一種強電氣性能的復合電器觸頭材料及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種強電氣性能的復合電器觸頭材料及其制備方法，屬于觸頭材料制備技術領域。本發(fā)明首先將硝酸鋅與硬脂酸鈉、氨水等物質進行攪拌反應，靜置陳化，得到氫氧化鋅凝膠，再對其進行煅燒，得到納米氧化鋅粉末，接著將氯化銅、六水氯化鎳等物質進行超聲振蕩后，添加納米氧化鋅、檸檬酸等物質混合反應，過濾，得到濾渣，將其洗凈和干燥后，得到包覆有氧化鋅的納米CuNi合金，再將硝酸銀、聚乙烯醇等物質進行反應，過濾，將得到的濾渣與包覆有氧化鋅的納米CuNi合金，石墨粉等物質進行混合球磨，壓制和燒結即可。本發(fā)明制備的強電氣性能的復合電器觸頭材料在使用過程中不易團聚，降低接觸電阻率，電阻率低于2.25μΩ·cm，且抗拉強度高于350MPa以上。
【專利說明】
一種強電氣性能的復合電器觸頭材料及其制備方法
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種強電氣性能的復合電器觸頭材料及其制備方法，屬于觸頭材料制備技術領域。
【背景技術】
[0002]電觸頭簡稱觸頭或觸點，是電器開關、儀器儀表等的接觸元件，承擔著接通、承載和分斷電路及負載電流的作用，是所有電力電子線路中必不可少的一個環(huán)節(jié)，其性能直接影響著開關電器的安全可靠運行，對電器的使用壽命和可靠性起著決定性的作用。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。
[0003]目前常用的電觸頭材料主要是Ag/Sn02，其具備優(yōu)越的抗熔焊、耐電弧侵蝕性能及耐磨性能，但是Ag/Sn02電觸頭材料也有不足之處，其中安裝在交流接觸器上的Ag/Sn02在燒蝕表面容易聚集，導致觸頭表面接觸電阻大，溫度升高，降低了觸頭的電接觸性能，且Ag和SnO2之間的濕潤性差，在制備過程中容易出現(xiàn)團聚現(xiàn)象，導致觸頭材料的綜合性能降低。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題:針對安裝在交流接觸器上的Ag/Sn02電觸頭材料，在燒蝕表面容易聚集，導致觸頭表面接觸電阻大，溫度升高，降低了觸頭的電接觸性能，本發(fā)明首先將硝酸鋅與硬脂酸鈉、氨水等物質進行攪拌反應，冷卻并靜置陳化，得到氫氧化鋅凝膠，再對其進行煅燒，得到納米氧化鋅粉末，接著將氯化銅、六水氯化鎳等物質進行超聲振蕩后，添加納米氧化鋅、檸檬酸等物質混合反應，過濾，得到濾渣，將其洗凈和干燥后，得到包覆有氧化鋅的納米CuNi合金，接著將硝酸銀、聚乙烯醇等物質進行反應，過濾，將得到的濾渣與包覆有氧化鋅的納米CuNi合金，石墨粉等物質進行混合球磨，壓制和燒結，S卩可得到強電氣性能的復合電器觸頭材料。本發(fā)明制備的強電氣性能的復合電器觸頭材料在使用過程中不易團聚，降低了其接觸電阻率，從而提高了觸頭的電氣性能，適合工業(yè)大規(guī)模生產(chǎn)使用。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:
(1)稱取10?20g硝酸鋅加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶置于水浴鍋中，控制溫度在60?70°C，再依次加入100?200mL無水乙醇、3?5g硬脂酸鈉，攪拌反應2?3h后，加入50?60mL質量濃度為25?28%氨水，攪拌反應2?3h，停止攪拌，使其自然冷卻至室溫，并靜置陳化6?8h，得到氫氧化鋅凝膠，將氫氧化鋅凝膠置于95?105°C烘箱內干燥3?4h，然后再置于馬弗爐中煅燒，在500?600 °C煅燒5?6h，然后自然冷卻至室溫，得到納米氧化鋅粉末；
