PL227173B1 - na osnowie srebra - Google Patents
na osnowie srebraInfo
- Publication number
- PL227173B1 PL227173B1 PL412061A PL41206115A PL227173B1 PL 227173 B1 PL227173 B1 PL 227173B1 PL 412061 A PL412061 A PL 412061A PL 41206115 A PL41206115 A PL 41206115A PL 227173 B1 PL227173 B1 PL 227173B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- silver
- based composite
- composite
- weight
- graphene
- Prior art date
Links
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 34
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 32
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 title claims description 29
- 239000004332 silver Substances 0.000 title claims description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 14
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 2
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 4
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest kompozyt na osnowie srebra i sposób wytwarzania kompozytu na osnowie srebra z przeznaczeniem zwłaszcza na styki elektryczne.
Dotychczas na styki elektryczne stosuje się stopy na osnowie srebra z dodatkami pierwiastków takich, jak Ni, Cd, Pd, Pt posiadające przewodnictwo stanowiące 30-70% przewodnictwa czystego srebra i twardość 50-150% wyższą od twardości czystego srebra. (ASM Handbook wyd. ASM International ASM Metals Park Ohio).
Ponadto proponuje się na styki kompozyty na osnowie srebra. Kompozyty z dodatkiem wolframu lub węglika wolframu WC mają podobne własności, jednak występuje znaczny spadek przewodnictwa (do 50%) przy wzroście twardości do około 150%. (Fehim Findik, Huseyin Uzun Materials and Design 24 (2003) 489-492). Stąd w ostatnich latach prowadzi się próby wytwarzania (?) kompozytów z dodatkiem nanografitu, (Bharati R. Rehani, P.B. Joshi V.K. Kaushik, nanostructured electrical, Indian Journal of Engineering & Materials Science vol. 16 (2009) p281-287) lub nanorurek węglowych (Hemant Pal and Vimal Sharma, International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials Vol. 21, (2014), Page 1132). W pracach tych bada się przewodnictwo elektryczne i właściwości mechaniczne kompozytów na osnowie srebra z dodatkiem różnych odmian alotropowych węgla wytwarzanych metodami metalurgii proszków i przeznaczonych na styki elektryczne.
Dotychczas nie znane są prace na temat kompozytów na osnowie srebra z dodatkiem grafenu lub grafenu płatkowego z przeznaczeniem na styki elektryczne.
Celem wynalazku jest wytworzenie kompozytu na osnowie czystego srebra który posiada znakomite przewodnictwo elektryczne, znacznie lepsze od przewodnictwa srebra lub miedzi i wysoką wytrzymałość (przewyższającą kilkukrotnie wytrzymałość stali stopowych).
Zgodnie z wynalazkiem kompozyt na osnowie srebra zawiera od 0,5 do 5% wagowych grafenu płatkowego o wyjściowej grubości płytek 2-4 nm oraz 95 do 99,5% wagowych proszku srebra.
Sposób wytwarzania kompozytu na osnowie srebra według wynalazku polega na tym, że proszek osnowy (srebra) miele się z dodatkiem grafenu płatkowego o grubości płytek 2 do 4 nm, w ilości 0,5-5% wagowych, w kulowym młynku ceramicznym przez okres od 0,2 godziny do 5 godzin, po czym konsoliduje się na gorąco w temperaturze 400-800°C przez prasowanie przy ciśnieniu w przedziale
20-600 MPa w pojemnikach metalowych w próżni co najmniej 10-2 bar.
Zalety kompozytu na osnowie srebra według wynalazku - to bardzo dobre przewodnictwo elektryczne zbliżone do przewodnictwa dla czystego srebra, lecz znacznie wyższa wytrzymałość mechaniczna.
Przedmiot wynalazku jest pokazany na rysunku, a którym fig. 1 przedstawia mikrostrukturę uzyskaną za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego SEM kompozytu na osnowie srebra z dodatkiem 1% wag. grafenu płatkowego FLRGO, fig. 2 przedstawia fotografię dysku z kompozytu na osnowie srebra z dodatkiem 1% grafenu płatkowego FLRGO po 50 000 operacjach łączeń przy prądzie 10 A i napięciu 500 V, fig. 3 przedstawia mikrostrukturę uzyskaną przy pomocy mikroskopu skaningowego przedstawiająca kompozyt na osnowie srebra z dodatkiem 2% wagowego grafenu płatkowego FLRGO, a fig. 4 przedstawia fotografię dysku z kompozytu na osnowie srebra o zawartości 2% grafenu płatkowego FLRGO po 50 000 operacjach łączeń przy prądzie 10 A i napięciu 500 V.
