CN106935794B - 一种贴金铜电极的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种贴金铜电极的制备方法，首先对铜片A的表面进行喷砂处理；将焊膏均匀涂抹到铜片A的表面；将金箔铺在铜片A涂有焊膏的表面上，再在金箔上面铺放一层氧化铝粉形成氧化铝层，并用铜片B盖在氧化铝层的上面；使用喷火枪对铜片B进行加热，通过氧化铝层将热量传递到金箔和焊膏，使金箔和焊膏的温度高于760℃，使得金箔焊接到铜片A上；自然冷却后，清除金箔上的氧化铝粉末，制得贴金铜片；再把该贴金铜片在H2气氛中加热、还原25‑35min；即得贴金铜电极。本发明利用焊膏将金箔焊接到铜片电极上，接触电阻小于1mΩ。在200℃的氧化条件下，接触电阻几乎无变化，表现出很好的抗氧化性能，适合于制备性能稳定的电源开关。
Description
技术领域
本发明涉及电极技术领域，具体是一种贴金铜电极的制备方法。
背景技术
电极的概念是M.法拉第进行系统电解实验后在1834年提出的，原意只指构成电池的插在电液中的金属棒。电池的组成部分，它由一连串相互接触的物相构成，其一端是电子导体──金属(包括石墨)或半导体，另一端必须是离子导体──电解质(这里专指电解质溶液，简称“电解液”或“电液”)。结构最简单的电极应包括两个物相和一个相界面，即〔金属|电液〕。上述定义的电极也称“半电池”。命名方式很复杂，有些根据电极的金属部分命名，如铜电极、铂电极等；有些根据电极活性的氧化还原对中的特征物质命名，如甘汞电极、氢电极；有些根据电极金属部分的形状命名，如滴汞电极、转盘电极；有些根据电极的功能命名。这些名称如参比电极、钠离子选择电极(见离子选择性电极)等，都是约定俗成的。
其中纯铜电极特点是：塑性好，可机械加工成型、锻造成型、电铸成型以及线切割成型等，质地细密，加工稳定性好，相对电极损耗小，适应性广。纯铜电极的接触电阻一般是零点几毫欧，随着使用时间的延长铜电极表面会被氧化，接触电阻会逐渐增加到几毫欧、几十毫欧和几百毫欧。当有大电流通过时，会消耗大量电能甚至烧毁电极。在铜电极表面上制备一层金是一个有效的抗氧化方法。常用的有电镀金的方法，能够形成均匀光亮的镀金膜，但镀金液常含有氰化金等剧毒化合物，而且工艺复杂。还有一种贴金的方法，利用胶等将金纸粘贴到金属表面，工艺简单。但成品大多只起到装饰的作用，导电性很差或不导电。
发明内容
本发明的目的在于提供一种贴金铜电极的制备方法，即金箔与铜电极的焊接方法，该方法工艺简单，接触电阻小；克服了使用剧毒氰化物和贴金铜电极接触电阻很大的不足。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种贴金铜电极的制备方法，包括以下步骤：
1)对铜片A的表面进行喷砂处理；
2)将焊膏均匀涂抹到铜片A的表面；
3)将金箔铺在铜片A涂有焊膏的表面上，再在金箔上面铺放一层氧化铝粉形成氧化铝层，并用铜片B盖在氧化铝层的上面；使用喷火枪对铜片B进行加热，通过氧化铝层将热量传递到金箔和焊膏，使金箔和焊膏的温度高于760℃，使得金箔焊接到铜片A上；
4)自然冷却后，清除金箔上的氧化铝粉末，制得贴金铜片；再将该贴金铜片在H2气氛中加热、还原25-35min；即得贴金铜电极。
作为本发明进一步的方案：焊膏是由超细银铜锌锡合金粉末、助焊剂、粘结剂组成的膏状银钎焊料，固液相线，665～745℃。
作为本发明进一步的方案：金箔是含金量99.8％的金箔纸。
作为本发明进一步的方案：氧化铝层是厚度为1.5-2.5mm的氧化铝粉末。
作为本发明进一步的方案：步骤4)中，加热温度为200-450℃。
作为本发明进一步的方案：步骤4)中，还原时间为30min。
作为本发明进一步的方案：使用喷火枪对铜片B进行加热，使金箔和焊膏的温度高于760℃并保持该温度0.1-3min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明利用简单工艺在铜电极上焊接一层金箔，接触电阻小于1mΩ。在200℃的氧化条件下，接触电阻几乎无变化，表现出很好的抗氧化性能，适合于制备性能稳定的电源开关。本发明应用焊膏将金箔焊接到铜片电极上，利用固态粉末和铜片做传热层保护金箔在焊接过程中不被烧坏。
附图说明
图1是采用本发明工艺制得的产品结构示意图；
图中：1-铜片A，2-焊膏，3-金箔，4-氧化铝层，5-铜片B。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，本发明实施例中，贴金铜电极由上至下依次包括铜片B5、氧化铝层4、金箔3、焊膏2、铜片A1。铜片A1是2×4cm的铜片，表面经过喷砂处理，去除表面的氧化层和使表面变得粗糙，并使用300公斤的压力压平整。将焊膏2均匀涂抹到铜片A1的表面，并使用刀片将多余的焊膏2刮净。将金箔3铺在铜片A1涂有焊膏2的表面上，再在金箔3上面铺放一层氧化铝粉形成氧化铝层4，并用一个铜片B5盖在氧化铝层4的上面。焊膏2是一种由超细银铜锌锡合金粉末、助焊剂、粘结剂组成的膏状银钎焊料，固液相线，665～745℃。金箔3是含金量99.8％的金箔纸。氧化铝层4是厚度约2mm的氧化铝粉末层。铜片B5是2×4cm的铜片。
使用喷火枪对上面的铜片B5进行加热，通过氧化铝层4将热量传递到金箔3和焊膏2，使它们的温度高于760℃，金箔3就被焊接到铜片A1上。自然冷却后，轻轻地将金箔3上的氧化铝粉末倒掉。再把此贴金铜片在H2气氛中利用酒精灯加热，还原30分钟。得到抗氧化的贴金铜电极。
当接触面积为5×10mm2时，比较纯铜电极和贴金铜电极在未氧化、200℃氧化2h、200℃氧化16h条件下的接触电阻，结果如表1所示。
表1
| 未氧化 | 200℃氧化2h | 200℃氧化16h | |
| 纯铜电极 | 280μΩ | 760μΩ | 1.7mΩ |
| 贴金铜电极 | 590μΩ | 620μΩ | 620μΩ |
本发明制得的贴金铜电极在200℃的氧化条件下，接触电阻几乎无变化，表现出很好的抗氧化性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (1)
1.一种贴金铜电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对铜片A的表面进行喷砂处理；
2)将焊膏均匀涂抹到铜片A的表面；
3)将金箔铺在铜片A涂有焊膏的表面上，再在金箔上面铺放一层氧化铝粉形成氧化铝层，并用铜片B盖在氧化铝层的上面；使用喷火枪对铜片B进行加热，使金箔和焊膏的温度高于760℃并保持该温度0.1-3min，使得金箔焊接到铜片A上；
4)自然冷却后，清除金箔上的氧化铝粉末，制得贴金铜片；再把该贴金铜片在H2气氛中加热、还原30min；即得贴金铜电极；
其中，所述焊膏是由超细银铜锌锡合金粉末、助焊剂、粘结剂组成的膏状银钎焊料，固液相线，665～745℃；
金箔是含金量99.8％的金箔纸；
氧化铝层是厚度为1.5-2.5mm的氧化铝粉末；
步骤4)中，加热温度为200-450℃。
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