【摘 要】
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Ag-ZnO电接触材料,以其特有的性能,如抗大电流(3000-5000A)冲击、良好的分断性能、耐电弧侵蚀、无毒害等特性,在低压电器领域得到广泛使用。Ag-ZnO电接触材料,其优点是接触电
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Ag-ZnO电接触材料,以其特有的性能,如抗大电流(3000-5000A)冲击、良好的分断性能、耐电弧侵蚀、无毒害等特性,在低压电器领域得到广泛使用。Ag-ZnO电接触材料,其优点是接触电阻低而稳定、抗熔焊性能优异、耐电弧侵蚀性能良好。ZnO的分散性及Ag-ZnO复合粉末的制备方法,对Ag-ZnO电接触材料的性能有很大的影响。因此如何提高ZnO在复合粉末中的分散性以及探索Ag-ZnO复合粉末新的制备方法成为提高Ag-ZnO电接触材料性能的重要途径。本文首先探索采用“化学沉淀—pH值控制法”,制备银包覆氧化锌复合粉末的工艺技术,研究了 pH的调控方法;工艺参数还原剂、分散剂、主盐浓度等对复合粉末显微组织的影响;提出了优化的复合粉末制备工艺,研究了银/氧化锌电接触材料的制备工艺和性能。研究结果表明:(1)研究提出了采用“化学沉淀—pH值控制法”制备银包覆氧化锌复合粉末的工艺技术,主要工艺流程为:还原液的配制→还原液和氧化锌混合溶液的配制→银包覆氧化锌复合粉末的合成。(2)在银包覆氧化锌复合粉末的制备工艺中,关键需精确控制溶液的pH值在7-8之间,其控制方法是:在第一步还原液配制中,滴加碳酸钠溶液;第二步还原液和氧化锌的混合溶液配制中,滴加VC溶液;第三步银包覆氧化锌复合粉末的合成中,滴加氨水溶液,从而实现整个制备工艺过程中pH值的调控。(3)还原剂、分散剂、主盐溶液的浓度等工艺参数对复合粉末形貌及粒径均有很大影响,研究获得的优化工艺参数是:还原剂与主盐溶液的摩尔比为1.5:1,还原剂的浓度为2.78mol/L,PVP的浓度为0.32g/L,主盐溶液的浓度为0.18mol/L。采用最优工艺参数制备出了球形、粒径在0.2-0.4μm之间、分散性良好的银包覆氧化锌复合粉末;并通过增加氧化锌的初始添加量(13%),制备出了 Ag-8%ZnO复合粉末,从而实现了银包覆氧化锌复合粉末的可控制备。(4)采用银包覆氧化锌复合粉末,制备得到的Ag-8%ZnO电接触材料,具有良好的加工性能,经压制烧结和轧制加工,得到的Ag-8%ZnO电接触材料,具有良好的力学、电学性能:硬度达到93.9HV,导电率73.10%IACS,抗拉强度282MPa,延伸率9.0%。(5)与未包覆的银/氧化锌电接触材料性能对比,用包覆复合粉末制备的Ag-8%ZnO电接触材料,导电率提高11.58%,抗拉强度提高了 4.44%,延伸率提升12.5%,且电弧侵蚀性能也得到了明显改善(击穿强度提高15.1%)。这表明,包覆法是提高银电接触材料性能的有效手段。
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