一種高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料的制備方法，屬于電觸頭材料制備技術領域。本發(fā)明是將硝酸鍶與聚硅氮烷粉末進行交聯(lián)固化，經(jīng)球磨、預熱、煅燒制得高電流穩(wěn)定混合粉末，與聚乙烯醇等物質(zhì)混合超聲分散后，抽濾得濾餅，干燥制得偶聯(lián)改性粉末，與銀粉、鎳粉和石墨混合碾磨，加入乙醇混合，干燥后與無水乙醇混合于模具中，經(jīng)燒結、壓制、冷卻制得高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制備步驟簡單，制備成本低于其他產(chǎn)品26.2%；所得高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料，在大電流下抗熔焊性能好，電磨損小，電觸頭使用壽命長。
【專利說明】
一種高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料的制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料的制備方法，屬于電觸頭材料制備技術領域。
【背景技術】
[0002]觸頭材料，用于開關、繼電器、電氣連接及電氣接插元件的電接觸材料，又稱電觸頭材料。一般分強電用觸頭材料和弱電用觸頭材料兩種。根據(jù)使用對象的不同，對觸頭材料提出不同的要求。這些要求與觸頭的工作條件和在操作過程中產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象有關。電觸頭作為中高壓開關設備中的核心部件，起著開斷、導通的作用，廣泛應用于各種高壓負荷開關、SF6斷路器、有載分接開關以及大開斷容量隔尚開關和接地開關中。目前電觸頭材料一般使用的有銅基觸頭材料和銀基觸頭材料，應用最廣泛的是銀基觸頭材料，在銀基觸頭材料中最常用的是銀鎳觸頭材料。銀鎳觸頭材料具有良好的導電、導熱性，接觸電阻低且穩(wěn)定，電弧侵蝕小而均勻，在直流下開閉時的材料轉移比純銀小。但是，這種觸頭在大電流下抗熔焊性能差，通常和銀石墨觸頭配對使用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題:針對目前銀鎳觸頭材料在大電流下抗熔焊性能差，需與銀石墨觸頭配對使用，導致成本增高的弊端，提供了一種將硝酸鍶與聚硅氮烷粉末進行交聯(lián)固化，經(jīng)球磨、預熱、煅燒制得碳化硅，通過碳化硅對高電流具有穩(wěn)定性的特點，將其與聚乙烯醇等物質(zhì)混合超聲分散后，抽濾得濾餅，干燥制得偶聯(lián)改性耐高電流粉末，與銀粉、鎳粉和石墨混合碾磨，加入乙醇混合，干燥后與無水乙醇混合于模具中，經(jīng)燒結、壓制、冷卻制得高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料的方法。本發(fā)明制備步驟簡單，所得產(chǎn)品高電流且抗熔焊性能好。
[0004]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用如下所述的技術方案是:
(1)按質(zhì)量比1:5，將硝酸鍶與聚硅氮烷粉末攪拌混合，隨后對其碾磨并過篩，制備得70?80目混合粉末，再在氮氣保護下，將混合粉末置于250?280°C下交聯(lián)固化25?30min;
(2)待交聯(lián)固化完成后，將其置于球磨罐中，控制球料比15:1，對其球磨20?24h，待球磨完成后，將球磨物置于鎢坩禍中，再將鎢坩禍置于真空度為10—3Pa的氣氛爐中，在210?230°C下預熱10?15min后，按8°C/min的速率程序升溫至450?500°C，保溫煅燒I?2h，隨后停止加熱并靜置冷卻至20?30°C，對其碾磨，制備得高電流穩(wěn)定混合粉末；
(3)按重量份數(shù)計，分別稱量30?50份聚乙烯醇、10?15份冰醋酸、5?10份3-氨丙基三乙氧基硅烷和35?45份上述制備的高電流穩(wěn)定混合粉末置于三口燒瓶中，攪拌混合并在200?300W下超聲分散處理10?15min;
