CN108085621B - 一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料 - Google Patents
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Abstract
本分案申请涉及一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，属于电触头材料技术领域。主要技术方案如下银基电触头材料，包括如下质量百分比的材料：银80wt％‑98wt％；第二相2wt％‑20wt％；所述的第二相为含有锰的氧化锡。所述第二相的纤维长度为0.1微米～1000微米，直径为0.0010.01微米～100微米，长径比为(2：1)～(200：1)；第二相中锡和锰元素的摩尔比为(4：1)～(100：1)；该方法制备的银‑氧化锡触头材料中氧化锡增强相为纤维形貌，并有部分为正交相锡，在电弧作用过程中，正交相可发生相变，二次增强触头材料，从而提高触头的工作寿命。
Description
本发明为申请号2017108130219、申请日2017年9月11日、发明名称“一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料及其制备方法”的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料及其制备方法，属于电触头材料技术领域。
背景技术
电触头在电子电路中承担着接通、承载和分断电流的作用，是各类开关电器、仪器仪表的核心元件。Ag-MeO(银-金属氧化物)以金属中电导率和导热率最高的Ag为基体，利用MeO(金属氧化物)为第二相稳定电弧下的熔池，弥补Ag基体在电弧下易喷溅、熔焊的缺陷，已成为研究和应用最广、性能优良的电触头材料。其中，Ag-CdO(银－氧化镉)具有稳定的低电阻和良好的抗电弧性能，一直被冠以“万能触头”的称谓，广泛应用于各种中低压电器中。然而，Ag-CdO在生产、使用到回收的全过程中都面临“镉毒”的危害，对人体健康和自然环境造成威胁，已引起各国政府的高度重视。欧盟曾推出《电气、电子设备中限制使用某些有害物质指令》(RoHS指令)，限定Ag-CdO在电器中的应用，但由于生产技术的原因，Ag-CdO触头限制被豁免至2021年7月。但近年来，全球人类的环保意识日益增强，各国政府立法对破坏环境的行为逐年严苛，国际高端电器产商如施耐德、艾波比集团公司(AG)等均将环保参数加入到供应商评估标准中，在四年后豁免期结束时，Ag-CdO极可能正式退出历史舞台。面对如此严峻挑战，我国电触头行业研发高质量的环保型电触头产品，抢占市场先机，已成迫在眉睫的任务。
Ag-SnO2(银－氧化锡)以其良好的抗电弧能力和在直流负载下的抗材料转移能力脱颖而出，成为最具潜力的Ag-CdO替代材料。对于Ag-SnO2的性能优化工作已有许多报道，并已取得许多成果。但在目前所报道的触头材料中SnO2多为金红石结构，而正交相结构氧化锡在触头中的应用仍未见报道。
发明内容
为弥补现有技术的不足，本发明提供一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料及其制备方法。该方法可用于制备增强相为正交结构纤维形貌氧化锡的银基电触头材料，在电弧作用下，正交相氧化锡发生相变膨胀对基体形成二次强化，可提高触头的硬度和抗磨损特性，从而提高触头的电性能。本发明的技术方案如下：一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，包括如下质量百分比的材料：
银：80wt％-98wt％；
第二相：2wt％-20wt％；所述的第二相为含有锰的氧化锡。
所述第二相的纤维长度为0.1微米～1000微米，直径为0.01微米～100微米，长径比为(2：1)～(200：1)；第二相中锡和锰元素的摩尔比为(4：1)～(100：1)；氧化锡纤维1～50wt％为正交相；
所述材料是按照如下方法制备的：
步骤1：将亚锡盐和亚锰盐按比例称取，并加入水中得到混合溶液；
步骤2：将混合溶液进行加热回流处理，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置草酸溶液沉淀剂；
步骤4：将母盐溶液滴定加入到草酸溶液中进行共沉淀，均匀搅拌后反应，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中干燥；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入马弗炉进行煅烧，得到掺杂锰的正交相氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取正交相氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合；
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料。
进一步的，步骤1中所述亚锡盐包括硫酸亚锡、硝酸亚锡、氯化亚锡中的一种以上，亚锰盐包括硫酸亚锰、硝酸亚锰、醋酸亚锰、氯化亚锰中一种以上，亚锡盐浓度为0.001～1mol/L。
进一步的，步骤2中所述的加热回流在惰性气氛中进行，温度为20～150℃，时间为1～48h。
进一步的，步骤3中所述的草酸溶液浓度为0.001～1mol/L，草酸和金属离子的摩尔比为(1：1)～(4：1)，所述的金属离子包括亚锡和亚锰离子。
进一步的，步骤4中所述的共沉淀反应中，滴定速率为1～100ml/min，反应温度为20～80℃，反应时间为0.5～4h。
进一步的，步骤5中所述的干燥温度为40～200℃，时间为4～48h。
进一步的，步骤6中所述的煅烧温度为300～800℃，时间为1～4h，气氛为含氧气氛。
进一步的，步骤7中所述的球磨混合中，球料比为(1：6)～(6：1)，球磨时间为4～48h。
进一步的，步骤8中所述的放电等离子烧结中，烧结温度为400～800℃，成型压力为20～90MPa，保温时间为5～60min。
