CN110923496A - 一种AgZrB2电触头材料及其制备方法 - Google Patents
一种AgZrB2电触头材料及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110923496A CN110923496A CN201911080256.7A CN201911080256A CN110923496A CN 110923496 A CN110923496 A CN 110923496A CN 201911080256 A CN201911080256 A CN 201911080256A CN 110923496 A CN110923496 A CN 110923496A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- powder
- zrb
- agzrb
- contact material
- ball
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 139
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 131
- 229910007948 ZrB2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 48
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 26
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000011812 mixed powder Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims abstract description 8
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims abstract description 8
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims abstract description 8
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 22
- 238000002490 spark plasma sintering Methods 0.000 claims description 12
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 11
- 238000005303 weighing Methods 0.000 claims description 11
- -1 polyethylene pyrrolidone Polymers 0.000 claims description 10
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 7
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 7
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 6
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N SnO2 Inorganic materials O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C5/00—Alloys based on noble metals
- C22C5/06—Alloys based on silver
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/10—Sintering only
- B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
- C22C32/0047—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
- C22C32/0073—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents only borides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
- H01B1/02—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of metals or alloys
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
- B22F9/04—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling
- B22F2009/043—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from solid material, e.g. by crushing, grinding or milling by ball milling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Contacts (AREA)
Abstract
一种AgZrB2电触头材料，包括以下组分：Ag粉末88wt.％～98wt.％；ZrB2粉末2wt.％～12wt.％；一种AgZrB2电触头材料的制备方法，包括以下步骤：步骤1，按Ag与ZrB2质量比为88～98wt.％和2～12wt.％称量好的Ag、ZrB2粉末在行星式球磨机中混粉，分别添加无水乙醇和聚乙烯吡咯烷酮作为过程控制剂和分散剂；步骤2，将预先球磨粉末在三维振动混粉机上再次混粉；步骤3，将混合后的粉末置于放电等离子烧结炉中烧结，对炉内抽真空，加热升温，保温，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料。
Description
技术领域
本发明属于电触头材料技术领域，具体涉及一种AgZrB2电触头材料及其制备方法。
背景技术
电触头是各种低压开关、电器、仪表仪器中的核心元件，电触头的性能影响整个电气系统运行的稳定性和可靠性。因此，要求电触头材料具有良好的耐机械磨损性、耐电弧侵蚀性、抗熔焊性、抗材料转移性、低而稳定的接触电阻以及高导电导热性。银基触头材料因其良好的耐电弧侵蚀性、抗熔焊性、导电导热性等，广泛应用于继电器、家用电器、汽车、航天航空等领域。AgCdO触头材料耐电弧侵蚀性好，抗熔焊性优良，接触电阻低且稳定，被称为“万能触头”，但由于“镉毒”影响人体健康和生态环境，因此限制了其广泛应用。AgSnO2电触头材料一定程度上具有与AgCdO电触头材料相媲美的性能，且具有较好的热稳定性，逐渐成为AgCdO的替代材料。但是，Ag和SnO2的润湿性差，电弧反复作用后易产生两相分离，使SnO2颗粒在触头表面形成不导电的“富集区”，导致触头材料表面接触电阻增大和温度升高，严重影响电器的稳定性和使用寿命。由于ZrB2具有高熔点、高强度、高硬度、高弹性模量以及良好的导电性，且ZrB2与Ag的润湿性好，成为银基触头材料理想的增强相。随着开关电器的小型化、大功率、长寿命和可靠性要求的不断提高，对触头材料的性能提出了越来越苛刻的要求。因此开发一种综合性能优异的AgZrB2触头材料具有重要的工程意义和实用价值。
发明内容
为克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种AgZrB2电触头材料及其制备方法，采用该方法制备出的AgZrB2触头材料具有优异的抗材料转移性和抗熔焊性、接触电阻低而稳定的特点。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种AgZrB2电触头材料，包括以下组分：Ag粉末88wt.％～98wt.％；ZrB2粉末2wt.％～12wt.％；
所述的过程控制剂为无水乙醇。
所述的分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。
一种AgZrB2电触头材料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，按Ag与ZrB2质量比为88～98wt.％和2～12wt.％称量好的Ag、ZrB2粉末在行星式球磨机中混粉2～12h，转速为250～400rpm，球料比为10:1～30:1，并按照Ag粉和ZrB2粉总质量分别添加0.1～0.3wt.％无水乙醇和0.5～1.5wt.％聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为过程控制剂和分散剂；
步骤2，将预先球磨粉末在三维振动混粉机上再次混粉1～8h，频率为30～50Hz，球料比为1:4～1:10；
步骤3，将混合后的粉末置于放电等离子烧结炉中烧结，对炉内抽真空至真空度大于1×10-3Pa；以50～100℃/min加热速度升温至700～850℃，保温5～20min，施加压力30MPa，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料。
本发明的有益效果是：
本发明AgZrB2电触头材料的优点，在于采用ZrB2增强Ag基所制备出的触头材料具有较高的抗材料转移性能，同时具备良好的抗烧蚀能力以及抗熔焊性，呈现出良好的综合性能。不同的组分配比制备出的AgZrB2电触头材料具有不同的抗烧蚀能力以及抗熔焊性，可以适用于不同的负载工况要求。
本发明AgZrB2电触头材料制备方法的优点在于通过球磨和三维振动混粉实现了ZrB2和Ag复合粉末的均匀分散；结合放电等离子热压烧结具有在加压的同时实现烧结的特点，脉冲电流产生的等离子体及烧结过程中的加压有利于降低粉末的烧结温度，同时低电压、高电流的特征，可快速实现粉末烧结致密化，制备出一种综合性能优良的新型AgZrB2触头材料。
