CN110932054A - 一种抗温升致微动磨蚀电磁导电触头的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗温升致微动磨蚀电磁导电触头的制造方法，该导电触头的磁芯基体是具有甲基聚硅氧烷典型结构的压敏胶体，具有软磁性能的填料是通过较复杂的方法制造出类尖晶石结构的合金氧化物晶体，还添加有电的良导体——银粉；本发明的线圈材料与苯胺改性碳纤维铝芯复合导线，除了具有良好导电性外，其结构强度、与芯体的结合稳定性都优于常规技术。本发明抗温升、抗微动磨蚀、导电性好、磁导率高。

Description

一种抗温升致微动磨蚀电磁导电触头的制造方法

技术领域

本发明涉及电气装置技术领域，尤其涉及一种抗温升致微动磨蚀电磁导电触头的制造方法。

背景技术

微动和滑动是影响电接触可靠性的两种重要因素。微动和滑动的实质是两表面间的摩擦，一方面产生热量，另一方面造成表面的磨损，从而导致表面腐蚀，导致接触电阻升高，对于电子系统来说，微动和滑动的存在会造成电信号变弱，严重时完全断开的故障，从而影响电子系统的稳定性。目前，研究微动和滑动对电接触的影响，主要依托实验来完成，故良好的实验设备尤为重要。

目前常规技术中还没有针对现有触头的微动和滑动性能改造和升级的现有研究，可以确定的是，为提升触头性能，需在以下几个方向进行改进:1、抗温升性能；2、抗微动磨蚀性能；3、提高导电率；4、提高磁导率。

因此，市面上急需一种抗温升、抗微动磨蚀、导电性好、磁导率高的抗温升致微动磨蚀电磁导电触头及其制造方法。

发明内容

本发明旨在提供一种抗温升、抗微动磨蚀、导电性好、磁导率高的抗温升致微动磨蚀电磁导电触头制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种抗温升致微动磨蚀电磁导电触头的制造方法，包括以下步骤：

1)原料准备

①原材料准备：按重量份准备六水硫酸镍5份-5.5份、硫酸铜3份-3.3份、六水硝酸锌17.5份-18份、硝酸铁48份-49份、相对分子质量22000-24000且M/Q0.75-0.9的甲基乙烯基硅树脂50份-55份、黏度1.7×10⁶mPa·s-1.9×10⁶mPa·s的α，ω-二羟基聚硅氧烷20份-25份、二丁基二月桂酸酯0.5份-0.8份、银粉5份-8份、三氧化二铋1份-1.2份、足量碳纤维铝芯复合导线、足量苯胺、过硫酸铵引发剂0.2份-0.5份；

②辅材准备：准备足量质量浓度20％的硝酸水溶液、足量乙二醇、足量3-羟基-1，3，5-戊三酸、足量甲苯、足量按体积比3：1配比的浓硫酸与浓硝酸的混合液，足量10％溶质质量分数的盐酸水溶液；

2)液体部分制备

①将阶段1)步骤①准备的甲基乙烯基硅树脂、α，ω-二羟基聚硅氧烷浸入与混合物总质量相等的甲苯，搅拌均匀，获得混合有机液；

②将步骤①获得的混合有机液加热至105℃-110℃，然后在混合有机液内逐渐滴加阶段1)步骤①准备的二丁基二月桂酸酯，反应3h-3.5h，获得无色透明液体，该无色透明液体即为液体部分；

3)芯体制备

①采用玻璃容器，在玻璃容器内盛放足量阶段1)步骤②准备的硝酸水溶液，然后将阶段1)步骤①准备的硝酸铁投入硝酸水溶液中，搅拌至硝酸铁完全溶解，溶液呈现无色透明，获得预制溶液；

②将阶段1)步骤①准备的六水硫酸镍、硫酸铜、六水硝酸锌、三氧化二铋混合均匀后，再将混合物均匀缓慢地添加到预制溶液中，同时滴加适量阶段1)步骤②准备的硝酸水溶液或去离子水，控制溶液PH值1.0-1.5，获得酸化水溶液；

③在步骤②获得的酸化水溶液中滴加占溶液体积比0.1％-0.15％的3-羟基-1，3，5-戊三酸和占溶液体积比1％-1.2％的乙二醇，获得溶胶液；

④将步骤③获得的溶胶液加热至87℃-90℃至溶胶液烘干，获得凝胶块；

⑤将步骤④获得的凝胶块加热至210℃-220℃至凝胶块完全烘干成为干块；再将干块球磨成100目-200目的颗粒后二次加热至570℃-590℃，保温6h-8h，获得炭化颗粒；将炭化颗粒球磨成1000目-2000目的微粉后加热至810℃-820℃，保温2h-2.5h，获得软磁晶体微粉；

