CN106756199A - 中空管状氧化物增强银基复合电接触材料及其制备方法 - Google Patents

中空管状氧化物增强银基复合电接触材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

一种中空管状氧化物增强银基复合电接触材料及其制备方法。该中空管状氧化物增强银基复合电接触材料中含有各组分及其质量百分含量为：Ag：70～98％，中空管状氧化物：2～30％；具体制备过程为：首先采用浸渍‑烘干‑煅烧法制备中空管状氧化物，并将其应用于银基复合电接触材料领域，采用化学包覆法制备Ag及Ag包覆中空管状氧化物复合粉体，经粉末冶金工艺成型烧结，制得中空管状氧化物增强银基复合电接触材料。本发明的方法制备过程简单、操作方便、成本低廉，可进行工业化生产，采用本发明的方法制备的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料，有效地提高陶瓷氧化物在银基体中的分散程度，改善了Ag基体与氧化物增强相的界面结合能力。

Description

中空管状氧化物增强银基复合电接触材料及其制备方法
技术领域：
本发明属于银基电接触材料技术领域，特别涉及一种中空管状氧化物增强银基复合电接触材料及其制备方法。
背景技术：
电触头作为电路中接触传导电流的元件，是各种高低压电器、开关、仪器仪表元器件的核心部件，广泛应用于航空航天、汽车、信息等高兴技术领域，以及工业民用的各种交直流接触器、断路器、继电器和转换开关中。电接触材料在电接触过程中，会经受电弧、电场、磁场、机械力、热场以及环境气氛的共同作用，其性能直接影响整个电器的通断能力、运行可靠性和使用寿命。
银在所有金属材料中电导率和热导率最高，具有优异的加工性能，但基于银含量稀缺，机械强度低，抗熔焊性能差和易形成硫化物薄层等缺点，银基金属材料复合化成为电接触材料实现高性能化和多功能化的必经途径。现有银基复合材料如Ag/CdO、Ag/SnO2、Ag/ZnO、Ag/REO等，有效地解决了纯银在使用过程中的种种问题，但由于陶瓷氧化物在银基体中分布不均匀、易团聚，陶瓷颗粒与银界面结合能力差等缺点，直接影响了电接触材料孔隙率、机械强度、硬度等物理性能，同时还劣化了触头接触电阻稳定性、抗电弧腐蚀性及抗电弧熔焊等电学特性。
管状结构物质，其强度高，模量大，低比重，具有优异的耐高温性能和耐磨性能，是一种潜在的高性能银基复合电接触材料增强相。相关研究表明，碳纳米管等一维管状材料增强金属基复合材料，很大程度地提高了Fe、Cu、Al等金属基体的强度、硬度、导电性及高温性能，成为当今复合材料研究热点。
发明内容：
本发明的目的是提供一种中空管状氧化物增强银基复合电接触材料及其制备方法，该方法提供了中空管状氧化物的应用，通过浸渍-烘干-煅烧法得到的中空管状氧化物应用于银基复合电接触材料领域，中空管状氧化物弥散分布在银基体中，与传统粉末冶金银基复合电接触材料相比，有效地解决了氧化物颗粒在银基体中的团聚问题，提高了Ag基体与陶瓷氧化物的界面结合能力，有利于提高电接触材料的使用寿命。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种中空管状氧化物增强银基复合电接触材料，包括各组分及其质量百分含量为：Ag：70～98％，中空管状氧化物含量：2～30％，中空管状氧化物增强银基复合电接触材料，致密度：96～99.5％，硬度：Hv0.1＝50～120，电导率：20～60MS/m，所述中空管状氧化物在银基体中弥散分布。
一种中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备方法，包括如下步骤：
步骤1：中空管状氧化物制备
(1)将纤维生物模板在前驱体溶液中浸渍后，烘干；其中，所述的浸渍温度为25～70℃，浸渍时间为1～48h，烘干温度为40～120℃；
(2)重复步骤(1)，对纤维生物模板共进行浸渍-烘干操作1～8次，获得干燥前驱体，将干燥前驱体煅烧，获得中空管状氧化物，其中，所述的煅烧温度为600～1400℃，煅烧时间为1～10h，煅烧升温速率为1～50℃/min；
