[发明专利]一种铜基电接触材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铜基电接触材料及其制备方法，特别涉及导电陶瓷La₂NiO₄、BaPbO₃或Li_1.4Al_0.4(Ge_1-xTi_x)_1.6(PO₄)₃作为第二相的一种铜基电接触材料及其制备方法。

背景技术

电接触材料被广泛的应用于断路器、接触器、继电器等电器中，其性能直接影响到电器运行的稳定性和可靠性。电接触材料在使用过程中受电弧、电场、磁场、高温以及环境气氛的共同影响，实现导电功能。目前用于开关电器中的电接触材料大多为Ag-CdO、Ag-SnO₂、Cu-ZnO、Cu-Al₂O₃、Cu-Y₂O₃等，其中银价格昂贵，且消耗量很大，每年用于生产银触点用银占银消耗的25-30％；CdO具有毒性；SnO₂不能大量掺杂且容易引起高接触电阻；而铜基电接触材料中添加的第二相Al₂O₃、Y₂O₃均具有电绝缘性能，增大了接触电阻。因此有必要发展新型的导电陶瓷作为第二掺杂相的铜基电接触材料。

纯铜具有良好的电学性能，其电导率为1.72×10^-8Ω·m(20℃)，仅略高于银的电导率1.586×10^-8Ω·m(20℃)，抗熔焊性能优良。但是在纯铜中掺杂具有绝缘性能的第二相，将导致接触电阻急剧上升。同时过高的接触电阻也会造成触点温升加剧，使用电器处于不安全状态。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种铜基电接触材料及其制备方法，利用导电陶瓷La₂NiO₄、BaPbO₃或Li_1.4Al_0.4(Ge_1-xTi_x)_1.6(PO₄)₃作为第二相，既保持触点元件在使用过程中的高导热、耐高温等优良性能基本不变，同时提高导电性和抗腐蚀性能，且由于陶瓷本身强度高、脆性大，不仅提高触点元件的机械强度，同时降低了其在电弧烧蚀过程中形成熔池的粘度，从而提高抗熔焊性能。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种铜基电接触材料，其特征在于，包括占总重量为1％-10％的颗粒尺寸为小于10μm的导电陶瓷La₂NiO₄粉末和占总重量为99％-90％的晶粒尺寸为45μm的铜粉末混合后经过粉末冶金方法制备成为致密材料，其致密度为95-99.9％，其中导电陶瓷La₂NiO₄以颗粒的形态均匀分布于铜基体中，铜组元构成连续基体组织。

一种铜基电接触材料的制备方法，以导电陶瓷La₂NiO₄为第二相，包括以下步骤：

步骤一、导电陶瓷La₂NiO₄粉末是通过溶胶凝胶的方法制备的，具体方法是：将摩尔比为2∶1的La(NO₃)₃·6H₂O和Ni(NO₃)₃·6H₂O添加到去离子水中形成混合溶液，加入柠檬酸，柠檬酸与溶液中金属离子的物质的量比为1.5-3∶1，在搅拌的同时加热到90℃，加入乙二醇，乙二醇与溶液中金属离子的物质的量比为1-2∶1，在90℃温度下搅拌直至溶液变得粘稠得到凝胶体，在110℃置于干燥箱中保温12h，干燥后在850℃-1100℃下保温4h进行焙烧，最后研磨得到小于10μm的导电陶瓷La₂NiO₄粉末；