[发明专利]一种耐磨耐电弧侵蚀银基材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种耐磨耐电弧侵蚀银基材料的制备方法，(1)将银基材料粉与高纯石墨球同时加入三维振动混粉机进行三维振动混粉；(2)将三维振动混粉后的粉体进行放电等离子体活化及致密化烧结；完成耐磨银耐电弧侵蚀银基材料的制备；本发明方法操作方便易行，采用三维振动混粉使银基材料粉与高纯石墨球间形成摩擦与剪切力，对高纯石墨球进行机械剥离的同时将剥离下来的单层或少层石墨烯均匀包覆在银基材料粉上，再利用放电等离子体活化及致密化烧结实现耐磨耐电弧侵蚀银基材料的制备，制备出的耐磨耐电弧侵蚀银基材料内部具有连续三维石墨烯空间网络结构，在保持较高的导电、导热性能的同时耐磨擦磨损、抗电弧侵蚀性能大幅度提高。

技术领域

本发明属于合金材料制备技术领域，具体涉及一种耐磨耐电弧侵蚀银基材料的制备方法。

背景技术

银在所有金属中具有最高的金属导电率和导热性，有相当高的比阻，良好的加工性能,在大气条件下不易氧化，接触电阻稳定，银和银合金在电接触材料、复合材料、电镀、钎料、电子浆料等众多方面有着极为广泛的用途，比如电路设备、精密仪表常用的电触头材料，大、中功率接点的工作条件较恶劣，常处于电弧的强烈作用下，电侵蚀严重，特别要求导热性、导电性要好，耐磨、抗电侵蚀能力要强。但随着机械、电子等工业的迅速发展，对电路设备、仪表的可靠性、稳定性、精密程度及其寿命提出了更高的要求，因此迫切需要开发价格低廉的具有优良导电性、导热性，且又具有耐磨稳定和抗电弧侵蚀的银基合金材料。

目前，为保持银的导电导热的同时增强银的耐磨性能，一些学者采用化学沉积等方法在增强体颗粒表面包覆Cu、Ni等金属涂层，然后再与银粉混合均匀，利用粉末冶金方法制备银基复合材料；另外，一些学者将Fe、Cd、Pd、Au、Mg、In、V、Zr和稀土等合金化元素或氧化物改性材料，如Al₂O₃、CuO、ZnO、SnO₂等加入到银基体中，使得制备的银合金力学性能与耐磨性能有所增强。由于生产设备昂贵、生产工艺复杂、材料制备困难且成本高，长期处于试验研究阶段，距大规模产业化还有较大距离。

石墨烯由于其优异的机械性能、电学性能和热学性能，一经发现就成为了各个领域研究的热门材料，在众多领域内有着巨大的应用潜力。由于石墨烯的优良性能，科研人员考虑到把石墨烯作为增强体加入到银基体中，改善其材料性能。但由于石墨烯片之间强烈的π-π作用力和疏水作用力使得其极易团聚，给石墨烯的制备和在银基体中的均匀分散带来了困难，同时由于石墨烯与银基体之间的润湿性较差，导致界面结合的作用力比较弱。因此，实现石墨烯改性银合金的工业化制备及其商业应用仍面临巨大挑战。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供可用于石墨烯增强合金材料的一种耐磨耐电弧侵蚀银基材料的制备方法，将用于制备耐磨耐电弧侵蚀银基材料的银基粉末与高纯石墨球混合加入三维振动混粉机，通过三维振动混粉使银基粉末与高纯石墨球间形成摩擦与剪切力，对高纯石墨球进行机械剥离的同时将剥离下来的单层或少层石墨烯均匀包覆在银基粉末上，然后对三维振动混粉后的粉体进行放电等离子体活化及致密化烧结。制备的耐磨耐电弧侵蚀银基材料内部石墨烯相互交错连接形成连续三维网络结构，使得其机械强度与耐磨擦磨损、抗电弧侵蚀性能大幅度提高；采用本发明提供的制备工艺，简单有效的解决了目前在石墨烯制备、石墨烯在银基体中的均匀分散、以及石墨烯与银基体间的界面有效结合三个方面存在的重大问题，为石墨烯在耐磨耐电弧侵蚀银基材料的制备与应用提供了简便有效的方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种耐磨耐电弧侵蚀银基材料的制备方法，具体步骤如下：

步骤1：