低银纳米掺杂Ag_SnO_2触头材料的制备及性能研究_刘松涛

Ag/SnO 2是一种性能优良的新型无毒银氧化物（Ag/MeO ）电接触材料［1-2］。但工业化生产中Ag/SnO 2氧化物和银基体在界面处的润湿性不好，使Ag/SnO 2复合材料成型变得异常困难，同时对于氧化物掺量较高的Ag/SnO 2触头材料，传统上采用模压工艺，使材料的致密度无法提高，严重影响材料的各项使用性能［3-4］。近年来，纳米技术在Ag/SnO 2复合触头材料应用逐渐兴起［5-8］，但纳米氧化物颗粒易于在银基体中形成团聚，尤其在电弧高温下氧化物粒子易于和银基体分离，在局部形成富集，降低触头材料的热稳定性，进而缩短Ag/SnO 2复合触头材料的使用寿命；同时现有工艺银的

用量都在88%以上，成本较高。因此，如何从成分设

计、制备工艺等方面改善纳米氧化物粒子在银基体中的分散性，进而改善电接触材料的导电性、热稳定性并节约成本成为关键。

作者以二氧化锡（SnO 2）为原料，以氧化铜（CuO ）、三氧化二镧（La 2O 3）为掺杂剂，采用高能球磨法制备掺杂纳米SnO 2粉体，将该粉体与银粉（Ag ）通过球磨混粉工艺制成银氧化锡（Ag/SnO 2）复合粉体，并分别采用模压工艺和热挤压工艺将Ag/SnO 2复合粉体制成为纳米掺杂Ag/SnO 2触头材料。研究热挤压工艺对触头性能的影响，同时降低纳米掺杂Ag/SnO 2触头材料中银的用

低银纳米掺杂Ag/SnO 2触头材料的制备及性能研究

刘松涛，王俊勃，杨敏鸽，思芳，曹风

（西安工程大学机电工程学院，陕西西安710048）

摘要以氧化铜（CuO ）和氧化镧（La 2O 3）为掺杂剂，采用高能球磨工艺制备纳米SnO 2粉体，再将粉体与银粉（Ag ）通过球磨混粉制成银氧化锡复合粉体，分别采用模压工艺和热挤压工艺制成银的质量分数为82%的纳米掺杂Ag/SnO 2触头材料。利用扫描电子显微镜、电导率测试仪、显微硬度仪和热重分析仪对制备的粉体和触头材料进行显微组织观察及性能测试，并分析热挤压工艺对触头材料显微组织和性能的影响。结果表明：经球磨混粉制备的复合粉体中氧化物在银基体中分布均匀；热挤压工艺制备的Ag/SnO 2触头材料的密度、硬度和电导率分别比模压工艺提高6.25%、55.19%和10.75%，热失重百分率减少了1.55%。关键词高能球磨；热挤压工艺；纳米掺杂Ag/SnO 2触头材料

中图分类号TM205

文献标志码Ａ

文章编号1004-244X （2015）03-0059-04

Preparation and properties of nano⁃doped Ag/SnO 2contact material with lower silver content

LIU Songtao ，WANG Junbo ，YANG Minge ，SI Fang ，CAO Feng

（Mechanical and Electronic Engineering College ，Xi′an Polytechnic University ，Xi′an 710048，China ）

Abstract By high energy ball milling process ，the doped nano⁃stannic anhydride （SnO 2）powder was prepared with SnO 2as raw

material ，cupric oxide （CuO ）and lanthanum oxide （La 2O 3）as the doping agents.Then ，the silver⁃stannic anhydride （Ag/SnO 2）composite powder was prepared with the doped nano⁃stannic anhydride powders and silver powder by powder mixing.Next ，the contact material ，nano doped Ag/SnO 2with silver content 82%was prepared by the molding process and hot extrusion process

respectively.Furthermore ，the microstructures of the above three materials were characterized by scanning electron microscopy ，the conductivities ，hardnesses ，thermal stabilities of these contact materials were measured by the conductivity meter ，the microhardness tester and the thermogravimetric analyzer ，respectively.The microstructures show that the doped nano ⁃stannic anhydride （SnO 2）powder distributes well in silver body.The properties data show that compared with the molding process ，the density ，hardness and electrical conductivity of the Ag/SnO 2contact material from the hot extrusion process increase by 6.25%，

55.19%and 10.75%，respectively.At the same time ，the thermal weight loss rate decreases by 1.55%.Keywords high energy ball milling ；hot extrusion process ；nano⁃doped Ag/SnO 2contact material

收稿日期：2014-07-30；修回日期：2015-01-06

基金项目：陕西省教育厅科学研究计划自然科学专项（14JK1314）

作者简介：刘松涛，男，工程师，教师；研究方向为金属基复合材料。E-mail ：liustao0114@ 。通信作者：王俊勃，男，博士，教授；研究方向为复合材料。E-mail ：wangjunbo@ 。

兵器材料科学与工程

ORDNANCE MATERIAL SCIENCE AND ENGINEERING

Vol.38No.3May ，2015

第38卷第3期2015年5月网络出版时间：2015/5/814:11:39网络出版地址：/kcms/detail/33.1331.TJ.20150508.1411.005.html

DOI:10.14024/ki.1004-244x.2015.03.027