一种铜银核壳粉末电接触材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种铜银核壳粉末电接触材料的制备方法，属于电接触材料制备技术领域。针对目前Ag/Sn2电接触材料电阻率过大，抗电弧侵蚀性能差的问题，提供了一种针对在直流通电或湿热条件下，银离子易发生迁移而引起短路，所以在纳米铜粉表面镀银，再与硝酸镧、硝酸锶、乙二醇和柠檬酸溶液制备的陶瓷纤维球磨制备复合材料，随后对其热压并烧制，制备一种电接触材料，通过将铜银复合，降低银离子迁移能力，本发明专利技术制备的铜银核壳粉末电接触材料抗熔焊性能较好，触点性能和抗电弧侵蚀性能较好，使用时长提高10～15%，且制备过程简单，绿色环保，对环境无污染。

Method for preparing copper silver core shell powder electric contact material

The invention relates to a preparation method of a copper silver core shell powder electric contact material, which belongs to the technical field of electric contact material preparation. At present, Ag/Sn2 electrical contact resistivity is too large, poor performance of anti arc erosion problems, provides a for electricity or humid conditions in DC, silver ions can easily transport caused by short circuit, so the surface of silver nano powder with lanthanum nitrate, strontium nitrate, ethylene glycol and citric acid solution preparation the ceramic fiber composites prepared by ball milling, hot pressing and then the firing, a preparation of electrical contact materials by copper, silver composite, reducing silver ion migration, the preparation method of the copper silver core shell powder electrical contact material anti welding performance is good, the contact performance and anti arc erosion performance is better. Use the length increases from 10 to 15%, and the preparation process is simple, green environmental protection, no pollution to the environment.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铜银核壳粉末电接触材料的制备方法，属于电接触材料制备

