银氧化锡氧化铟电接触复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种银氧化锡氧化铟电接触复合材料及其制备方法，所述方法包括：配制AgSnIn合金雾化粉体；以所述AgSnIn合金雾化粉体为原料，以稀土氧化物为改性剂，采用机械化学反应法制备稀土氧化物改性AgSnIn复合粉体；将所述稀土氧化物改性AgSnIn复合粉体置于热等静压机设备中进行反应，得到稀土氧化物改性AgSnIn锭坯体；将所述稀土氧化物改性AgSnIn锭坯体热挤压成AgSnIn

【技术实现步骤摘要】
银氧化锡氧化铟电接触复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及稀土氧化物改性银基复合材料
，具体地，涉及一种稀土氧化物改性AgSnO2In2O3电接触复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]在5G通讯、高压直流电器等高端应用场景下，服役于严酷环境中(如高湿度、灰尘、腐蚀性气体、爆炸性气体等)的继电器通常需要完全密封，但在密封结构下，作为继电器触点元件的关键材料—金属氧化物增强Ag基电接触复合材料在服役过程中容易发生温升偏高、电寿命循环寿命急剧下降的劣势。尤其，当触点元件的负载电流变大时，其循环寿命下降得更为严重，不能满足继电器的应用要求。
[0003]基于现有的电接触相关理论可知，温升、电弧能量及触点材料的特性通常是影响继电器电寿命的重要因素，其中，触点材料的特性在三者中扮演尤为重要的角色。为此，相关学者开展了系列材料特性优化改进方面的研究工作。
[0004]比如，李耀林等研究发现相比于纯AgSnO2In2O3而言，引入TeO2添加剂可以有效地提高AgSnO2In2O3的抗熔焊能力和降低燃弧能力，但是质量损失量增加明显[李耀林等，不同添加剂对AgSnO2In2O3触头材料电性能的影响[J].电工材料，2021，01]。
[0005]郭玉石等发现相比于合金内氧化法，利用粉末预氧化法制备的含Ni、Cu、Bi、Te等多元素掺杂改性AgSnO2In2O3材料表现出最佳的硬度、抗拉强度、抗电弧侵蚀和抗材料转移性能[郭玉石等.粉末预氧化法AgSnO2In2O3电接触材料的制备及性能研究[J].电工材料，2015(5)]。
[0006]王松等研究发现相比于粉末冶金法、合金粉末预氧化法而言，加压内氧化法可制备出组织均匀性最佳、抗电弧侵蚀性能最优的AgSnO2In2O3材料[王松等.退火温度对AgSnO2Y2O3电接触材料组织与性能的影响[J].烟台大学学报(自然科学与工程版).2014,27(03)]。
[0007]经检索，授权公告号为CN105702503B的中国专利技术专利，公开了一种银氧化锡氧化铟触点材料的制备方法，包括以下步骤：(1)配料；(2)将锡、铟、锗进行水雾化，制备锡铟合金粉；(3)将锡铟合金粉在一定氧压和温度下氧化成氧化锡氧化铟复合粉，对氧化后的粉体进行制粒处理；(4)已制备的复合粉与200
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300目的银粉进行机械混粉，混合均匀；(5)将混合好的银氧化锡氧化铟复合粉，经等静压、烧结、挤压，并拉拔至所需成品规格丝材。但是该专利技术仅仅能够提高银氧化锡氧化铟触点材料的抗熔焊性能、导电性能、加工性能等，其使用寿命还有待进一步提升。