步骤2：Ag及Ag包覆中空管状氧化物复合粉体制备
(1)按质量配比，将中空管状氧化物加入AgNO3溶液中，搅拌形成悬浊液，向悬浊液中滴加还原剂得到沉淀，其中，所述的AgNO3溶液的浓度为0.1～5mol/L；
(2)将沉淀洗涤到中性后，烘干，煅烧，得到Ag及Ag包覆中空管状氧化物复合粉体；
步骤3：中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备
将Ag及Ag包覆中空管状氧化物复合粉体，在室温下注入模具中，进行成型烧结，得到中空管状氧化物增强银基复合电接触材料。
所述的步骤1(1)中，纤维生物模板为纤维素纤维或角蛋白纤维。
所述的步骤1(1)中，纤维素纤维为棉花、丝瓜络、苎麻、黄麻、蕉麻、剑麻或木棉等纤维素纤维，角蛋白纤维为头发、羊毛、蚕丝或羽毛等蛋白纤维。
所述的步骤1(1)中，前驱体溶液中的溶质为含有金属离子的可溶性硝酸盐、硫酸盐、氯盐或有机盐；溶剂为蒸馏水和/或有机醇溶液，其中，按质量百分比，蒸馏水含量为溶剂的0～100％，有机醇溶液含量为溶剂的100～0％。
所述的步骤1(1)中，金属离子为能够形成可溶性硝酸盐、硫酸盐、氯盐或有机盐的金属离子。
所述的步骤1(1)中，金属离子为Zn2+、Sn2+/Sn4+、Fe2+、Cu2+、Bi3+/Bi4+、Cd2+或RE+离子中的一种，其中，RE+为稀土离子，如：Y3+、Ce3+/Ce4+或La3+等。
所述的步骤1(1)中，有机醇为甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、丁醇或正己醇中的一种或几种，当有机醇为几种醇的混合物时，混合比例为任意比。
所述的步骤1(1)中，前驱体溶液的浓度为0.001～3mol/L。
所述的步骤1(1)中，浸渍操作在水浴中进行。
所述的步骤1(1)中，烘干操作在烘箱中进行。
所述的步骤1(2)中，煅烧操作在马弗炉或管式炉中进行。
所述的步骤2(1)中，AgNO3溶液，溶质为AgNO3晶体，溶剂为蒸馏水和/或有机醇混合溶液，其中蒸馏水含量为溶剂的0～100％，有机醇含量为溶剂的100～0％。
所述的步骤2(1)中，有机醇为甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、丁醇或正己醇中的一种或几种，当有机醇为几种醇的混合物时，混合比例为任意比。
所述的步骤2(1)中，AgNO3溶液中含有分散剂，所述的分散剂质量含量为AgNO3晶体质量的0～5％。
所述的步骤2(1)中，分散剂为六偏磷酸钠、阿拉伯树胶、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、吐温80、脂肪酸聚乙二醇酯或油酸中的一种或几种；当分散剂为几种的混合物时，混合比例为任意比。
所述的步骤2(1)中，还原剂的浓度为0.1～5mol/L，还原剂的滴加速率为0.1～50mL/min。
所述的步骤2(1)中，还原剂为柠檬酸钠溶液、硼氢化钠溶液、硫酸亚铁溶液、抗坏血酸或葡萄糖溶液中的一种。
所述的步骤2(2)中，煅烧参数为，在空气气氛下，煅烧温度为400～800℃，煅烧时间为1～12h。
所述的步骤3中，中空管状氧化物增强银基复合电接触材料中的中空管状氧化物在Ag基中为弥散分布状态。
所述的步骤3中，模具为石墨模具或碳化硅模具。
所述的步骤3中，成型烧结方式为热压烧结，所述的成型烧结在氩气或氮气保护气氛下进行，烧结温度为500～900℃，成型压力为10～200MPa，烧结时间为0.25～12h。
本发明以无机盐为前驱体，以廉价生物废弃物为纤维模板，采用浸渍-烘干-煅烧方法制备出具有中空管状形貌氧化物，并应用于电接触材料领域；采用化学包覆法，制备由Ag及Ag包覆中空管状氧化物组成的复合粉体，经粉末冶金工艺成型，制备中空管状氧化物弥散分布的银基复合电接触材料。
本发明的有益效果：
(1)本发明的制备方法，采用廉价生物废弃物为纤维模板，降低生产成本，同时实现资源再利用。
