[發明專利]一種顆粒復合纖維增強銅氧化錫觸頭材料的制備方法

有效

• 申請號: 202011118383.4
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112259278B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 付翀;王金龍;梁苗苗;常延麗;閆貞;劉鑫;惠世昌;葉偉
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: H01B1/08
• 分類號: H01B1/08;H01B5/00;D01F9/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 韓玙

本發明公開了一種顆粒復合纖維增強銅氧化錫觸頭材料的制備方法，具體按照以下步驟實施：步驟1、制備氧化錫顆粒；步驟2、制備氧化銅/氧化錫復合纖維；步驟3、將銅粉、氧化錫顆粒、氧化銅/氧化錫復合纖維置于臥式行星球磨機進行充分球磨混合，獲得混合均勻的顆粒復合纖維增強銅氧化錫復合粉體；步驟4、將顆粒復合纖維增強銅氧化錫復合粉體經放電等離子燒結后得到顆粒復合纖維增強銅氧化錫觸頭材料；可以避免增強相SnO₂在強電磁攪拌和電弧熱作用下漂浮在基體表面，引起觸頭材料的接觸電阻增大，溫升較高等問題，有效提高觸頭材料的耐電弧侵蝕性能和使用壽命。

技術領域

本發明屬于材料制備工藝技術領域，具體涉及一種顆粒復合纖維增強銅氧化錫觸頭材料的制備方法。

背景技術

在電氣、電子工業中，觸頭材料及元件作為儀器儀表和電器開關等的關鍵材料，主要起到開斷電路及負載電流的作用，其性能的優劣是開關電器可靠運行與壽命的直接影響因素。目前，銀基觸頭材料消耗大量價格昂貴的貴金屬銀，且綜合性能最好的Ag-CdO觸頭材料在使用過程中容易產生具有較大毒性有毒氣體，很大程度上限制了其應用范圍。

銅基觸頭材料具備熱容大、觸頭溫升低、硬度較高、燃弧時間短等優點。銅氧化錫就是具備這類優勢的一種銅基觸頭材料，然而由于觸頭材料中銅基體與增強相氧化錫之間潤濕性差，基體與增強相結合不緊密，在熱-力循環載荷作用下容易產生裂紋并快速擴展，同時容易出現增強相在電弧力和電弧熱作用下重新富集偏析，引起觸頭材料的接觸電阻增大，溫升較高等問題，大大降低材料的綜合性能和使用壽命。

發明內容

本發明的目的是提供一種顆粒復合纖維增強銅氧化錫觸頭材料的制備方法，解決了增強相SnO₂在強電磁攪拌和電弧熱作用下漂浮在基體表面，引起觸頭材料的接觸電阻增大，溫升較高等問題。

本發明所采用的技術方案是，一種顆粒復合纖維增強銅氧化錫觸頭材料的制備方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、制備氧化錫顆粒；

步驟2、制備氧化銅/氧化錫復合纖維；

步驟3、將銅粉、氧化錫顆粒、氧化銅/氧化錫復合纖維置于臥式行星球磨機進行充分球磨混合，獲得混合均勻的顆粒復合纖維增強銅氧化錫復合粉體；

步驟4、將顆粒復合纖維增強銅氧化錫復合粉體經放電等離子燒結后得到顆粒復合纖維增強銅氧化錫觸頭材料。

本發明的特點還在于：

步驟1具體過程為：

步驟1.1、將水合氯化錫充分溶解于甲醛溶液中，充分攪拌后獲得濃度為0.05～0.1mol/L的氯化錫溶液；

步驟1.2、向氯化錫溶液中加入聚乙二醇和氫氧化鈉溶液，并攪拌均勻獲得白色渾濁液；

步驟1.3、將白色渾濁液迅速轉移到密封的反應釜中，放入電熱鼓風干燥箱內進行保溫，干燥溫度為180～200℃，保溫時間為20～24h；

步驟1.4、取出反應釜自然冷卻至室溫，將沉淀物洗滌，直至用硝酸銀檢測到洗滌液中不含氯離子時為止，再用無水乙醇洗滌2～3次，洗滌后置于真空箱中干燥至恒重，干燥溫度為75～85℃，充分研磨后再次干燥，得到氧化錫粉體。

步驟1.2中氫氧化鈉溶液的濃度為0.01～0.015mol/L，聚乙二醇質量分數為600，添加量0.3～0.4g。

步驟2具體過程為：

步驟2.1、將水合氯化錫溶解于無水乙醇與N，N-二甲基甲酰胺混合溶液中并攪拌均勻，其中無水乙醇與N，N-二甲基甲酰胺體積比為1：0.8～1.0，得到含氯化錫濃度為0.42～0.50mol/L的混合液A；