纳米Ag-SnO2电接触复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开一种纳米Ag-SnO2电接触复合材料的制备方法，即用二水合氯化亚锡为原料，配制其溶胶溶液，再加入硝酸银溶液，通过调整pH值，控制溶液中Sn2+溶胶粒子与Ag+离子原位发生化学反应，从而制备含SnO2含量10％～90％的Ag-SnO2中间体复合颗粒，然后将Ag-SnO2中间体复合颗粒与纯银粉混合，降低SnO2含量至5％～30％，再经压制、烧结、热挤压得到纳米SnO2增强相颗粒在基体中呈纤维状分布形态的电接触复合材料。溶胶凝胶结合原位化学反应，并辅助以超声，有效地控制中间体颗粒中Ag和SnO2粒子的粒径(纳米级)以及二者之间的弥散分布，改善了基体与增强相的相容性，提高了两者界面结合强度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种电接触材料的制备方法，具体地说，涉及的是ー种纳米Ag-SnO2电接触复合材料的制备方法。
技术介绍
Ag-SnO2是公认的最有希望替代Ag-CdO的环保型电接触功能复合材料。但是，SnO2的热稳定性好，在承受电弧的作用时，不易分解，加上其与熔融液态Ag的浸润性差，以及与Ag的密度差异大，容易上浮到触头表面形成富集。由于SnO2不导电，从而造成触头接触电阻増大，造成温升高，影响电器的使用性能。同吋，Ag-SnO2材料目前仍存在延伸率低、加工成型困难等缺点，限制了该材料的大規模应用。研究发现，当增强相颗粒细至纳米级时，不但可以増加触头表面银熔池的粘度，減少Ag的损耗，同时也使SnO2与电弧接触的面积增カロ，SnO2的分解有利于冷却电弧和获得较低的接触电阻。日本的Shibata以内氧化法制备Ag-SnO2时,使用多种添加元素,制备得到SnO2粒度约IOOnm的Ag-SnO2材料,显示出优异的电性能。这表明细化SnO2的粒度是提高Ag-SnO2性能的有效途径。到目前为止，粉末冶金、内氧化法、化学沉淀法都可以制备得到银氧化锡材料。但是这些エ艺也都存在ー些不足，例如粉末冶金工艺中氧化锡依靠外界机械カ的作用加入，容易造成球磨介质污染；内氧化法及化学沉淀法，对设备要求较高且生产周期长，成本较高。经对现有技术的检索发现，2009年公告的专利(200910196285. X，掺杂银氧化锡电接触材料的制备方法)中公开了ー种溶胶-凝胶法制备纳米氧化锡，然后通过球磨混合制备银-氧化锡电接触材料的方法，该方法虽然较好地解决了氧化锡的纳米尺度问题，但是由于采用机械共混的方法，界面问题仍然没有得到很好地解決。
技术实现思路
本专利技术针对上述エ艺方法存在的不足，提出了ー种Ag-SnO2电接触材料的制备方法，采用溶胶凝胶结合原位化学反应，并辅以超声的方法，制备得到掺银ニ氧化锡纳米复合材料。这种方法不仅能有效控制银和氧化锡的粒径(纳米级)，而且由于原位氧化还原反应改善了氧化锡增强相颗粒与银基体的界面相容性，提高了两者界面结合强度，进而通过中间体エ艺以及增强相颗粒微观分布形态控制技术提高Ag-SnO2材料的导电性。本专利技术采用的技术方案是采用ニ水合氯化亚锡为原料，通过配制其溶胶溶液，再加入硝酸银溶液，通过调整PH值，控制Sn2+溶胶粒子与Ag+离子原位发生氧化还原反应，从而制备得到含SnO2IO^ 90%的Ag-SnO2中间体复合颗粒，然后将Ag-SnO2中间体复合颗粒与纯银粉混合，降低SnO2含量至5% 30%，经过混粉、压制、烧结、热挤压等エ艺流程得到氧化锡增强相颗粒在基体中呈纤维状分布的线材。本专利技术所述的ー步法Ag-SnO2电接触材料的制备方法,具体包括以下步骤第一歩制备锡盐的溶胶溶液；取SnCl2 2H20，在其中加入こ醇，完全溶解以后，再缓慢加入水，直到溶液变为泛蓝光的胶体状；第二步在第一歩得到的溶胶溶液中加入硝酸银，溶解；第三步调节第二步溶液pH = 7-10，并超声处理，将得到的沉淀过滤、干燥，得到含SnO210% 90%的Ag-SnO2复合中间体颗粒；第四步将第三步得到的Ag-SnO2中间体复合颗粒与纯银粉进行混合，降低氧化锡含量至5% 30% ；第五步，对第四步得到的混合粉末依次进行冷等静压压制、烧结、热压、复烧以及热挤压，获得纳米氧化锡增强相颗粒在基体中呈纤维状分布的线材。本专利技术采用了溶胶结合原位氧化还原，并辅以超声的方法获得了 Ag-SnO2纳米复合颗粒。在此过程中，首先SnCl2 2H20溶解于こ醇中，形成透明的溶液，当加入水后，Sn2+发生了部分水解，羟基的部分缩合，并形成溶胶，产生微小胶束使得整个溶液呈现蓝光，当 加入AgNO3溶液吋，在超声作用下，不稳定Sn2+离子(具有很强还原性)与Ag+很容易发生氧化还原反应，此外，由于超声波产生高频率和瞬间的高温高压(几千摄氏度及几千个大气压压力)，使其成核位增多，促进反应趋于均相成核，控制SnO2与Ag纳米颗粒的产生，同时有效地控制Ag粒子在SnO2表面成核与生长,进而获得Ag-SnO2中间体复合颗粒,此方法改善了两者界面的相容性，提高了其界面的结合强度。