一种银氧化锌复合材料的制备方法技术

本发明专利技术是关于一种银氧化锌复合材料的制备方法。根据本发明专利技术提供的银氧化锌复合材料的制备方法，该方法包括，该方法包括，将含有氧化锌粉末和掺杂金属源的混合物进行第一次烧结，将第一次烧结的产物和银混合并压制后在真空或惰性气体气氛中进行第二次烧结，然后对第二次烧结的产物进行压制；其中，当所述掺杂金属源为金属单质时，第一次烧结在含有氧气的气体中进行。根据本发明专利技术提供的方法制得的低银含量的银氧化锌复合材料电阻率低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于。
技术介绍
电接触材料是影响开关电器触头系统工作可靠性的关键因素。银氧化锌(Ag-ZnO)材料具有抗熔焊性好、耐电弧腐蚀性好、接触电阻低而稳定、 易焊接且对环境和人体没有危害的特点。从材料成份看，Ag-ZnO中的Ag主要起到导电通道的作用，ZnO起到 材料抗电弧腐蚀、抗熔焊的作用。作为一种低电触头，需要复合材料具有良 好的导电性能，这往往需要通过提高复合材料中的Ag含量；但是Ag含量 提高会导致ZnO含量降低，会影响材料的抗电弧腐蚀和抗熔焊性能。现有技术中通常采用将合金氧化得到银氧化锡氧化锌合金材料。 CN1443864A中公开了一种银氧化锡氧化锌合金材料的制备方法，该方法包 括将银锭、Sn、 Ni、 Zn、 Sb、 In按不同的配方置于熔炉中熔炼并铸锭，加 工粉碎，经高温高压氧化得到氧化锡氧化锌混合相材料，经过机械加工破碎， 将碎屑在钢模中加压成型，在高温下挤压成条、带材，经过拉拔可得到氧化 锡氧化锌线材，电触点以线材冲压成型。该申请文件还公开了另外一种银氧 化锡氧化锌合金材料的制备方法，即将Sn02、 ZnO、 Ni、 ln203、 Sb、银粉 末经搅拌混合、压锭、挤压拉拔，电触点以线材冲压成型。在上述方法中，制得的银氧化锡氧化锌合金材料电阻率并不理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中银氧化锌复合材料中绝缘氧化锌对复合材料电导能力的不利影响，从而降低银氧化锌复合材料的体积电阻率。本专利技术提供了，该方法包括，该方法 包括，将含有氧化锌粉末和掺杂金属源的混合物进行第一次烧结，将第一次 烧结的产物和银混合并压制后在真空或惰性气体气氛中进行第二次烧结，然后对第二次烧结的产物进行压制；其中，当所述掺杂金属源为金属单质时， 第一次烧结在含有氧气的气体中进行。根据本专利技术提供的方法制得的银氧化锌复合材料，特别是低银含量的银 氧化锌复合材料的电阻率低。具体实施例方式本专利技术提供了，该方法包括，该方法 包括，将含有氧化锌粉末和掺杂金属源的混合物进行第一次烧结，将第一次 烧结的产物和银混合并压制后在真空或惰性气体气氛中进行第二次烧结，然 后对第二次烧结的产物进行压制；其中，当所述掺杂金属源为金属单质时， 第一次烧结在含有氧气的气体中进行。所述氧化锌粉末与银粉末的重量比为100: 100-600，优选为100: 200-500，更优选为100: 300-500，进一步优选为100: 350-500;以金属计， 所述氧化锌粉末和掺杂金属源的摩尔比为100:0.1-10，优选为100: 1-3。在 银含量比较低的情况下，本专利技术公开的方法制得的材料的电阻率降低程度更 大。所述氧化锌粉末的颗粒平均直径优选为l-50微米，更优选为10-20微米。 符合上述条件的氧化锌粉末可以通过商业购买获得，如莱阳市东方有色金属 有限公司生产的ZnO产品。所述掺杂金属源为Al、 Sc、 Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Ga、 Ge、 Y、 Zr、 Nb、 Mo、 Ru、 In、 Sn、 Sb、镧系元素、Hf、 Ta、 W、 Bi中的金属粉末、氧化物、氢氧化物和盐中的一种或几种。其中掺杂金属源中的阳离子可以为Al3+、 Sc3+、 Ti4+、 V3+、 V5+、 Cr3+、 Cr6+、 Mn7+、 Mn5+、 Fe3+、 Fe4+、 Ga3+、 Ge4+、 Y3+、 Zr4+、 Nb5+、 Mo6+、 Ru4+、 In3+、 Sn4+、 Sb3+、 Sb5+、 Ln3+、 H产、 Ta5+、 W6+、 B产中的一种或几种。