[发明专利]混合稀土氧化物改性的银氧化锡电接触材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种混合稀土氧化物改性的银氧化锡电接触材料的制备方法。

背景技术

长期以来国内外大量使用AgCdO电接触材料(含CdO：8％～15％)，它具有耐蚀性好、抗熔焊能力强、接触电阻低而稳定等特点，因而具有良好的使用性能，广泛应用于几伏到几千伏的低、中压电器中，被称为“万能电接触材料”。但是由于镉及其化合物的存在，在AgCdO材料的生产、使用以及回收等过程中都面临着“镉毒”的污染和危害人体健康的问题，欧美发达国家已经明确提出禁止使用含镉的电器元件。近年来，许多国家都开展了无镉材料的研究，取得了很大的进步，其中最有发展前途的是AgSnO₂材料。

公知的AgSnO₂电接触材料的制备方法都存在着明显的不足，主要表现为：粉末冶金法制备AgSnO₂电接触材料时，工序复杂，生产成本高，同时烧结后Ag和SnO₂的界面结合情况较差，增加了材料的脆性，导致材料后续加工工序增加、工艺复杂、不利于大规模生产；内氧化法制备AgSnO₂电接触材料时，AgSn合金表面会生成致密的SnO₂层，阻止合金继续氧化，因此需加入铟(In)来促进合金内氧化，但是In的价格昂贵，资源储备较少，成本较高；化学沉淀法制备AgSnO₂电接触材料时，存在着酸、碱、盐的污染问题，并且其生产周期长、成本较高，同样存在着银-二氧化锡界面结合较差的问题。

2002年4月3日公告的专利CN1082235C中公开了一种合成法制备银-二氧化锡电接触材料，该方法虽然较好的解决反应界面的问题，但是需要经过长时间的混料以及多次烧结，工艺复杂，同时对原料的粒径和纯度要求较高，增加了生产成本；此外用该法制备的AgSnO₂晶粒较大，后续加工仍然很困难；另外在材料温升过高方面还有待改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种生产成本低、可实现工业化生产的混合稀土氧化物改性的银氧化锡电接触材料的制备方法。制备的混合稀土氧化物改性的银氧化锡电接触材料具有高的抗熔焊性和耐电弧烧损性能，同时具有后续加工简便等特点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种混合稀土氧化物改性的银氧化锡电接触材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将Ag₂O粉末在温度为100℃～200℃的条件下处理0.5h～2h；

(2)将稀土元素RE、Ag和Sn的混合物置于喷射共沉积真空中频熔炼炉内合金化得到合金熔体；所述稀土元素RE为La、Sm和Y；

(3)待步骤(2)中所述合金熔体温度达到100℃～200℃后，打开雾化气阀门，同时将合金熔体倒入保温包，并启动粉末输送装置输送步骤(1)中经处理后的Ag₂O粉末，进行喷射共沉积得到AgSnRE/Ag₂O复合材料；所述Ag₂O粉末的输送量为Sn的2倍摩尔量与稀土元素RE的3/2倍摩尔量之和；

(4)将步骤(3)中所述AgSnRE/Ag₂O复合材料在温度为400℃～800℃的真空条件下原位化学反应4h～8h，制备得到AgSnO₂RE₂O₃复合材料，即改性AgSnO₂复合材料；所述改性AgSnO₂复合材料中SnO₂的质量百分数为3％～15％，RE₂O₃的质量百分数为0.1％～5％，余量为Ag；

(5)将步骤(4)中所述改性AgSnO₂复合材料进行挤压加工成棒材或板材形状的混合稀土氧化物改性的银氧化锡电接触材料，再进一步轧制或拉拔，最终根据应用要求加工成片材、丝材、异型材或触头形状的混合稀土氧化物改性的银氧化锡电接触材料。

上述步骤(1)中所述Ag₂O粉末的粒径为10μm～100μm。

上述步骤(2)中所述稀土元素RE的质量纯度≥99.95％，所述Ag的质量纯度≥99.95％，所述Sn的质量纯度≥99.95％。

上述步骤(2)中所述合金化的温度为820℃～965℃。