【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合涂层，具体涉及的是一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着科学技术的发展，应用环境对于材料性能的要求越来越苛刻。电接触材料作为电子电路中的重要组成部分，在运行过程中主要可能发生电弧烧蚀、高温氧化、熔体喷溅、热集中效应、反复运动的应力作用等损伤形式。ag具有优异导电率和抗氧化性能，是电接触材料的重点考虑对象，但抗电弧侵蚀、抗喷溅等能力弱，硬度低，在电路中的抗磨损能力较差。不能满足电路长久、稳定运行的要求。纳米金刚石具有纳米材料和超硬材料的双重特性，高硬度，良好的导热、耐高温、耐腐蚀性能，这些性能使其作为材料增强粒子有明显优势。含纳米金刚石的复合镀层在耐磨、减摩、耐腐蚀以及电接触等方面显示出优异的性能。
2、此前，制备纳米金刚石复合材料多采用粉末冶金法、电镀等，但粉末冶金法用于制备块体材料，而电镀则只适用于基材是导电材料的情况，复合镀不仅操作简单，对基材无特殊要求，也不会对基材造成损伤。因此复合镀被认为是当前解决材料高温耐腐蚀、高温强度以及特殊磨损等问题的一种很有前途的方法。在中国专利申请cn110344039a“一种在塑料表面制备银/纳米金刚石复合导电涂层的方法”的方法中，公开了一种纳米金刚石混合到还原剂溶液中进行喷雾沉积的复合导电涂层制备方法，该方法制备涂层的耐蚀性能优异，但其涂层材料硬度、耐磨性能不足。
技术实现思路
1、根据上述技术的不足，本专利技术目的在于一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料及其制备方法，解决
2、为解决上述技术不足，本专利技术是通过以下技术方案实现的。
3、一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)金属基体表面前处理；
5、(2)制备银盐溶液、还原剂以及第二相添加剂；所述第二相添加剂为纳米金刚石添加剂；
6、(3)将步骤(2)的三组溶液分别装入三个喷枪中，同时通过雾化器沉积在金属表面，得到纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料。
7、优选的，步骤(2)中，第二相添加剂由纳米金刚石、三乙醇胺以及去离子水组成，其中纳米金刚石的浓度为1～50g/l。
8、优选的，步骤(3)中，三喷枪的设置为独立设置，各喷枪与样品基体片的夹角角度范围为10°～170°，喷头与基体片的距离为3～15cm，三喷头间距2～10cm；三喷枪的流量为5～50ml/min，一次时间为10～50min，喷洒体积分别为200～1000ml，样品基台转速为50～150r/min。
9、进一步优选的，步骤(3)中，三喷枪的设置为独立设置，各喷枪与样品基体片的夹角角度范围为90°～120°，喷头与基体片的距离为3～10cm；三喷枪的流量为10～50ml/min，样品基台转速为100～150r/min。
10、优选的，步骤(3)中，涂层沉积时间为10min～50min，沉积温度为10℃～50℃，进一步优选沉积温度为25℃～50℃。
11、优选的，步骤(2)中，所述纳米金刚石的颗粒尺寸为10～500nm。纳米金刚石添加剂需要超声至少1h，防止沉降。
12、优选的，步骤(2)中，银盐溶液是硝酸银、氯化银或其他可溶性银盐的水溶液，再加入氨水形成透明的络合银盐溶液，其中ag+浓度为1～50g/l；还原剂为乙二醛、甲醛或其他含有醛基的物质和三乙醇胺的水溶液，其中含有醛基的物质的浓度为0.1～50g/l。
13、优选的，为增强基体与涂层之间的结合力，对金属待加工表面进行三个步骤的处理，分别是通过600#～1500#砂纸打磨除去表面的杂质和氧化膜，去离子水清洗吹干。将预镀面朝上单独浸泡在刻蚀液中，增加金属片表面粗糙度，提高涂层与基体结合力，刻蚀完成后，去离子水中超声清洗，清洗掉残留在表面的刻蚀液。之后，可以浸泡在无水乙醇中，防止表面再次氧化，取出吹干即可使用。
14、优选的，所述金属基体材料为铜、铁、镍、铝、镁的任意一种或是合金。
15、对不同参数的金属涂层，进行不同参数下的载流摩擦磨损实验；
16、采用球-盘式往复摩擦，对磨副选用h6黄铜球，载荷为2n时，变化电流范围0a～10a，频率保持1hz不变，持续摩擦10～60min，在变化载荷为5n，重复上述实验。
17、由以上任一项所述的制备方法制得的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料。