附图说明
图1为本发明制备方法流程图。
图2(a)为本发明Ag-4wt.％ZrB2触头材料显微组织照片。
图2(b)为本发明Ag-6wt.％ZrB2触头材料显微组织照片。
图3(a)为本发明Ag-4wt.％ZrB2触头材料在DC16A/12V时电接触5000次阳极侵蚀形貌。
图3(b)为本发明Ag-4wt.％ZrB2触头材料在DC16A/12V时电接触5000次阴极侵蚀形貌。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例子对本发明进行详细说明。
如图1所示，为本发明的AgZrB2触头材料制备方法，其具体方法为：
步骤1，粉末称量
按照AgZrB2触头材料的成分配比计算所需Ag粉和ZrB2粉用量，称取备用，其中ZrB2含量为2.0～12.0wt.％，余量为Ag；
球磨混粉，将称量的Ag粉、ZrB2粉末在球磨机上混粉2～12h，转速250～400rpm，球料比10:1～30:1，按照Ag粉和ZrB2粉总质量分别添加0.1～0.3wt.％无水乙醇作为过程控制剂和0.5～1.5wt.％聚乙烯毗咯烷酮(PVP)作为分散剂；
步骤2，三维混粉
将球磨混合后的复合粉末在三维振动混粉机上再次混粉1～8h，频率30～50Hz，球料比为1:4～1:10；
步骤3，放电等离子烧结
将混合后的粉末置于放电等离子烧结炉(SPS)中烧结，对炉内抽真空，当真空度大于1×10-3Pa，然后以50～100℃/min加热速度升温至700～850℃，保温5～20min，施加压力30MPa,随后炉冷到室温，即可得到AgZrB2触头材料。
如图2所示，图2(a)为本发明Ag-4wt.％ZrB2触头材料显微组织照片，图2(b)为本发明Ag-6wt.％ZrB2触头材料显微组织照片。对于两种ZrB2含量不同的AgZrB2触头材料的制备方法与参数相同，可以看出含量不同的AgZrB2触头材料的显微组织不同，但均表现出良好的组织均匀性、致密性以及烧结性。
如图3所示，图3(a)为本发明Ag-4wt.％ZrB2触头材料在DC16A/12V时电接触5000次阳极侵蚀形貌。图3(b)为本发明Ag-4wt.％ZrB2触头材料在DC16A/12V时电接触5000次阴极侵蚀形貌。可以看出，在DC16A/12V时，Ag-4wt.％ZrB2触头材料的阴极出现蚀坑，阳极出现凸起，且侵蚀区边缘均出现材料喷溅和熔融金属流动的痕迹，材料是由阴极向阳极转移。
实施例1
一种AgZrB2电触头材料，包括以下组分：Ag粉末88wt.％；ZrB2粉末12wt.％，上述组分之和为100％。
原料分别为纯度大于99.99％，粒度72μm的Ag粉；纯度大于99.99％，粒度50nm的ZrB2粉；Ag和ZrB2质量百分比分别为88wt.％和12wt.％。
制备步骤为：按照配比分别称取Ag粉264g和ZrB2粉36g；将称量好的粉末在行星式球磨机上球磨8h，转速400rpm,球料比30:1，并按照Ag粉和ZrB2粉总质量分别添加0.3wt.％无水乙醇作为过程控制剂和1.5wt.％聚乙烯毗咯烷酮作为分散剂；随后将球磨混合后的粉末在三维振动混粉机上再次混粉8h，频率为50Hz，球料比为1:10。将混合好的粉末放入放电等离子烧结炉中烧结，首先对炉内抽真空，真空度大于1×10-3Pa，然后以50℃/min加热速度升温至850℃，保温20min，施加压力30MPa，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料，其致密度，硬度和导电率分别为92.6％、63.20HV和28.17％IACS。Ag-12wt.％ZrB2触头材料在DC12V/16A时电接触5000次后，材料转移方向为阴极向阳极转移，材料相对转移质量为1.7mg，与AgSnO2触头材料相比，降低了27.6％。
实施例2
一种AgZrB2电触头材料，包括以下组分：Ag粉末93wt.％，ZrB2粉末7wt.％，上述组分之和为100％。
原料分别为纯度大于99.99％，粒度72μm的Ag粉；纯度大于99.99％，粒度50nm的ZrB2粉；Ag和ZrB2质量百分比分别为93wt.％，和7wt.％。
制备步骤为：按照配比分别称取Ag粉279g和ZrB2粉21g；将称量好的粉末在行星式球磨机上球磨7h，转速325rpm,球料比20:1，并按照Ag粉和ZrB2粉总质量分别添加0.2wt.％无水乙醇作为过程控制剂和1.0wt.％聚乙烯毗咯烷酮作为分散剂；随后将球磨混合后的粉末在三维振动混粉机上再次混粉4h，频率为40Hz，球料比为1:7。将混合好的粉末放入放电等离子烧结炉中烧结，首先对炉内抽真空，真空度大于1×10-3Pa，然后以75℃/min加热速度升温至775℃，保温14min施加压力30MPa，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料，其致密度，硬度和导电率分别为97.3％、55.7HV和54.7％IACS。Ag-7wt.％ZrB2触头材料在DC12V/16A时电接触5000次后，材料转移方向为阴极向阳极转移，材料相对转移质量为0.7mg，与AgSnO2触头材料相比，降低了57.1％。
