CN108885948A - 制备基于银氧化锡或银氧化锌的触点材料的方法及触点材料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备基于银氧化锡或银氧化锌的触点材料的方法。根据本发明，将氧化锡和/或氧化锌颗粒与除银以外的金属的粉末混合，将混合物加热至高于金属粉末的熔点，使得氧化锡和/或氧化锌颗粒被液态金属润湿，将混合物暴露于含氧环境中，从而该金属被氧化，随后将通过氧化步骤形成的产物作为粉末嵌入银基质中。本发明进一步涉及相应的触点材料。

Description

制备基于银氧化锡或银氧化锌的触点材料的方法及触点材料
本发明涉及一种制备基于银-氧化锡或银-氧化锌的触点材料(contactmaterial)的方法，以及相应的触点材料。例如，从DE43 31 526 C2和DE198 28 692 A1所知的基于银氧化锡的触点材料及其制备方法。
电触点由于在切换时形成的电弧而经受相当大的应力。该类型的电弧使触点的材料局部熔化并部分蒸发，其被称为烧化(burn-off)。触点材料必须能够尽可能持久地经受这些应力。
由于银基质具有良好的导电性和热导性，因此基于银氧化锡的触点材料在这方面具有良好的性能，同时减少氧化锡颗粒的烧化。然而，由于其较高的热阻(thermalresistance)，在电弧的作用下，氧化锡倾向于在接触面形成导电性差的熔渣层，导致在连续电流条件下较差的加热性能。可以通过将其它金属氧化物，例如钨、钼、铋、钒和/或铜氧化物与触点材料混合以抵消该缺点。这些添加剂有助于润湿氧化锡颗粒，使得当触点部分的表面在切换电弧的作用下局部熔化时，氧化锡仍保持细微地分散在悬浮液中。
然而，由于这些添加物会导致脆化，基于银氧化锡的触点材料的不尽如人意的塑性变形性甚至由于这些添加物而进一步恶化。对于铋氧化物和钼氧化物尤其如此。
本发明的目的是提供一种制造触点材料的方法，该触点材料甚至更好地将良好的机械性能与有利的加热性能以及较高的耐烧化性能相结合。
本发明的目的通过具有权利要求1中所列特征的方法实现。本发明的其它有利的实施方式是从属权利要求的主题。
在根据本发明的方法中，将氧化锡和/或氧化锌粉末与除银以外的金属的粉末混合，除银以外的金属粉末可以是元素或合金，例如，与铋粉末混合。随后将混合物加热至金属粉末的熔点以上，使得氧化锡或氧化锌颗粒被液态金属润湿。借助于含氧环境，例如空气的作用，润湿氧化锡或氧化锌颗粒的金属随后被氧化。以这种方式，形成与氧化锡或氧化锌粉末的颗粒(grains)高度紧密地结合的金属氧化物颗粒。
通过使用根据本发明的方法，氧化锡或氧化锌颗粒可以被液态金属涂覆。通过氧化这种金属，氧化锡或氧化锌颗粒被涂覆有金属氧化物并且与其极好地结合。氧化锡或氧化锌颗粒和金属氧化物可以形成复合氧化物。此外，使用的金属的量不必大到使得所有氧化锡或氧化锌颗粒完全被涂覆。
金属粉末的量可以保持为很小，因为由熔化后的金属粉末形成的金属氧化物非常牢固地与氧化锡或氧化锌相结合。例如，金属氧化物的质量可小于氧化锡和/或氧化锌质量的十分之一，约为2％至5％。
特别是当金属粉末的量相对于氧化锡和氧化锌粉末的量相对较小时，通过使用根据本发明的方法制造的复合氧化物可以直接以粉末形式获得，或者其可以轻松地粉碎。随后将该复合氧化物粉末嵌入银基质中，例如，通过将复合氧化物粉末与银粉末混合，并随后烧结粉末混合物。
这里的银基质可以由，例如纯银组成，或者它可以包含其他金属添加物，例如铜。优选地，金属银基质由大于85重量％的银组成。
在根据本发明的方法中使用的用于制备金属氧化物的金属粉末可以是，例如，铋、钨、钼和/或钒粉末。根据本发明制备的复合氧化物粉末可以与其他氧化物粉末混合。
在本发明的另一实施例中，氧化步骤在升高的温度下进行，例如在600℃或更高，特别地，在800℃或更高的温度进行。许多金属，例如铋，在室温下不氧化或仅是非常缓慢地氧化。
在本发明的另一实施例中，通过氧化步骤形成的由氧化锡或氧化锌和金属氧化物形成的复合氧化物在较高温度，例如，在1000℃或更高的温度退火。以这种方式，在氧化锡或氧化锌颗粒与相邻的金属氧化物颗粒之间的界面能局部地形成混合的氧化物，因此复合得到进一步的改善。
实施例
例如，将100重量份的根据FSSS测量的粒径小于7μm(FSSS＝费氏粒度测量仪(Fisher Sub-Sieve Sizer))的氧化锡粉末与5重量份的铋粉末混合在一起。随后加热该粉末混合物，使得液体铋润湿氧化锡颗粒。加热可以在真空中或在惰性气体环境中进行。接着，将混合物暴露于含氧环境，例如，空气中，并随后在1000℃的温度下退火1小时，以使铋氧化。氧化完成后，产生的复合氧化物经过进一步热处理，例如在1100℃或更高温度下退火1小时或更长的时间。
随后将以这种方式形成的氧化物材料粉碎并与银粉末混合。接着，熔化银粉末，以这种方式氧化物可以被嵌入银基质中。然而，氧化物也可以通过烧结和/或挤出嵌入银基质中。与常规制备的材料相比，根据本发明制备的材料具有更好的延展性并具有相同的转换性能。

Claims (6)

1.一种制备基于银氧化锡或银氧化锌的触点材料的方法，其特征在于：
将氧化锡和/或氧化锌颗粒与除银以外的金属的粉末混合，
将所述混合物加热至高于所述金属粉末的熔点，使得所述氧化锡和/或氧化锌颗粒被液态金属润湿，
将所述混合物暴露于含氧环境中，从而使所述金属被氧化，随后
将通过氧化步骤形成的产物作为粉末嵌入银基质中。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，金属粉末含有铋作为主要成分。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述氧化步骤在优选至少600℃的升高的温度下进行。
4.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过所述氧化步骤形成的产物在优选至少1000℃的升高的温度下进行热处理。
5.如前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过与银粉末混合并随后烧结银粉末来进行嵌入银基质中的步骤。
6.一种使用如前述权利要求中任一项所述的方法制备的触点材料。
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