CN101178981A - 银基氧化锡梯度电触头材料及制备方法 - Google Patents

银基氧化锡梯度电触头材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种银基氧化锡梯度电触头材料及制备方法，属于电工材料技术领域。该银基氧化锡梯度电接触头材料沿着一维尺寸方向，银或氧化锡的质量含量按由高至低阶梯层式排列组成。其制备方法包括以下过程：将银粉末与氧化锡粉末按质量比混合配制成混合料粉，然后将每份混合料粉在球磨机分别进行研磨。按混合料中的银的组分含量由高至低的顺序，将各份混合料加入模具中，按料粉在模具中的高度比加入，然后用等静压力压合，再在一定温度烧结。将烧结后的材料热压轧制得到板材。本发明的优点在于，制备工艺简单，制得的电接触头材料具有良好的电气性能和热传导性能，以及抗熔焊性和焊接性。

Description

银基氧化锡梯度电触头材料及制备方法
技术领域
本发明涉及一种银基氧化锡梯度电触头材料及制备方法，属于电工材料技术领域。
背景技术
梯度材料是为了适应新材料在高技术领域需要的一种新型复合材料。梯度材料是采用先进的材料复合技术，使构成材料的要素(组成、结构)沿厚度方向由一侧向另一侧呈连续变化，从而使材料的性质和功能也呈梯度变化的新型材料。
银金属氧化物触头材料于20世纪二十年代至三十年代问世，美国GE公司采用粉末冶金法率先研制出AgPbO材料。三十年代末，F R Hensel及其合作者生产了最早的AgCdO材料，并首次进行了电性能试验。然而由于AgMeO材料制造工艺的复杂性，直到1950年之后，AgCdO材料才开始大规模应用，六十年代后，AgMeO的各种制造方法才逐步得以完善。而无隔AgMeO材料，如AgSnO2，AgZnO，AgMgO等几乎与AgCdO同时出现，但直到1990年之后才有较大的发展。目前研究和使用较多的AgMeO触头材料有AgCdO，AgSnO2，AgZnO，AgCuO，AgMgO等系列合金。
在电接触材料中，银金属氧化物材料由于具有良好的耐电磨损、抗熔焊性和导电性，在低压电器中得到广泛应用。但是银金属氧化物材料的接触电阻大，温升高，严重影响电气使用性能，目前国内外仍未找到满意解决方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种银基氧化锡梯度电触头材料及制备方法，该银基氧化锡梯度电触头材料具有良好的热传导性、抗熔焊性和焊接性，其制备方法过程简单。
本发明是通过下述技术方案加以实现的。一种银基氧化锡梯度电触头材料，其特征在于，该银基氧化锡梯度电接触头材料沿着厚度方向，分为两层结构或三层结构，其中两层结构材料，材料中一层材质由质量含量为95％的银和质量含量为5％的氧化锡组成，另外一层的材质由质量含量为90％的银和质量含量为10％的氧化锡组成，含95％的银材质层与含90％的银材质层的厚度尺寸比为1∶1或7∶3；其中三层结构材料，材料中一外层材质由质量含量为95％的银和质量含量为5％的氧化锡组成，另一外层的材质由质量含量为85％的银和质量含量为15％的氧化锡组成，中间层的材质由质量含量为90％的银和质量含量为10％的氧化锡组成，含95％的银材质层与含90％的银材质层及与含85％的银材质层的厚度尺寸比为5∶3∶2。
上述的银基氧化锡梯度电触头材料制备方法，其特征在于包括以下过程：
1.将银粉末与氧化锡粉末按质量比(95～80)∶(5～20)、且两组分质量百分数之和为100％的配比，配制成2份或3份混合料粉，然后将每份混合料粉在球磨机分别进行研磨，研磨成平均粒径为50-100μm的混合料。
2.按混合料中的银的组分含量由高至低的顺序，将各份混合料加入模具中，其中，各份混合料的加入量，按各份混合料在具中加入高度比1∶1，或7∶3，或5∶3∶2加入，然后在800～850MPa等静压力压合，再在温度为810～860℃条件烧结4小时。
3.将烧结后的材料在700℃下热压轧制，得到1.5～5.0mm的板材，再将板材切割，制得银基氧化锡梯度电接触头材料。
本发明的主要优点在于，制备工艺简单，制得的银基氧化锡梯度电接触材料，可以减少氧化物在材料表面的富集，而克服产生的接触电阻增大的缺点；而且银、金属氧化物成分含量在材料中一个方向逐渐过渡，有利于材料的热传导，对于降低电接触材料在使用中的温升，提高电气使用性能是非常有利的。因此该电触头材料具有良好的电气性能和热传导性能，以及抗熔焊性和焊接性。广泛用于低压电器、仪表、汽车、家用电器等控制开关。
附图说明
附图1为本发明实施例1所制得的银基氧化锡梯度电接触材料的梯度界面照片。
具体实施方式
实施例1：
a.第1份混合料的配料：95g银粉，5g氧化锡粉末；第2份混合料的配料：90g银粉，10g氧化锡粉末；然后分别将两份的混合料放入球磨罐中进行研磨4小时，制成平均粒径为50-100μm的混合料。
b.首先将第1份研磨混合料的加入模具中，加入高度为7mm，然后向模具中加入第2份研磨混合料，加入高度为3mm，之后以压力820MPa等静压成型，在810℃烧结4小时。
c.将烧结后的材料在700℃下热压轧制2mm的板材。
材料密度：9.0～10.1kg/cm3，电阻率：2.3～2.7μΩ.cm，
硬度：HV860～1000MPa(HV)抗压强度：310～340(MPa)。
实施例2：
a.第1份混合料的配料：95g银粉，5g氧化锡粉末；第2份混合料的配料：90g银粉，10g氧化锡粉末；然后分别将两份的混合料放入球磨罐中进行研磨4小时，制成平均粒径为50-100μm的混合料。
b.首先将第1份研磨混合料的加入模具中，加入高度为5mm，然后向模具中加入第2份研磨混合料，加入高度为5mm，之后以压力800MPa等静压成型，在830℃烧结4小时。
c.将烧结后的材料在700℃下热压轧制3.5mm的板材。
实施例3：
a.第1份混合料的配料：95g银粉，5g氧化锡粉末；第2份混合料的配料：90g银粉，10g氧化锡粉末；第3份混合料的配料：85g银粉，15g氧化锡粉末；然后分别将3份混合料放入球磨罐中进行研磨4小时，制成平均粒径为50-100μm的混合料。
b.首先将第1份研磨混合料加入模具中，加入高度为5mm，然后向模具中加入第2份研磨混合料，加入高度为3mm，再向模具中加入第2份研磨混合料，加入高度为2mm，之后以压力850MPa等静压成型，在860℃烧结4小时。
c.将烧结后的材料在700℃下热压轧制，得到5mm的板材。