技术介绍
电接触定义为以确保电路连续为目的的电气、电子设备的载流元件之间的界面，以及包含该界面的部件。电接融材料是电力制备和电器电路中通、断控制及负载电流电器（如开关、启动器、继电器、仪器仪表等）的核心组件和关键材料，主要负担着接通、断开、导流、隔离电流的作用。其性能好坏直接影响电子电器件的可靠性、稳定性、精确度和使用寿命。所以，电接触材料既是电子电器产品—的心脏，又是其致命点。随着新一代信息电子、自动化装备制造等战略性新兴产业的发展，对电接触元件绿色环保、低接触电阻、抗擦辉和耐电弧侵蚀性等提出越来越高的要求，高性能电接触材料的开发成为关键。Ag基电接触材料是电触头行业中使用最为量大面广的材料，其中Ag/CdO电触头占了所有电触头产品的以上，但是自2006年7月1日欧盟《关于限制在电子电器设备中使用某些有害成分的指令》（RoHS指令）和《废旧电子电气设备》（WEEE指令）实施以来，欧盟市场上开始禁止销售含的电子电器产品，在替代Ag/CdO的环保型电接触材料体系中，Ag/Sn2是被研究的最多的一种，但本身的物理性质存在一些缺陷，如的电阻率太大，超过电接触材料的电阻率个数量级；Sn2颗粒与Ag的界面相容性不好，易产生偏析；具有接触温升高、抗电弧侵蚀性能差，所以需要一种高效的电接触材料很有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前Ag/Sn2电接触材料电阻率过大，抗电弧侵蚀性能差的问题，提供了一种针对在直流通电或湿热条件下，银离子易发生迁移而引起短路，所以在纳米铜粉表面镀银，再与硝酸镧、硝酸锶、乙二醇和柠檬酸溶液制备的陶瓷纤维球磨制备复合材料，随后对其热压并烧制，制备一种电接触材料，通过将铜银复合，降低银离子迁移能力，提高银离子抗电弧侵蚀能力，降低电接触材料电阻。解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：（1）按重量份数计，分别称量15～25份纳米铜粉、45～50份质量浓度为10%的硝酸银溶液和25～35份水合肼置于三口烧瓶中，搅拌混合25～30min，待搅拌混合完成后，对其滴加与水合肼质量相同的乙醛至三口烧瓶中，控制滴加时间为10～15min，待滴加完成后，静置25～30min，再在1800～2500r/min下离心分离10～15min，收集下层沉淀并置于65～80℃下干燥6～8h，制备得铜银核壳粉末，备用；（2）按重量份数计，分别称量20～45份硝酸镧、30～35份硝酸锶、20～25份乙二醇和5～20份质量浓度为10%的柠檬酸溶液，将其混合搅拌，制备得混合液，随后按混合液与无水乙醇体积比1:1，将无水乙醇添加至上述混合液中，搅拌混合并置于75～80℃下水浴加热2～3h，再在2500～3000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液并旋转蒸发至原有体积的1/8，制备得陶瓷前驱体；（3）按质量比1:10，将聚乙烯吡咯烷酮加入上述制备的陶瓷前驱体，搅拌混合并置于静电纺丝喷头中，设置其电压为10～15kV，接受距离为15～20cm，缓慢增加电压并调整喷头至喷头喷丝持续稳定鞭动，制备得前驱体纤维，并将其置于1200～1300℃马弗炉中，在氮气保护条件下，进行高温裂解5～6h，制备得陶瓷纤维；（4）按质量比1:6，将上述制备的陶瓷纤维与步骤（1）制备的铜银核壳粉末搅拌混合，并置于塑料罐中，加入氧化铝球，控制球料比10:1，将其置于辊式球磨机上，对其球磨2～3h；（5）待球磨完成后，将其置于10～12MPa下保压2～5min，待压制完成后，将其置于150～270℃马弗炉中预热10～15min，控制预热时间为25～30min，待预热完成后，按8℃/min的速率程序升温至650～800℃，保温烧结8～10h，随后停止加热并静置冷却至20～30℃，即可制备得一种铜银核壳粉末电接触材料。本专利技术制备的铜银核壳粉末电接触材料密度为11.25g/cm2，相对密度为99%，电阻率为2.58μΩ.cm。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术制备的铜银核壳粉末电接触材料抗熔焊性能较好，触点性能和抗电弧侵蚀性能较好，使用时长提高10～15%；（2）本专利技术制备过程简单，绿色环保，对环境无污染。具体实施方式首先按重量份数计，分别称量15～25份纳米铜粉、45～50份质量浓度为10%的硝酸银溶液和25～35份水合肼置于三口烧瓶中，搅拌混合25～30min，待搅拌混合完成后，对其滴加与水合肼质量相同的乙醛至三口烧瓶中，控制滴加时间为10～15min，待滴加完成后，静置25～30min，再在1800～2500r/min下离心分离10～15min，收集下层沉淀并置于65～80℃下干燥6～8h，制备得铜银核壳粉末，备用；按重量份数计，分别称量20～45份硝酸镧、30～35份硝酸锶、20～25份乙二醇和5～20份质量浓度为10%的柠檬酸溶液，将其混合搅拌，制备得混合液，随后按混合液与无水乙醇体积比1:1，将无水乙醇添加至上述混合液中，搅拌混合并置于75～80℃下水浴加热2～3h，再在2500～3000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液并旋转蒸