实施例3
一种AgZrB2电触头材料，包括以下组分：Ag粉末98wt.％；ZrB2粉末2wt.％，上述组分之和为100％。
原料分别为纯度大于99.99％，粒度72μm的Ag粉；纯度大于99.99％，粒度50nm的ZrB2粉；Ag和ZrB2质量百分比分别为98wt.％，和2wt.％。
制备步骤为：按照配比分别称取Ag粉294g和ZrB2粉6g；将称量好的粉末在行星式球磨机上球磨2h，转速250rpm，球料比10:1，并按照Ag粉和ZrB2粉总质量分别添加0.1wt.％无水乙醇作为过程控制剂和0.5wt.％聚乙烯毗咯烷酮作为分散剂；随后将球磨混合后的粉末在三维振动混粉机上再次混粉1h，频率为30Hz，球料比为1:4。将混合好的粉末放入放电等离子烧结炉中烧结，首先对炉内抽真空，真空度大于1×10-3Pa，然后以100℃/min加热速度升温至750℃，保温14min施加压力30MPa，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料，其致密度，硬度和导电率分别为98.6％、47.3HV和86.2％IACS。Ag-2wt.％ZrB2触头材料在DC12V/16A时电接触5000次后，材料转移方向为阴极向阳极转移，材料相对转移质量为0.4mg，与AgSnO2触头材料相比，降低了63.3％。
实施例4
一种AgZrB2电触头材料，包括以下组分：Ag粉末96wt.％；ZrB2粉末4wt.％；上述组分之和为100％。
原料分别为纯度大于99.99％，粒度72μm的Ag粉；纯度大于99.99％，粒度50nm的ZrB2粉；Ag和ZrB2质量百分比分别为96wt.％和4wt.％。
制备步骤为：按照配比分别称取Ag粉288g和ZrB2粉12g；将称量好的粉末在行星式球磨机上混粉2h，转速250rpm，球料比10:1，并按照Ag粉和ZrB2粉总质量分别添加0.2wt.％无水乙醇作为过程控制剂和0.5wt.％聚乙烯毗咯烷酮作为分散剂；随后将球磨混合后的粉末在三维振动混粉机上再次混粉4h，频率为30Hz，球料比为1:4；将混合好的粉末放入放电等离子烧结炉(SPS)中烧结，首先对炉内抽真空，真空度大于1×10-3Pa，然后以50℃/min加热速度升温至775℃，保温13min，施加压力30MPa，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料，其致密度，硬度和导电率分别为97.5％、50.8HV和63.2％IACS；Ag-4wt.％ZrB2触头材料在DC12V/16A时电接触5000次后，材料转移方向为阴极向阳极转移，材料相对转移质量为0.3mg，与AgSnO2触头材料相比，降低了66.6％。
实施例5
一种AgZrB2电触头材料，包括以下组分：Ag粉末94wt.％；ZrB2粉末6wt.％；上述组分之和为100％。
原料分别为纯度大于99.99％，粒度72μm的Ag粉；纯度大于99.99％，粒度50nm的ZrB2粉。Ag和ZrB2质量百分比分别为94wt.％和6wt.％；
制备步骤为：按照配比分别称取Ag粉282g和ZrB2粉18g；将称量好的粉末在行星式球磨机上球磨7h，转速375rpm,球料比20:1，并按照Ag粉和ZrB2粉总质量分别添加0.2wt.％无水乙醇作为过程控制剂和1.0wt.％聚乙烯毗咯烷酮作为分散剂；随后将球磨混合后的粉末在三维振动混粉机上再次混粉8h，频率为40Hz，球料比为1:7；将混合好的粉末放入放电等离子烧结炉(SPS)中烧结，首先对炉内抽真空，真空度大于1×10-3Pa，然后以80℃/min加热速度升温至700℃，保温5min，施加压力30MPa，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料，其致密度，硬度和导电率分别为96.51％、59.6HV和43.62％IACS；Ag-6wt.％ZrB2触头材料在DC12V/16A时电接触5000次后，材料转移方向为阴极向阳极转移，材料相对转移质量为0.5mg，与AgSnO2触头材料相比，降低了62.2％。
实施例6
一种AgZrB2电触头材料，包括以下组分：Ag粉末92wt.％；ZrB2粉末8wt.％；上述组分之和为100％。
原料分别为纯度大于99.99％，粒度72μm的Ag粉；纯度大于99.99％，粒度50nm的ZrB2粉；Ag和ZrB2质量百分比分别为92wt.％，和8wt.％。
制备步骤为：按照配比分别称取Ag粉276g和ZrB2粉24g；将称量好的混合粉末在行星式球磨机上球磨12h，转速350rpm,球料比30:1，并按照Ag粉和ZrB2粉总质量分别添加0.3wt.％无水乙醇作为过程控制剂和1.5wt.％聚乙烯毗咯烷酮作为分散剂；随后将球磨混合后的粉末在三维振动混粉机上再次混粉8h，频率为40Hz，球料比为1:10；将混合好的粉末放入放电等离子烧结炉中烧结，首先对炉内抽真空，真空度大于1×10-3Pa，然后以100℃/min加热速度升温至850℃，保温20min，施加压力30MPa，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料，其致密度，硬度和导电率分别为95.41％、63.6HV和36.31％IACS。Ag-8wt.％ZrB2触头材料在DC12V/16A时电接触5000次后，材料转移方向为阴极向阳极转移，材料相对转移质量为0.9mg，与AgSnO2触头材料相比，降低了53.3％。