⑥将软磁微粉与阶段1)步骤①准备的银粉混合均匀后投入阶段2)获得的的液体部分中，超声波分散40min-45min，获得混浊液，静置至混浊液黏度25000mPa·s-28000mPa·s后，按设计所需的芯体尺寸进行注塑成型，脱模干燥后，即获得所需导电磁芯；

4)导线制备

①将阶段1)步骤①准备的碳纤维铝芯复合导线完全浸入阶段1)步骤②准备的浓硫酸与浓硝酸的混合液，采用200W-250W超声波处理3.5h-4h，获得羧化钝化复合导线，然后采用清水将复合导线漂洗干净；

②将步骤①获得的羧化钝化复合导线浸入阶段1)步骤②准备的盐酸水溶液中，将盐酸水溶液浸入-5℃～-10℃的冰浴，以120rpm/min-150rpm/min的速率开启搅拌，然后投入阶段1)步骤①准备的苯胺，最后以10％/min的质量速率在反应液中投入阶段1)步骤①准备的过硫酸铵引发剂，搅拌40min-50min，取出反应液将其在-5℃～-10℃冰箱内静置0.5天-1天，滤出固化物，并采用乙醇与水分别漂洗至漂洗干净，获得改性复合导线；

5)抗温升致微动磨蚀电磁导电触头成型

①将阶段4)获得的改性复合导线卷绕在阶段3)获得的导电磁芯表面，即获得所需抗温升致微动磨蚀电磁导电触头。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：(1)本发明的磁芯基体是具有甲基聚硅氧烷典型结构的压敏胶体，其它的功能填料在压敏胶本体的作用下均匀分布、互相促进，获得了整体1.1kN/m的180°剥离强度、0.85MPa左右的剪切强度，而且作为线圈材料的苯胺改性碳纤维铝芯复合导线与基体间结合力好，在频繁的开关中不易挪位、变形。(2)本发明的芯体基体为压敏材料，随着吸合后的变形，能缩短其内良导体(银粉等)的路径、增加其概念直径，明显提升电导率。(3)本发明的具有软磁性能的磁芯与传统的磁芯为整体硬质结构不同，是通过较复杂的方法制造出类尖晶石结构的合金氧化物晶体，这是一种特殊的软磁材料，再将这种软磁性材料研磨成粉后与功能助剂银粉混合，作为功能填料填充至以聚甲基硅树脂、二氧化硅对聚甲基乙烯基硅橡胶、淀粉接枝丙烯酸钠机械共混二次硫化胶体材料中，获得树脂基柔化导电软磁性芯体，既获得了铁镍合金磁导率大，矫顽力小的优点，又回避了铁镍合金对应力敏感的缺陷，使用性能好。(4)本发明特制的软磁材料实质上是结晶较完善的尖晶石结构镍铜锌铋铁氧体晶体，这种材料表面原子磁结构为自旋无序状态。每个多晶微粒中心表现为亚铁磁性，而表面却处于自旋无序状态，在亚铁磁性和自旋无序状态接触面(界面)有交换作用，在磁场热处理后，会引起交换各向异性，这样的晶体结构使该材料的带隙减小，电子跃迁容易，同时费米面附近载流子浓度增大，增强了材料的导电性的性能，同时三氧化二铋的加入能提升触头的整体强度。(5)本发明采用了常规电磁触头没有采用的结构，即将软磁性功能材料混入柔性基体中，获得了整体柔软的碰撞芯体，由于柔软碰撞面的存在，与目标端自适应贴合，因而不会存在传统触头因老化后机械性能降低或触头变形导致的接触不良，因此使用寿命长且贴合性好。(6)本发明不同于常规技术存在金属反复弯折的问题，而是通过柔性芯体的弹性变形完成的，因而本发明本质抗疲劳。(7)本发明的芯体为柔性碰撞体，同时本身质量轻，冲击动能本来就低，兼有柔性缓冲，因而本发明具有良好的抗冲击性能。因此，本发明具有抗温升、抗微动磨蚀、导电性好、磁导率高的特性。