本发明同时请求保护所述一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：将亚锡盐和亚锰盐按比例称取，并加入水中得到混合溶液；
步骤2：将混合溶液进行加热回流处理，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置草酸溶液沉淀剂；
步骤4：将母盐溶液滴定加入到草酸溶液中进行共沉淀，均匀搅拌后反应，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中干燥；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入马弗炉进行煅烧，得到掺杂有少量锰的正交相氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取正交相氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合；
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料。
正交相氧化锡是一种非晶氧化锡向金红石氧化锡转变过程中的过渡相，其密度高于金红石结构的氧化锡，并可在受到电弧热流作用时转变为金红石结构，产生体积膨胀，提高复合材料的硬度。在电弧作用下的这种相变强化可对Ag-SnO2触头性能产生二次增强作用，提高触头的寿命。
本发明的有益效果如下：本方法可以用于纤维形貌正交相氧化锡增强的银-氧化锡电触头材料，锰的添加可提高正交相氧化锡的稳定性，从而在烧结后的银-氧化锡中获得一定的正交相氧化锡，这种银-氧化锡电触头材料至少具有以下两种优点：一方面，电弧作用下，处在熔池与基体界面处的纤维形貌氧化锡一端受到基体固定，另一端通过毛细作用稳定熔池，可降低熔体喷溅；另一方面，正交相氧化锡在电弧作用时可发生相变，产生体积膨胀，从而起到二次强化触头的作用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进一步说明，本发明所述材料若无特殊说明，均市售可得。
实施例1
一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其各组分质量百分比为：银88％，氧化锡(含锰)12％；
所述银基电触头材料按照如下方法制备：
步骤1：将硫酸亚锡和氯化亚锰按摩尔比8：1称取，并加入溶液中得到混合溶液，其中硫酸亚锡浓度为0.1mol/L；
步骤2：将混合溶液在氩气气氛中加热40℃回流8h，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置0.1mol/L草酸溶液沉淀剂，草酸和硫酸亚锡的摩尔比为1：1；
步骤4：将母盐溶液以10ml/min的速率滴定加入到草酸溶液中，在40℃均匀搅拌反应1h，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中在80℃干燥12h；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入马弗炉在300℃煅烧4h，得到掺杂有少量锰的氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合，球料比为1：3，球磨时间为12h；步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料，烧结温度为500℃，成型压力为30MPa，保温时间为15min。
本实例制备的银-氧化锡电触头材料中：氧化锡纤维长度为10～20微米，直径为0.1～0.2微米，长径比为(50：1)～(100：1)，并且氧化锡中有10％正交相。
实施例2
一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其各组分质量百分比为：银84％，氧化锡(含锰)16％；
所述银基电触头材料按照如下方法制备：
步骤1：将氯化亚锡和硫酸亚锰按摩尔比10：1称取，并加入溶液中得到混合溶液，其中氯化亚锡浓度为0.001mol/L；
步骤2：将混合溶液在氩气气氛中加热80℃回流4h，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置0.001mol/L草酸溶液沉淀剂，草酸和氯化亚锡的摩尔比为4：1；
步骤4：将母盐溶液以100ml/min的速率滴定加入到草酸溶液中，在60℃均匀搅拌反应3.5h，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中在200℃干燥4h；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入马弗炉在500℃煅烧3.5h，得到掺杂有少量锰的氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合，球料比为2：1，球磨时间为18h；
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料，烧结温度为600℃，成型压力为90MPa，保温时间为30min。
本实例制备的银-氧化锡电触头材料中氧化锡纤维长度为800～1000微米，直径为50～100微米，长径比为(10：1)～(20：1)，并氧化锡中有30％正交相。
实施例3
一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其各组分质量百分比为：银98％，氧化锡(含锰)2％；
所述银基电触头材料按照如下方法制备：
步骤1：将氯化亚锡和硝酸亚锰按摩尔比20：1称取，并加入溶液中得到混合溶液，其中氯化亚锡浓度为0.05mol/L；
步骤2：将混合溶液在氩气气氛中加热150℃回流1h，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置0.05mol/L草酸溶液沉淀剂，草酸和氯化亚锡的摩尔比为2：1；