实施例7
一种AgZrB2电触头材料，包括以下组分：Ag粉末90wt.％；ZrB2粉末10wt.％；上述组分之和为100％。
原料分别为纯度大于99.99％，粒度72μm的Ag粉；纯度大于99.99％，粒度50nm的ZrB2粉；Ag和ZrB2质量百分比分别为90wt.％，和10wt.％。
制备步骤为：按照配比分别称取Ag粉270g和ZrB2粉30g；将称量好的粉末在行星式球磨机上球磨8h，转速400rpm,球料比30:1，并按照Ag粉和ZrB2粉总质量分别添加0.3wt.％无水乙醇作为过程控制剂和1.5wt.％聚乙烯毗咯烷酮作为分散剂；随后将球磨混合后的粉末在三维振动混粉机上再次混粉6h，频率为45Hz，球料比为1:10。将混合好的粉末放入放电等离子烧结炉中烧结，首先对炉内抽真空，真空度大于1×10-3Pa，然后以60℃/min加热速度升温至750℃，保温15min，并施加压力30MPa，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料，其致密度，硬度和导电率分别为94.18％、59.13HV和32.39％IACS。Ag-10wt.％ZrB2触头材料在DC12V/16A时电接触5000次后，材料转移方向为阴极向阳极转移，材料相对转移质量为1.3mg，与AgSnO2触头材料相比，降低了44.4％。
Claims (9)
1.一种AgZrB2电触头材料，其特征在于，包括以下组分：
Ag粉末88wt.％～98wt.％；
ZrB2粉末2wt.％～12wt.％。
2.根据权利要求1所述的一种AgZrB2电触头材料，其特征在于，包括以下组分：Ag粉末88wt.％；ZrB2粉末12wt.％。
3.根据权利要求1所述的一种AgZrB2电触头材料，其特征在于，包括以下组分：Ag粉末93wt.％，ZrB2粉末7wt.％。
4.根据权利要求1所述的一种AgZrB2电触头材料，其特征在于，包括以下组分：Ag粉末98wt.％；ZrB2粉末2wt.％。
5.根据权利要求1所述的一种AgZrB2电触头材料，其特征在于，包括以下组分：Ag粉末96wt.％；ZrB2粉末4wt.％。
6.一种AgZrB2电触头材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按Ag与ZrB2质量比为88～98wt.％和2～12wt.％称量好的Ag、ZrB2粉末在行星式球磨机中混粉2～12h，转速为250～400rpm，球料比为10:1～30:1，分别添加0.1～0.3wt.％无水乙醇和0.5～1.5wt.％聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作为过程控制剂和分散剂；
步骤2，将预先球磨粉末在三维振动混粉机上再次混粉1～8h，频率为30～50Hz，球料比为1:4～1:10；
步骤3，将混合后的粉末置于放电等离子烧结炉中烧结，对炉内抽真空至真空度大于1×10-3Pa；以50～100℃/min加热速度升温至700～850℃，保温5～20min，施加压力30MPa，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料。
7.根据权利要求6所述的一种AgZrB2电触头材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按照配比分别称取Ag粉264g和ZrB2粉36g；将称量好的粉末在行星式球磨机上球磨8h，转速400rpm,球料比30:1，并按照Ag粉和ZrB2粉总质量分别添加0.3wt.％无水乙醇作为过程控制剂和1.5wt.％聚乙烯毗咯烷酮作为分散剂；
步骤2，随后将球磨混合后的粉末在三维振动混粉机上再次混粉8h，频率为50Hz，球料比为1:10；
步骤3，将混合好的粉末放入放电等离子烧结炉中烧结，首先对炉内抽真空，真空度大于1×10-3Pa，然后以50℃/min加热速度升温至850℃，保温20min，施加压力30MPa，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料。
8.根据权利要求6所述的一种AgZrB2电触头材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按照配比分别称取Ag粉279g和ZrB2粉21g；将称量好的粉末在行星式球磨机上球磨7h，转速325rpm,球料比20:1，并按照Ag粉和ZrB2粉总质量分别添加0.2wt.％无水乙醇作为过程控制剂和1.0wt.％聚乙烯毗咯烷酮作为分散剂；
步骤2，随后将球磨混合后的粉末在三维振动混粉机上再次混粉4h，频率为40Hz，球料比为1:7；
步骤3，将混合好的粉末放入放电等离子烧结炉中烧结，首先对炉内抽真空，真空度大于1×10-3Pa，然后以75℃/min加热速度升温至775℃，保温14min施加压力30MPa，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料。
