本发明专利技术是低压开关电器用银稀土氧化物触头材料的溶胶-凝胶制备方法。该材料的化学组成为：稀土金属氧化物、Me的氧化物、SnO2和金属银。其中各氧化物占氧化物总质量的质量百分比为：稀土金属氧化物为1～5%，Me的氧化物为1～5%，其余为SnO2；三种氧化物质量之和与金属银的质量百分比为氧化物：银＝85~95：15~5。本发明专利技术的低压开关电器用银稀土氧化物合金触头材料不含Cd，无毒，是环保型触头材料，触头的使用寿命延长，具有较高的硬度、密度及电导率，从而提高了电器的接触性能及可靠性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术的技术方案涉及按所用材料区分的电开关触点，具体地说是低压开关电器用银稀土氧化物触头材料的溶胶-凝胶制备方法。
技术介绍
低压开关电器的先进性是以它的可靠性高、工作寿命长为主要标志。开关电器的触头，特别是触头材料，是保证其实现高可靠性和长寿命的关键。银-金属氧化物触头材料具有优良的开关运行特性，因而成为低压电器广泛应用的一类触头材料。电 触头是开关电器中直接承担接通和分断电路的元件，它对开关电器的安全运行起着决定性的作用。随着现代工业的高速发展，高压输电网络负荷日益增加，电力拖动自动控制水平不断提高，对电触头提出了越来越高的要求，因此研究和开发新的触头材料受到了广泛的重视。目前国内大部分低压电器生产厂家还主要应用Ag/CdO作为触头材料。但Ag/CdO材料中的Cd具有毒性，对人体及环境构成危害。后来发现Ag/Sn02是一种可以和Ag/CdO相媲美的、最有希望取代Ag/CdO的无毒、环保型触头材料。然而，在应用中发现，Ag/Sn02的接触电阻和温升在相同条件下比Ag/CdO高；另外，近年来在接触器应用中又发现，Ag/Sn02在AC3条件下工作，其电寿命又比Ag/CdO低。CN201010245992. 6 “一种原位溶胶-凝胶法增强接枝的双烯类橡胶的方法”，是采用溶胶-凝胶法制备双烯类橡胶的方法，在一定程度上解决了极性二氧化硅和橡胶的相容性，从理论上提出了解决降低轮胎滚动阻力与提高抗湿滑性的矛盾。CN201080010553. 5 “电接触件用的构件的制造方法以及构件本身”，是电接触件或电连接元件用的构件的制造方法，所述构件在接触表面的区域中设有局部的贵金属涂层，所述构件首先总体上设置电的/电绝缘的钝化层，或者按照溶胶凝胶法化学地涂覆，或涂覆塑料涂层，因此在电解池中贵金属仅沉积在构件的已被除去钝化层的局部上。CN201110213723. 6 “光催化氧化法制备多醛基海藻酸钠”，一种光催化氧化法制备多醛基海藻酸钠，本专利技术由于避免使用价格昂贵的氧化剂高碘酸钠，因而降低了生产成本，同时也减少了污染。为多醛基海藻酸钠的制备提供了一种可行的绿色制备方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可靠性高、工作寿命长的环保型低压开关电器用银稀土氧化物触头材料的制备方法。本专利技术解决该技术问题所采用的技术方案是 一种低压开关电器用银稀土氧化物触头材料，其特征为该材料的化学组成为稀土金属氧化物、Me的氧化物、SnO2和金属银；其中各氧化物占氧化物总质量的质量百分比为稀土金属氧化物为I 5%，Me的氧化物为I 5%，其余为SnO2 ;三种氧化物质量之和与金属银的质量百分比为氧化物银=85^95 :15 5。所述的稀土金属为La、Eu、Pm、或Yb ； 所述的Me为Ti、Fe或Cu。所述的低压开关电器用银稀土氧化物触头材料的制备方法，包括以下步骤 (1)分别将五水氯化锡、稀土金属化合物、金属化合物粉末溶于溶剂中，制成0.2^0. 5mol/L的溶液，其中三种粉末质量百分比五水氯化锡稀土金属化合物金属化合物=98、0:广5:广5，然后混合，并搅拌使其均匀，得到锡、稀土金属和Me的前驱物混合溶液；向混合溶液中滴加聚乙二醇作分散剂，其中聚乙二醇的体积百分比是混合溶液的1.7 2%，将温度升至65°C后，保温搅拌20分钟；搅拌均匀后再滴加质量比为10%-12%的氨水，直至溶液变成胶状，再滴加氨水至PH值为7 ;溶胶经静置一陈化24小时，采用离心分离的方法对溶胶-凝胶进行洗涤与分离，去除氯离子后，温度控制在85°C进行干燥，得到干凝胶，在450 - 550°C进行焙烧制得含有氧化锡-稀土氧化物-Me氧化物混合粉体； (2)混合粉体初始溶液的制备向焙烧后的混合粉体中加入蒸馏水，然后再加入分散剂聚乙二醇，混合粉体与蒸馏水的质量比为1:20，蒸馏水与聚乙二醇(分子量400)的体积比 为20:1，然后按蒸馏水与甲醛体积比10:1向溶液中滴加还原剂甲醛，并搅拌，得到初始溶液； (3)配制银氨溶液量取浓度为0.1003mol/L的AgNO3溶液，AgNO3溶液与初始溶液体积比为1: 1，先向AgNO3溶液中滴加浓度为10-12%的氨水溶液，氨水溶液与AgNO3溶液的体积比为1:20搅拌，产生咖啡色沉淀后继续滴加氨水搅拌至沉淀消失； (4)将制备的银氨溶液缓慢的加入初始溶液中持续搅拌2-5分钟，静置20-30分钟，直至见到黑色颗粒状的固体沉淀下来；倒掉上层的澄清溶液，然后向黑色沉淀中加入蒸馏水洗涤，将其洗至中性后放入真空干燥箱中100°C烘干，得到掺杂的氧化锡-稀土氧化物-Me氧化物包履粉末。