專利名稱：納米SnO的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種納米混雜添加物復(fù)合銀基電接觸合金及其制備工藝，特別是涉及納米SnO2/Fe2O3共混摻雜銀基電接觸合金電觸頭材料的成分及其制備工藝。
背景技術(shù)：
目前公知的銀基電觸頭材料有1.采用高能球磨制備納米SnO2銀基電接觸合金(專利申請?zhí)?0135475.2)；2.溶膠-凝膠法制備納米SnO2、ZnO、TiO2及稀土成分制備納米銀基電接觸合金(專利申請?zhí)?2146696.3)；3.采用摻雜金屬氧化物(含SnO2，ZrO，ZnO、TiO，MnO，WO等)的銀基電接觸合金(專利申請?zhí)?3100430.X)，以及在加工中進行硼或碳、氮、硼三元共滲的銀基電觸頭材料的常規(guī)技術(shù)。以上技術(shù)在電觸頭材料的成型性，電性能，觸點燒損速率及使用壽命方面有一定的局限性。

發(fā)明內(nèi)容
為解決以上問題，本發(fā)明提供了一種納米SnO2/Fe2O3共混摻雜銀基電接觸合金及其制備工藝，它可提高銀基電觸頭材料的成型性、電性能，以及顯著降低觸點燒損速率，提高銀基電觸頭的使用壽命。
本發(fā)明的解決方案是設(shè)計納米SnO2/Fe2O3共混摻雜銀基電接觸合金及其制備工藝，其特征是先將SnO2、Fe2O3化學(xué)共沉淀、培燒制備不同納米粒度的混雜納米粉，然后將Ag粉和SnO2/Fe2O3混雜粉末在空氣或氮氣環(huán)境中高能球磨混粉，制備出的SnO2、Fe2O3納米粒子彌散分布于銀基體中的均勻混合粉，球磨后的納米復(fù)合粉末經(jīng)常規(guī)工藝成型。
所述的化學(xué)共沉淀是在300℃-750℃，用1h-3h培燒制備含50-99.5％SnO2和0.5-50％Fe2O3的納米粒度在5-100nm納米共混氧化物，F(xiàn)e2O3均勻分布或固溶于SnO2晶粒中；然后將重量比分別為80-95％的Ag粉和5-20％的SnO2/Fe2O3混合粉在空氣或氮氣環(huán)境中高能球磨混粉。
所述的高能球磨工藝為球料比10-100∶1，相應(yīng)的球磨時間為15分鐘-3小時，球料比越大，球磨時間越短。
所述的球磨后的納米復(fù)合粉經(jīng)50MPa-600MPa冷壓、在300-750℃、50-400MPa下熱壓燒結(jié)成型。
所述的球磨后的納米復(fù)合粉末，經(jīng)過預(yù)先退火，再經(jīng)20-200MPa冷壓、在300-750℃燒結(jié)成坯，經(jīng)熱擠壓、熱拉拔、軋制或復(fù)壓工藝成型。
所述的化學(xué)共沉淀是利用SnCl4和FeCl3混合液滴加氨水化學(xué)共沉淀制備SnO2和Fe2O3納米混雜氧化物。
本發(fā)明的特點是它利用SnCl4和FeCl3混合水溶液滴加氨水化學(xué)共沉淀、制備SnO2和Fe2O3納米混雜氧化物，高能球磨混粉制備含納米氧化物的Ag、SnO2、Fe2O3的復(fù)合粉。用熱壓燒結(jié)或冷壓燒結(jié)工藝成型，得到含納米氧化物的銀基電接觸合金，在納米氧化物的作用下，材料的電導(dǎo)率、接觸電阻顯著改善，并能夠提高觸點的抗熔焊能力和抗電弧侵蝕能力。
與同類技術(shù)的區(qū)別在于電觸頭材料成分上是納米SnO2和Fe2O3的共混摻雜，在納米SnO2和Fe2O3的制備中采用了化學(xué)共沉淀法以及高能球磨混粉制備含納米氧化物的Ag、SnO2、Fe2O3的復(fù)合粉的技術(shù)。通過以上工藝制備出的AgSnO2/Fe2O3系列觸點合金，為納米SnO2/Fe2O3顆粒均勻分布于Ag基體中。由于Fe2O3的分散性和高能球磨混粉，使納米SnO2/Fe2O3粒子彌散分布在Ag基體中而不是分布在晶界上，所以觸點的電導(dǎo)率顯著提高，可以顯著減小接觸電阻。而且納米SnO2/Fe2O3粒子具有更大的強化作用，可以提高觸點的抗熔焊能力和抗電弧侵蝕能力，使AgSnO2/Fe2O3系列觸點的性能發(fā)生質(zhì)的飛躍。
下面結(jié)合實施例圖片對本發(fā)明做進一步說明。
圖1是傳統(tǒng)商用AgSnO2In2O3觸頭低倍SEM形貌。
圖2是納米復(fù)合AgSnO2/Fe2O3觸頭低倍SEM形貌。
圖3是傳統(tǒng)商用AgSnO2In2O3觸頭SEM形貌。
圖4納米復(fù)合AgSnO2/Fe2O3觸頭SEM形貌


附圖是AgSnO2傳統(tǒng)觸頭與納米復(fù)合觸頭電弧侵蝕形貌對比。
如圖所示，和傳統(tǒng)觸頭相比，納米復(fù)合觸頭表現(xiàn)出良好的分散電弧作用，表面沒有明顯的熔池和液體飛濺。
熱壓觸頭材料的密度是9.2-9.9g/cm3，硬度HV850-1550MPa。
本發(fā)明的具體工藝過程是首先用化學(xué)共沉淀，在300-750℃條件下，1-3h培燒制備含50-99.5％SnO2和0.5-50％Fe2O3的納米粒度在5-100nm納米共混氧化物，F(xiàn)e2O3均勻分布或固溶于SnO2晶粒中。然后將重量比分別為80-95％的Ag粉和5-20％的SnO2/Fe2O3混合粉在空氣或氮氣環(huán)境中高能球磨混粉。高能球磨工藝為球料比10-100∶1，相應(yīng)的球磨時間為15分鐘-3小時(球料比越大，球磨時間越短)。球磨后納米SnO2和Fe2O3彌散分布于銀基體中，SnO2和Fe2O3的重量比為5-20％。球磨后的納米復(fù)合粉末(可經(jīng)過預(yù)先退火)經(jīng)50-600MPa冷壓、在300-750℃、50-400MPa下熱壓燒結(jié)成型?；蛟谇蚰ズ蟮募{米復(fù)合粉末(可經(jīng)過預(yù)先退火)經(jīng)20-200MPa冷壓、在300-750℃燒結(jié)成坯，經(jīng)熱擠壓、熱拉拔、軋制或復(fù)壓等常規(guī)工藝成型。