(4)待分散完成后，對其抽濾并收集濾餅，在65?80°C下干燥6?8h，制備得偶聯(lián)改性粉末，再按重量份數(shù)計，分別稱量35?50份銀粉、5?10份石墨、10?15份鎳粉和35?40份制備的偶聯(lián)改性粉末置于研缽中，在乙醇作為分散劑作用下，對其碾磨10?12h，制備得固含量為80%的混合漿液，隨后將混合漿液置于55?60°C下干燥3?5h，制備得電觸頭粉末；
(5)按質(zhì)量比5:1，將上述制備的電觸頭粉末與無水乙醇攪拌混合并置于不銹鋼模具中，在氫氣保護下，將其置于氣氛爐中，在800?9000C下燒結3?5h，待燒結完成后，將其置于6500?8000N下壓制，待其冷卻至20?30°C，撤去壓力，將其取出，即可制備得一種高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料。
[0005]本發(fā)明制得的電觸頭材料密度為11.25?12.368/0112，電導率為48?543/111，電阻率為3.4?4.8μΩ.cm，平均擊穿電壓強度為1.59Χ108?2.35X 108V.m—S布氏硬度為96?11IHB，抗拉強度為286?318MPa。
[0006]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術效果是:
(1)本發(fā)明制備步驟簡單，制備成本低于其他產(chǎn)品26.2%；
(2)所得高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料，在大電流下抗熔焊性能好，電磨損小，電觸頭使用壽命長。
【具體實施方式】
[0007]首先按質(zhì)量比1:5，將硝酸鍶與聚硅氮烷粉末攪拌混合，隨后對其碾磨并過篩，制備得70?80目混合粉末，再在氮氣保護下，將混合粉末置于250?280°C下交聯(lián)固化25?30min;然后待交聯(lián)固化完成后，將其置于球磨罐中，控制球料比15:1，對其球磨20?24h，待球磨完成后，將球磨物置于鎢坩禍中，再將鎢坩禍置于真空度為10—3Pa的氣氛爐中，在210?230°C下預熱10?15min后，按8°C/min的速率程序升溫至450?500°C，保溫煅燒I?2h，隨后停止加熱并靜置冷卻至20?30°C，對其碾磨，制備得高電流穩(wěn)定混合粉末；再按重量份數(shù)計，分別稱量30?50份聚乙烯醇、10?15份冰醋酸、5?10份3-氨丙基三乙氧基硅烷和35?45份上述制備的高電流穩(wěn)定混合粉末置于三口燒瓶中，攪拌混合并在200?300W下超聲分散處理10?15min;待分散完成后，對其抽濾并收集濾餅，在65?80°C下干燥6?8h，制備得偶聯(lián)改性粉末，再按重量份數(shù)計，分別稱量35?50份銀粉、5?10份石墨、10?15份鎳粉和35?40份制備的偶聯(lián)改性粉末置于研缽中，在乙醇作為分散劑作用下，對其碾磨10?12h，制備得固含量為80%的混合漿液，隨后將混合漿液置于55?60°C下干燥3?5h，制備得電觸頭粉末;最后按質(zhì)量比5:1，將上述制備的電觸頭粉末與無水乙醇攪拌混合并置于不銹鋼模具中，在氫氣保護下，將其置于氣氛爐中，在800?9000C下燒結3?5h，待燒結完成后，將其置于6500?8000N下壓制，待其冷卻至20?30°C，撤去壓力，將其取出，即可制備得一種高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料。
[0008]實例I