技术实现思路

[0008]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种稀土氧化物改性AgSnO2In2O3电接触复合材料及其制备方法。
[0009]根据本专利技术的一个方面，提供一种稀土氧化物改性AgSnO2In2O3电接触复合材料的
制备方法，包括：
[0010]配制AgSnIn合金雾化粉体；
[0011]以所述AgSnIn合金雾化粉体为原料，以稀土氧化物为改性剂，采用机械化学反应法制备稀土氧化物改性AgSnIn复合粉体；
[0012]将所述稀土氧化物改性AgSnIn复合粉体置于热等静压机设备中进行反应，得到稀土氧化物改性AgSnIn锭坯体；
[0013]将所述稀土氧化物改性AgSnIn锭坯体热挤压成AgSnIn
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稀土氧化物板材，并进行后处理，得到稀土氧化物改性AgSnO2In2O3电接触材料。
[0014]进一步地，所述配制AgSnIn合金雾化粉体，包括：以Ag、Sn和In为原料，利用超音速喷雾造粒方式制备AgSnIn合金雾化粉体，其中，Ag、Sn和In的纯度均为99.99％。
[0015]进一步地，所述利用超音速喷雾造粒方式制备AgSnIn合金雾化粉体，包括：喷雾过程中雾化介质为氮气，双侧通气，雾化压力为0.3～0.8MPa，合金过热度为100～250℃；粉体雾化完成后收集粉料，过筛100～300目，得到球形度良好且粒度分布窄的AgSnIn合金雾化粉体。
[0016]进一步地，所述以稀土氧化物为改性剂，包括：所述稀土氧化物的含量占稀土氧化物和AgSnIn合金雾化粉体总质量的1.2wt.％～4.5wt.％。
[0017]进一步地，所述稀土氧化物为La2O3、Bi2O3、CeO2和Y2O3中的至少一种。
[0018]进一步地，所述采用机械化学反应法制备稀土氧化物改性AgSnIn复合粉体，包括：所述采用机械化学反应法制备稀土氧化物改性AgSnIn复合粉体，包括：稀土氧化物和AgSnIn合金雾化粉体形成总粉体，按照不锈钢研磨球与所述总粉体的质量比5～10:1称取不锈钢研磨球，按照无水乙醇与所述总粉体的质量比2:1称取无水乙醇；将所述稀土氧化物、所述AgSnIn合金雾化粉体、所述不锈钢研磨球和所述无水乙醇依次放入球磨罐中，并于球磨转速150～350rpm条件下研磨10～25h。
[0019]进一步地，所用球磨罐的材质为不锈钢或玛瑙；所述不锈钢研磨球包括球、球和中球，所述球、所述球、所述球的重量比为1:1:1。
[0020]进一步地，所述将所述稀土氧化物改性AgSnIn复合粉体置于热等静压机设备中进行反应，包括：将所述稀土氧化物改性AgSnIn复合粉体装入钢包套中脱气封焊，随后将脱气封焊后的钢包套放入热等静压机设备中进行反应，反应过程中升温速率为1～5℃/min，加温至800～900℃，保压压强为100～300MPa，恒温保压3～8h，然后随炉冷却。
[0021]进一步地，所述后处理依次包括复银、冲制、氧化和清洗。
[0022]根据本专利技术的另一方面，提供一种稀土氧化物改性AgSnO2In2O3电接触复合材料，采用上述的稀土氧化物改性AgSnO2In2O3电接触复合材料的制备方法制备得到。
[0023]与现有技术相比，本专利技术具有如下至少之一的有益效果：
[0024]1、本专利技术采用的原位机械化学法在反应过程中促进了稀土氧化物、AgSnIn粉体之间的相互剪切、碰撞、畸变行为，发生固溶、键合等合金化现象，增加改性AgSnIn电接触材料的位错密度和钉扎效应，并促进稀土氧化物增强相颗粒与AgSnIn相之间形成高强度的冶金结合。
[0025]2、本专利技术的热等静压技术在高温高压的作用下增强了复合粉体的烧结驱动力，可以进一步提升稀土氧化物改性AgSnIn锭坯体结构致密性。在原位机械化学法的固溶键合和
热等静压的高温高压共同作用下，改性AgSnO2In2O3电接触材料在反应过程中构筑出由固溶质点相分布于分级枝晶结构前端的特殊结构，作为结构通道，可以实现电弧热能量的传递，有效改善电接触材料的温升，从而能够提升材料的电循环能力，延长其使用寿命。
附图说明
[0026]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0027]图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土氧化物改性AgSnO2In2O3电接触复合材料的制备方法，其特征在于，包括：配制AgSnIn合金雾化粉体；以所述AgSnIn合金雾化粉体为原料，以稀土氧化物为改性剂，采用机械化学反应法制备稀土氧化物改性AgSnIn复合粉体；将所述稀土氧化物改性AgSnIn复合粉体置于热等静压机设备中进行反应，得到稀土氧化物改性AgSnIn锭坯体；将所述稀土氧化物改性AgSnIn锭坯体热挤压成AgSnIn
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稀土氧化物板材，并进行后处理，得到稀土氧化物改性AgSnO2In2O3电接触材料。2.根据权利要求1所述的稀土氧化物改性AgSnO2In2O3电接触复合材料的制备方法，其特征在于，所述配制AgSnIn合金雾化粉体，包括：以Ag、Sn和In为原料，利用超音速喷雾造粒方式制备AgSnIn合金雾化粉体，其中，Ag、Sn和In的纯度均为99.99％。3.根据权利要求2所述的稀土氧化物改性AgSnO2In2O3电接触复合材料的制备方法，其特征在于，所述利用超音速喷雾造粒方式制备AgSnIn合金雾化粉体，包括：喷雾过程中雾化介质为氮气，双侧通气，雾化压力为0.3～0.8MPa，合金过热度为100～250℃；粉体雾化完成后收集粉料，过筛100～300目，得到球形度良好且粒度分布窄的AgSnIn合金雾化粉体。4.根据权利要求1所述的稀土氧化物改性AgSnO2In2O3电接触复合材料的制备方法，其特征在于，所述以稀土氧化物为改性剂，包括：所述稀土氧化物的含量占稀土氧化物和AgSnIn合金雾化粉体总质量的1.2wt.％～4.5wt.％。5.根据权利要求4所述的稀土氧化物改性AgSnO2In2O3电接触复合材料的制备方法，其特征在于，所述稀土氧化物为La2O3、Bi2O3、...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆成法，沈涛，王开旭，张林，陈林驰，
申请(专利权)人：温州宏丰特种材料有限公司，
类型：发明
国别省市：