[發明專利]一種電接觸材料的復合鍍層及其制備方法

在審

• 申請號: 202010075469.7
• 申請日: 2020-01-22
• 公開（公告）號: CN111394756A
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 丁一;祝志祥;葉志國;周明瑜;陳新;陳保安;張強;朱承治;章姝俊
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網研究院有限公司;南昌航空大學;國網浙江省電力有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: C25D3/56
• 分類號: C25D3/56;C25D15/00;C25D21/10;C25D5/48
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李郁

本發明涉及高壓開關真空斷路器用電觸頭防護材料技術領域的一種電接觸材料的復合鍍層及其制備方法。本發明提供的銅/鎢/石墨烯復合鍍液，包括CuSO₄·7H₂O 40～150g/L，NH₂CH₂CH₂NH₂ 20～120g/L，(NH₄)₄SO₄ 10～55g/L，Na₂SO₄·10H₂O 10～55g/L，分散劑0.1～2g/L，納米石墨烯片0.001～10g/L，鎢粉10～40g/L。本發明提供的電接觸材料的復合鍍層，由所述的銅/鎢/石墨烯復合鍍液電沉積而成。本發明提供的銅/鎢/石墨烯復合鍍液，石墨烯具有高的導電性、導熱性、比表面積以及優越的潤滑和保護性能，銅具有十分優異的導電性能，鎢具有較好的耐高溫性能，由該復合鍍液電沉積而成的銅/鎢/石墨烯復合鍍層具有優異的導電性、導熱性和耐磨性，尤其是抗電弧燒蝕性能有很大的提高。

技術領域

本發明涉及高壓開關(≥500kV)真空斷路器用電觸頭防護材料技術領域，具體涉及一種電接觸材料的復合鍍層及其制備方法。

背景技術

電觸頭材料在斷路器中的功能是在電路中接通和斷開電流。對高壓斷路器而言，理想的電觸頭材料須具有良好的導電、導熱、耐磨性及抗電弧燒損等特性。自20世紀70年代研究出高壓開關真空斷路器觸頭材料CuCr體系和SF6斷路器CuW體系合金材料，尚未出現新的商業化電觸頭材料。隨著高壓斷路器向超高電壓、大容量方向發展，對其內部的核心部件—弧觸頭提出了更高的要求。目前500kV及以上電壓等級的高壓大功率斷路器應用的觸頭產品，在電壽命方面存在較大問題，導電性與強度難以很好兼顧，關合涌流會造成很嚴重的觸頭侵蝕。

為了滿足更嚴峻、苛刻環境下的使用要求，新型高性能電觸頭材料，特別是具有優異抗電弧燒蝕性能的電觸頭材料的開發和研制具有重要意義。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種電接觸材料的復合鍍層及其制備方法。具體技術方案如下：

一種銅/鎢/石墨烯復合鍍液，包括如下成分：

CuSO₄·7H₂O 40～150g/L，NH₂CH₂CH₂NH₂ 20～120g/L，(NH₄)₄SO₄ 10～55g/L，Na₂SO₄·10H₂O 10～55g/L，分散劑0.1～2g/L，納米石墨烯片0.001～10g/L，鎢粉10～40g/L。

以所述分散劑的總重量計，所述分散劑包括十二烷基硫酸鈉0.1wt％～10wt％、十二烷基苯磺酸鈉0.1wt％～10wt％、醋酸乙酯0.1wt％～10wt％、乙酸異辛酯0.1wt％～5wt％和聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚0.2wt％～8wt％中的一種或兩種以上，余量為蒸餾水。

所述納米石墨烯片厚度為0.02-30nm，粒徑為2～16μm，層數為1-30；

所述鎢粉的純度為99.9％，顆粒大小為10nm～200nm。

本發明還提供一種電接觸材料的復合鍍層，所述復合鍍層由所述的銅/鎢/石墨烯復合鍍液電沉積而成。

一種電接觸材料的復合鍍層的制備方法，采用所述的銅/鎢/石墨烯復合鍍液對金屬基體進行電沉積，即得所述復合鍍層。

所述電沉積的條件為：

溫度25～35℃，電流密度0.1～0.8A/dm²，磁力攪拌速度200～1000r/min，電沉積時間1～3h。