首先按質(zhì)量比1:5，將硝酸鍶與聚硅氮烷粉末攪拌混合，隨后對其碾磨并過篩，制備得70目混合粉末，再在氮氣保護下，將混合粉末置于250°C下交聯(lián)固化25min;然后待交聯(lián)固化完成后，將其置于球磨罐中，控制球料比15:1，對其球磨20h，待球磨完成后，將球磨物置于鎢坩禍中，再將鎢坩禍置于真空度為10—3Pa的氣氛爐中，在210°C下預熱1min后，按8°C/min的速率程序升溫至450°C，保溫煅燒lh，隨后停止加熱并靜置冷卻至20°C，對其碾磨，制備得高電流穩(wěn)定混合粉末;再按重量份數(shù)計，分別稱量30份聚乙烯醇、15份冰醋酸、10份3-氨丙基三乙氧基硅烷和45份上述制備的高電流穩(wěn)定混合粉末置于三口燒瓶中，攪拌混合并在200W下超聲分散處理1min;待分散完成后，對其抽濾并收集濾餅，在65 °C下干燥6h，制備得偶聯(lián)改性粉末，再按重量份數(shù)計，分別稱量35份銀粉、10份石墨、15份鎳粉和40份制備的偶聯(lián)改性粉末置于研缽中，在乙醇作為分散劑作用下，對其碾磨10h，制備得固含量為80%的混合漿液，隨后將混合漿液置于55°C下干燥3h，制備得電觸頭粉末;最后按質(zhì)量比5:1，將上述制備的電觸頭粉末與無水乙醇攪拌混合并置于不銹鋼模具中，在氫氣保護下，將其置于氣氛爐中，在800°C下燒結3h，待燒制完成后，將其置于6500N下壓制，待其冷卻至20 °C，撤去壓力，將其取出，即可制備得一種高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料。本發(fā)明制備步驟簡單，制備成本低于其他產(chǎn)品26.2%;所得高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料，在大電流下抗熔焊性能好，電磨損小，電觸頭使用壽命長;制得的電觸頭材料密度為11.25g/cm2，電導率為48S/m，電阻率為3.4μΩ.cm，平均擊穿電壓強度為1.59Χ 18V.m—1，布氏硬度為96ΗΒ，抗拉強度為286MPa0
[0009]實例2
首先按質(zhì)量比1:5，將硝酸鍶與聚硅氮烷粉末攪拌混合，隨后對其碾磨并過篩，制備得75目混合粉末，再在氮氣保護下，將混合粉末置于265°C下交聯(lián)固化28min;然后待交聯(lián)固化完成后，將其置于球磨罐中，控制球料比15:1，對其球磨22h，待球磨完成后，將球磨物置于鎢坩禍中，再將鎢坩禍置于真空度為10—3Pa的氣氛爐中，在220°C下預熱13min后，按8°C/min的速率程序升溫至475°C，保溫煅燒lh，隨后停止加熱并靜置冷卻至25°C，對其碾磨，制備得高電流穩(wěn)定混合粉末;再按重量份數(shù)計，分別稱量40份聚乙烯醇、13份冰醋酸、7份3-氨丙基三乙氧基硅烷和40份上述制備的高電流穩(wěn)定混合粉末置于三口燒瓶中，攪拌混合并在250W下超聲分散處理13min;待分散完成后，對其抽濾并收集濾餅，在72°C下干燥7h，制備得偶聯(lián)改性粉末，再按重量份數(shù)計，分別稱量42份銀粉、8份石墨、13份鎳粉和37份制備的偶聯(lián)改性粉末置于研缽中，在乙醇作為分散劑作用下，對其碾磨llh，制備得固含量為80%的混合漿液，隨后將混合漿液置于58 °C下干燥4h，制備得電觸頭粉末;最后按質(zhì)量比5:1，將上述制備的電觸頭粉末與無水乙醇攪拌混合并置于不銹鋼模具中，在氫氣保護下，將其置于氣氛爐中，在8500C下燒結4h，待燒結完成后，將其置于7200N下壓制，待其冷卻至25°C，撤去壓力，將其取出，即可制備得一種高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料。本發(fā)明制備步驟簡單，制備成本低于其他產(chǎn)品26.2% ；所得高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料，在大電流下抗熔焊性能好，電磨損小，電觸頭使用壽命長;制得的電觸頭材料密度為11.80g/cm2，電導率為51 S/m，電阻率為4.1μΩ.cm，平均擊穿電壓強度為1.97\10~*111—1，布氏硬度為103耶，抗拉強度為30210^。
[0010]實例3