Claims (2)

1.一种银基氧化锡梯度电触头材料，其特征在于，该银基氧化锡梯度电接触头材料沿着厚度方向，分为两层结构或三层结构，其中两层结构材料，材料中一层材质由质量含量为95％的银和质量含量为5％的氧化锡组成，另外一层的材质由质量含量为90％的银和质量含量为10％的氧化锡组成，含95％的银材质层与含90％的银材质层的厚度尺寸比为1∶1或7∶3；其中三层结构材料，材料中一外层材质由质量含量为95％的银和质量含量为5％的氧化锡组成，另一外层的材质由质量含量为85％的银和质量含量为15％的氧化锡组成，中间层的材质由质量含量为90％的银和质量含量为10％的氧化锡组成，含95％的银材质层与含90％的银材质层及与含85％的银材质层的厚度尺寸比为5∶3∶2。
2.一种制备权利要求1所述的银基氧化锡梯度电触头材料方法，其特征在于包括以下过程：
1)将银粉末与氧化锡粉末按质量比(95～80)∶(5～20)、且两组分质量百分数之和为100％的配比，配制成2份或3份混合料粉，然后将每份混合料粉在球磨机分别进行研磨，研磨成平均粒径为50-100μm的混合料；
2)按混合料中的银的组分含量由高至低的顺序，将各份混合料加入模具中，其中，各份混合料的加入量，按各份混合料在具中加入高度比1∶1，或7∶3，或5∶3∶2加入，然后在800～850MPa等静压力压合，再在温度为810～860℃条件烧结4小时；
3)将烧结后的材料在700℃下热压轧制，得到1.5～5.0mm的板材，再将板材切割，制得银基氧化锡梯度电接触头材料。
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