优选情况下，所述掺杂金属源中的金属为 Al3+、 Ga3+、 In3+、 Sc3+、 Y3+、 Fe3+、 W6+、 Mo6+、 Sn4+ 、 Sc3+、 V3+、 V5+、 Ge4+、 Zr4+、 Nb5+、 Mo6+、 Ru4+、 Ln3+、 H产、Ta5， W^中的一种或几种， 进一步优选为Sc3+、 V3+、 V5+、 Ge4+、 Y3+、 Zr4+、 Nb5+、 Mo6+、 Ru4+、 Ln3+、 H产、Ta5+和w6+中的一种或几种，或者为Sc3+、 V3+、 V5+、 Ge4+、 Y3+、 Zr4+、 Nb5+、 Mo6+、 Ru4+、 Ln3+、 H产、Ta"和W"中的一种或几种与八13+和/或In3+ 的混合物。其中，Ln表示镧系元素。在优选情况下，有利于进一步降低制 得的金属复合材料的电阻率。所述盐可以为有机盐，如醋酸盐和草酸盐中的一种或几种，也可以为无 机盐，如碳酸盐、硫酸盐和硝酸盐中的一种或几种，优选为碳酸盐和硝酸盐。所述将氧化锌粉末和过渡金属源混合的方法可以为常规方法，如使用球 磨的方法。球磨的条件可以由本领域技术人员根据现有技术轻易地确定。当 使用上述金属的高价态阳离子的盐作为掺杂金属源时，混合的方法优选为将 所述盐制成水溶液，将氧化锌粉末浸在溶液中，然后干燥。干燥的方法为常 规方法，为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。当所述掺杂金属源为金属单质时，第一次烧结在含有氧气的气体中进 行。所述含有氧气的气体可以为氧气、空气或者氧气与惰性气体的混合气体。 所述惰性气体是指在本专利技术所述的反应条件下不参与反应的气体，如零族气 体。为了实现本专利技术的目的，氧气在所述含有氧气的气体中的含量可以在较 大范围内变化，例如，在氧气的体积可以占气体总体积的5-100%，优选为 20-40%。所述含有氧气的气体的总压强为0.01-0.5MPa。为了实现本专利技术的 目的，气体的总压强可以在较大范围内变化，如可以为0.01-0.5MPa，优选为0.05-0.15 MPa。所述第一次烧结的条件可以包括烧结温度为600-1200'C，烧结时间为 0.5-5小时；优选地，烧结温度为600-1200°C，烧结时间为1-3小时。所述银可以为粉末状，颗粒直径优选为5-20微米。符合上述条件的银 粉可以通过商业购买获得，如乐清市东亿电工合金材料厂生产的银粉生产的 银粉。将第一次烧结的产物和银混合的方法为常规方法，例如球磨，如使用球 磨机(南京大学仪器厂、型号QM-3SP2)，在50-200转/分钟下，球磨0.5-5 小时，可以加入常规的分散剂如聚乙烯醇、聚乙二醇、聚乙烯吡咯垸酮、乙 酰丙酮、OP乳化剂和十二垸基碳酸钠中的一种或几种，球磨条件可以由本 领域技术人员轻易地确定。所述OP乳化剂是指烷基酚与环氧乙烷的縮合物， 例如OP-10为含有10个乙氧基的辛烷基酚与环氧乙烷的縮合物，即辛垸 基酚聚氧乙烯醚。所述将第一次烧结的产物和银压制的方法为常规的方法，例如可以将第 一次烧结的产物和银的混合物放在模具中，在压强为50-250MPa的条件下保 持0.1-10秒的时间。所述模具的设计与常规粉末冶金相同，在此不再赘述。所述第二次烧结的条件可以包括烧结温度为600-1200°C，烧结时间为 2-8小时;优选地，烧结温度为600-120(TC,烧结时间为3-5小时。所述真空是指压强为10—6-10—3帕，优选为10—5-10'4帕。所述惰性气体是 指在本专利技术的条件下不参与反应的气体，例如零族气体。所述对第二次烧结的产物进行压制的工艺为常规的方法，例如可以将第 二次烧结的产物放在模具中在压强为100-200MPa的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种银氧化锌复合材料的制备方法，其特征在于，该方法包括，将含有氧化锌粉末和掺杂金属源的混合物进行第一次烧结，将第一次烧结的产物和银混合并压制后在真空或惰性气体气氛中进行第二次烧结，然后对第二次烧结的产物进行压制；其中，当所述掺杂金属源为金属单质时，第一次烧结在含有氧气的气体中进行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林信平，宫清，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]