(2)采用本发明的方法，有效地提高陶瓷氧化物在银基体中的分散程度，改善了Ag基体与氧化物增强相的界面结合能力。
(3)本发明的方法制备过程简单、操作方便、成本低廉，可进行工业化生产。
附图说明：
图1为本发明实施例1的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备方法流程图；
图2为本发明实施例1制备的Ag及Ag包覆中空管状CeO2复合粉体断口形貌SEM图；
图3为本发明实施例3制备的中空管状Y2O3及中空管状增强银基复合电接触材料XRD；
图4为本发明实施例3制备的中空管状Y2O3的SEM图；其中，图a为宏观SEM图片，图b为中空管状Y2O3横截面SEM图；
图5为本发明实施例3制备的Ag及Ag包覆中空管状Y2O3复合粉体的SEM图，及中空管状Y2O3增强银基复合电接触材料的SEM图；
其中：图a为Ag及Ag包覆中空管状Y2O3复合粉体的SEM图；图b为中空管状Y2O3增强银基复合电接触材料SEM图。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
实施例1
一种中空管状CeO2增强银基复合电接触材料，包括各组分及其质量百分含量为：Ag：87.72％，中空管状CeO2含量：12.28％，中空管状CeO2在银基体中弥散分布。
中空管状CeO2增强银基复合电接触材料制备方法，流程图如图1所示，包括如下步骤：
步骤1：中空管状CeO2制备
(1)将羊毛纤维在浓度为0.5mol/L的Ce(NO3)3溶液中浸渍，水浴40℃，保温浸渍2h后，在烘箱中90℃烘干；Ce(NO3)3溶液中溶剂为蒸馏水和乙二醇，按质量比1:1混合；
(2)重复步骤(1)，对羊毛纤维共进行浸渍-烘干操作5次，获得干燥前驱体，在马弗炉中对干燥前驱体以10℃/min的升温速率煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧时间为2h，获得中空管状CeO2；
步骤2：Ag及Ag包覆中空管状CeO2复合粉体制备
(1)取溶质AgNO3晶体，按质量配比，Ag含量为87.72％；溶剂为蒸馏水和乙醇按质量比1:1的混合溶液；混合配制浓度为0.5mol/L的AgNO3溶液，并向AgNO3溶液加入AgNO3晶体质量0.5％的六偏磷酸钠，搅拌溶解，形成含有六偏磷酸钠的AgNO3溶液；
(2)按质量配比，称量12.28％中空管状CeO2，将中空管状CeO2加入含有六偏磷酸钠的AgNO3溶液中，搅拌形成悬浊液，向悬浊液中，以0.1mL/min的速率，滴加0.5mol/L的FeSO4溶液，得到沉淀；
(3)将沉淀洗涤到中性，并烘干后，在马弗炉中，空气气氛下煅烧，煅烧温度为400℃，煅烧时间为2h，得到Ag及Ag包覆中空管状CeO2复合粉体，其断口形貌SEM图，如图2所示；
步骤3：中空管状CeO2增强银基复合电接触材料制备
将Ag及Ag包覆中空管状CeO2复合粉体，在室温下注入石墨模具中，在氩气保护气氛下，进行热压烧结，烧结温度为650℃，烧结压力为60MPa，烧结时间为1h，得到中空管状CeO2增强银基复合电接触材料，中空管状CeO2在Ag基中为弥散分布状态。
本实施例制备的中空管状CeO2增强银基复合电接触材料：致密度：98.9％，硬度：Hv0.1＝97.5，电导率：38.5MS/m。
实施例2
一种中空管状SnO2增强银基复合电接触材料，包括各组分及其质量百分含量为：Ag：90％，中空管状SnO2含量：10％，中空管状SnO2在银基体中弥散分布。
中空管状SnO2增强银基复合电接触材料制备方法，包括如下步骤：
步骤1：中空管状SnO2制备
(1)将丝瓜络纤维在浓度为1.5mol/L的SnCl2溶液中浸渍，水浴50℃，保温浸渍1h后，在烘箱中70℃烘干；SnCl2溶液中溶剂为乙醇；
(2)重复步骤(1)，对棉花纤维共进行浸渍-烘干操作2次，获得干燥前驱体，在马弗炉中对干燥前驱体以5℃/min的升温速率煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为2h，获得中空管状SnO2；