然后经过后续混粉、压制、烧结、热挤压等制备方法获得氧化锡增强相颗粒在银基体中呈纤维状分布的新型电接触材料。本专利技术由于纳米复合颗粒制备、中间体エ艺以及增强相颗粒微观分布形态控制技术，减少了 SnO2颗粒包裹金属Ag现象的出现,消除SnO2颗粒隔离带的产生,使获得的材料具有较好的力学性能和电接触性能。该材料可广泛应用于继电器、断路器、接触器等各种使用电触点的应用领域。具体实施例方式下面对本专利技术的实施例作详细说明本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术采用溶胶凝胶结合原位化学反应，并辅以超声的方法，制备得到掺银ニ氧化锡纳米复合材料。本专利技术中，制备锡盐的溶胶溶液具体方法如下取ニ水合氯化亚锡SnCl2 *2H20，在其中加入こ醇，完全溶解以后，再缓慢加入水，直到溶液变为泛蓝光的胶体状。其中重量比优选为氯化亚锡こ醇水=(1-10) (10-20) (20-40)。本专利技术中，加入硝酸银，其中硝酸银SnCl2 2H20 = (9.468-0. 117) 1，重量比，使制备得到的Ag-SnO2中间体复合颗粒的SnO2含量为10% 90%。本专利技术中，调节硝酸银和SnO2的前驱体混合溶液pH = 7-10，可以采用氨水或NaOH调节pH。本专利技术中，用超声法共沉淀，超声的频率为20_100kHz，功率为100-300W。本专利技术中，中间体复合颗粒与纯银粉进行混合，通过调整中间体复合颗粒与银粉的重量比例，使混合后的粉体的SnO2平均含量为5% 30%。本专利技术中，冷等静压压制、烧结、热压、复烧以及热挤压等エ序可以采用所述冷等静压压制冷等静压压强在200-300MPa之间；所述烧结将冷等静压压制的压坯置于空气气氛下烧结；烧结温度为600-900°C之间，烧结时间在4-8h之间；所述的热压热压温度为600_900°C，热压的压カ为300_700MPa，热压时间为10_30min ；所述复烧烧结温度为600_900°C之间，烧结时间在4_8h之间；所述的热挤压，其中坯体加热温度在500-800°C，挤压比在60-200之间，挤压速度为5-8cm/min，挤压模具预热温度300_500°C。 实施例I由氧化锡含量90%的银氧化锡复合颗粒按重量比例I : 2与纯银粉混合后，氧化锡含量降到30%首先，制备SnO2的前驱体溶液的具体方法如下取Ig的ニ水合氯化亚锡，在其中加入10g的こ醇，完全溶解以后，再缓慢加入20g的水，溶液变为泛蓝光的胶体状(SnCl2 2H20 こ醇水=I 10 20，重量比)；然后，加入0. 117g硝酸银，溶解得到硝酸银溶液(硝酸银SnCl2 *2H20 =0.117 1，重量比)；用NaOH调节pH = 7，用超声法共沉淀(300W，50kHz)，将得到的沉淀过滤、干燥，得到氧化锡含量为90%的Ag-SnO2纳米复合颗粒；将纳米复合颗粒与银粉按重量比例I : 2进行混合后，进行冷等静压压制，压强为200M本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米Ag-SnO2电接触材料的制备方法,其特征在于包括以下步骤 第一歩制备锡盐的溶胶溶液； 第二步在第一歩得到的溶胶溶液中加入硝酸银，溶解； 第三步调节第二步溶液PH = 7-10，用超声法共沉淀，将得到的沉淀过滤，干燥，得到SnO2含量为10% 90%的Ag-SnO2中间体复合颗粒； 第四步将第三步得到的中间体复合颗粒与纯Ag粉进行混合，降低SnO2含量至5% .30% ； 第五步，对第四步得到的混合粉末依次进行冷等静压压制、烧结、热压、复烧以及热挤压，获得纳米SnO2增强相颗粒在基体中呈纤维状分布的线材。2.根据权利要求I所述的Ag-SnO2电接触材料的制备方法，其特征在于，第一歩中，所述的制备锡盐的溶胶溶液的具体方法如下取ニ水合氯化亚锡(SnCl2 2H20)，在其中加入こ醇，完全溶解以后，再缓慢加入水，直到溶液变为泛蓝光的胶体状。3.根据权利要求2所述的Ag-SnO2电接触材料的制备方法，其特征在于，第一歩中，所述ニ水合氯化亚锡こ醇水=(1-10) (10-20) (20-40)，重量比。4.根据权利要求I所述的Ag-SnO2电接触材料的制备方法，其特征在于，第二步中，所述的加入硝酸银，其中硝酸银SnCl2 2H20 = (9.468-0. 117) 1，重量比。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乐生，陈宇航，穆成法，吴新合，
申请(专利权)人：温州宏丰电工合金股份有限公司，
类型：发明
国别省市：