Sposób wytwarzania zobrazowano w przykładach wykonania:
P r z y k ł a d 1
Fig. 1 przedstawia mikrostrukturę SEM kompozytu uzyskanego przez jednoosiowe prasowanie na gorąco w temperaturze 490°C przy ciśnieniu 550 MPa w pojemnikach miedzianych w próżni
10-2 b., proszku srebra mielonego wcześniej przez okres 2 godzin w młynku kulowym przy użyciu pojemnika i kul tlenku cyrkonu z dodatkiem 1% wagowego grafenu płatkowego wytworzonego w firmie Nanomaterials z Warszawy, oznaczonego przez wytwórcę jako FLRGO. Wyjściowa grubość płytek grafenu była 2-4 nm, a ich szerokość do kilku mikrometrów. Kompozyt posiadał po prasowaniu wymiary dysku o średnicy 20 mm i grubości 5 mm. Widocznym jest, że kompozyt ma bardzo niską porowatość poniżej 0,3% oraz dość równomierny rozkład grafenu płatkowego, jakkolwiek widać niewielką tendencję do aglomeracji grafenu na granicach cząstek proszku srebra. Zmierzona oporność elektryczna kompozytu wynosiła 1,88 Ω m 10-8, co w porównaniu do oporności czystego srebra (1,59 Ω m 10-8) stanowi wzrost oporności i spadek przewodnictwa o 18%, a twardość 37 HV w porównaniu do 29 HV dla czystego srebra w stanie odlewanym i wyżarzonym.
PL 227 173 B1
Fig. 3 przedstawia fotografię próbki kompozytu z dodatkiem 1% grafenu FLRGO po 50 000 operacjach łączeń przy napięciu 500 V i prądzie 10 A. Widoczne są po jednej stronie efekty zużycia i utleniania jednakże całkowity ubytek masy wyniósł tylko 4,3 mg, co na tle innych kompozytów ((jak np. srebro z dodatkami faz ceramicznych SnO2 czy WC)) stanowi bardzo dobry wynik i w połączeniu z bardzo dobrym przewodnictwem elektrycznym i wynikami badań twardości potwierdza wysoką przydatność kompozytu jako materiału na wysokoprądowe styki elektryczne.
P r z y k ł a d 2
Fig. 2 przedstawia mikrostrukturę SEM kompozytu uzyskanego poprzez jednoosiowe prasowanie na gorąco (w temperaturze 490°C) przy ciśnieniu 550 MPa w pojemnikach miedzianych w próżni
10-2 b., proszku srebra mielonego wcześniej przez okres 2 godzin w młynku kulowym przy użyciu pojemnika i kul tlenku cyrkonu) z dodatkiem 2% wagowych grafenu płatkowego wytworzonego w firmie Nanomaterials z Warszawy, oznaczonego przez wytwórcę jako FLRGO. Kompozyt posiadał po prasowaniu wymiary dysku o średnicy 20 mm i grubości 5 mm. Widocznym jest, że czy rozkład grafenu płatkowego, jakkolwiek w porównaniu do kompozytu przedstawionego na fig. 1 pasma grafenu są częściej rozmieszczone, tak z uwagi na ich większą ilość jak i większe utwardzenie próbki podczas mielenia. Zmierzona oporność elektryczna kompozytu wynosiła 1,88 Ω m 10-8, co w porównaniu do oporności czystego srebra (1,59 Ω m 10-8) stanowi wzrost oporności i spadek przewodnictwa o 18%, a twardość 41 HV w porównaniu do 29 HV dla czystego srebra w stanie odlewanym i wyżarzonym. Przyrost twardości stanowi około 40%, co niewątpliwie przyczynia się do wzrostu trwałości styków.
Fig. 4 przedstawia fotografię próbki kompozytu z dodatkiem 2% grafenu FLRGO po 50 000 operacjach łączeń przy napięciu 500 V i prądzie 10 A. Widoczne są po jednej stronie efekty zużycia i utleniania jednakże całkowity ubytek masy zestyku nieruchomego wyniósł tylko 4,2 mg, co na tle innych kompozytów (jak np. srebro z dodatkami faz ceramicznych SnO2 czy WC) stanowi bardzo dobry wynik i w połączeniu z bardzo dobrym przewodnictwem elektrycznym i wynikami badań twardości potwierdza wysoką przydatność kompozytu jako materiału na wysokoprądowe styki elektryczne.