步骤4：将母盐溶液以1ml/min的速率滴定加入到草酸溶液中，在20℃均匀搅拌反应4h，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中在40℃干燥48h；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入马弗炉在550℃煅烧1h，得到掺杂有少量锰的氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合，球料比为2：5，球磨时间为8h。
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料，烧结温度为700℃，成型压力为40MPa，保温时间为5min。
本实例制备的银-氧化锡电触头材料中氧化锡纤维长度为200～500微米，直径为10～30微米，长径比为(15：1)～(30：1)，并氧化锡中有20％正交相。
实施例4
一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其各组分质量百分比为：银94％，氧化锡(含锰)6％；
所述的银基电触头材料及其制备方法，制备方法为：
步骤1：将硫酸亚锡和醋酸亚锰按摩尔比70：1称取，并加入溶液中得到混合溶液，其中硫酸亚锡浓度为0.001mol/L；
步骤2：将混合溶液在氩气气氛中加热130℃回流12h，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置0.01mol/L草酸溶液沉淀剂，草酸和硫酸亚锡的摩尔比为4：1；
步骤4：将母盐溶液以90ml/min的速率滴定加入到草酸溶液中，在20℃均匀搅拌反应4h，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中在60℃干燥32h；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入马弗炉在400℃煅烧2.5h，得到掺杂有少量锰的氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合，球料比为3：1，球磨时间为24h。
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料，烧结温度为500℃，成型压力为70MPa，保温时间为40min。
本实例制备的银-氧化锡电触头材料中氧化锡纤维长度为0.1～0.2微米，直径为0.02～0.03微米，长径比为(5：1)～(10：1)，并且氧化锡有23％为正交相。
实施例5
一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其各组分质量百分比为：银80％，氧化锡(含锰)20％；
所述的银基电触头材料按照如下方法制备：
步骤1：将氯化亚锡和醋酸亚锰按摩尔比100：1称取，并加入溶液中得到混合溶液，其中氯化亚锡浓度为1mol/L；
步骤2：将混合溶液在氩气气氛中加热20℃回流48h，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置1mol/L草酸溶液沉淀剂，草酸和氯化亚锡的摩尔比为2：1；
步骤4：将母盐溶液以1ml/min的速率滴定加入到草酸溶液中，在20℃均匀搅拌反应0.5h，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中在120℃干燥16h；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入管式炉中，在氧气气氛中600℃煅烧1h，得到掺杂有少量锰的氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合，球料比为2：1，球磨时间为36h；
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料，烧结温度为600℃，成型压力为50MPa，保温时间为20min。
本实例制备的银-氧化锡电触头材料中氧化锡纤维长度为50～100微米，直径为0.3～0.5微米，长径比为(150：1)～(200：1)，并且氧化锡中有1％为正交相。
实施例6
一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其各组分质量百分比为：银82％，氧化锡(含锰)18％；
所述的银基电触头材料及其制备方法，制备方法为：
步骤1：将氯化亚锡和硝酸亚锰按摩尔比8：1称取，并加入溶液中得到混合溶液，其中氯化亚锡浓度为0.01mol/L；
步骤2：将混合溶液在氩气气氛中加热70℃回流36h，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置0.03mol/L草酸溶液沉淀剂，草酸和氯化亚锡的摩尔比为3：1；
步骤4：将母盐溶液以30ml/min的速率滴定加入到草酸溶液中，在70℃均匀搅拌反应3h，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中在100℃干燥24h；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入管式炉中，在氧气气氛中800℃煅烧2h，得到掺杂有少量锰的氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合，球料比为4：1，球磨时间为28h。
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料，烧结温度为800℃，成型压力为20MPa，保温时间为45min。
本实例制备的银-氧化锡电触头材料中氧化锡纤维长度为200～300微米，直径为10～15微米，长径比为(20：1)～(30：1)，并且氧化锡中有40％为正交相。
实施例7