步骤2：Ag及Ag包覆中空管状SnO2复合粉体制备
(1)取溶质AgNO3晶体，按质量配比，Ag含量为90％；溶剂为蒸馏水和甲醇按质量比10:1的混合溶液；混合配制浓度为1.5mol/L的AgNO3溶液，并向AgNO3溶液加入AgNO3晶体质量1.5％的十二烷基硫酸钠和甲基戊醇的混合物，二者按质量比1:1混合，搅拌溶解，形成含有十二烷基硫酸钠和甲基戊醇的AgNO3溶液；
(2)按质量配比，称量10％中空管状SnO2，将中空管状SnO2加入含有十二烷基硫酸钠和甲基戊醇的AgNO3溶液中，搅拌形成悬浊液，向悬浊液中，以0.5mL/min的速率，滴加0.5mol/L的硼氢化钠溶液，得到沉淀；
(3)将沉淀洗涤到中性，并烘干后，在马弗炉中，空气气氛下煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧时间为2h，得到Ag及Ag包覆中空管状SnO2复合粉体；
步骤3：中空管状SnO2增强银基复合电接触材料制备
将Ag及Ag包覆中空管状SnO2复合粉体，在室温下注入石墨模具中，在氩气保护气氛下，进行热压烧结，烧结温度为700℃，烧结压力为60MPa，烧结时间为1h，得到中空管状SnO2增强银基复合电接触材料，中空管状SnO2在Ag基中为弥散分布状态。
本实施例制备的中空管状SnO2增强银基复合电接触材料：致密度：99.1％，硬度：Hv0.1＝101，电导率：41.5MS/m。
实施例3
一种中空管状Y2O3增强银基复合电接触材料，包括各组分及其质量百分含量为：Ag：91.05％，中空管状Y2O3含量：8.95％，中空管状Y2O3在银基体中弥散分布。
中空管状Y2O3增强银基复合电接触材料制备方法，包括如下步骤：
步骤1：中空管状Y2O3制备
(1)将棉花纤维在浓度为0.06mol/L的Y(NO3)3溶液中浸渍，水浴60℃，保温浸渍1h后，在烘箱中70℃烘干；Y(NO3)3溶液中溶剂为蒸馏水和丙三醇，按质量比1:1混合；
(2)重复步骤(1)，对纤维素纤维共进行浸渍-烘干操作3次，获得干燥前驱体，在马弗炉中对干燥前驱体以5℃/min的升温速率煅烧，煅烧温度为1000℃，煅烧时间为2h，获得中空管状Y2O3，中空管状Y2O3的XRD图如图3所示，SEM图如图4a所示；中空管状Y2O3横截面的SEM图，如图4b所示；
步骤2：Ag及Ag包覆中空管状Y2O3复合粉体制备
(1)取溶质AgNO3晶体，按质量配比，Ag含量为91.05％；溶剂为蒸馏水和丙三醇按质量比5:1的混合溶液；混合配制浓度为0.5mol/L的AgNO3溶液，并向AgNO3溶液加入AgNO3晶体质量1.0％的纤维素衍生物和聚丙烯酰胺的混合物，二者按质量比1:1混合，搅拌溶解，形成含有纤维素衍生物和聚丙烯酰胺的AgNO3溶液；
(2)按质量配比，称量8.95％中空管状Y2O3，将中空管状Y2O3加入含有纤维素衍生物和聚丙烯酰胺的AgNO3溶液中，搅拌形成悬浊液，向悬浊液中，以1mL/min的速率，滴加0.5mol/L的抗坏血酸溶液，得到沉淀；
(3)将沉淀洗涤到中性，并烘干后，在马弗炉中，空气气氛下煅烧，煅烧温度为500℃，煅烧时间为4h，得到Ag及Ag包覆中空管状Y2O3复合粉体，其SEM图如图5a所示；
步骤3：中空管状Y2O3增强银基复合电接触材料制备
将Ag及Ag包覆中空管状Y2O3复合粉体，在室温下注入石墨模具中，在氩气保护气氛下，进行热压烧结，烧结温度为750℃，烧结压力为70MPa，烧结时间为2h，得到中空管状Y2O3增强银基复合电接触材料，中空管状Y2O3增强银基复合电接触材料的XRD图，如图3所示，SEM图如图5b所示，中空管状Y2O3在Ag基中为弥散分布状态。
本实施例制备的中空管状Y2O3增强银基复合电接触材料：致密度：99.4％，硬度：Hv0.1＝93，电导率：43.5MS/m。
实施例4
一种中空管状CdO增强银基复合电接触材料，包括各组分及其质量百分含量为：Ag：89.33％，中空管状CdO含量：10.67％，中空管状CdO在银基体中弥散分布。
中空管状CdO增强银基复合电接触材料制备方法，包括如下步骤：
步骤1：中空管状CdO制备