(2)依次稱取3?5g氯化銅、8?1g六水氯化鎳加入到燒杯中，再加入100?200mL去離子水，將燒杯置于超聲振蕩儀中，超聲振蕩10?20min，再依次加入2?4g朽1檬酸、6?8g硼氫化鈉、上述制備的納米氧化鋅粉末，振蕩反應40?50min后，將反應物過濾，得到濾渣，并用去離子水洗滌濾渣3?5次，將洗凈的濾渣置于95?105°C烘箱內干燥3?4h，得到包覆有氧化鋅的納米CuNi合金，備用；
(3)稱取30?40g硝酸銀加入到燒杯中，向燒杯中依次加入100?200mL去離子水、3?5g聚乙稀醇，攪拌10?20min，再依次加入3?5g碳化媽，10?20g鋅粉，攪拌反應I?2h，過濾，得到濾渣；
(4)將上述濾渣加入到混料器中，并依次加入步驟(2)制備的包覆有氧化鋅的納米CuNi合金、2?4g石墨粉，混合2?3h，將混合物加入到球磨機中球磨處理3?4h，將球磨后的粉末在20?30MPa下壓制成型，然后在真空下于800?900 °C燒結4?5h，再自然冷卻至室溫，得到一種強電氣性能的復合電器觸頭材料。
[0006]本發(fā)明制備的強電氣性能的復合電器觸頭材料電阻率低于2.25μΩ.cm，硬度達至lj927MPa以上，抗拉強度高于350MPa以上。
[0007]本發(fā)明與其他方法相比，有益技術效果是:
(I)本發(fā)明制備的強電氣性能的復合電器觸頭材料其在制備過程中不易團聚，降低了其接觸電阻率，電阻率低于2.25μΩ.cm，提高了其電氣性能；
(2 )本發(fā)明制備的強電氣性能的復合電器觸頭材料強度高，抗拉強度高于350MPa以上；
(3)本發(fā)明制備工藝路線簡單，材料利用率高，適合大批量生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0008]首先稱取10?20g硝酸鋅加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶置于水浴鍋中，控制溫度在60?70°C，再依次加入100?200mL無水乙醇、3?5g硬脂酸鈉，攪拌反應2?3h后，加入50?60mL質量濃度為25?28%氨水，攪拌反應2?3h，停止攪拌，使其自然冷卻至室溫，并靜置陳化6?Sh，得到氫氧化鋅凝膠，將氫氧化鋅凝膠置于95?105 °C烘箱內干燥3?4h，然后再置于馬弗爐中煅燒，在500?600 °C煅燒5?6h，然后自然冷卻至室溫，得到納米氧化鋅粉末;再依次稱取3?5g氯化銅、8?1g六水氯化鎳加入到燒杯中，再加入100?200mL去離子水，將燒杯置于超聲振蕩儀中，超聲振蕩10?20min，再依次加入2?4g檸檬酸、6?Sg硼氫化鈉、上述制備的納米氧化鋅粉末，振蕩反應40?50min后，將反應物過濾，得到濾渣，并用去離子水洗滌濾渣3?5次，將洗凈的濾渣置于95?105°C烘箱內干燥3?4h，得到包覆有氧化鋅的納米CuNi合金，備用；
接著稱取30?40g硝酸銀加入到燒杯中，向燒杯中依次加入100?200mL去離子水、3?5g聚乙稀醇，攪拌10?20min，再依次加入3?5g碳化媽，10?20g鋅粉，攪拌反應I?2h，過濾，得到濾渣；最后將上述濾渣加入到混料器中，并依次加入制備的包覆有氧化鋅的納米CuNi合金、2?4g石墨粉，混合2?3h，將混合物加入到球磨機中球磨處理3?4h，將球磨后的粉末在20?30MPa下壓制成型，然后在真空下于800?900°C燒結4?5h，再自然冷卻至室溫，得到一種強電氣性能的復合電器觸頭材料。
