[发明专利]一种搭载过渡金属氧化物的石墨烯增强铜基复合电接触材料及其制备方法

权利要求书

1.一种搭载过渡金属氧化物的石墨烯增强铜基复合电接触材料，其特征在于该材料按质量百分比由0.1％～3％的搭载有过渡金属氧化物的石墨烯和97.0％～99.9％的铜组成，其中搭载有过渡金属氧化物的石墨烯中的过渡金属氧化物为SnO₂、ZnO或NiO，过渡金属氧化物或者为SnO₂与NiO的混合物；过渡金属氧化物的粒径为500nm～100μm，石墨烯的厚度为1～10层，且过渡金属氧化物与石墨烯的质量比为(0.5～3)：1。

2.一种搭载过渡金属氧化物的石墨烯增强铜基复合电接触材料的制备方法，其特征在于该方法如下：

一、按质量百分比称取0.1％～3％的过渡金属氧化物/石墨烯粉末和97.0％～99.9％的铜粉并混合均匀，得到初混粉末；

二、将初混粉末利用球磨机进行高能球磨或者利用高剪切均质机进行分散混合，得到混合粉末；

三、将混合粉末放入模具中，在压力为350～600MPa的条件下保压2～10min，得到坯锭；再将坯锭放入真空烧结炉中，在真空条件下，升温至750～950℃烧结1～3h，得到搭载过渡金属氧化物的石墨烯增强铜基复合电接触材料；

其中步骤一中过渡金属氧化物/石墨烯粉末的制备方法如下：按质量比1:3的比例将石墨烯和过渡金属氧化物的可溶性盐溶于体积百分浓度为5％的盐酸溶液中，充分搅拌使其溶解后，用微波消解仪在180℃的条件下还原30min，然后用去离子水洗涤至中性，得到过渡金属氧化物/石墨烯粉末；所述的过渡金属氧化物的可溶性盐为SnCl₂·2H₂O、ZnCl₂或NiCl₂·6H₂O，过渡金属氧化物的可溶性盐或者为SnCl₂·2H₂O与NiCl₂·6H₂O的混合物。

3.根据权利要求2所述的一种搭载过渡金属氧化物的石墨烯增强铜基复合电接触材料的制备方法，其特征在于步骤一中过渡金属氧化物的粒径为500nm～100μm，石墨烯的厚度为1～10层，且过渡金属氧化物与石墨烯的质量比为(0.5～3)：1。

4.根据权利要求2或3所述的一种搭载过渡金属氧化物的石墨烯增强铜基复合电接触材料的制备方法，其特征在于步骤一中铜粉质量百分比纯度为99.99％，粒度为20～300μm。

5.根据权利要求2或3所述的一种搭载过渡金属氧化物的石墨烯增强铜基复合电接触材料的制备方法，其特征在于步骤二中高能球磨为干法高能球磨，其具体操作为：将初混粉末按球料质量比为10：1加入球磨机中，在N₂保护下，在转速为150～300r/min的条件下球磨2～6h，得到混合粉末。

6.根据权利要求2或3所述的一种搭载过渡金属氧化物的石墨烯增强铜基复合电接触材料的制备方法，其特征在于步骤二中高能球磨为湿法高能球磨，其具体操作为：将初混粉末按球料质量比为10：1加入球磨机中，再加入乙醇、丙醇、1,3-丁二醇、异丙醇、丙酮或N-甲基吡咯烷酮为介质，在N₂保护下，在转速为150～300r/min的条件下球磨2～6h，取出后在30～90℃的条件下真空烘干，得到混合粉末。

7.根据权利要求2或3所述的一种搭载过渡金属氧化物的石墨烯增强铜基复合电接触材料的制备方法，其特征在于步骤二中高剪切均质机的操作为：按初混粉末与液体工作介质的重量比为1:(1～10000)将初混粉末加入到高剪切均质机中，通入氩气，在转速为100～3000r/min的条件下剪切时间4～72h，得到混合粉末。

8.根据权利要求7所述的一种搭载过渡金属氧化物的石墨烯增强铜基复合电接触材料的制备方法，其特征在于高剪切均质机的液体工作介质为乙醇、丙醇、1,3-丁二醇、异丙醇、丙酮或N-甲基吡咯烷酮。