18、本专利技术通过三组分旋转喷涂法在金属基表面沉积银基复合涂层，添加第二相纳米金刚石，可有效强化纯银涂层的机械性能和增加喷涂沉积银涂层过程的成核位点。在旋喷过程中，纳米金刚石对沉积中的涂层进行硬质颗粒冲击，会存在近似“喷丸”的作用效果，强化涂层；此外，第二相颗粒强化是提升材料综合力学性能的一种有效途径，可以提升银涂层的强度和硬度，从而实现具有良好的导电性、高硬度和优异耐磨性能的银基复合电接触涂层，解决了纯银涂层硬度低，易磨损的问题，扩大银基复合涂层的适用范围，提高了涂层的使用寿命。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果与优点：
20、本专利技术通过在金属表面镀银基复合涂层，以获得更好的力学性能，有效的扩大其应用范围。同时，纳米金刚石的加入，有利于银涂层颗粒的细化，晶粒细化使涂层整体更加致密，进一步优化力学性能。载流摩擦试验过程，力与电流的协同作用，在微观上，晶粒因为受到剪切应力作用，导致产生大量位错、堆垛层错、孪晶等，对涂层性能进一步产生影响。整体的的工艺简单操作方便，能获得导电性优良、硬度高、耐磨性好多功能的复合涂层，较好地满足当前在电子元器件领域的使用要求。
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1.一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，第二相添加剂由纳米金刚石、三乙醇胺以及水组成，其中纳米金刚石的浓度为1～50g/L。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，三喷枪的设置为独立设置，各喷枪与样品基体片的夹角角度范围为10°～170°，喷头与基体片的距离为3～15cm。
4.根据权利要求1-2任一项所述的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，三喷枪的流量为5～50mL/min，样品基台转速为50～150r/min。
5.根据权利要求1-2任一项所述的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，涂层沉积时间为10min～50min，沉积温度为10℃～50℃。
6.根据权利要求1-2任一项所述的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材
7.根据权利要求1-2任一项所述的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，银盐溶液是硝酸银、氯化银或其他可溶性银盐的水溶液，再加入氨水形成透明的络合银盐溶液，其中Ag+浓度为1～50g/L；还原剂为乙二醛、甲醛或其他含有醛基的物质以及三乙醇胺的水溶液，其中含有醛基的物质的浓度为0.1～50g/L。
8.根据权利要求1-2任一项所述的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，所述金属基体表面前处理包括，砂纸打磨金属表面，目的在于除去表面杂质以及氧化层，超声清洗并吹干，接着独立浸泡在刻蚀液中进行表面刻蚀，超声清洗吹干待用。
9.根据权利要求1-2任一项所述的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，所述金属基体材料为铜、铁、镍、铝、镁的任意一种或是合金。
10.由权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料。
...【技术特征摘要】
1.一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，第二相添加剂由纳米金刚石、三乙醇胺以及水组成，其中纳米金刚石的浓度为1～50g/l。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，三喷枪的设置为独立设置，各喷枪与样品基体片的夹角角度范围为10°～170°，喷头与基体片的距离为3～15cm。
4.根据权利要求1-2任一项所述的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，三喷枪的流量为5～50ml/min，样品基台转速为50～150r/min。
5.根据权利要求1-2任一项所述的一种纳米金刚石增强银基复合电接触涂层材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，涂层沉积时间为10min～50min，沉积温度为10℃～50℃。
6.根据权利要求1-2任一项所述的一种纳米金刚石增强银基复...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈德馨，方佳敏，李卫，张鹏，王启伟，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：发明
国别省市：
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