[0009]實例I
首先稱取20g硝酸鋅加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶置于水浴鍋中，控制溫度在70°C，再依次加入200mL無水乙醇、5g硬脂酸鈉，攪拌反應3h后，加入60mL質量濃度為28%氨水，攪拌反應3h，停止攪拌，使其自然冷卻至室溫，并靜置陳化8h，得到氫氧化鋅凝膠，將氫氧化鋅凝膠置于105°C烘箱內干燥4h，然后再置于馬弗爐中煅燒，在600°C煅燒6h，然后自然冷卻至室溫，得到納米氧化鋅粉末;再依次稱取5g氯化銅、1g六水氯化鎳加入到燒杯中，再加入200mL去離子水，將燒杯置于超聲振蕩儀中，超聲振蕩20min，再依次加入4g檸檬酸、Sg硼氫化鈉、上述制備的納米氧化鋅粉末，振蕩反應50min后，將反應物過濾，得到濾渣，并用去離子水洗滌濾渣3次，將洗凈的濾渣置于105°C烘箱內干燥4h，得到包覆有氧化鋅的納米CuNi合金，備用;接著稱取40g硝酸銀加入到燒杯中，向燒杯中依次加入200mL去離子水、5g聚乙稀醇，攪拌20min，再依次加入5g碳化媽，20g鋅粉，攪拌反應2h，過濾，得到濾渣;最后將上述濾渣加入到混料器中，并依次加入制備的包覆有氧化鋅的納米CuNi合金、4g石墨粉，混合3h，將混合物加入到球磨機中球磨處理4h，將球磨后的粉末在30MPa下壓制成型，然后在真空下于900°C燒結5h，再自然冷卻至室溫，得到一種強電氣性能的復合電器觸頭材料。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的強電氣性能的復合電器觸頭材料電阻率為2.15μΩ.cm，硬度達到931MPa，抗拉強度為355MPa。
[0010]實例2
首先稱取1g硝酸鋅加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶置于水浴鍋中，控制溫度在60°c，再依次加入10mL無水乙醇、3g硬脂酸鈉，攪拌反應2h后，加入50mL質量濃度為25%氨水，攪拌反應2h，停止攪拌，使其自然冷卻至室溫，并靜置陳化6h，得到氫氧化鋅凝膠，將氫氧化鋅凝膠置于95°C烘箱內干燥3h，然后再置于馬弗爐中煅燒，在500°C煅燒5h，然后自然冷卻至室溫，得到納米氧化鋅粉末;再依次稱取3g氯化銅、Sg六水氯化鎳加入到燒杯中，再加入10mL去離子水，將燒杯置于超聲振蕩儀中，超聲振蕩lOmin，再依次加入2g檸檬酸、6g硼氫化鈉、上述制備的納米氧化鋅粉末，振蕩反應40min后，將反應物過濾，得到濾渣，并用去離子水洗滌濾渣4次，將洗凈的濾渣置于95°C烘箱內干燥3h，得到包覆有氧化鋅的納米CuNi合金，備用;接著稱取30g硝酸銀加入到燒杯中，向燒杯中依次加入10mL去離子水、3g聚乙稀醇，攪拌1min，再依次加入3g碳化媽，1g鋅粉，攪拌反應Ih，過濾，得到濾渣；最后將上述濾渣加入到混料器中，并依次加入制備的包覆有氧化鋅的納米CuNi合金、2g石墨粉，混合2h，將混合物加入到球磨機中球磨處理3h，將球磨后的粉末在20MPa下壓制成型，然后在真空下于800°C燒結4h，再自然冷卻至室溫，得到一種強電氣性能的復合電器觸頭材料。經(jīng)檢測，本發(fā)明制備的強電氣性能的復合電器觸頭材料電阻率為2.05μΩ.cm，硬度達到935MPa，抗拉強度為365MPa。
[0011]實例3