9.根据权利要求6所述的一种AgZrB2电触头材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，按照配比分别称取Ag粉294g和ZrB2粉6g；将称量好的粉末在行星式球磨机上球磨2h，转速250rpm，球料比10:1，并按照Ag粉和ZrB2粉总质量分别添加0.1wt.％无水乙醇作为过程控制剂和0.5wt.％聚乙烯毗咯烷酮作为分散剂；
步骤2，随后将球磨混合后的粉末在三维振动混粉机上再次混粉1h，频率为30Hz，球料比为1:4；
步骤3，将混合好的粉末放入放电等离子烧结炉中烧结，首先对炉内抽真空，真空度大于1×10-3Pa，然后以100℃/min加热速度升温至750℃，保温14min施加压力30MPa，随后炉冷到室温，即可获得AgZrB2触头材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911080256.7A CN110923496A (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 一种AgZrB2电触头材料及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201911080256.7A CN110923496A (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 一种AgZrB2电触头材料及其制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN110923496A true CN110923496A (zh) | 2020-03-27 |
Family
ID=69853644
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201911080256.7A Pending CN110923496A (zh) | 2019-11-07 | 2019-11-07 | 一种AgZrB2电触头材料及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN110923496A (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5732093B2 (zh) * | 1973-04-26 | 1982-07-08 | ||
| DE19953780C1 (de) * | 1999-11-04 | 2001-04-12 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Verfahren zur Herstellung von Halbzeug und Formkörpern aus partikelverstärkten Silberbasiswerkstoffen |
| DE10053941A1 (de) * | 1999-10-27 | 2001-05-31 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Metallband aus Silber oder einer Silberbasislegierung |
| CN102534280A (zh) * | 2012-02-17 | 2012-07-04 | 西安理工大学 | 一种AgTiB2触头材料的制备方法 |
| CN108251683A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-07-06 | 西安理工大学 | 一种具有高抗熔焊性能的银基触头材料及制备方法 |
| CN108546842A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-18 | 西安理工大学 | 一种AgTiB2触头材料及其制备方法 |
| CN108546843A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-18 | 西安理工大学 | 一种耐电弧侵蚀的银基电触头材料及其制备方法 |
| CN110218930A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-10 | 西安理工大学 | 一种具有高抗材料转移性能的银基触头材料及制备方法 |
-
2019
- 2019-11-07 CN CN201911080256.7A patent/CN110923496A/zh active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5732093B2 (zh) * | 1973-04-26 | 1982-07-08 | ||