一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其各组分质量百分比为：银84％，氧化锡(含锰)16％；
所述的银基电触头材料按照如下方法制备：
步骤1：将硫酸亚锡和硝酸亚锰按摩尔比7：1称取，并加入溶液中得到混合溶液，其中硫酸亚锡浓度为0.8mol/L；
步骤2：将混合溶液在氩气气氛中加热100℃回流42h，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置0.8mol/L草酸溶液沉淀剂，草酸和硫酸亚锡的摩尔比为1：1；
步骤4：将母盐溶液以50ml/min的速率滴定加入到草酸溶液中，在40℃均匀搅拌反应4h，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中在130℃干燥8h；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入管式炉中，在氧气气氛中300℃煅烧4h，得到掺杂有少量锰的氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合，球料比为1：1，球磨时间为4h；
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料，烧结温度为400℃，成型压力为50MPa，保温时间为60min。
本实例制备的银-氧化锡电触头材料中氧化锡纤维长度为500～800微米，直径为10～15微米，长径比为50：1～70：1，并且氧化锡有50％为正交相。
实施例8
一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其各组分质量百分比为：银86％，氧化锡(含锰)14％；
所述的银基电触头材料按照如下方法制备：
步骤1：将硝酸亚锡和硝酸亚锰按摩尔比50：1称取，并加入溶液中得到混合溶液，其中硝酸亚锡浓度为0.2mol/L；
步骤2：将混合溶液在氩气气氛中加热80℃回流18h，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置0.3mol/L草酸溶液沉淀剂，草酸和硝酸亚锡的摩尔比为3：2；
步骤4：将母盐溶液以50ml/min的速率滴定加入到草酸溶液中，在70℃均匀搅拌反应3h，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中在150℃干燥28h；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入马弗炉中450℃煅烧1.5h，得到掺杂有少量锰的氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合，球料比为4：3，球磨时间为30h；
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料，烧结温度为550℃，成型压力为60MPa，保温时间为50min。
本实例制备的银-氧化锡电触头材料中氧化锡纤维长度为6～10微米，直径为3～4微米，长径比为(2：1)～(3：1)，并且氧化锡中有24％为正交相。
实施例9
一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其各组分质量百分比为：银86％，氧化锡(含锰)14％；
所述的银基电触头材料按照如下方法制备：
步骤1：将硝酸亚锡和醋酸亚锰按摩尔比4：1称取，并加入溶液中得到混合溶液，其中硝酸亚锡浓度为0.5mol/L；
步骤2：将混合溶液在氩气气氛中加热50℃回流6h，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置0.5mol/L草酸溶液沉淀剂，草酸和硝酸亚锡的摩尔比为3：2；
步骤4：将母盐溶液以5ml/min的速率滴定加入到草酸溶液中，在30℃均匀搅拌反应2.5h，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中在160℃干燥12h；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入马弗炉中450℃煅烧1.5h，得到掺杂有少量锰的氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合，球料比为1：6，球磨时间为40h；步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料，烧结温度为600℃，成型压力为60MPa，保温时间为50min。
本实例制备的银-氧化锡电触头材料中氧化锡纤维长度为1～3微米，直径为0.1～0.2微米，长径比为(8：1)～(15：1)，并且氧化锡有42％为正交相。
实施例10
一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其各组分质量百分比为：银94％，氧化锡(含锰)6％；
所述的银基电触头材料按照如下方法制备：
步骤1：将硝酸亚锡和硫酸亚锰按摩尔比30：1称取，并加入溶液中得到混合溶液，其中硝酸亚锡浓度为0.002mol/L；
步骤2：将混合溶液在氩气气氛中加热120℃回流24h，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置0.005mol/L草酸溶液沉淀剂，草酸和硝酸亚锡的摩尔比为5：2；
步骤4：将母盐溶液以80ml/min的速率滴定加入到草酸溶液中，在50℃均匀搅拌反应2h，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中在50℃干燥32h；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入马弗炉中350℃煅烧3h，得到掺杂有少量锰的氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合，球料比为5：3，球磨时间为48h。
