[发明专利]一种Ag/MAX电接触材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种定向排列的MAX相增强Ag基电接触复合材料的制备方法。本发明采用粉末冶金方法与等通道转角挤压法相结合的手段制备Ag/MAX材料。本发明方法可以显著细化Ag晶粒，使层片状MAX相分层并定向排列，得到一种致密且性能各向异性的Ag/MAX材料。本发明制备的材料，相比传统方法制备的Ag/MAX电接触材料，力学性能和耐电弧侵蚀性能更优异。

技术领域

本发明涉及一种材料技术领域的电触头材料及其制备方法，具体地说，涉及的是一种Ag/MAX电接触材料及其制备方法。

背景技术

触头是电路电器中负责接通、承载和分断电流的核心元件，其性能直接关系到电路的精确性、稳定性和可靠性。理想触头材料应具有良好的导电、导热性、抗熔焊、抗电弧侵蚀性能。Ag基触头材料在低压电器中应用最为广泛，常见有Ag/CdO、Ag/SnO₂、Ag/ZnO、Ag/Ni、Ag/C、Ag/W、Ag/WC等，它们在结构、性能以及应用等方面各有优缺点。

针对电接触材料的性能要求，国内外研究者们在材料组分设计、增强相分布情况等方面展开了大量研究。M_n+1AX_n相是一类三元层状化合物，简称MAX相，其中M：过渡金属元素，A：主族元素，X：C或N，n：1-3。MAX相兼具金属和陶瓷的性能，具有优良的导电导热性，热稳定性高、硬度适中、无毒环保、易加工，是Ag基电接触材料中优异的增强相。已有专利报导了粉末冶金方法制备的Ag/Ti₃AlC₂(专利CN 105624458A 201610113835.7《一种Ti₃AlC₂增强Ag基电触头材料的制备方法》)、Ag/Ti₂SnC(专利CN 106119593A 201610638931.3《一种Ti₂SnC增强Ag基电触头材料的制备方法》)、Ag/Ti₃SiC₂(专利CN106498206A201610860730.8《一种Ti₃SiC₂增强Ag基电触头材料的制备方法》)电接触材料。

除了材料组分设计外，研究者们发现采用挤压方法制备的材料中，增强相颗粒定向排列，具有类纤维状结构，相比于弥散分布的增强相结构而言，此种结构使材料具有更加优良的抗熔焊和耐电弧侵蚀性能。其中，研究者(Mutzel,T.,et al.Proc.56th Ieee HolmConf.Electr.Contacts.2010)发现Ag/C材料经过挤压后材料的耐电弧侵蚀性能提高，并且挤压后C在Ag基体中定向排列，且C颗粒排列方向平行于电弧侵蚀面时，材料的耐电弧侵蚀性能最高。因此，制备出一种MAX相定向排列的Ag/MAX材料对电接触材料性能的提高具有十分重要的意义。

等通道转角挤压是将试样压进一个具有转角的模具中，在转角处，试样发生近似理想的纯剪切变形，是一种大塑性变形工艺。并且，由于挤压过程中试样的横截面尺寸不变，可以通过多道次挤压使得试样获得较大的累积应变量。因此，使用等通道转角挤压方法制备一种MAX相定向排列的Ag/MAX材料既具有可行性又具有十分重要的意义。

发明内容

技术问题：本发明的目的在于提供一种具有MAX相定向排列的Ag/MAX电接触材料的制备方法。所要解决的技术难题是，等通道转角挤压制备Ag/MAX材料的制备工艺，从而采用这种工艺制备出一种性能更为优异的材料。

技术方案：本发明提供一种具有MAX相定向排列的Ag/MAX电接触材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤S1：称取Ag粉和MAX粉末；

步骤S2：将上述称取的Ag粉和MAX粉末充分混合，得到均匀混合粉末；

步骤S3：将混合粉末置于模具中，在压制成坯体，获得生坯；