(1)将头发纤维在浓度为0.1mol/L的CdSO4溶液中浸渍，水浴60℃，保温浸渍1h后，在烘箱中70℃烘干；CdSO4溶液中溶剂为蒸馏水；
(2)重复步骤(1)，对角蛋白纤维共进行浸渍-烘干操作3次，获得干燥前驱体，在马弗炉中对干燥前驱体以2℃/min的升温速率煅烧，煅烧温度为620℃，煅烧时间为4h，获得中空管状CdO；
步骤2：Ag及Ag包覆中空管状CdO复合粉体制备
(1)取溶质AgNO3晶体，按质量配比，Ag含量为89.33％；溶剂为蒸馏水；混合配制浓度为1mol/L的AgNO3溶液，并向AgNO3溶液加入AgNO3晶体质量0.5％的吐温80，搅拌溶解，形成含有吐温80的AgNO3溶液；
(2)按质量配比，称量10.67％中空管状CdO，将中空管状CdO加入含有吐温80的AgNO3溶液中，搅拌形成悬浊液，向悬浊液中，以2mL/min的速率，滴加0.5mol/L的抗坏血酸溶液，得到沉淀；
(3)将沉淀洗涤到中性，并烘干后，在马弗炉中，空气气氛下煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧时间为2h，得到Ag及Ag包覆中空管状CdO复合粉体；
步骤3：中空管状CdO增强银基复合电接触材料制备
将Ag及Ag包覆中空管状CdO复合粉体，在室温下注入石墨模具中，在氩气保护气氛下，进行热压烧结，烧结温度为700℃，烧结压力为60MPa，烧结时间为12h，得到中空管状CdO增强银基复合电接触材料，中空管状CdO在Ag基中为弥散分布状态。
本实施例制备的中空管状CdO增强银基复合电接触材料：致密度：99.4％，硬度：Hv0.1＝102.5，电导率：43.5MS/m。
实施例5
一种中空管状ZnO增强银基复合电接触材料，包括各组分及其质量百分含量为：Ag：70％，中空管状ZnO含量：30％，中空管状ZnO在银基体中弥散分布。
中空管状ZnO增强银基复合电接触材料制备方法，包括如下步骤：
步骤1：中空管状ZnO制备
(1)将木棉纤维在浓度为0.001mol/L的ZnCl2溶液中浸渍，水浴20℃，保温浸渍48h后，在烘箱中40℃烘干，获得干燥前驱体；ZnCl2溶液中溶剂为蒸馏水和正己醇，按质量比1:1混合；
(2)在管式炉中对干燥前驱体以1℃/min的升温速率煅烧，煅烧温度为1200℃，煅烧时间为10h，获得中空管状ZnO；
步骤2：Ag及Ag包覆中空管状ZnO复合粉体制备
(1)取溶质AgNO3晶体，按质量配比，Ag含量为70％；溶剂为蒸馏水和正己醇按质量比1:1的混合溶液；混合配制浓度为0.1mol/L的AgNO3溶液，并向AgNO3溶液加入AgNO3晶体质量4％的脂肪酸聚乙二醇酯，搅拌溶解，形成含有脂肪酸聚乙二醇酯的AgNO3溶液；
(2)按质量配比，称量30％中空管状ZnO，将中空管状ZnO加入含有脂肪酸聚乙二醇酯AgNO3溶液中，搅拌形成悬浊液，向悬浊液中，以5mL/min的速率，滴加0.1mol/L的柠檬酸钠溶液，得到沉淀；
(3)将沉淀洗涤到中性，并烘干后，在管式炉中，空气气氛下煅烧，煅烧温度为650℃，煅烧时间为12h，得到Ag及Ag包覆中空管状ZnO复合粉体；
步骤3：中空管状ZnO增强银基复合电接触材料制备
将Ag及Ag包覆中空管状ZnO复合粉体，在室温下注入碳化硅模具中，在氮气保护气氛下，进行热压烧结，烧结温度为500℃，烧结压力为10MPa，烧结时间为0.25h，得到中空管状ZnO增强银基复合电接触材料中空管状ZnO在Ag基中为弥散分布状态。
本实施例制备的中空管状ZnO增强银基复合电接触材料：致密度：96％，硬度：Hv0.1＝120，电导率：20MS/m。
实施例6
一种中空管状CuO增强银基复合电接触材料，包括各组分及其质量百分含量为：Ag：80％，中空管状CuO含量：20％，中空管状CuO在银基体中弥散分布。
中空管状CuO增强银基复合电接触材料制备方法，包括如下步骤：
步骤1：中空管状CuO制备
(1)将鸭绒纤维在浓度为2mol/L的Cu(NO3)3溶液中浸渍，水浴30℃，保温浸渍30h后，在烘箱中100℃烘干；Cu(NO3)3溶液中溶剂为乙二醇和丙三醇，按质量比1:1混合；
