[发明专利]一种纳米氧化铝增强的银基电接触材料及制备方法

说明书

本发明公开了一种纳米氧化铝增强的银基电接触材料及制备方法，涉及金属基复合材料技术领域，由基体相和增强相组成，基体相为金属银，增强相为纳米氧化铝，所述基体相的质量含量为90‑99.9％，增强相的质量含量为0.1‑10％；先制备纳米氧化铝的前驱体与银基体的复合粉末，压制成样后再经热处理制成银基电接触材料。本发明通过引入纳米级增强相来优化银基的性能，并且增强相占比较小，对基体自身性能损失较小，能够在较小影响银基体电学性能的情况下提升其力学性能，尤其是硬度。

技术领域：

本发明涉及金属基复合材料技术领域，具体涉及一种纳米氧化铝增强的银基电接触材料及制备方法。

背景技术：

金属银具有优越的导电导热性和加工性、抗氧化性，被广泛应用于制备各种电接触材料，如继电器、接触器、负荷开关等，具有较大的市场应用背景。据相关统计，2017年全球电接触材料市场规模达到了3630百万美元，预计2025年将达到5938百万美元，年复合增长率(CAGR)为6.34％，我国每年需投入几十亿元用于银基触头材料的生产。

银自身的性能缺陷(如硬度低、耐磨性差等)致使其必须和其他材料复合，从而提升性能。之前使用最为广泛的是银氧化镉复合材料，由于环保等原因逐渐被银氧化锡等复合材料所取代，但仍存在一些问题，如加工性降低以及接触电阻大等仍需要解决。

专利CN102312119B公开了一种银金属氧化锡电接触材料的制备方法，金属锭雾化后机械处理为复合金属，然后采用内氧化制备出银氧化锡触电材料。该触点材料虽然成分均匀、无常规内氧化造成的中心贫氧区并提高了银基硬度，但是其电阻率仍较高，对于电接触材料的电学性能损失较大。

纳米氧化铝力学性能优异，加入金属中能够优化基体的强度、硬度等常温力学性能及高温性能，可以作为电接触材料的增强相使用。

专利CN1588595A公开了一种纳米氧化铝铜基体触头材料，通过改变铜基中纳米氧化铝及碳化钨、铜镧合金含量制备了新型铜基触头材料。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种纳米氧化铝增强的银基电接触材料及制备方法，通过引入极少量的氧化铝增强相来实现在损失较少导电率的情况下提升银基电接触材料的力学性能，尤其是硬度。

本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现：

一种纳米氧化铝增强的银基电接触材料，由基体相和增强相组成，基体相为金属银，增强相为纳米氧化铝。

所述基体相的质量含量为90-99.9％，增强相的质量含量为0.1-10％。

上述纳米氧化铝增强的银基电接触材料的制备方法，先制备纳米氧化铝的前驱体与银基体的复合粉末，压制成样后再经热处理制成银基电接触材料。

所述纳米氧化铝的前驱体来源于纳米氧化铝、勃姆石溶胶、硝酸铝、硫酸铝中的一种或多种，银基体来源于银粉、硝酸银、硫酸银中的一种或多种。

所述复合粉末的制备方法采用化学共沉淀法、机械混合法、化学沉淀法、燃烧法中的一种或多种。

所述压制成样采用粉末直接压片法，以400-600MPa压片并保压60-180s后成型。

所述热处理采用粉末冶金法、等离子电火花烧结、微波烧结中的一种或多种，烧结气氛为空气、氮气、氢气、氩气气体中的至少一种，烧结温度为650-900℃，烧结时间为2-5h。

所述化学共沉淀法制备复合粉末时按照银基电接触材料成分占比计算所需银盐和铝盐质量，配置成混合盐液A及沉淀剂B，并配置一定量pH值为11的碱液作为反应溶液C，混合反应。

所述银盐和铝盐为其硝酸盐或硫酸盐，沉淀剂为氢氧化钠或碳酸钠，反应溶液为氢氧化钠，配置溶液时均采用超声混合均匀。