AgSnO2电接触材料制备及性能研究

摘要

随着欧盟和日本相继出台相关政策明令禁止并限制含Cd材料的使用，被誉为万能触点的AgCdO材料逐渐退出触点行业的舞台。与此同时，具有良好的抗电弧侵蚀和抗电弧熔焊性能的AgSnO2材料成为最有可能替代AgCdO的材料。但是随着对其应用以及研究的深入，越来越多的研究者发现AgSnO2材料存在塑性加工困难，接触电阻过高，温升过快且AC3条件下电寿命低等缺点。以上这些缺点主要由材料中SnO2颗粒过大且分散不均匀以及SnO2与银基体润湿性差造成的。国内外研究者一致认为制备工艺和添加剂是决定AgSnO2材料加工性能和电性能的关键。本论文从材料制备方法和添加剂两方面做了研究。 在材料制备方面，采用合金内氧化法(AOM)、粉末内氧化法(POM)和水热包覆法(TPM)三种不同工艺制备了AgSnO2电接触材料，通过研究得到以下结果：（1）通过对合金内氧化机理、内氧化条件的研究，得出750℃左右是最快氧化温度，当温度超过800℃会出现过氧化现象。（2）通过对内氧化线材加工方式的研究，得出加工方式是决定材料物理性能的关键；（3）通过对POM氧化前后粉末XRD、SEM、TG分析，研究了氧化温度、氧化压力对粉末氧化的影响，最后得到最优的氧化参数：氧压0.5-1.0bar，700℃氧化20小时。（4）水热包覆法(TPM)采用Sn2+作为锡源，通过连续的水热和包覆得到了SnO2颗粒小且分布均匀的AgSnO2复合粉末，并研究了水热条件、退火温度对复合粉末的影响。 在添加剂方面，采用POM工艺制备出NiO、TeO2、CuO、In2O3多氧化物掺杂AgSnO2电接触材料。与无掺杂AgSnO2材料相比，添加剂的存在提高了AgSnO2线材的硬度、密度、抗拉强度，但降低了材料的延伸性。在电性能上，添加剂的存在提高了触点的抗材料转移，抗熔焊性,润湿性和电寿命，但同时也增大了材料的接触电阻。 最后采用大都克自制模拟开关系统对三种工艺产品进行电性能测试，总结出三种产品在电性能方面的差异。

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