(2)重复步骤(1)，对角蛋白纤维共进行浸渍-烘干操作6次，获得干燥前驱体，在管式炉中对干燥前驱体以30℃/min的升温速率煅烧，煅烧温度为1300℃，煅烧时间为8h，获得中空管状CuO；
步骤2：Ag及Ag包覆中空管状CuO复合粉体制备
(1)取溶质AgNO3晶体，按质量配比，Ag含量为80％；溶剂为乙二醇和丙三醇按质量比1:1的混合溶液；混合配制浓度为3mol/L的AgNO3溶液，并向AgNO3溶液加入AgNO3晶体质量5％的油酸，搅拌溶解，形成含有油酸的AgNO3溶液；
(2)按质量配比，称量20％中空管状CuO，将中空管状CuO加入含有油酸的AgNO3溶液中，搅拌形成悬浊液，向悬浊液中，以30mL/min的速率，滴加3mol/L的葡萄糖溶液，得到沉淀；
(3)将沉淀洗涤到中性，并烘干后，在管式炉中，空气气氛下煅烧，煅烧温度为700℃，煅烧时间为8h，得到Ag及Ag包覆中空管状CuO复合粉体；
步骤3：中空管状CuO增强银基复合电接触材料制备
将Ag及Ag包覆中空管状CuO复合粉体，在室温下注入碳化硅模具中，在氮气保护气氛下，进行热压烧结，烧结温度为800℃，烧结压力为100MPa，烧结时间为0.5h，得到中空管状CuO增强银基复合电接触材料，中空管状CuO在Ag基中为弥散分布状态。
本实施例制备的中空管状CuO增强银基复合电接触材料：致密度：97.5％，硬度：Hv0.1＝107，电导率：33.5MS/m。
实施例7
一种中空管状Bi2O3增强银基复合电接触材料，包括各组分及其质量百分含量为：Ag：98％，中空管状Bi2O3含量：2％，中空管状Bi2O3在银基体中弥散分布。
中空管状Bi2O3增强银基复合电接触材料制备方法，包括如下步骤：
步骤1：中空管状Bi2O3制备
(1)将蚕丝纤维在浓度为3mol/L的Bi(NO3)3溶液中浸渍，水浴70℃，保温浸渍10h后，在烘箱中120℃烘干；Bi(NO3)3溶液中溶剂为丁醇和正己醇，按质量比2:1混合；
(2)重复步骤(1)，对蚕丝纤维共进行浸渍-烘干操作8次，获得干燥前驱体，在管式炉中对干燥前驱体以50℃/min的升温速率煅烧，煅烧温度为1400℃，煅烧时间为1h，获得中空管状Bi2O3；
步骤2：Ag及Ag包覆中空管状Bi2O3复合粉体制备
(1)取溶质AgNO3晶体，按质量配比，Ag含量为98％；溶剂为丁醇和正己醇按质量比2:1的混合溶液；混合配制浓度为5mol/L的AgNO3溶液；
(2)按质量配比，称量2％中空管状Bi2O3，将中空管状Bi2O3加入AgNO3溶液中，搅拌形成悬浊液，向悬浊液中，以50mL/min的速率，滴加5mol/L的葡萄糖溶液，得到沉淀；
(3)将沉淀洗涤到中性，并烘干后，在管式炉中，空气气氛下煅烧，煅烧温度为800℃，煅烧时间为1h，得到Ag及Ag包覆中空管状Bi2O3复合粉体；
步骤3：中空管状Bi2O3增强银基复合电接触材料制备
将Ag及Ag包覆中空管状Bi2O3复合粉体，在室温下注入碳化硅模具中，在氮气保护气氛下，进行热压烧结，烧结温度为900℃，烧结压力为200MPa，烧结时间为6h，得到中空管状Bi2O3增强银基复合电接触材料，中空管状Bi2O3在Ag基中为弥散分布状态。
本实施例制备的中空管状Bi2O3增强银基复合电接触材料：致密度：99.5％，硬度：Hv0.1＝50，电导率：60MS/m。

Claims (10)

1.一种中空管状氧化物增强银基复合电接触材料，其特征在于，包括各组分及其质量百分含量为：Ag：70～98％，中空管状氧化物含量：2～30％；所述的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料，致密度：96～99.5％，硬度：Hv0.1＝50～120，电导率：20～60MS/m，所述的中空管状氧化物在银基体中弥散分布。
2.权利要求1所述的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：中空管状氧化物制备
