[發明專利]制造Ag基電觸頭材料的方法、電觸頭材料和由此獲得的電觸頭

在審

• 申請號: 202011050045.1
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112593104A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 唐穎露;M·玻姆;S·博德里
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C1/10;C22C5/06;B22F9/04;B22F1/00;H01H1/0237
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 初明明;楊思捷

制造Ag基電觸頭材料的方法，其包括以下步驟：a.合成Me_xSn_y型的金屬間化合物；b.球磨所述金屬間化合物；c.將如此獲得的金屬間化合物粉末與銀粉末混合；d.將所述混合粉末填充到生坯中；e.在燒結所述生坯的同時，通過使所述金屬間化合物Me_xSn_y內部氧化，形成MeO?SnO₂簇結構。還公開了用所述方法獲得的包括MeO?SnO₂簇結構的Ag基電觸頭材料和用其獲得的電觸頭材料。

技術領域

本發明涉及制造Ag基(銀基)電觸頭材料的方法，特別是涉及制造具有改善的斷裂韌性的Ag基電觸頭材料的方法，并涉及相關電觸頭材料和由此獲得的電觸頭。

背景技術

通常，基于銀的電觸頭材料包括Ag-SnO₂ (銀-氧化錫)復合材料，因為它滿足電器所需的大部分性質，并且因為它比其前身Ag-CdO (銀-氧化鎘)危害小。事實上，Ag-SnO₂電觸頭在過去幾年已經廣泛用于低壓開關裝置。

然而，當經受電弧誘導的熱機械應力時，這種材料經歷裂紋形成。裂紋沿SnO₂顆粒和Ag基質之間的界面傳播，導致不可預知的材料損失，以及作為結果，導致材料預期壽命的大量分散。

已經發現這種現象是由于復合材料中SnO₂和Ag之間差的粘附。

為了改善銀和氧化錫之間的界面粘附，迄今為止已經提出了不同的解決方案。主要地，這樣的解決方案使用不同形式的添加的氧化物，如CuO (氧化銅)或Bi₂O₃ (氧化鉍)，以加強材料的Ag和SnO₂之間的界面粘附。

例如，第一種已知的解決方案提供粉末冶金的使用：Ag粉末與SnO₂以及添加的金屬氧化物粉末通過球磨以濕形式(例如在專利文獻CN103276235B中描述)或以干形式(例如在專利文獻CN104946957B中描述)混合。然后將粉末壓制成生坯，將生坯燒結并進一步致密化。

這種方法存在一些缺點。首先，由于混合條件，它導致最終材料的不均勻性，這引起組成偏析并限制界面的改善。其次，Ag和金屬氧化物之間的界面僅通過外部壓力物理地形成，這不能產生良好的粘附。

本領域已知的第二種解決方案提供了內部氧化的使用，例如在專利CN1230566C和專利申請CN104498764A中所述。在這些解決方案中，將Ag、Sn (錫)和添加的Me (金屬)的粉末熔化成預合金，然后通過高能球磨或水霧化減小粒度，并且最后進行內部氧化。Ag和金屬氧化物之間的界面就地形成，這提供了更好的粘附。

然而，Ag/SnO₂界面是不可避免的。因此，沒有克服粘附問題。此外，在初始的預合金步驟中，它有金屬粉末溶解在Ag基質中的風險，這對于導電性是有害的。

另一種已知的解決方案利用化學合成。這可以用化學鍍(如從專利文獻CN104741602B和CN106191495B中已知)、水熱法(如從專利申請CN106517362A中已知)或溶膠-凝膠法(如從專利申請CN106564937A中已知)獲得。這些化學方法允許銀粉末被金屬氧化物均勻地涂覆。此外，原位化學反應改善了界面粘附。

然而，這些方法復雜且昂貴。

因此，在現有技術中，所有制造已知類型的Ag基電觸頭材料的方法以及電觸頭材料和由此獲得的電觸頭都存在一些缺點。

因此，本公開的目的在于提供制造Ag基電觸頭材料的方法，所述方法允許克服上述缺點。

特別地，本發明的目的在于提供制造Ag基電觸頭材料的方法，所述方法允許改善材料的斷裂韌性，其制造容易且價廉。