具体实施方式

实施例1：

一种抗温升致微动磨蚀电磁导电触头的制造方法，包括以下步骤：

1)原料准备

①原材料准备：按重量份准备六水硫酸镍5g-5.5g、硫酸铜3g-3.3g、六水硝酸锌17.5g-18g、硝酸铁48g-49g、相对分子质量22000-24000且M/Q0.75-0.9的甲基乙烯基硅树脂50g-55g、黏度1.7×10⁶mPa·s-1.9×10⁶mPa·s的α，ω-二羟基聚硅氧烷20g-25g、二丁基二月桂酸酯0.5g-0.8g、银粉5g-8g、三氧化二铋1g-1.2g、足量碳纤维铝芯复合导线、足量苯胺、过硫酸铵引发剂0.2g-0.5g；

②辅材准备：准备足量质量浓度20％的硝酸水溶液、足量乙二醇、足量3-羟基-1，3，5-戊三酸、足量甲苯、足量按体积比3：1配比的浓硫酸与浓硝酸的混合液，足量10％溶质质量分数的盐酸水溶液；

2)液体部分制备

①将阶段1)步骤①准备的甲基乙烯基硅树脂、α，ω-二羟基聚硅氧烷浸入与混合物总质量相等的甲苯，搅拌均匀，获得混合有机液；

②将步骤①获得的混合有机液加热至105℃-110℃，然后在混合有机液内逐渐滴加阶段1)步骤①准备的二丁基二月桂酸酯，反应3h-3.5h，获得无色透明液体，该无色透明液体即为液体部分；

3)芯体制备

①采用玻璃容器，在玻璃容器内盛放足量阶段1)步骤②准备的硝酸水溶液，然后将阶段1)步骤①准备的硝酸铁投入硝酸水溶液中，搅拌至硝酸铁完全溶解，溶液呈现无色透明，获得预制溶液；

②将阶段1)步骤①准备的六水硫酸镍、硫酸铜、六水硝酸锌、三氧化二铋混合均匀后，再将混合物均匀缓慢地添加到预制溶液中，同时滴加适量阶段1)步骤②准备的硝酸水溶液或去离子水，控制溶液PH值1.0-1.5，获得酸化水溶液；

③在步骤②获得的酸化水溶液中滴加占溶液体积比0.1％-0.15％的3-羟基-1，3，5-戊三酸和占溶液体积比1％-1.2％的乙二醇，获得溶胶液；

④将步骤③获得的溶胶液加热至87℃-90℃至溶胶液烘干，获得凝胶块；

⑤将步骤④获得的凝胶块加热至210℃-220℃至凝胶块完全烘干成为干块；再将干块球磨成100目-200目的颗粒后二次加热至570℃-590℃，保温6h-8h，获得炭化颗粒；将炭化颗粒球磨成1000目-2000目的微粉后加热至810℃-820℃，保温2h-2.5h，获得软磁晶体微粉；

⑥将软磁微粉与阶段1)步骤①准备的银粉混合均匀后投入阶段2)获得的的液体部分中，超声波分散40min-45min，获得混浊液，静置至混浊液黏度25000mPa·s-28000mPa·s后，按设计所需的芯体尺寸进行注塑成型，脱模干燥后，即获得所需导电磁芯；

4)导线制备

①将阶段1)步骤①准备的碳纤维铝芯复合导线完全浸入阶段1)步骤②准备的浓硫酸与浓硝酸的混合液，采用200W-250W超声波处理3.5h-4h，获得羧化钝化复合导线，然后采用清水将复合导线漂洗干净；

②将步骤①获得的羧化钝化复合导线浸入阶段1)步骤②准备的盐酸水溶液中，将盐酸水溶液浸入-5℃～-10℃的冰浴，以120rpm/min-150rpm/min的速率开启搅拌，然后投入阶段1)步骤①准备的苯胺，最后以10％/min的质量速率在反应液中投入阶段1)步骤①准备的过硫酸铵引发剂，搅拌40min-50min，取出反应液将其在-5℃～-10℃冰箱内静置0.5天-1天，滤出固化物，并采用乙醇与水分别漂洗至漂洗干净，获得改性复合导线；

5)抗温升致微动磨蚀电磁导电触头成型

①将阶段4)获得的改性复合导线卷绕在阶段3)获得的导电磁芯表面，即获得所需抗温升致微动磨蚀电磁导电触头。

根据本实施例生产的样品，其常温性能如下：M_s(Am²/kg)13-14.5；H_c(10⁴A/m)1.8-2.2；磁芯整体180°剥离强度约为1.1kN/m；剪切强度0.85MPa左右；初始电导率1×10⁴S/m-1.3×10⁴S/m，受压后可提升至2×10⁴S/m左右。

