[发明专利]一种银钨复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种银钨复合材料的制备方法。

背景技术

银具有优良的导电和导热性，因而非常适合作为电触头材料，但在高温条件下使用时容易变软，因而限制了其应用。钨则具有高硬度、低电导率和很低的烧损率。随着电器行业的不断发展，由银和钨组成的复合电触头材料(Ag的含量通常在20％-80％)在重负载开关、电磁开关、断路器和调压开关等电器中获得了广泛的应用。

在制备高钨含量的银钨复合材料时，由于银和钨的熔点、密度相差很大，不能熔炼制造。如果采用常规的混粉、压制、烧结工艺，由于混粉时容易使最终产品合金相分布不均匀，压制时触头内部产生应力，易分层，成形困难。因此，一般采用熔渗烧结法制备银钨复合材料。在实际应用中，高钨含量的的银钨复合材料具有更高的应用价值，但是由于银对钨的扩散能力较差，因此通过熔渗烧结，在低银含量的情况下很难制得低电阻率的材料。

在《电力机车调压开关用Ag-W₇₀触头材料》(谢健全，粉末冶金工业，第10卷第4期，2000年8月，第30-33页)中公开了一种将钨粉和一定量的银粉以及少量添加金属镍粉进行熔渗烧结的方法。通过该方法可以改善银对钨的润湿性，在一定程度上提高制得材料的导电能力，然而，由于添加的镍固溶在银中，固溶缺陷会对电子的传输起到散射的作用，降低了导电能力。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中很难制备具有低电阻率的银钨复合材料，特别是高钨含量的银钨复合材料的电阻率高的问题，提供一种银钨复合材料的制备方法。

本发明提供了一种银钨复合材料的制备方法，其中，该方法包括将含有成型剂和经表面修饰的钨的混合物压制成坯件，然后将银和坯件一起熔渗烧结，所述经表面修饰的钨的制备方法包括将钨粉置于硝酸银的水溶液中，然后使硝酸银光分解。

根据本发明提供的方法制得的银钨复合材料，特别是高钨含量的银钨复合材料的电阻率低。

具体实施方式

本发明提供的银钨复合材料的制备方法包括，将含有成型剂和经表面修饰的钨的混合物压制成坯件，然后将银和坯件一起熔渗烧结，所述经表面修饰的钨的制备方法包括将钨粉置于硝酸银的水溶液中，然后使硝酸银光分解。

其中，钨粉和硝酸银的重量比可以为1∶0.005-0.08，优选为1∶0.01-0.05。

所述钨粉可以通过商业购买获得，如(上海伟良企业发展有限公司、FWC-A)。钨粉的平均颗粒直径可以为0.5-100微米，优选为10-50微米。

所述硝酸盐的水溶液的制备方法为常规方法。为了实现本发明的目的，硝酸银的水溶液的浓度可以在较大范围内变化，如0.02-2mol/L，优选为0.1-1mol/L。

所述光分解的方法可以为用波长200-1064纳米的光照射所述水溶液，优选波长为250-400纳米的光波。优选情况下，所述光源可以为汞灯。优选情况下，平均每平方厘米的面积上使用10-10⁴毫瓦的灯照射，照射时间可以为0.5-10小时，优选为2-5小时。

优选情况下，在照射过程中可以通过搅拌使钨粉处于悬浮状态。

制得经表面修饰的钨后，可以对其进行过滤和干燥。过滤和干燥的方法为常规方法，为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。

所述成型剂是热塑性的低分子量有机物，为了实现本发明的目的，可以使用本领域常规的成型剂，如聚乙二醇、聚乙烯醇、硬脂酸、石蜡、聚乙烯、聚醋酸乙烯酯中的一种或几种，优选为聚乙烯醇、硬脂酸、石蜡中的一种或几种，成型剂的用量没有特殊限制，可以为常规用量，如以钨粉的重量为基准，成型剂的含量可以为1-8重量％，优选为3-6重量％。

将成型剂和经表面修饰的钨混合的方法为常规方法，为本领域技术人员所公知，例如可以使用搅拌的方法。

所述压制的方法为常规的方法，例如可以将固体在模具中，在压强为50-250MPa的条件下保持0.1-10秒的时间。所述模具的设计与常规粉末冶金相同，在此不再赘述。

所述熔渗烧结为常规方法，是将高温可熔性金属或合金置于高熔点的骨架上，在高温烧结温度下液态的金属或合金在毛细管力作用下浸入多孔骨架中，获得致密烧结体复合材料。本发明中，所述熔渗烧结的条件可以包括在还原性气体中，温度为1050-1250℃，保持0.5-10小时的时间。其中，还原性气体可以为氢气或氨分解得到的气体。