Claims (2)
1. Kompozyt na osnowie srebra, znamienny tym, że zawiera od 0,5 do 5% wagowych grafenu płatkowego o wyjściowej grubości płytek od 2 do 4 nm oraz 95 do 99,5% wagowych proszku srebra.
2. Sposób wytwarzania kompozytu na osnowie srebra, znamienny tym, że proszek osnowy (srebra) w ilości 95 do 99,5% wagowych miele się z dodatkiem grafenu płatkowego o grubości płytek od 2 do 4 nm, w ilości 0,5-5% wagowych, w kulowym młynku ceramicznym przez okres od 0,2 godziny do 5 godzin, po czym konsoliduje się na gorąco w temperaturze
400-800°C przez prasowanie przy ciśnieniu w przedziale 20-600 MPa w pojemnikach meta-2 lowych w próżni co najmniej 10- bar.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL412061A PL227173B1 (pl) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | na osnowie srebra |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL412061A PL227173B1 (pl) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | na osnowie srebra |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL412061A1 PL412061A1 (pl) | 2016-10-24 |
| PL227173B1 true PL227173B1 (pl) | 2017-11-30 |
Family
ID=57821700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL412061A PL227173B1 (pl) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | na osnowie srebra |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL227173B1 (pl) |
-
2015
- 2015-04-20 PL PL412061A patent/PL227173B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL412061A1 (pl) | 2016-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Efe et al. | An investigation of the effect of SiC particle size on Cu–SiC composites | |
| Rajkovic et al. | Processing, characterization and properties of copper-based composites strengthened by low amount of alumina particles | |
| Lin et al. | Excellent anti-arc erosion performance and corresponding mechanisms of a nickel-belt-reinforced silver-based electrical contact material | |
| Varo et al. | Effect of the CNT content on microstructure, physical and mechanical properties of Cu-based electrical contact materials produced by flake powder metallurgy | |
| Shahzad et al. | Mechanical, tribological, and electrochemical behavior of hybrid aluminum matrix composite containing boron carbide (B4C) and graphene nanoplatelets | |
| Safari et al. | Wear behavior of copper matrix composites reinforced by γ-Cu5Zn8 nanoparticles | |
| Ćosović et al. | Comparison of properties of silver-metal oxide electrical contact materials | |
| CN104117676B (zh) | 稀土改性钨基结合剂金刚石磨头、其制造方法及稀土改性钨基结合剂 | |
| Mallikarjuna et al. | Microstructure and microhardness of carbon nanotube-silicon carbide/copper hybrid nanocomposite developed by powder metallurgy | |
| Tsakiris et al. | W-Cu composite materials for electrical contacts used in vacuum contactors | |
| CN104362015A (zh) | 一种铜钨触头材料的制备方法 | |
| KR20150103569A (ko) | 차단기용 은-카본계 전기접점재료 및 이의 제조방법 | |
| KR102109227B1 (ko) | 저 바인더의 내마모성 경질 금속 | |
| PL227173B1 (pl) | na osnowie srebra | |
| CN101709422B (zh) | 一种碳化钨铝-镍硬质合金及其制备方法 | |
| RU2522584C1 (ru) | Способ изготовления материала для дугогасительных и разрывных электрических контактов и материал | |
| Fida Hassan et al. | Effect of powder processing on microstructure and mechanical properties of a high-entropy Al24. 2Si3. 2Cu24. 2Ti24. 2Ni24. 2 alloy | |
| Hamid et al. | Synthesis and evaluation of strengthened copper with 3 wt.% TiC and/or Al2O3 prepared by SPS technique | |
| WO2009112192A2 (de) | Verbundwerkstoff auf basis von übergangsmetalldiboriden, verfahren zu dessen herstellung und dessen verwendung | |
| RU2368971C1 (ru) | Материал для сильноточного скользящего электроконтакта | |
| CN109477164B (zh) | 导电性支持构件及其制造方法 | |
| CN104148640A (zh) | 稀土改性钨基结合剂金刚石切割片及其制造方法 | |
| Nakayama et al. | Carbon-Dispersed WC–FeAl Hard Material Fabricated by Mechanical Milling and Subsequent Pulsed Current Sintering | |
| JP4603841B2 (ja) | 耐酸化性を有するタングステン合金とその製造方法 | |
| JP4511300B2 (ja) | 耐酸化性を有するタングステン合金とその製造方法 |