[发明专利]新型Ag基锡酸镧复合电接触材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及电接触材料的制备技术，特别是一种新型Ag基锡酸镧复合电接触材料的制备及其产业化应用，该材料应用于低压电器如交流接触器、继电器、空气开关等设备中。

背景技术

电接触材料及元件作为电器工业的核心基础，担负着接通与分断电流的任务，其性能直接关系到整机设备的通断容量、使用寿命和运行可靠性。AgCdO电接触材料因其接触电阻低、抗熔焊、耐电弧侵蚀等优良性能曾经得到广泛应用，享有“万能触点”的美誉。然而，AgCdO触点材料在使用过程中会释放有毒性的Cd蒸汽，同时欧盟颁布的RoSH指令限制了AgCdO触点材料的使用，需寻找相应的替代品。AgSnO₂因其具备高热稳定性﹑抗电弧侵蚀以及环境友好型等特点，而成为替代AgCdO的常用触点材料。但是在美国和中国，Ag/SnO₂在服役过程中依然会出现高的电弧侵蚀率，发生熔焊现象，制约Ag/SnO₂电接触材料的进一步使用。

结合当前在Ag/SnO₂触点材料的表面电弧侵蚀行为及其失效机制方面文献报道及实验研究结果表明：添加稀土元素或其复合物与SnO₂表面改性将成为改善电弧侵蚀，减小熔焊力，提高电寿命的有效途径之一。相关研究指出烧绿石结构的La₂Sn₂O₇粉体与SnO₂拥有相似的理化性质及较高的氧离子空位导电特性，同时La₂Sn₂O₇粉体作为第二增强相在Ag基电接触材料中发挥的良好的力学性能和抗熔焊特性已获得本课题组的实验证实。实验合成的AgLa₂Sn₂O₇电接触材料具有最低的电阻率(≤2.2μΩ·cm)，经金属材料拉伸试验结果表明：退火态断后延伸率达至24％，抗拉强度为230MPa。相比于AgSnO₂，AgLa₂Sn₂O₇电接触材料表现出更小的熔焊力。

但现有的技术存在的不足是：Ag/SnO₂触点材料在热挤压丝材工艺时由于硬度过大，延伸率较低，导致丝材加工过程发生断裂，剥离等严重缺陷，此外在实际服役过程中出现高接触电阻，高熔焊力，降低了Ag/SnO₂触点材料的使用寿命。而本发明的AgLa₂Sn₂O₇触点材料在力学性能和熔焊特性上的服役效果表现得更佳。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中Ag/SnO₂电接触材料的高侵蚀率和熔焊等缺陷，提供一种新型Ag基锡酸镧复合电接触材料的制备方法。该方法制得的产品能够用于改善电接触材料抗熔焊性能，且反应合成条件简易、成本低廉。

为解决技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种新型Ag基锡酸镧复合电接触材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)Ag-La₂Sn₂O₇复合粉体的制备

将Ag粉和锡酸镧纳米粉体按照质量比88∶12进行称量，球磨混合4小时，得到AgLa₂Sn₂O₇复合粉体；

(2)将AgLa₂Sn₂O₇复合粉体进行热压烧结处理，获得AgLa₂Sn₂O₇坯块；然后对AgLa₂Sn₂O₇坯块进行热挤压处理，获得直径为1.5～3.5mm的AgLa₂Sn₂O₇线材；

热压烧结时控制条件为：热压压力450MPa，模具温度500℃；热挤压时控制条件为：挤压吨位50T，挤压模具加热温度500℃。

本发明中，还包括对AgLa₂Sn₂O₇线材的进一步处理：通过旋锻处理和拉丝处理，得到直径为1.85～2.8mm的AgLa₂Sn₂O₇丝材。