一种银二氧化锡中间体复合粉体的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于微纳米材料制备及其技术应用领域，具体的说，是一种银二氧化锡中 间体复合粉体的制备方法。
【背景技术】
[0002] 电触头是电气开关、仪器仪表等的关键元件，广泛使用在继电器、接触器和断路器 中，其性能直接影响到整机设备的通断容量、使用寿命和运行可行性。其中Ag作为基体相 起导电导热作用，金属氧化物MeO作为弥散相分布于Ag基体中起非连续性增强作用。
[0003] AgSn02i接触复合材料因其中增强相SnO 2的高热稳定性、高脆性及较高的硬度 而表现出较好的耐电弧侵蚀、抗熔焊和耐磨损等性能。目前制备银氧化锡电接触材料的方 法主要有两种：1、内氧化法，先将银锡合金制备成线材，然后在高压气氛中进行内氧化，使 锡及其中的微量添加元素氧化成氧化物。例如中国专利CN201010218545. 1和中国专利 CN201110066746. 9 ;但内氧化法制备周期长且易出现贫氧化区，从而使制备成本上升；2、 机械混合法，目前最为常用的方法之一，该法是将氧化锡粉与银粉在球磨混粉机中通过机 械混合后再采用粉末冶金法制备银氧化锡片材或线材。例如中国专利CN201010620050. 1 和中国专利CN201010571801. 5 ;但上述制备方法也存在缺点和不足：一、SnO2颗粒与银的 接触角大，润湿性差，两者间结合不牢；二、AgSnO2电接触复合材料因 SnO2颗粒硬度高、流动 性差，导致难成型加工。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的不足，提供一种银二氧化锡中 间体复合粉体的制备方法。
[0005] 为解决技术问题，本发明的解决方案是：
[0006] 提供一种银二氧化锡中间体复合粉体的制备方法，包括以下步骤：
[0007] (1)在持续搅拌条件下，将现场配制的浓度为1~2. 5mol/L的碱源溶液缓慢滴加 至已配置好的浓度为0. 1~1.0 mol/L的SnCl4 · 5H20溶液中，直至反应体系中的PH值为 7~13,随后搅拌0. 5h ;再向上述溶液中加入占 SnCl4 ·5Η20摩尔质量分数0. 5%~10%的 添加剂，充分搅拌后超声处理30min ;将溶液在150~200°C保温10~30h后，经离心或过 滤后洗涤、烘干，即获得具有实心球状结构的SnO2颗粒；
[0008] 所述添加剂为十六烷基三甲基溴化铵（CTAB)、聚乙二醇2000 (PEG 2000)、十二烷 基苯磺酸钠（SDBS)或聚乙烯吡咯烷酮（PVP)中的任意一种；
[0009] (2)将步骤⑴所得SnO2颗粒溶解于体积比为37. 5~90%的无水乙醇的去离子 水溶液中，并向混合溶液中加入与SnO2相同质量的3-脲丙基三甲氧基硅烷溶剂（KH592)， 在20~80°C的水浴中搅拌2~6h，经离心或过滤后洗涤、烘干，得到粉体；
[0010] ⑶在充分搅拌条件下，将步骤⑵中的粉体再次溶解于体积比为37. 5~90%无 水乙醇的去离子水溶液中，加入聚乙烯吡咯烷酮（PVP)后，再以70~120滴/分钟速度滴 入银氨溶液；其中，聚乙烯吡咯烷酮（PVP)的质量为二氧化锡粉体质量的I : 5~I : 2; 银氨溶液的加入量与311〇2粉体质量之比为30~600 ;
[0011] (4)室温下，向步骤（3)的最终溶液中以40~60滴/分钟速度滴加还原剂溶液， 经2~6h搅拌后静置，去上清液后洗涤、烘干，置于升温炉中150~350°C煅烧1~6h，（可 控制升温速率为4~KTC /min)，随炉冷却后获得银二氧化锡中间体复合粉体（此时，实心 球二氧化锡颗粒表面包覆了一层银颗粒）。
[0012] 本发明中，步骤（1)中的碱源为氢氧化钠、尿素或氢氧化钾中的一种或几种组合；
[0013] 本发明中，步骤（2)中的3-脲丙基三甲氧基硅烷溶剂中，3-脲丙基三甲氧基硅烷 与无水乙醇的质量比为1 : 10。
[0014] 本发明中，步骤（3)中的银氨溶液中硝酸银的浓度为0. 0125~0. 4mol/L，氨水的 质量分数为5%~25%，其配制方法为：在缓慢搅拌的条件下，将氨水滴加至硝酸银溶液中 直至棕褐色絮状物完全消失为止；
[0015] 本发明中，步骤（4)中还原剂为葡萄糖、甲醛中的任意一种或其组合，加入量与溶 液中银离子摩尔比为5 : 1~1 : 2;其中，葡萄糖的浓度为0.05~0.45mol/L，甲醛浓度 为 0· 05 ~2. 7mol/L。
[0016] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0017] 本发明先通过化学包覆法制备球形二氧化锡颗粒并在二氧化锡球表面均匀地镀 上一层银颗粒，提高后期采用机械混合法改善银氧化锡中间体复合粉体与银间的润湿性及 二氧化锡在电弧作用下富集等问题，较大程度上降低制备成本、提高产品的稳定性和使用 寿命，从而适合于大规模工业化生产。其中：
[0018] 1、先期制备的实心球二氧化锡颗粒表面光滑，球形度较好，颗粒粒径为1~3 μπι ; 最终所得银颗粒包覆二氧化锡颗粒的包覆层均匀、致密，包覆层厚度为50~500nm ;且中间 体复合粉体的粒度高度分散，流动性好；
[0019] 2、复合粉体作为中间体因表层包覆一层致密的银颗粒，在后期与银粉混合时，能 有效地改善银颗粒与二氧化锡颗粒间的润湿性差等问题；再者，制备的中间体复合粉体为 大小相对均匀的球形颗粒，增强了二氧化锡颗粒的流动性，有利于提高银氧化锡复合材料 的成型加工性能。
[0020] 3、制备过程中不使用任何模板，工艺简单，反应过程容易控制、反应条件温和、反 应中亦无挥发性有毒气体，对环境无污染，且原料简单，成本低，特别适合大规模工业化生 产。
【附图说明】
[0021] 图1为实心球二氧化锡颗粒的场发射扫描电镜图；
[0022] 图2为银包覆二氧化锡颗粒的场发射扫描电镜图；
[0023] 图3为银包覆二氧化锡颗粒的TEM照片。
【具体实施方式】
[0024] 下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述，但是本领域技术人员将会理解， 下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。
[0025] 本发明中，银二氧化锡中