发至原有体积的1/8，制备得陶瓷前驱体；按质量比1:10，将聚乙烯吡咯烷酮加入上述制备的陶瓷前驱体，搅拌混合并置于静电纺丝喷头中，设置其电压为10～15kV，接受距离为15～20cm，缓慢增加电压并调整喷头至喷头喷丝持续稳定鞭动，制备得前驱体纤维，并将其置于1200～1300℃马弗炉中，在氮气保护条件下，进行高温裂解5～6h，制备得陶瓷纤维；按质量比1:6，将上述制备的陶瓷纤维与制备的铜银核壳粉末搅拌混合，并置于塑料罐中，加入氧化铝球，控制球料比10:1，将其置于辊式球磨机上，对其球磨2～3h；待球磨完成后，将其置于10～12MPa下保压2～5min，待压制完成后，将其置于150～270℃马弗炉中预热10～15min，控制预热时间为25～30min，待预热完成后，按8℃/min的速率程序升温至650～800℃，保温烧结8～10h，随后停止加热并静置冷却至20～30℃，即可制备得一种铜银核壳粉末电接触材料。实例1首先按重量份数计，分别称量15份纳米铜粉、50份质量浓度为10%的硝酸银溶液和35份水合肼置于三口烧瓶中，搅拌混合25min，待搅拌混合完成后，对其滴加与水合肼质量相同的乙醛至三口烧瓶中，控制滴加时间为10min，待滴加完成后，静置25min，再在1800r/min下离心分离10min，收集下层沉淀并置于65℃下干燥6h，制备得铜银核壳粉末，备用；按重量份数计，分别称量20份硝酸镧、35份硝酸锶、25份乙二醇和20份质量浓度为10%的柠檬酸溶液，将其混合搅拌，制备得混合液，随后按混合液与无水乙醇体积比1:1，将无水乙醇添加至上述混合液中，搅拌混合并置于75℃下水浴加热2h，再在2500r/min下离心分离10min，收集上层清液并旋转蒸发至原有体积的1/8，制备得陶瓷前驱体；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铜银核壳粉末电接触材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）按重量份数计，分别称量15～25份纳米铜粉、45～50份质量浓度为10%硝酸银溶液和25～35份水合肼置于三口烧瓶中，搅拌混合25～30min，待搅拌混合完成后，对其滴加与水合肼质量相同的乙醛至三口烧瓶中，控制滴加时间为10～15min，待滴加完成后，静置25～30min，再在1800～2500r/min下离心分离10～15min，收集下层沉淀并置于65～80℃下干燥6～8h，制备得铜银核壳粉末，备用；（2）按重量份数计，分别称量20～45份硝酸镧、30～35份硝酸锶、20～25份乙二醇和5～20份质量浓度为10%柠檬酸溶液，将其混合搅拌，制备得混合液，随后按混合液与无水乙醇体积比1:1，将无水乙醇添加至上述混合液中，搅拌混合并置于75～80℃下水浴加热2～3h，再在2500～3000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液并旋转蒸发至原有体积的1/8，制备得陶瓷前驱体；（3）按质量比1:10，将聚乙烯吡咯烷酮加入上述制备的陶瓷前驱体，搅拌混合并置于静电纺丝喷头中，设置其电压为10～15kV，接受距离为15～20cm，缓慢增加电压并调整喷头至喷头喷丝持续稳定鞭动，制备得前驱体纤维，并将其置于1200～1300℃马弗炉中，在氮气保护条件下，进行高温裂解5～6h，制备得陶瓷纤维；（4）按质量比1:6，将上述制备的陶瓷纤维与步骤（1）制备的铜银核壳粉末搅拌混合，并置于塑料罐中，加入氧化铝球，控制球料比10:1，将其置于辊式球磨机上，对其球磨2～3h；（5）待球磨完成后，将其置于10～12MPa下保压2～5min，待压制完成后，将其置于150～270℃马弗炉中预热10～15min，控制预热时间为25～30min，待预热完成后，按8℃/min的速率程序升温至650～800℃，保温烧结8～10h，随后停止加热并静置冷却至20～30℃，即可制备得一种铜银核壳粉末电接触材料。...

【技术特征摘要】
1.一种铜银核壳粉末电接触材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，分别称量15～25份纳米铜粉、45～50份质量浓度为10%硝酸银溶液和25～35份水合肼置于三口烧瓶中，搅拌混合25～30min，待搅拌混合完成后，对其滴加与水合肼质量相同的乙醛至三口烧瓶中，控制滴加时间为10～15min，待滴加完成后，静置25～30min，再在1800～2500r/min下离心分离10～15min，收集下层沉淀并置于65～80℃下干燥6～8h，制备得铜银核壳粉末，备用；
（2）按重量份数计，分别称量20～45份硝酸镧、30～35份硝酸锶、20～25份乙二醇和5～20份质量浓度为10%柠檬酸溶液，将其混合搅拌，制备得混合液，随后按混合液与无水乙醇体积比1:1，将无水乙醇添加至上述混合液中，搅拌混合并置于75～80℃下水浴加热2～3h，再在2500～3000r/min下离心分离10～15min，收集上层清液并旋转蒸发至原有体积的1/...

【专利技术属性】
技术研发人员：王力威，高玉刚，
申请(专利权)人：常州市奥普泰科光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32