CN1772706A - 表面修饰银的纳米氧化锡材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种表面修饰银的纳米氧化锡材料的制备方法,属于电工触点材料的制备技术。该方法包括以下过程:将20~30nm的氧化锡粉末加入无水乙醇中,然后按每克氧化锡粉末加入分散剂聚乙二醇0.8%~1.5%ml;在室温下采用超声波搅拌处理,烘干后待用;经处理后的纳米氧化锡加入去离子水中,按照每克纳米氧化锡加入质量浓度为10~30%的体积为1~3ml的硝酸银溶液,用电磁搅拌和超声波相结合搅拌,使SnO2和[Ag(NH3) 2]分散均匀;再按每克纳米氧化锡加入还原剂水合肼0.2~2ml,使银离子还原,得到包覆银的纳米氧化锡粉末,然后在80~120℃烘干处理得制品。本发明的优点在于,工艺方法简单易行,适于工业规模生产。以该表面修饰的纳米氧化锡制得Ag-SnO2电触头具有良好机械性能和电导率。
Description
技术领域
本发明涉一种表面修饰银的纳米氧化锡材料的制备方法,属于电工触点材料的制备技术。
背景技术
纳米微粒的表面修饰技术是一门新兴科学,它是用物理、化学方法改变纳米微粒表面的结构和状态,从而赋予微粒新的特性并使其物性(如粒度、流动性、电气特性等)得到改善,实现人们对纳米微粒表面的控制。Ag-SnO2触头材料是一种新型无毒电触头材料,它具有热稳定性好、耐电弧侵蚀及抗熔焊性能,是目前在接触器、继电器及开关中代替有毒的银氧化镉的理想材料。但是Ag与SnO2的润湿性差,造成材料塑性和延展性差,不易拉制成型;其次由于SnO2在电弧作用下与Ag分离,富集于触头表面,使材料的接触电阻增大,电寿命降低,限制了Ag-SnO2的推广应用。因此表面修饰对制备纳米Ag-SnO2电触头材料有着重要意义
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面修饰银的纳米氧化锡材料的方法,该方法工艺简单,制备成本低,制得材料性能优异。
本发明是通过下述技术方案加以实现的,一种表面修饰银的纳米氧化锡材料的制备方法,其特征在于包括以下过程:
1.氧化锡粉末的分散处理:将20~30nm的氧化锡粉末加入无水乙醇中,然后按每克氧化锡粉末加入分散剂聚乙二醇0.8%~.5%ml;在室温下采用超声波搅拌处理4~8小时,80~12℃烘干后待用。
2.纳米氧化锡粉末的化学镀处理:
经步骤1分散处理后的纳米氧化锡加入去离子水中,按照每克纳米氧化锡加入质量浓度为10~30%的体积为1~3ml的硝酸银溶液,用电磁搅拌和超声波相结合搅拌20~30分钟,使SnO2和[Ag(NH3)2]分散均匀;按每克纳米氧化锡加入还原剂水合肼(H2NNH2×H2O)0.2~2ml,使银离子还原,得到包覆银的纳米氧化锡粉末,然后在80~120℃烘干处理得制品。
本发明的主要优点在于:(1)本发明通过分散处理的纳米氧化锡粉末,分散度高,颗粒大小均匀,纳米尺寸小,有利于纳米粉均匀分布在材料中,从而降低接触电阻,提高触点的抗熔焊、耐电弧烧损的能力,进而提高触点的电气使用性能。(2)本发明使用化学镀方法对氧化锡粉末进行处理;此种工艺可获得银化学镀纳米氧化锡粉末,该化学镀方法成分准确、界面结合力强,通过后续的粉末冶金工艺可得到弥散效果很好的银-氧化锡触头材料。(3)本发明将表面修饰技术应用到电触头材料中,从而降低表面接触电阻,提高电触头材料的稳定性,延长电器的使用寿命。所用工艺方法简单易行,适于工业规模生产。
附图说明
图1为本发明实施例1第一步经分散处理制得的纳米氧化锡粉末的电镜照片。
图2为本发明实施例1第二步经银化学镀制得的纳米氧化锡粉末的电镜照片。
