The invention discloses an environment-friendly method for preparing silver tin oxide contact materials by co-doping. The method comprises single doping SnO2 with several rare earth elements Y, La and Ce commonly used as additives, and single doping SnO2 with several metal elements Fe, Bi and Cu commonly used as additives. The relative conductivity is obtained by energy band and density of states diagram and Origin software. Rate analysis; the correlation between elastic constants and mechanical properties. The rare earth doped element Y with good electrical and mechanical properties and the metal doped element Fe with good mechanical properties were co-doped to optimize the composition matching of contact materials. Finally, the SnO2 powder containing dopant was first prepared by sol gel method, and then AgSnO2 powder was prepared by powder metallurgy method, so that the theoretical model could match well with the experiment. The invention has the beneficial effect of effectively improving the electrical and mechanical properties of the environment-friendly silver tin oxide contact material.
【技术实现步骤摘要】
环保型银氧化锡触头材料共掺杂制备方法
本专利技术涉及电触头材料领域,特别是一种环保型银氧化锡触头材料共掺杂制备方法。
技术介绍
欧盟RoHS指令以及中国政府于2016年7月1日起正式实施的《电器电子产品有害物质限制使用管理办法》明确规定对电子电器产品中的有害物质进行限制使用,具有优良性能的“万能触头材料”AgCdO由于在高温时分解成有毒的Cd蒸汽又一次面临被淘汰。最有希望取代AgCdO的无毒、绿色环保型AgSnO2触头材料的研究受到了广泛的重视。AgSnO2材料具有热稳定性高和环保等优点,但是AgSnO2材料具有两个缺点:一是SnO2是一种宽禁带半导体材料,使得触头材料的接触电阻增大,导电性能变差;二是由于SnO2是高硬度的脆性增强相,使得触头材料加工和复合材料成型变得异常困难。这些限制了触头材料的广泛应用。为了解决这些问题,掺杂适量的添加物来改善SnO2的电性能和机械性能是提高AgSnO2触头材料综合性能的办法。但是单一原子掺杂后排斥作用较强,并且单掺情况下对SnO2材料改性不明显。如何准确在现有的稀土元素、金属氧化物及复合添加物的基础上,寻找作用效果明显、更有价值的添加物来改善触头材料的导电性和机械性能,对触头材料的发展十分重要。就目前来说,通过掺杂改善AgSnO2触头材料的性能仍根据经验采用不断“试错”的方式,造成了人力、物力和财力的浪费。如何找到合适的元素掺杂进行最优匹配来得到最好的电性能还是靠原有的经验,这些都制约着AgSnO2材料的发展。如CN101038818A“以银氧化锡氧化镧为基础的电接触材料及其生产工艺”是掺杂氧化镧得到具有较好电性能、 ...
【技术保护点】
1.一种环保型银氧化锡触头材料共掺杂制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:步骤一,选取Y、La、Ce三种稀土元素和Fe、Bi、Cu三种金属元素作为AgSnO2材料中SnO2的掺杂元素;步骤二,对Y、La、Ce三种元素分别建立掺杂比为16.7%的超晶胞模型:建立1×1×1的SnO2原晶胞模型;建立1×1×3的SnO2超晶胞模型,选用稀土元素Y、La、Ce替代超胞模型中心位置的Sn原子形成掺杂比为16.7%的单掺杂SnO2‑X(Y、La、Ce)晶胞模型;将上述稀土元素单掺杂的晶胞模型进行优化,然后进行能带和态密度的计算,对得到的能带和态密度进行分析,再通过用Origin软件对所得的能带二次微分和态密度进行积分,得到相对电导率;对计算得到的弹性常数进行机械性能相关研究,得到稀土元素Y掺杂SnO2超晶胞模型的电性能以及机械性能的综合性能较好;步骤三,对Fe、Bi、Cu三种金属元素分别建立掺杂比为16.7%的超晶胞模型:建立1×1×3的SnO2超晶胞模型,选用金属元素Fe、Bi、Cu替代超胞模型中心位置的Sn原子形成掺杂比为16.7%的单掺杂SnO2‑X(Fe、Bi、Cu)晶胞模型;将上述金 ...
【技术特征摘要】
1.一种环保型银氧化锡触头材料共掺杂制备方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:步骤一,选取Y、La、Ce三种稀土元素和Fe、Bi、Cu三种金属元素作为AgSnO2材料中SnO2的掺杂元素;步骤二,对Y、La、Ce三种元素分别建立掺杂比为16.7%的超晶胞模型:建立1×1×1的SnO2原晶胞模型;建立1×1×3的SnO2超晶胞模型,选用稀土元素Y、La、Ce替代超胞模型中心位置的Sn原子形成掺杂比为16.7%的单掺杂SnO2-X(Y、La、Ce)晶胞模型;将上述稀土元素单掺杂的晶胞模型进行优化,然后进行能带和态密度的计算,对得到的能带和态密度进行分析,再通过用Origin软件对所得的能带二次微分和态密度进行积分,得到相对电导率;对计算得到的弹性常数进行机械性能相关研究,得到稀土元素Y掺杂SnO2超晶胞模型的电性能以及机械性能的综合性能较好;步骤三,对Fe、Bi、Cu三种金属元素分别建立掺杂比为16.7%的超晶胞模型:建立1×1×3的SnO2超晶胞模型,选用金属元素Fe、Bi、Cu替代超胞模型中心位置的Sn原子形成掺杂比为16.7%的单掺杂SnO2-X(Fe、Bi、Cu)晶胞模型;将上述金属元素单掺杂的晶胞模型进行优化,然后进行能带和态密度的计算,对得到的能带和...
【专利技术属性】
技术研发人员:王景芹,张颖,康慧玲,
申请(专利权)人:河北工业大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。