[发明专利]抗变色银合金

说明书

技术领域

本发明涉及包括合金导电层的镀层制品以及制备这种镀层制品的方法，其中所述合金包含银和铟。

背景技术

金属是目前为止最大的元素族；所有已知元素的约80％是金属。通常它们的特征在于例如高密度、高熔点、高导电性和高导热性的性质。它们也是可延展和可锻的，这两种性质和其它性质使得它们成为非常常见的工程材料并可用于许多应用中。在电气应用中，由于它们高的电导率，金属银、铜和金经常用作接触材料。然而，大多数纯的金属或者过软、过脆或者化学反应性过高以致于不能在未经改性的情况下使用，这是它们通常与其它元素形成合金的原因。一些纯的金属也是非常昂贵的。

纯铜例如将与湿空气以及空气中的硫化物反应分别形成铜的氧化物和硫化物，这会以表面上绿色或黑色的层被看到。防止此情况的一种方法是使铜主要与锌和锡分别形成合金，从而得到所谓的黄铜或青铜。

纯银是有光泽、软的并且具有所有金属中最高的电导率。然而，暴露在空气中时，银会遭受变色，但它是与硫化物而不是氧反应。这导致形成硫化银，Ag₂S，其作为表面上的暗层出现，也被称为变色。

银的变色速度高度取决于周围空气中硫化合物的含量，从而取决于环境的污染。如果将一片银保持在污染的城市环境中，它仅在几个月内就会变为暗色。导致变色的主要化学反应是：

2Ag+H₂S+1/2O₂＝＞Ag₂S+H₂O

然而，涉及氧化物和硫酸盐的其它反应也在一定程度上导致变色。

为了提高银的硬度，从很久之前就将其与铜形成合金。标准纯银是由至少92.5wt％的银和7.5wt％的其它金属组成的常见合金，所述其它金属通常为铜。然而，与铜形成合金进一步降低了抗变色性，使银合金更容易变色。虽然没有详细解释到何种程度，变色也可能影响材料的传导率。

以前曾尝试通过将银与其它元素如锡或锗混合，以寻找抗变色的合金。然而，为了使合金具有必要的硬度和展性，无法获得制品的最大表面光泽。

包括具有不同性质的金属层组合的制品是已知的。例如，包括在具有高机械强度的廉价基材如钢上的具有高电导率的金属层的制品，所述金属例如铜或银。然而，暴露在空气中时，这种制品中的银层很容易变色。在消费电子领域，这种变色的制品是消费者所不希望的。这种制品的其它缺点包括导电层与基材的差的附着性以及镀层的低耐磨性。

需要具有良好的电气性能的镀层制品，其具有这样的表面，其中所述表面不会与制品所处环境中的元素反应，其无上述缺点。

发明概述

本发明的目的在于提供具有良好电气性能的镀层制品，该镀层制品具有不会与制品所处环境中的元素反应的表面。所述镀层应当为耐磨的，并且与下面的基材具有良好的附着性。本发明的另一个目的是提供制备这种镀层制品的有效和廉价的方法。本发明的另一个目的是提供由所述镀层制品制得的用于电气应用的产品，该产品具有长的储存寿命。这种制品可能是电接触例如弹簧触点、触感金属弹片(tactile metal dome)、用于燃料电池的互连体或用于薄膜太阳能电池的背接触。

通过本发明的镀层制品、制备镀层产品的方法和其作为在电气应用中的制品的用途，以意想不到的方式实现了这些和其它的目的。

因此，本发明涉及包括条状基材和设在所述基材表面上的合金导电层的镀层制品，其中所述合金包含银和铟。所述银-铟合金相对于形成硫化物更倾向于形成氧化物。因此当银-铟合金暴露在空气中时，将在表面上形成非常薄的氧化铟层。该薄的氧化铟层保护下面的表面不与周围空气中的元素反应而进一步氧化或变色。这种性能与把铟加入银中基本不影响银的反射率的优点相结合，具有这样的效果，即制品的表面即使经过长时间的储存仍然看起来是新的。合金良好的电气性能使所述制品非常适合用于电气应用中，例如，作为接触元件。

导电层的合金可以包含1-10wt％的In和90-99wt％的Ag，优选所述合金可以包含1-7wt％的In和93-99wt％的Ag，更优选所述合金可以包含3-7wt％的In和93-97wt％的Ag，最优选所述合金可以包含5wt％的In和95wt％的Ag。所述合金中小心平衡的银和铟的含量可以使制品具有高的反射率、良好的抗变色性以及非常好的电气性能。超过10wt％的铟含量将会导致抗变色作用降低。