[发明专利]碳包覆镍纳米颗粒增强银基复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及银基合金的制造，具体地说是碳包覆镍纳米颗粒增强银基复合材料的制备方法。

背景技术

银基复合材料是以银或其合金为基体，以颗粒、晶须或纤维为增强相的非均质混合物。由于具有优越的导电和导热性能，银基复合材料在各工业领域中已被广泛用作高、低压电器的电触点材料。

较早期的银基复合材料是典型的银-石墨复合材料，被广泛用于制造电刷、滑块和触点。在这类银-石墨复合材料中，主要依靠银基体保持复合材料的导电、导热性能，利用石墨的自润滑、减摩、灭弧特性可提高复合材料的耐磨性和使用寿命，但石墨的存在同时也削弱了材料的导电、导热能力及力学性能。

随着现代化工业的发展，对银基触点材料性能的要求越来越高，传统的银-石墨复合材料触点在电气性能和力学性能等方面逐渐暴露出不足之处。为此，不断有新的银基复合材料被研发。CN1425781报道了材料成分包括Fe、Ni元素中的一种，La、Fe、Ni、Mn两元素或三元素的复合氧化物，和平衡量的Ag组成的银基电接触复合材料，其制备方法是在预先合成LaMe1_xMe2_1-xO_y复合氧化物基础上，通过传统外加工艺将作为银基体的添加相LaMe1_xMe2_1-xO_y复合氧化物和Fe或Ni金属粉末与Ag粉机械混合；CN1436867报道了材料成分构成为LaSnO₃，余量为Ag组成的银基电接触复合材料，该专利中作为银基体的添加相LaSnO₃的加入方法也是采用传统的外加工艺。上述两种银基电接触复合材料的制备均采用了传统的外加工艺，因此，难以克服传统外加法的固有问题，即在复合氧化物的制备及其加入银粉后混制各环节中，不可避免的会引入外来污染物；另外，所用添加相都不具备碳纳米添加相所特有的自润滑、减磨和弥散强化的特性；再次，在上述银基复合材料制备过程中，均使用传统银粉作为原材料，其复合材料的强度和韧性都较低，而对于银基电接触复合材料来说，强度和韧性是其综合性能评价的重要指标之一，也是保证其应用安全和使用寿命长的关键因素。近年来，银-纳米碳纤维和银-纳米碳管一类新型纳米银基复合材料的研究也已经开展。CN1493711披露了碳纳米管/银复合功能材料的制备方法；CN1624175披露了碳纳米管银石墨电触头材料及其制备方法。该两件专利均采用了传统外加法制备碳纳米管/银复合功能材料，不仅工艺过程复杂、成本高，而且各种中间环节易导致碳纳米管表面污染物的附着，进而影响碳纳米管与银的界面的相容性和结合效果；此外，碳纳米管尺寸小、比表面能高，在分散过程中极易发生团聚现象，从而导致复合材料中碳纳米管分散不均匀，即存在增强相分散不均匀的缺点。实验测定表明，碳纳米管电阻率在10^-8～10^-6Ω·cm数量级，高于银基体的电阻率，并且，在银基体中分布的一维碳纳米管可对电荷载体产生强烈散射作用，综合作用的结果使得碳纳米管加入后致使银基复合材料的电阻率升高，这不符合导电材料对低电阻率的要求。

CN101139663公开了一种银镍复合材料的制备方法，根据其说明书中实施例1～12可计算出其原料硝酸镍和硝酸银的质量比在1∶1.86～2.60范围，所得产品AgNi复合材料成份中Ni的含量高达质量百分数在16.3～21.4％范围内。银镍复合材料存在的最主要缺点是其抗熔焊性能较差，特别是在有浪涌电流存在或高温环境条件下，银镍材料易发生熔焊并会产生明显的材料转移现象从而导致触点的失效破坏，因此目前银镍复合材料仅在15A以下的继电器和接触器等小容量控制电器的辅助触头上使用，但在大容量控制电器的触头材料中应用较少，由此可见，该专利开发的银镍复合材料应用局限性大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种碳包覆镍纳米颗粒增强银基复合材料的制备方法，该方法不仅工艺过程简单、成本低、在制备工艺的各环节中避免引入外来污染物，而且克服了增强相分散不均匀的缺点，由该方法制得的碳包覆镍纳米颗粒增强银基复合材料具有良好的电气性能、综合力学性能和耐磨性。

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：碳包覆镍纳米颗粒增强银基复合材料的制备方法，其步骤如下：

第一步，沉积-沉淀法制备Ni+Ag催化剂前驱体NiO+Ag₂O