[发明专利]一种电接触材料的复合镀层及其制备方法

说明书

本发明涉及高压开关真空断路器用电触头防护材料技术领域的一种电接触材料的复合镀层及其制备方法。本发明提供的铜/钨/石墨烯复合镀液，包括CuSO₄·7H₂O 40～150g/L，NH₂CH₂CH₂NH₂ 20～120g/L，(NH₄)₄SO₄ 10～55g/L，Na₂SO₄·10H₂O 10～55g/L，分散剂0.1～2g/L，纳米石墨烯片0.001～10g/L，钨粉10～40g/L。本发明提供的电接触材料的复合镀层，由所述的铜/钨/石墨烯复合镀液电沉积而成。本发明提供的铜/钨/石墨烯复合镀液，石墨烯具有高的导电性、导热性、比表面积以及优越的润滑和保护性能，铜具有十分优异的导电性能，钨具有较好的耐高温性能，由该复合镀液电沉积而成的铜/钨/石墨烯复合镀层具有优异的导电性、导热性和耐磨性，尤其是抗电弧烧蚀性能有很大的提高。

技术领域

本发明涉及高压开关(≥500kV)真空断路器用电触头防护材料技术领域，具体涉及一种电接触材料的复合镀层及其制备方法。

背景技术

电触头材料在断路器中的功能是在电路中接通和断开电流。对高压断路器而言，理想的电触头材料须具有良好的导电、导热、耐磨性及抗电弧烧损等特性。自20世纪70年代研究出高压开关真空断路器触头材料CuCr体系和SF6断路器CuW体系合金材料，尚未出现新的商业化电触头材料。随着高压断路器向超高电压、大容量方向发展，对其内部的核心部件—弧触头提出了更高的要求。目前500kV及以上电压等级的高压大功率断路器应用的触头产品，在电寿命方面存在较大问题，导电性与强度难以很好兼顾，关合涌流会造成很严重的触头侵蚀。

为了满足更严峻、苛刻环境下的使用要求，新型高性能电触头材料，特别是具有优异抗电弧烧蚀性能的电触头材料的开发和研制具有重要意义。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种电接触材料的复合镀层及其制备方法。具体技术方案如下：

一种铜/钨/石墨烯复合镀液，包括如下成分：

CuSO₄·7H₂O 40～150g/L，NH₂CH₂CH₂NH₂ 20～120g/L，(NH₄)₄SO₄ 10～55g/L，Na₂SO₄·10H₂O 10～55g/L，分散剂0.1～2g/L，纳米石墨烯片0.001～10g/L，钨粉10～40g/L。

以所述分散剂的总重量计，所述分散剂包括十二烷基硫酸钠0.1wt％～10wt％、十二烷基苯磺酸钠0.1wt％～10wt％、醋酸乙酯0.1wt％～10wt％、乙酸异辛酯0.1wt％～5wt％和聚氧乙烯聚氧丙烯胺醚0.2wt％～8wt％中的一种或两种以上，余量为蒸馏水。

所述纳米石墨烯片厚度为0.02-30nm，粒径为2～16μm，层数为1-30；

所述钨粉的纯度为99.9％，颗粒大小为10nm～200nm。

本发明还提供一种电接触材料的复合镀层，所述复合镀层由所述的铜/钨/石墨烯复合镀液电沉积而成。

一种电接触材料的复合镀层的制备方法，采用所述的铜/钨/石墨烯复合镀液对金属基体进行电沉积，即得所述复合镀层。

所述电沉积的条件为：

温度25～35℃，电流密度0.1～0.8A/dm²，磁力搅拌速度200～1000r/min，电沉积时间1～3h。