| DE10053941A1 (de) * | 1999-10-27 | 2001-05-31 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Metallband aus Silber oder einer Silberbasislegierung |
| DE19953780C1 (de) * | 1999-11-04 | 2001-04-12 | Dresden Ev Inst Festkoerper | Verfahren zur Herstellung von Halbzeug und Formkörpern aus partikelverstärkten Silberbasiswerkstoffen |
| CN102534280A (zh) * | 2012-02-17 | 2012-07-04 | 西安理工大学 | 一种AgTiB2触头材料的制备方法 |
| CN108251683A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-07-06 | 西安理工大学 | 一种具有高抗熔焊性能的银基触头材料及制备方法 |
| CN108546842A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-18 | 西安理工大学 | 一种AgTiB2触头材料及其制备方法 |
| CN108546843A (zh) * | 2018-03-27 | 2018-09-18 | 西安理工大学 | 一种耐电弧侵蚀的银基电触头材料及其制备方法 |
| CN110218930A (zh) * | 2019-06-27 | 2019-09-10 | 西安理工大学 | 一种具有高抗材料转移性能的银基触头材料及制备方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6551374B2 (en) | Method of controlling the microstructures of Cu-Cr-based contact materials for vacuum interrupters and contact materials manufactured by the method | |
| Biyik | Effect of cubic and hexagonal boron nitride additions on the synthesis of Ag–SnO2 electrical contact material | |
| CN102242302A (zh) | 一种层状三元陶瓷增强金属铜复合材料的制备方法 | |
| CN110735094A (zh) | 纳米氧化锡纤维增强银氧化锡低压触点材料及其制备方法 | |
| CN111041268A (zh) | 银基电接触材料及其制备方法 | |
| CN102044347B (zh) | 银铜镍陶瓷高抗熔焊合金触头材料的制备方法及其产品 | |
| CN105177346A (zh) | 一种钨铜电接触材料及其制备方法 | |
| CN104051054A (zh) | 一种银、碳化钛基触头材料及其制备方法 | |
| CN108546843B (zh) | 一种耐电弧侵蚀的银基电触头材料及其制备方法 | |
| CN105463238A (zh) | 一种铜铬电触头材料及其制备方法 | |
| CN1323179C (zh) | 高强高导电铜基合金材料及其制备方法 | |
| CN103045895A (zh) | 一种电接触材料及其制备方法 | |
| CN110218930A (zh) | 一种具有高抗材料转移性能的银基触头材料及制备方法 | |
| CN108251683B (zh) | 一种具有高抗熔焊性能的银基触头材料及制备方法 | |
| CN104538213B (zh) | 一种硼化钛增强银基触头材料及其制备方法 | |
| CN110923496A (zh) | 一种AgZrB2电触头材料及其制备方法 | |
| CN102677069A (zh) | 一种高性能铜合金复合整体触头材料及其制备方法 | |
| CN1219090C (zh) | 一种长寿命自润滑银基电接触材料 | |
| CN106086493B (zh) | 一种快速低温烧结制备CuCr合金材料的方法 | |
| CN111235424A (zh) | 一种抗材料转移性能优异的AgZrB2-Gr触头材料及其制备方法 | |
| JP2511660B2 (ja) | 耐ア−ク性導電材料 | |
| CN105761956A (zh) | 一种触头材料、真空灭弧室触头及其制备方法 | |
| CN105132777A (zh) | 一种钼铜电触头材料及其制备方法 | |
| CN1231932C (zh) | 银基合金电接触材料及其制备方法 | |
| JP2002294384A (ja) | 電気接点材料 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200327 |