首先按質(zhì)量比1:5，將硝酸鍶與聚硅氮烷粉末攪拌混合，隨后對其碾磨并過篩，制備得80目混合粉末，再在氮氣保護下，將混合粉末置于280°C下交聯(lián)固化30min;然后待交聯(lián)固化完成后，將其置于球磨罐中，控制球料比15:1，對其球磨24h，待球磨完成后，將球磨物置于鎢坩禍中，再將鎢坩禍置于真空度為10—3Pa的氣氛爐中，在230°C下預熱15min后，按8°C/min的速率程序升溫至500°C，保溫煅燒2h，隨后停止加熱并靜置冷卻至30°C，對其碾磨，制備得高電流穩(wěn)定混合粉末;再按重量份數(shù)計，分別稱量50份聚乙烯醇、5份冰醋酸、10份3-氨丙基三乙氧基硅烷和35份上述制備的高電流穩(wěn)定混合粉末置于三口燒瓶中，攪拌混合并在300W下超聲分散處理15min;待分散完成后，對其抽濾并收集濾餅，在80°C下干燥Sh，制備得偶聯(lián)改性粉末，再按重量份數(shù)計，分別稱量50份銀粉、5份石墨、10份鎳粉和35份制備的偶聯(lián)改性粉末置于研缽中，在乙醇作為分散劑作用下，對其碾磨12h，制備得固含量為80%的混合漿液，隨后將混合漿液置于60°C下干燥5h，制備得電觸頭粉末;最后按質(zhì)量比5:1，將上述制備的電觸頭粉末與無水乙醇攪拌混合并置于不銹鋼模具中，在氫氣保護下，將其置于氣氛爐中，在9000C下燒結5h，待燒結完成后，將其置于8000N下壓制，待其冷卻至30°C，撤去壓力，將其取出，即可制備得一種高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料。本發(fā)明制備步驟簡單，制備成本低于其他產(chǎn)品26.2% ；所得高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料，在大電流下抗熔焊性能好，電磨損小，電觸頭使用壽命長;制得的電觸頭材料密度為12.36g/cm2，電導率為54S/m，電阻率為4.8μΩ.cm，平均擊穿電壓強度為2.35X 108V.m—S布氏硬度為111ΗΒ，抗拉強度為318MPa。
【主權項】
1.一種高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料的制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)按質(zhì)量比1:5，將硝酸鍶與聚硅氮烷粉末攪拌混合，隨后對其碾磨并過篩，制備得70?80目混合粉末，再在氮氣保護下，將混合粉末置于250?280°C下交聯(lián)固化25?30min; (2)待交聯(lián)固化完成后，將其置于球磨罐中，控制球料比15:1，對其球磨20?24h，待球磨完成后，將球磨物置于鎢坩禍中，再將鎢坩禍置于真空度為10—3Pa的氣氛爐中，在210?230°C下預熱10?15min后，按8°C/min的速率程序升溫至450?500°C，保溫煅燒I?2h，隨后停止加熱并靜置冷卻至20?30°C，對其碾磨，制備得高電流穩(wěn)定混合粉末； (3 )按重量份數(shù)計，分別稱量30?50份聚乙烯醇、1?15份冰醋酸、5?1份3-氨丙基三乙氧基硅烷和35?45份上述制備的高電流穩(wěn)定混合粉末置于三口燒瓶中，攪拌混合并在200?300W下超聲分散處理10?15min; (4)待分散完成后，對其抽濾并收集濾餅，在65?80°C下干燥6?8h，制備得偶聯(lián)改性粉末，再按重量份數(shù)計，分別稱量35?50份銀粉、5?10份石墨、10?15份鎳粉和35?40份制備的偶聯(lián)改性粉末置于研缽中，在乙醇作為分散劑作用下，對其碾磨10?12h，制備得固含量為80%的混合漿液，隨后將混合漿液置于55?60°C下干燥3?5h，制備得電觸頭粉末； (5)按質(zhì)量比5:1，將上述制備的電觸頭粉末與無水乙醇攪拌混合并置于不銹鋼模具中，在氫氣保護下，將其置于氣氛爐中，在800?9000C下燒結3?5h，待燒結完成后，將其置于6500?8000N下壓制，待其冷卻至20?30°C，撤去壓力，將其取出，即可制備得一種高電流抗焊性銀鎳電觸頭材料。
【文檔編號】C22C1/05GK105886811SQ201610228912
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月14日
【發(fā)明人】裴俊, 盛海豐, 高玉剛
【申請人】裴俊