首先稱取15g硝酸鋅加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶置于水浴鍋中，控制溫度在65°C，再依次加入150mL無水乙醇、4g硬脂酸鈉，攪拌反應2h后，加入55mL質量濃度為27%氨水，攪拌反應2h，停止攪拌，使其自然冷卻至室溫，并靜置陳化7h，得到氫氧化鋅凝膠，將氫氧化鋅凝膠置于100°C烘箱內干燥3h，然后再置于馬弗爐中煅燒，在550°C煅燒6h，然后自然冷卻至室溫，得到納米氧化鋅粉末;再依次稱取4g氯化銅、9g六水氯化鎳加入到燒杯中，再加入150mL去離子水，將燒杯置于超聲振蕩儀中，超聲振蕩15min，再依次加入3g檸檬酸、7g硼氫化鈉、上述制備的納米氧化鋅粉末，振蕩反應45min后，將反應物過濾，得到濾渣，并用去離子水洗滌濾渣5次，將洗凈的濾渣置于100°C烘箱內干燥3h，得到包覆有氧化鋅的納米CuNi合金，備用;接著稱取35g硝酸銀加入到燒杯中，向燒杯中依次加入150mL去離子水、4g聚乙稀醇，攪拌15min，再依次加入4g碳化媽，15g鋅粉，攪拌反應lh，過濾，得到濾渣；最后將上述濾渣加入到混料器中，并依次加入制備的包覆有氧化鋅的納米CuNi合金、3g石墨粉，混合3h，將混合物加入到球磨機中球磨處理4h，將球磨后的粉末在25MPa下壓制成型，然后在真空下于850°C燒結4h，再自然冷卻至室溫，得到一種強電氣性能的復合電器觸頭材料。本發(fā)明制備的強電氣性能的復合電器觸頭材料電阻率為2.12μΩ.cm，硬度達到940MPa，抗拉強度為362MPa。
【主權項】
1.一種強電氣性能的復合電器觸頭材料及其制備方法，其特征在于具體制備步驟為: (1)稱取10?20g硝酸鋅加入到帶有溫度計和回流裝置的三口燒瓶中，將三口燒瓶置于水浴鍋中，控制溫度在60?70°C，再依次加入100?200mL無水乙醇、3?5g硬脂酸鈉，攪拌反應2?3h后，加入50?60mL質量濃度為25?28%氨水，攪拌反應2?3h，停止攪拌，使其自然冷卻至室溫，并靜置陳化6?8h，得到氫氧化鋅凝膠，將氫氧化鋅凝膠置于95?105°C烘箱內干燥3?4h，然后再置于馬弗爐中煅燒，在500?600 °C煅燒5?6h，然后自然冷卻至室溫，得到納米氧化鋅粉末； (2)依次稱取3?5g氯化銅、8?1g六水氯化鎳加入到燒杯中，再加入100?200mL去離子水，將燒杯置于超聲振蕩儀中，超聲振蕩10?20min，再依次加入2?4g朽1檬酸、6?8g硼氫化鈉、上述制備的納米氧化鋅粉末，振蕩反應40?50min后，將反應物過濾，得到濾渣，并用去離子水洗滌濾渣3?5次，將洗凈的濾渣置于95?105°C烘箱內干燥3?4h，得到包覆有氧化鋅的納米CuNi合金，備用； (3)稱取30?40g硝酸銀加入到燒杯中，向燒杯中依次加入100?200mL去離子水、3?5g聚乙稀醇，攪拌10?20min，再依次加入3?5g碳化媽，10?20g鋅粉，攪拌反應I?2h，過濾，得到濾渣； (4)將上述濾渣加入到混料器中，并依次加入步驟(2)制備的包覆有氧化鋅的納米CuNi合金、2?4g石墨粉，混合2?3h，將混合物加入到球磨機中球磨處理3?4h，將球磨后的粉末在20?30MPa下壓制成型，然后在真空下于800?900 °C燒結4?5h，再自然冷卻至室溫，得到一種強電氣性能的復合電器觸頭材料。
【文檔編號】H01H11/04GK106098421SQ201610636165
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月5日 公開號201610636165.7, CN 106098421 A, CN 106098421A, CN 201610636165, CN-A-106098421, CN106098421 A, CN106098421A, CN201610636165, CN201610636165.7
【發(fā)明人】雷春生, 薛培龍, 孟浩影
【申請人】雷春生