀氧化錫觸頭材料具有優良的耐磨性、抗熔焊性和耐電弧侵蝕，但其存在接觸電阻大、溫升高等缺點，嚴重影響了電器的電氣性能。

經前人研究發現，添加有氧化鉍、氧化銅和氧化銦中的一種或幾種氧化物的銀氧化錫電觸頭材料不但具有良好的耐磨性、抗熔焊性和耐電弧侵蝕性，很好地改善了電器的電氣性能。目前尚未見有摻雜錫酸銦的銀氧化錫電觸頭材料的相關報道。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、錫酸銦在基體材料中分布均勻的含錫酸銦的銀氧化錫電觸頭材料的制備方法，由該方法制得的含錫酸銦的銀氧化錫電觸頭金相組織均勻、具有優良的耐電磨損性能。

本發明所述的含錫酸銦的銀氧化錫電觸頭材料的制備方法，包括以下步驟：

1)按照所需要制備的含錫酸銦的銀氧化錫電觸頭的材料配比計算所需的氧化錫粉、硝酸銦和硝酸銀的用量，根據硝酸銦的用量計算硝酸銦和氫氧化鈉反應生成氫氧化銦所需的氫氧化鈉的用量，以氫氧化鈉A表示；根據硝酸銀的用量計算硝酸銀和氫氧化鈉反應生成氧化銀所需的氫氧化鈉的用量，以氫氧化鈉B表示；稱取上述物質，備用；取硝酸銀用水溶解配成20～40w/w％的硝酸銀溶液，取硝酸銦用水溶解配成硝酸銦溶液；取氫氧化鈉A用水溶解配成溶液，得到氫氧化鈉A溶液；取氫氧化鈉B用水溶解配成10～30w/w％的溶液，得到氫氧化鈉B溶液；將稱取的氧化錫粉分成兩份，一份為氧化錫粉A，其量為可以與硝酸銦和氫氧化鈉反應生成的氫氧化銦反應完全以生成錫酸銦的量，另一份為氧化錫粉B；

2)將氧化錫粉A和硝酸銦溶液置于反應器中，攪拌均勻，得到氧化錫粉A和硝酸銦的懸浮液；向該懸浮液中加入氫氧化鈉A溶液，攪拌反應，過濾，得到氧化錫粉A和氫氧化銦的復合粉末；

3)將所得的氧化錫粉A和氫氧化銦的復合粉末水洗至中性，干燥后置于含氧氣氛中鍛燒，然后球磨，得到錫酸銦粉；

4)將氧化錫粉B和硝酸銀溶液置于另一反應器中，攪拌均勻，得到硝酸銀和氧化錫粉B的懸浮液；向其中加入步驟3)所得的錫酸銦粉，再加入氫氧化鈉B溶液，攪拌反應，過濾，得到氧化銀、氧化錫和錫酸銦復合粉末；

5)將所得的氧化銀、氧化錫和錫酸銦復合粉末水洗至中性，干燥、粉碎后進行焙燒，然后粉碎，得到含錫酸銦的銀氧化錫復合粉；

6)所得含錫酸銦的銀氧化錫復合粉油壓成型，然后再置于含氧氣氛中燒結，得到含錫酸銦的銀氧化錫坯塊；

7)所得含錫酸銦的銀氧化錫坯塊進行復壓、復燒，即得到含錫酸銦的銀氧化錫電觸頭材料。

本發明將氧化錫粉和氫氧化鈉粉均分成二份，其中一部分氫氧化鈉與含一部分氧化錫粉的硝酸銦懸浮液反應得到氫氧化銦和氧化錫復合粉，將該復合粉進行高溫煅燒、球磨后得到錫酸銦粉，并將所得錫酸銦粉加入到另一部分氧化錫粉和硝酸銀溶液形成的懸浮液與另一部分氫氧化鈉再次反應以得到氧化銀、氧化錫和錫酸銦復合粉。制得的錫酸銦粉密度與反應生成的氧化銀和氧化錫的密度相接近(其中制得的錫酸銦的密度為7.07g/cm³，氧化錫的密度為6.95g/cm³，氧化銀的密度為7.143g/cm³)，因而可以使氧化銀、氧化錫和作為添加物的錫酸銦混合得更均勻，使得錫酸銦粉和氧化錫更為均勻地分布在氧化銀中，改善了現有技術中添加物分布不均勻的問題，使得所得電觸頭材料具有均勻的金相組織；同時，本發明采用氫氧化鈉作為沉淀劑，可以減少對人體和環境的危害；另一方面，由于錫酸銦是一種半導體材料，其電阻率只有1×10^-4Ω·cm，而氧化錫的電阻率為93Ω·cm，因此，在銀氧化錫電觸頭中添加適量的錫酸銦，可以有效地降低銀氧化錫電觸頭的電阻率和溫升；再一方面，在銀氧化錫中添加錫酸銦后，所得含有錫酸銦化合物的銀氧化錫電觸頭在工作過程中受到電弧和焦耳熱的作用，使得部分錫酸銦吸收大量的能量而分解為氧化錫和氧化銦，從而會縮短電弧燃燒時間，降低電觸頭的電磨損。