(5)采用粉末冶金工艺，按质量比Ag :氧化锡-稀土氧化物-Me氧化物混合粉体=85-95 15-5的比例将金属银粉末和氧化锡-稀土氧化物-Me氧化物混合粉体经冷压-烧结-复压-挤压-拉拔-铆钉成型-后处理-铆钉成品，制成银稀土氧化物触头材料。所述的稀土金属化合物为氯化镧、氯化铕、氯化钷或氯化镱； 所述的金属化合物为氯化钛、氯化铁或氯化铜； 所述的步骤(I)中的溶剂为蒸馏水与乙醇的混合液，其体积比为1:1 ; 所述的金属银粉末的粒径为400目以上。所述的步骤(I)中的溶胶陈化24小时后的离心分离的方法对溶胶-凝胶进行洗涤与分离，去除氯离子方法为采用乙醇进行离心洗涤，经过一次离心洗涤后，凝胶出现离浆现象，随后排出含有氯离子的清液，重新加入乙醇，搅拌后均匀，进行下一次离心洗涤；在两次离心洗涤过程之间有4-8个小时的陈化阶段；重复离心洗涤一陈化过程3 — 5次，最后去除了氯离子。本专利技术的有益效果是与现有技术相比，本专利技术的优点和有益效果在于 I.本专利技术低压开关电器用银稀土氧化物合金触头材料不含Cd，无毒，是环保型触头材料。2.触头的使用寿命延长。其原因是添加了稀土金属氧化物，减少了电弧侵蚀和飞溅侵蚀，使得电弧易于运动，SnO2是易分解的金属氧化物以减少电弧侵蚀，本专利技术由溶胶-凝胶法获得的各种氧化物颗粒细小，且均匀分布，使本专利技术材料具有耐电弧侵蚀性、触头温升低及抗熔焊能力强的电气性能，故可大大延长触头的使用寿命。3.本专利技术所提供的触头材料具有优良的综合性能，即具有较高的硬度、密度及电导率，从而提高了电器的接触性能及可靠性。其原因是添加了稀土金属氧化物使本专利技术材料具有耐电弧侵蚀性、触头温升低及抗熔焊能力强的电气性能，提高电器的接触性能及可靠性； 由于本专利技术的制备方法中采用溶胶-凝胶法制备SnO2Zla2O3-TiO2粉末，并通过掺杂、化学镀包履等工艺改善SnO2Zla2O3-TiO2的导电性能及氧化物和银的浸润性，从而降低银稀土氧化物触头材料的接触电阻、改善组织的均匀性、提高机械加工性能，解决Ag/SnO2-TiO2M头材料的拉拔易断裂和铆钉成型工艺中的问题。这一点将在实施例I中得以进一步证实。4.在我国，稀土元素的储量很大，且价格便宜，它们的电负性低，很容易与氧形成较为稳定的化合物。采用添加稀土金属氧化物，制造银一氧化锡一稀土氧化物合金，即经济又易行，便于全面推广。附图说明 图I为实施例I中掺杂SnO2粉末的XRD图 图2为实施例I中化学镀包履后掺杂金属离子的SnO2粉体的SEM图片； 图3为实施例I中掺杂金属离子的AgS本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低压开关电器用银稀土氧化物触头材料，其特征为该材料的化学组成为稀土金属氧化物、Me的氧化物、SnO2和金属银；其中各氧化物占氧化物总质量的质量百分比为稀土金属氧化物为I 5%，Me的氧化物为I 5%，其余为SnO2 ;三种氧化物质量之和与金属银的质量百分比为氧化物银=85^95 :15 5。2.如权利要求I所述的低压开关电器用银稀土氧化物触头材料，其特征为所述的稀土金属为La、Eu、Pm、或Yb。3.如权利要求I所述的低压开关电器用银稀土氧化物触头材料，其特征为所述的Me为Ti、Fe 或 Cu。4.如权利要求I所述的低压开关电器用银稀土氧化物触头材料的制备方法，其特征为包括以下步骤 (O分别将五水氯化锡、稀土金属化合物、金属化合物粉末溶于溶剂中，制成.0.2^0. 5mol/L的溶液，其中三种粉末质量百分比五水氯化锡稀土金属化合物金属化合物=98、0:广5:广5，然后混合，并搅拌使其均匀，得到锡、稀土金属和Me的前驱物混合溶液；向混合溶液中滴加聚こニ醇作分散剂，其中聚こニ醇的体积百分比是混合溶液的.1.7 2%，将温度升至65°C后，保温搅拌20分钟；搅拌均匀后再滴加质量比为10%-12%的氨水，直至溶液变成胶状，再滴加氨水至PH值为7 ;溶胶经静置ー陈化24小吋，采用离心分离的方法对溶胶-凝胶进行洗涤与分离，去除氯离子后，温度控制在85°C进行干燥，得到干凝胶，在450 — 550°C进行焙烧制得含有氧化锡-稀土氧化物-Me氧化物混合粉体； (2)混合粉体初始溶液的制备向焙烧后的混合粉体中加入蒸馏水，然后再加入分散剂聚こニ醇，混合粉体与蒸馏水的质量比为1:20，蒸馏水与聚こニ醇(分子量400)的体积比为20:1，然后按蒸馏水与甲醛体积比10:1向溶液中滴加还原剂甲醛，并搅拌，得到初始溶液； (3)配制银氨溶液量取浓度为O.1003mol/L的AgNO3溶液，AgNO3溶液...
【专利技术属性】
技术研发人员：王景芹，王海涛，朱艳彩，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
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