【摘 要】
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Ag/SnO2电接触材料因优良的耐磨性、抗熔焊性、抗电弧侵蚀性能和无毒无害等优点,而成为应用最为广泛的电接触材料。目前商用的主要为颗粒状的SnO2作为增强相,但由于SnO2在Ag基体中分布不均匀、Ag和SnO2间的润湿性较差,导致接触电阻增大、温升高、加工成型困难。因此本实验主要开展不同一维形貌SnO2增强相的研究,以改善SnO2在银基体中的分布,旨在提高Ag/SnO2电接触材料的综合性能。本文主
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Ag/SnO2电接触材料因优良的耐磨性、抗熔焊性、抗电弧侵蚀性能和无毒无害等优点,而成为应用最为广泛的电接触材料。目前商用的主要为颗粒状的SnO2作为增强相,但由于SnO2在Ag基体中分布不均匀、Ag和SnO2间的润湿性较差,导致接触电阻增大、温升高、加工成型困难。因此本实验主要开展不同一维形貌SnO2增强相的研究,以改善SnO2在银基体中的分布,旨在提高Ag/SnO2电接触材料的综合性能。本文主要研究内容和实验结论如下:采用化学沉淀法,通过改变反应物种类、反应温度、反应物浓度、添加剂、滴定速度等实验参数,制备了不同形貌(片状、短棒状、长棒状、束状、针状)的SnC2O4前驱体。不同形貌的前驱体经过600℃锻烧1 h后,均能获得维持原形貌的SnO2粉体,其中针状SnO2的长径比可达50:1。在此基础上,通过非均匀沉淀法制备Ag/SnO2复合粉体,再通过热压烧结制备SnO2均匀弥散的电接触材料。研究表明,针状SnO2强化的电接触材料的综合性能(硬度:89.98 HV、导电率:65.48%IACS、击穿强度:2.71×106 V·m-1)优于短棒状(85.95 HV、53.98%IACS、2.27×106 V·m-1)、长棒状(88.77 HV、56.72%IACS、2.27×106 v·m-1)和束状(66.14 HV、58.07%IACS、2.84× 106 V·m-1)的SnO2 强化的复合材料。SnO2热处理温度对材料性能有重要影响,其中,600℃煅烧的针状SnO2制备的复合材料表现出最高的相对密度(98.79%)、硬度(89.98 HV)和导电率(65.48%IACS);将热处理温度提高700℃时,可进一步提高复合材料的击穿强度,有利于提高抗电弧侵蚀性能,但导电率(57.86%IACS)略有下降。通过提高Ag基电接触材料中针状SnO2的质量分数,可增大Ag和SnO2间的界面面积,从而提高材料的强度和硬度,但由于伴随着孔洞和位错散射作用的明显增强,将使材料的导电率明显降低。综合考量,12%的针状SnO2强化的电接触材料的抗电弧侵蚀性能最好,同时具有适当的硬度(89.98 HV)和导电率(65.48%IACS),优于国标中对片材产品的要求(硬度≥80 HV,导电率≥57.5%IACS)。
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