[發明專利]一種銅氧化錫觸頭材料的制備方法

有效

• 申請號: 202011119651.4
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112239350B
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 付翀;王金龍;侯錦麗;閆貞;常延麗;梁苗苗;劉鑫;張英豪
• 申請（專利權）人: 西安工程大學
• 主分類號: C04B35/01
• 分類號: C04B35/01;C04B35/622
• 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、制備氧化錫微球；步驟2、將銅粉、鑭粉和氧化錫微球置于臥式行星球磨機進行球磨混粉，得到銅氧化錫復合粉體；步驟3、將銅氧化錫復合粉體經壓制、燒結后得到銅氧化錫觸頭材料；能夠改善現有銅氧化錫觸頭材料中基體與增強相間潤濕性差的問題，提高銅氧化錫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，具體涉及一種銅氧化錫觸頭材料的制備方法。

背景技術

觸頭材料是電器開關的核心組件，負擔接通、斷開電路及負載電流的任務，被廣泛用于各種電器接觸系統中。目前，用于低壓電器的觸頭材料主要為銀基觸頭材料，銀基觸頭材料消耗大量資源稀缺，價格昂貴的貴金屬銀。除此之外，目前綜合性能最好的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。

銅是一種常用的結構和功能金屬材料，具有優良的導熱性、導電性而被廣泛應用于多種領域，同時，作為觸頭材料銅也具備熱容大、觸頭溫升低、硬度較高、燃弧時間短等優點。目前，銅基觸頭主要由兩個組分構成：(1)導電性能良好的金屬銅或銅基合金；(2)具有分段電弧能力的增強相。銅氧化錫就是這樣一類銅基觸頭材料，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，大大降低了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銅氧化錫觸頭材料的制備方法，能夠改善現有銅氧化錫觸頭材料中基體與增強相間潤濕性差的問題，提高銅氧化錫觸頭材料的耐電弧侵蝕性能和使用壽命。

本發明所采用的技術方案是，一種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、制備氧化錫微球；

步驟2、將銅粉、鑭粉和氧化錫微球置于臥式行星球磨機進行球磨混粉，得到銅氧化錫復合粉體；

步驟3、將銅氧化錫復合粉體經壓制、燒結后得到銅氧化錫觸頭材料。

本發明的特點還在于：

步驟1具體過程為：

步驟1.1、將五水四氯化錫和尿素充分溶解于無水乙醇和DMF混合溶液中，充分攪拌后獲得溶液a；

步驟1.2、將聚乙二醇溶解于無水乙醇和去離子水混合溶液中充分攪拌獲得溶液b；

步驟1.3、將溶液b滴加入溶液a中，且溶液b與溶液a的體積比為1：0.4-0.6，進行磁力攪拌20～30min，隨后將混合溶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反應；

步驟1.4、取出反應釜自然冷卻至室溫，將沉淀物用無水乙醇和去離子水洗滌2～3次，洗滌后置于真空干燥箱中干燥至恒重，得到由氧化錫納米顆粒組裝成表面光滑的氧化錫微球。

步驟1.1溶液a中氯化錫溶液的濃度為0.02～0.05mol/L，尿素的濃度為0.005～0.01mol/L。

步驟1.1中無水乙醇和DMF體積比為1:0.8～1.2。

步驟1.2中聚乙二醇的分子量不低于6000，溶液b中聚乙二醇濃度為0.0005-0.0006mol/L，無水乙醇和去離子水體積比為1:0.8～1.0。

步驟1.3中放入電熱鼓風干燥箱內進行反應的反應溫度為180～200℃，反應時間為10～12h。

步驟1.4中置于真空干燥箱中干燥至恒重的干燥溫度為60～70℃，干燥時間為20～30min。