[发明专利]一种颗粒复合纤维增强铜氧化锡触头材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种颗粒复合纤维增强铜氧化锡触头材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、制备氧化锡颗粒；步骤2、制备氧化铜/氧化锡复合纤维；步骤3、将铜粉、氧化锡颗粒、氧化铜/氧化锡复合纤维置于卧式行星球磨机进行充分球磨混合，获得混合均匀的颗粒复合纤维增强铜氧化锡复合粉体；步骤4、将颗粒复合纤维增强铜氧化锡复合粉体经放电等离子烧结后得到颗粒复合纤维增强铜氧化锡触头材料；可以避免增强相SnO₂在强电磁搅拌和电弧热作用下漂浮在基体表面，引起触头材料的接触电阻增大，温升较高等问题，有效提高触头材料的耐电弧侵蚀性能和使用寿命。

技术领域

本发明属于材料制备工艺技术领域，具体涉及一种颗粒复合纤维增强铜氧化锡触头材料的制备方法。

背景技术

在电气、电子工业中，触头材料及元件作为仪器仪表和电器开关等的关键材料，主要起到开断电路及负载电流的作用，其性能的优劣是开关电器可靠运行与寿命的直接影响因素。目前，银基触头材料消耗大量价格昂贵的贵金属银，且综合性能最好的Ag-CdO触头材料在使用过程中容易产生具有较大毒性有毒气体，很大程度上限制了其应用范围。

铜基触头材料具备热容大、触头温升低、硬度较高、燃弧时间短等优点。铜氧化锡就是具备这类优势的一种铜基触头材料，然而由于触头材料中铜基体与增强相氧化锡之间润湿性差，基体与增强相结合不紧密，在热-力循环载荷作用下容易产生裂纹并快速扩展，同时容易出现增强相在电弧力和电弧热作用下重新富集偏析，引起触头材料的接触电阻增大，温升较高等问题，大大降低材料的综合性能和使用寿命。

发明内容

本发明的目的是提供一种颗粒复合纤维增强铜氧化锡触头材料的制备方法，解决了增强相SnO₂在强电磁搅拌和电弧热作用下漂浮在基体表面，引起触头材料的接触电阻增大，温升较高等问题。

本发明所采用的技术方案是，一种颗粒复合纤维增强铜氧化锡触头材料的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、制备氧化锡颗粒；

步骤2、制备氧化铜/氧化锡复合纤维；

步骤3、将铜粉、氧化锡颗粒、氧化铜/氧化锡复合纤维置于卧式行星球磨机进行充分球磨混合，获得混合均匀的颗粒复合纤维增强铜氧化锡复合粉体；

步骤4、将颗粒复合纤维增强铜氧化锡复合粉体经放电等离子烧结后得到颗粒复合纤维增强铜氧化锡触头材料。

本发明的特点还在于：

步骤1具体过程为：

步骤1.1、将水合氯化锡充分溶解于甲醛溶液中，充分搅拌后获得浓度为0.05～0.1mol/L的氯化锡溶液；

步骤1.2、向氯化锡溶液中加入聚乙二醇和氢氧化钠溶液，并搅拌均匀获得白色浑浊液；

步骤1.3、将白色浑浊液迅速转移到密封的反应釜中，放入电热鼓风干燥箱内进行保温，干燥温度为180～200℃，保温时间为20～24h；

步骤1.4、取出反应釜自然冷却至室温，将沉淀物洗涤，直至用硝酸银检测到洗涤液中不含氯离子时为止，再用无水乙醇洗涤2～3次，洗涤后置于真空箱中干燥至恒重，干燥温度为75～85℃，充分研磨后再次干燥，得到氧化锡粉体。

步骤1.2中氢氧化钠溶液的浓度为0.01～0.015mol/L，聚乙二醇质量分数为600，添加量0.3～0.4g。

步骤2具体过程为：

步骤2.1、将水合氯化锡溶解于无水乙醇与N，N-二甲基甲酰胺混合溶液中并搅拌均匀，其中无水乙醇与N，N-二甲基甲酰胺体积比为1：0.8～1.0，得到含氯化锡浓度为0.42～0.50mol/L的混合液A；