(1)将纤维生物模板在前驱体溶液中浸渍后，烘干；其中，所述的浸渍温度为25～70℃，浸渍时间为1～48h，烘干温度为40～120℃；
(2)重复步骤(1)，对纤维生物模板共进行浸渍-烘干操作1～8次，获得干燥前驱体，将干燥前驱体煅烧，获得中空管状氧化物，其中，所述的煅烧温度为600～1400℃，煅烧时间为1～10h，煅烧升温速率为1～50℃/min；
步骤2：Ag及Ag包覆中空管状氧化物复合粉体制备
(1)按质量配比，将中空管状氧化物加入AgNO3溶液中，搅拌形成悬浊液，向悬浊液中滴加还原剂得到沉淀，其中，所述的AgNO3溶液的浓度为0.1～5mol/L；
(2)将沉淀洗涤到中性后，烘干，煅烧，得到Ag及Ag包覆中空管状氧化物复合粉体；
步骤3：中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备
将Ag及Ag包覆中空管状氧化物复合粉体，在室温下注入模具中，进行成型烧结，得到中空管状氧化物增强银基复合电接触材料。
3.根据权利要求2所述的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，纤维生物模板为纤维素纤维或角蛋白纤维。
4.根据权利要求2所述的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，前驱体溶液的浓度为0.001～3mol/L，所述的前驱体溶液中的溶质为含有金属离子的可溶性硝酸盐、硫酸盐、氯盐或有机盐；溶剂为蒸馏水和/或有机醇溶液，其中，按质量百分比，蒸馏水含量为溶剂的0～100％，有机醇溶液含量为溶剂的100～0％。
5.根据权利要求4所述的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备方法，其特征在于，所述的步骤1(1)中，金属离子为能够形成可溶性硝酸盐、硫酸盐、氯盐或有机盐的金属离子。
6.根据权利要求2所述的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备方法，其特征在于，所述的步骤2(1)中：
AgNO3溶液的浓度为0.1～5mol/L，所述的AgNO3溶液的溶质为AgNO3晶体，溶剂为蒸馏水和/或有机醇混合溶液，其中蒸馏水含量为溶剂的0～100％，有机醇含量为溶剂的100～0％；
还原剂的浓度为0.1～5mol/L，还原剂的滴加速率为0.1～50mL/min，所述的还原剂为柠檬酸钠溶液、硼氢化钠溶液、硫酸亚铁溶液、抗坏血酸或葡萄糖溶液中的一种。
7.根据权利要求4或6所述的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备方法，其特征在于，所述的有机醇为甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、丁醇或正己醇中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备方法，其特征在于，所述的步骤2(1)中，AgNO3溶液中含有分散剂，所述的分散剂质量含量为AgNO3晶体质量的0～5％；所述的分散剂为六偏磷酸钠、阿拉伯树胶、十二烷基硫酸钠、甲基戊醇、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、吐温80、脂肪酸聚乙二醇酯或油酸中的一种或几种。
9.根据权利要求2所述的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备方法，其特征在于，所述的步骤2(2)中，煅烧参数为，在空气气氛下，煅烧温度为400～800℃，煅烧时间为1～12h。
10.根据权利要求2所述的中空管状氧化物增强银基复合电接触材料制备方法，其特征在于，所述的步骤3中，成型烧结方式为热压烧结，所述的成型烧结在氩气或氮气保护气氛下进行，烧结温度为500～900℃，成型压力为10～200MPa，烧结时间为0.25～12h。
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