具体实施方式
实施例1
(1)分散处理
将制备的粒径20~30纳米的SnO250克放入容器中,加入无水乙醇100毫升,再加入0.4ml表面活性剂聚乙二醇为分散剂,放入功率为2000W的超声波中分散处理4小时,在100℃烘干后待用。
(2)纳米氧化锡粉末的化学镀处理方法
将分散处理后的纳米氧化锡50克放入蒸馏水中,加入质量浓度为20%硝酸银溶液溶液15ml,用电磁搅拌和超声波中振动相结合的方法让纳米氧化锡和[Ag(NH3)2]+分散均匀,搅拌30分钟;加入20ml还原剂水合肼(H2NNH2×H2O)使银离子还原,得到包覆银的纳米氧化锡粉末,然后经80℃干燥得制品。
(3)将表面修饰后的纳米氧化锡粉末与银粉以重量百分比90:10混合,制成Ag-SnO2电触头材料。
下表是表面修饰前后Ag-SnO2触头机械性能和物理性能的对比。通过表面修饰Ag-SnO2触头的硬度提高了16%,抗拉强度提高了50%,延伸率提高了100%,电导率提高23%。材料的物理机械性能明显提高。
表面修饰前后Ag-SnO2触头材料的物理机械性能
性能 | 硬度(HV)(MPa) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(%) | 电导率IACS |
未表面修饰的Ag-SnO2表面修饰后Ag-SnO2 | 11001280 | 189284 | 1224 | 6681 |
实施例2
(1)分散处理
将制备的粒径20-30纳米氧化锡80克放入容器中,加入无水乙醇200毫升,再加入1.2ml表面活性剂聚乙二醇为分散剂,放入功率为2000W的超声波中分散处理6小时,在80℃烘干后待用。
(2)纳米氧化锡粉末的化学镀处理方法
将分散处理后的纳米氧化锡80克放入蒸馏水中,加入质量浓度为30%硝酸银溶液溶液30ml,用电磁搅拌和超声波中振动相结合的方法让纳米氧化锡和[Ag(NH3)2]+分散均匀,搅拌30分钟;加入60ml还原剂水合肼(H2NNH2×H2O)使银离子还原,得到包覆银的纳米氧化锡粉末,然后经100℃干燥得制品。
实施例3
(1)分散处理
将制备的粒径20-30纳米氧化锡20克放入容器中,加入无水乙醇200毫升,再加入0.24ml表面活性剂聚乙二醇为分散剂,放入功率为2000W的超声波中分散处理4小时,在120℃烘干后待用。
(2)纳米氧化锡粉末的化学镀处理方法
将分散处理后的纳米氧化锡20克放入蒸馏水中,加入质量浓度为30%硝酸银溶液溶液20ml,用电磁搅拌和超声波中振动相结合的方法让纳米氧化锡和[Ag(NH3)2]+分散均匀,搅拌20分钟;加入40ml还原剂水合肼(H2NNH2×H2O)使银离子还原,得到包覆银的纳米氧化锡粉末,然后经100℃干燥得制品。
Claims (1)
1.一种表面修饰银的纳米氧化锡材料的制备方法,其特征在于包括以下过程:
1)氧化锡粉末的分散处理:将20~30nm的氧化锡粉末加入无水乙醇中,然后按每克氧化锡粉末加入分散剂聚乙二醇0.8%~1.5%ml;在室温下采用超声波搅拌处理4~8小时,80~12℃烘干后待用;
2)纳米氧化锡粉末的化学镀处理:经步骤1)分散处理后的纳米氧化锡加入去离子水中,按照每克纳米氧化锡加入质量浓度为10~30%的体积为1~3ml的硝酸银溶液,用电磁搅拌和超声波相结合搅拌20~30分钟,使SnO2和[Ag(NH3)2]分散均匀;再按每克纳米氧化锡加入还原剂水合肼0.2~2ml,使银离子还原,得到包覆银的纳米氧化锡粉末,然后在80~120℃烘干处理得制品。
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