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料，烧结温度为450℃，成型压力为80MPa，保温时间为25min。
本实例制备的银-氧化锡电触头材料中氧化锡纤维长度为0.5～0.8微米，直径为0.01～0.02微米，长径比为(30：1)～(50：1)，并且氧化锡中有15％为正交相。
实施例11
一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其各组分质量百分比为：银96％，氧化锡(含锰)4％；
所述的银基电触头材料按照如下方法制备：
步骤1：将硫酸亚锡和硫酸亚锰按摩尔比80：1称取，并加入溶液中得到混合溶液，其中硫酸亚锡浓度为0.5mol/L；
步骤2：将混合溶液在氩气气氛中加热120℃回流30h，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置0.5mol/L草酸溶液沉淀剂，草酸和硫酸亚锡的摩尔比为4：1；
步骤4：将母盐溶液以15ml/min的速率滴定加入到草酸溶液中，在80℃均匀搅拌反应1h，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中在180℃干燥20h；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入马弗炉中500℃煅烧2h，得到掺杂有少量锰的氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合，球料比为7：3，球磨时间为10h；
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料，烧结温度为650℃，成型压力为80MPa，保温时间为10min。
本实例制备的银-氧化锡电触头材料中氧化锡纤维长度为20～30微米，直径为1～2微米，长径比为(15：1)～(20：1)，并且氧化锡中有5％为正交相。
实施例12
一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其各组分质量百分比为：银96％，氧化锡(含锰)4％；
所述的银基电触头材料按照如下方法制备：
步骤1：将硝酸亚锡和氯化亚锰按摩尔比6：1称取，并加入溶液中得到混合溶液，其中硝酸亚锡浓度为0.15mol/L；
步骤2：将混合溶液在氩气气氛中加热30℃回流46h，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置0.15mol/L草酸溶液沉淀剂，草酸和硝酸亚锡的摩尔比为7：2；
步骤4：将母盐溶液以70ml/min的速率滴定加入到草酸溶液中，在50℃均匀搅拌反应2h，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中在140℃干燥42h；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入马弗炉中700℃煅烧3h，得到掺杂有少量锰的氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取氧化锡纤维和银粉，并将两种粉体球磨混合，球料比为6:1，球磨时间为44h。
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料，烧结温度为800℃，成型压力为90MPa，保温时间为5min。
本实例制备的银-氧化锡电触头材料中氧化锡纤维长度为60～80微米，直径为0.5～0.8微米，长径比为(120：1)～(150：1)，并且氧化锡有36％为正交相。
Claims (1)
1.一种掺锰正交相氧化锡增强银基电触头材料，其特征在于，包括如下质量百分比的材料：
银：80wt％-98wt％；
第二相：2wt％-20wt％；所述的第二相为含有锰的氧化锡；
所述第二相的纤维长度为0.1微米～1000微米，直径为0.01微米～100微米，长径比为(2：1)～(200：1)；第二相中锡和锰元素的摩尔比为(4：1)～(100：1)；氧化锡纤维1～50wt％为正交相；
所述材料是按照如下方法制备的：
步骤1：将亚锡盐和亚锰盐按比例称取，并加入水中得到混合溶液；
步骤2：将混合溶液进行加热回流处理，得到胶体悬浮分散的母盐溶液；
步骤3：配置草酸溶液沉淀剂；
步骤4：将母盐溶液滴定加入到草酸溶液中进行共沉淀，均匀搅拌后反应，离心分离，并多次洗涤得到沉淀物；
步骤5：将沉淀物置于烘箱中干燥；
步骤6：将干燥后的沉淀物转入马弗炉进行煅烧，得到掺杂锰的正交相氧化锡纤维；
步骤7：按照银-氧化锡电触头材料中的质量比例分别称取正交相氧化锡纤维和银粉，并将两种材料球磨混合；
步骤8：将所得银-氧化锡复合粉体注入石墨模具，通过放电等离子烧结得到块状银-氧化锡电触头材料；
步骤1中所述亚锡盐包括硫酸亚锡、硝酸亚锡、氯化亚锡中的一种以上，亚锰盐包括硫酸亚锰、硝酸亚锰、醋酸亚锰、氯化亚锰中一种以上，亚锡盐浓度为0.001～1mol/L；
步骤2中所述的加热回流在惰性气氛中进行，温度为20～150℃，时间为1～48h；
步骤3中所述的草酸溶液浓度为0.001～1mol/L，草酸和金属离子的摩尔比为(1：1)～(4：1)，所述的金属离子包括亚锡和亚锰离子；
步骤4中所述的共沉淀反应中，滴定速率为1～100ml/min，反应温度为20～80℃，反应时间为0.5～4h；
步骤5中所述的干燥温度为40～200℃，时间为4～48h；
步骤6中所述的煅烧温度为300～800℃，时间为1～4h，气氛为含氧气氛；
步骤7中所述的球磨混合中，球料比为(1：6)～(6：1)，球磨时间为4～48h；
步骤8中所述的放电等离子烧结中，烧结温度为400～800℃，成型压力为20～90MPa，保温时间为5～60min。
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