对所公开的实施例的上述说明，仅为了使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (1)

1.一种抗温升致微动磨蚀电磁导电触头的制造方法，其特征在于包括以下步骤：

1)原料准备

①原材料准备：按重量份准备六水硫酸镍5份-5.5份、硫酸铜3份-3.3份、六水硝酸锌17.5份-18份、硝酸铁48份-49份、相对分子质量22000-24000且M/Q0.75-0.9的甲基乙烯基硅树脂50份-55份、黏度1.7×10⁶mPa·s-1.9×10⁶mPa·s的α,ω-二羟基聚硅氧烷20份-25份、二丁基二月桂酸酯0.5份-0.8份、银粉5份-8份、三氧化二铋1份-1.2份、足量碳纤维铝芯复合导线、足量苯胺、过硫酸铵引发剂0.2份-0.5份；

②辅材准备：准备足量质量浓度20％的硝酸水溶液、足量乙二醇、足量3-羟基-1,3,5-戊三酸、足量甲苯、足量按体积比3：1配比的浓硫酸与浓硝酸的混合液，足量10％溶质质量分数的盐酸水溶液；

2)液体部分制备

①将阶段1)步骤①准备的甲基乙烯基硅树脂、α,ω-二羟基聚硅氧烷浸入与混合物总质量相等的甲苯，搅拌均匀，获得混合有机液；

②将步骤①获得的混合有机液加热至105℃-110℃，然后在混合有机液内逐渐滴加阶段1)步骤①准备的二丁基二月桂酸酯，反应3h-3.5h，获得无色透明液体，该无色透明液体即为液体部分；

3)芯体制备

①采用玻璃容器，在玻璃容器内盛放足量阶段1)步骤②准备的硝酸水溶液，然后将阶段1)步骤①准备的硝酸铁投入硝酸水溶液中，搅拌至硝酸铁完全溶解，溶液呈现无色透明，获得预制溶液；

②将阶段1)步骤①准备的六水硫酸镍、硫酸铜、六水硝酸锌、三氧化二铋混合均匀后，再将混合物均匀缓慢地添加到预制溶液中，同时滴加适量阶段1)步骤②准备的硝酸水溶液或去离子水，控制溶液PH值1.0-1.5，获得酸化水溶液；

③在步骤②获得的酸化水溶液中滴加占溶液体积比0.1％-0.15％的3-羟基-1,3,5-戊三酸和占溶液体积比1％-1.2％的乙二醇，获得溶胶液；

④将步骤③获得的溶胶液加热至87℃-90℃至溶胶液烘干，获得凝胶块；

⑤将步骤④获得的凝胶块加热至210℃-220℃至凝胶块完全烘干成为干块；再将干块球磨成100目-200目的颗粒后二次加热至570℃-590℃，保温6h-8h，获得炭化颗粒；将炭化颗粒球磨成1000目-2000目的微粉后加热至810℃-820℃，保温2h-2.5h，获得软磁晶体微粉；

⑥将软磁微粉与阶段1)步骤①准备的银粉混合均匀后投入阶段2)获得的的液体部分中，超声波分散40min-45min，获得混浊液，静置至混浊液黏度25000mPa·s-28000mPa·s后，按设计所需的芯体尺寸进行注塑成型，脱模干燥后，即获得所需导电磁芯；

4)导线制备

①将阶段1)步骤①准备的碳纤维铝芯复合导线完全浸入阶段1)步骤②准备的浓硫酸与浓硝酸的混合液，采用200W-250W超声波处理3.5h-4h，获得羧化钝化复合导线，然后采用清水将复合导线漂洗干净；

②将步骤①获得的羧化钝化复合导线浸入阶段1)步骤②准备的盐酸水溶液中，将盐酸水溶液浸入-5℃～-10℃的冰浴，以120rpm/min-150rpm/min的速率开启搅拌，然后投入阶段1)步骤①准备的苯胺，最后以10％/min的质量速率在反应液中投入阶段1)步骤①准备的过硫酸铵引发剂，搅拌40min-50min，取出反应液将其在-5℃～-10℃冰箱内静置0.5天-1天，滤出固化物，并采用乙醇与水分别漂洗至漂洗干净，获得改性复合导线；

5)抗温升致微动磨蚀电磁导电触头成型

①将阶段4)获得的改性复合导线卷绕在阶段3)获得的导电磁芯表面，即获得所需抗温升致微动磨蚀电磁导电触头。