[發明專利]一種石墨烯增強銀鎳電接觸復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201610214721.1
• 申請日: 2016-04-08
• 公開（公告）號: CN105779801B
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 王鵬鵬;毛琳;陳樂生;沈敏華
• 申請（專利權）人: 上海和伍復合材料有限公司
• 主分類號: C22C1/05
• 分類號: C22C1/05;C22C5/06;B22F1/00;B22F9/24;B22F3/20;H01H1/023
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本發明公開一種石墨烯增強銀鎳電接觸復合材料及其制備方法，該方法是運用化學法制備得到銀氧化石墨烯復合粉，再將金屬鎳粉與銀氧化石墨烯復合粉混合，通過還原處理、粉末冶金、熱擠壓技術得到石墨烯增強銀鎳電接觸復合材料。本發明制備的石墨烯增強銀鎳電接觸復合材料在保持AgNi原有性能的同時，可以提高其電導率及抗熔焊能力，降低接觸電阻，該制備方法操作簡單、工藝易控，易實現規模化生產。

技術領域

本發明涉及一種材料技術領域的金屬基復合材料的制備方法，具體地說，涉及的是一種石墨烯增強銀鎳電接觸復合材料及其制備方法。

背景技術

石墨烯因其非同尋常的導電、導熱性能，極高的硬度、強度和耐腐蝕性等而成為研究熱點，并隨著批量化生產以及大尺寸等難題的逐步突破，石墨烯將最先應用于移動設備、航空航天、新能源電池等領域。雖然石墨烯增強金屬基復合材料的研究發展緩慢，但石墨烯優異的導電、導熱及機械性能將給金屬基復合材料性能提升帶來重大變革。近幾年來相關研究報道不斷增加。

公開號為CN 1848323A的中國發明專利，提供了一種銀-鎳電觸頭制造工藝，它是應用“共沉淀-球磨法”制備銀鎳電觸頭原材料粉末，粉體制備工程包括備料、置換反應、粉末清洗與烘干過篩、廢液處理、球磨粉碎及還原處理工序；再經壓坯、燒結、復壓與擠壓工序，得到銀鎳復合材料。該發明制備工藝復雜，尤其在其粉體制備過程中，極易帶來雜質，且該材料接觸電阻高，電接觸性能不佳，需要進一步改善。

公開號為CN 103466611B的中國發明專利，提供了一種石墨烯負載納米銀鎳合金復合粉體的制備方法，采用氧化-還原法制備了氧化石墨烯，再將石墨烯與銀離子和鎳離子混合后經還原劑還原得到石墨烯納米銀鎳合金復合粉體。該發明簡單，不添加任何表面修飾劑，石墨烯分布相對均勻。但是，該方法得到的復合粉中鎳由于顆粒細小，極易被氧化，不利于儲存及應用，很大程度上限制了該復合材料的應用。

公開號為CN 104700961A的中國發明專利，提供了一種石墨烯/銀復合材料及其制備方法，在氧化石墨烯溶液中先后加入還原劑與硝酸銀，還原制得的銀粉直接與溶液中氧化石墨烯復合，初步得到氧化石墨烯/銀復合粉，將其干燥還原得到石墨烯/銀復合粉，再通過粉末冶金、熱擠壓、軋制技術得到石墨烯/銀的復合塊材、復合絲材、復合帶材。該發明制備的復合材料中石墨烯分散均勻，且基體與增強體界面結合良好。但單純以石墨烯為增強相，復合材料的抗電弧侵蝕能力差，材料損失率高，不能大規模應用，只能應用于特定條件

雖然上述研究中石墨烯的加入能夠一定程度上提高材料的導電、導熱和機械性能，但其工藝可控性、材料性能等方面仍需進一步改善。

因此，以一種環保、低成本、可控性好的生產工藝手段實現高性能石墨烯增強銀鎳電接觸材料的制備不僅具有重要的科研價值，而且具有廣泛的應用前景。

發明內容

本發明針對上述現有技術存在的不足和缺陷，提供一種石墨烯增強銀鎳電接觸復合材料及其制備方法。本發明采用銀作為基體材料，石墨烯作為第一增強相，金屬鎳作為第二增強相，制備出致密度高、導電性能好、抗熔焊能力強，接觸電阻低的銀/石墨烯/鎳(AgGRNi)復合材料。同時，該方法簡單，工藝可控性好，成本低，易實現規模化生產，所述銀基復合材料組織均勻，性能穩定。

本發明是通過以下技術方案實現的：

本發明是先運用化學法制備得到銀氧化石墨烯復合粉，再將金屬鎳粉與銀氧化石墨烯復合粉混合，通過還原處理、粉末冶金、熱擠壓技術得到制備AgGRNi復合材料。AgGRNi復合材料在保持AgNi原有性能的同時，可以提高其電導率及抗熔焊能力，降低接觸電阻，該制備方法操作簡單、工藝易控，易實現規模化生產。

為實現上述目的，本發明所述的石墨烯增強銀鎳電接觸復合材料的制備方法，包括如下步驟：

第一步，將銀/氧化石墨烯復合粉與鎳粉進行混合，得到銀/氧化石墨烯/鎳復合粉體；