具體實施方法實施例1在400℃，1h培燒制備重量比為10∶2的納米粒度在5-20nm的SnO2/Fe2O3化學(xué)共沉淀混雜氧化物粉。將重量比分別為88％的Ag粉和12％的SnO2/Fe2O3混雜粉在空氣氣環(huán)境中高能球磨。采用振動式球磨機，球料比20∶1，球磨時間半小時，振動頻率200s-1。球磨后的粉末在經(jīng)200-600MPa冷壓、在550℃、200MPa下熱壓燒結(jié)成型。制備出的AgSnO2/Fe2O3觸點合金為納米SnO2/Fe2O3粒子均勻分布在Ag基體中。
實施例2在550℃，1h培燒制備重量比為7∶5的納米粒度在20-40nm的SnO2/Fe2O3化學(xué)共沉淀混雜氧化物粉。將重量比分別為88％的Ag粉和12％的SnO2/Fe2O3混雜粉在氮氣環(huán)境中高能球磨。采用攪拌式高能球磨機，球料比為40∶1，轉(zhuǎn)速300轉(zhuǎn)/分。球磨時間為1小時。球磨后的粉末在經(jīng)100MPa冷壓、在650℃燒結(jié)成坯，然后經(jīng)復(fù)壓成型。制備出的AgSnO2/Fe2O3觸點合金為納米SnO2/Fe2O3粒子均勻分布在Ag基體中。
實施例3在750℃，1h培燒制備重量比為12∶5的納米粒度在40-70nm的SnO2/Fe2O3化學(xué)共沉淀混雜氧化物粉。將重量比分別為88％的Ag粉和12％的SnO2/Fe2O3混雜粉在空氣環(huán)境中高能球磨。采用振動式球磨機，球料比20∶1，球磨時間1小時，振動頻率200s-1。球磨后的粉末在經(jīng)200-600MPa冷壓、在650℃、200MPa下熱壓燒結(jié)成型。制備出的AgSnO2/Fe2O3觸點合金為納米SnO2/Fe2O3粒子均勻分布在Ag基體中。
權(quán)利要求
1.納米SnO2/Fe2O3共混摻雜銀基電接觸合金及其制備工藝，其特征是先將SnO2、Fe2O3化學(xué)共沉淀、培燒制備不同納米粒度的混雜納米粉，然后將Ag粉和SnO2/Fe2O3混雜粉末在空氣或氮氣環(huán)境中高能球磨混粉，制備出的SnO2、Fe2O3納米粒子彌散分布于銀基體中的均勻混合粉，球磨后的納米復(fù)合粉末經(jīng)常規(guī)工藝成型。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米SnO2/Fe2O3共混摻雜銀基電接觸合金及其制備工藝，其特征是所述的化學(xué)共沉淀是在300℃-750℃，用1h-3h培燒制備含50-99.5％SnO2和0.5-50％Fe2O3的納米粒度在5-100nm納米共混氧化物，F(xiàn)e2O3均勻分布或固溶于SnO2晶粒中；然后將重量比分別為80-95％的Ag粉和5-20％的SnO2/Fe2O3混合粉在空氣或氮氣環(huán)境中高能球磨混粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米SnO2/Fe2O3共混摻雜銀基電接觸合金及其制備工藝，其特征是所述的高能球磨工藝為球料比10-100∶1，相應(yīng)的球磨時間為15分鐘-3小時，球料比越大，球磨時間越短。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米SnO2/Fe2O3共混摻雜銀基電接觸合金及其制備工藝，其特征是所述的球磨后的納米復(fù)合粉末經(jīng)50MPa-600MPa冷壓、在300-750℃、50-400MPa下熱壓燒結(jié)成型。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米SnO2/Fe2O3共混摻雜銀基電接觸合金及其制備工藝，其特征是所述的球磨后的納米復(fù)合粉末，經(jīng)過預(yù)先退火，再經(jīng)20-200MPa冷壓、在300-750℃燒結(jié)成坯，經(jīng)熱擠壓、熱拉拔、軋制或復(fù)壓工藝成型。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米SnO2/Fe2O3共混摻雜銀基電接觸合金及其制備工藝，其特征是所述的化學(xué)共沉淀是利用SnCl4和FeCl3混合水溶液滴加氨水化學(xué)共沉淀制備SnO2和Fe2O3納米混雜氧化物。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種納米混雜添加物復(fù)合銀基電接觸合金及其制備工藝，特別是涉及納米SnO
文檔編號C22C1/05GK1635172SQ20031012226
公開日2005年7月6日 申請日期2003年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月28日
發(fā)明者王俊勃, 楊敏鴿, 李英民, 王鵬飛, 陳立成 申請人:西安工程科技學(xué)院