一种银石墨电刷材料及制备方法与流程

本发明涉及电刷材料领域，特别涉及一种银石墨电刷及制备方法。

背景技术：

1、银石墨电刷因其出色的导电、耐磨、抗熔焊性能，广泛应用于航空航天、精密仪器等电接触领域。目前主要制备方法是通过混料-压制-烧结，但此种工艺无法克服成分偏析现象，且石墨与银的界面强度很低（抗折强度＜20mpa），严重影响银石墨电刷材料的性能。

2、公开号为us4534887的美国发明专利公开了一种银石墨电刷材料的制备方法。该方法是先将硝酸银与石墨粉混合、高温分解制备银石墨混合粉，后再与沥青溶液混合压制、焙烧制备银石墨电刷材料。该技术需要在1000～1200℃惰性气体保护下进行长达半个月的焙烧过程，才能达到使用要求。

3、公开号为cn110467480a的发明专利公开了一种浸银石墨触头材料及其制备方法。通过高温焙烧、石墨化制备石墨基体后通过热等浸渍金属银制备浸银石墨触头材料。该技术同样制备周期长、工艺复杂的缺点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种银石墨电刷及制备方法，用以解决目前银石墨电刷偏析严重与界面强度低、制备成本高、周期长的问题。采用本发明所述方法制备的材料，可以减小银的偏析、提高界面强度，具有优异的综合性能，并且此方法简单易操作，可以实现规模化批量生产。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、银石墨电刷材料，该材料包括石墨粉；热固性树脂；添加剂和银，其材料各物质的质量百分含量为： 10～60%的石墨粉；2～20%的热固性树脂；1～8%的添加剂，银为余量。

4、较好的技术方案是，所述各物质材料的质量百分含量为：10～40%的石墨粉； 3～10%的热固性树脂；所述添加剂为1～5%，银为余量。

5、所述添加剂为二硫化钼、氮化硼、碳纳米管、碳纤维中的一种或几种。

6、所述热固性树脂为酚醛树脂；优选地，酚醛树脂为采用耐高温型的、550℃残炭率≥50%的酚醛树脂。

7、所述石墨粉为100～800目的天然鳞片石墨粉。

8、上述的银石墨电刷材料的制备方法，按照上述配比取各组分，具体有以下步骤：

9、1）将硝酸银完全溶于去离子水中，得到硝酸银水溶液；

10、2）取石墨粉体加入到硝酸银水溶液中，搅拌，得到硝酸银石墨浆料；

11、3）将硝酸银石墨浆料于烘箱中烘干水分，所述烘干温度为80～150℃，烘干时间为5～12h，得到硝酸银石墨混合物；

12、4）将硝酸银石墨混合物于真空或保护气氛下分解，所述保护气氛为氢气、氩气或氮气，所述分解温度为600～800℃，时间为2～6h，得到银石墨混合物；

13、5）将热固性树脂加入乙醇中，搅拌，得到树脂溶液；

14、6）将银石墨混合物、添加剂加入到树脂溶液中，充分搅拌，混捏2～3h，得到银石墨胶体；

15、7）将银石墨胶体烘干、破碎、100～300目过筛，得到银石墨混合粉；

16、所述烘干温度为60～100℃，烘干时间为10～20h；

17、8）将银石墨混合粉压制、烧结，得到银石墨电刷材料。

18、步骤8）所述压制方式为等静压，压制压力为200～600mpa，保压时间为60～120s；

19、所述烧结在保护气氛中进行，所述保护气氛为氢气、氩气或氮气；所述烧结温度为600～900℃，烧结时间为1～4h。

20、本发明银石墨电刷材料具有以下优点：

21、采用硝酸银与石墨湿法混料-分解技术，可以减少银的偏析问题，银颗粒能够均匀分布于电刷材料中；酚醛树脂的加入能够解决银与石墨不浸润问题，提高界面强度，防止石墨颗粒的脱落。

22、相对于现有技术，本发明银石墨电刷的制备方法具有以下优势：本发明所采用的方法操作简单、制备周期短，可实现自动化连续稳定大规模生产，生产成本低。

23、申请人的实验结果表明，本发明所述方法所得电刷材料，体积密度为3.72～4.67（g/cm3）；电阻率0.71～0.95（μω·m）；摩擦系数≤0.15；抗折强度33.2～36.8（mpa）；硬度13.4～14.7（hv0.2）。

24、本发明所述材料，由于银的均匀分布和与石墨的界面强度的提高，具有良好的导电性和耐磨性，可广泛应用于航空航天、精密仪器等电接触领域，具有广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种银石墨电刷材料，其特征在于，该材料包括石墨粉；热固性树脂；添加剂和银，其材料各物质的质量百分含量为： 10～60%的石墨粉；2～20%的热固性树脂；1～8%的添加剂，银为余量。

2.根据权利要求1所述的材料，其特征在于：所述各物质材料的质量百分含量为：10～40%的石墨粉； 3～10%的热固性树脂；所述添加剂为1～5%，银为余量。

3.根据权利要求1或2所述的材料，其特征在于：所述添加剂为二硫化钼、氮化硼、碳纳米管、碳纤维中的一种或几种。

4.根据权利要求1或2所述的材料，其特征在于：所述热固性树脂为酚醛树脂；

5.权利要求1或2所述的材料制备方法，其特征在于：所述石墨粉为100～800目的天然鳞片石墨粉。

6.权利要求1-5任一所述的银石墨电刷材料的制备方法，其特征在于，按照上述配比取各组分，具体有以下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤3）所述烘干温度为80～150℃，烘干时间为5～12h。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤4）所述保护气氛为氢气、氩气或氮气。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤7）所述烘干温度为60～100℃，烘干时间为10～20h。

10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于：步骤8）所述压制方式为等静压，压制压力为200～600mpa，保压时间为60～120s；

技术总结
本发明涉及一种银石墨电刷材料及制备方法，所述材料包括石墨粉；热固性树脂；添加剂和银，其各物质的质量百分含量为：10～60%的石墨粉；2～20%的热固性树脂；1～8%的添加剂，银为余量。本发明解决了目前银石墨电刷偏析严重与界面强度低、制备成本高、周期长的问题。采用本发明所述方法制备的材料，可以减小银的偏析、提高界面强度，具有优异的综合性能，并且此方法简单易操作，可以实现规模化批量生产。

技术研发人员：姚志远,王小宇,黄明,薄新维,韩校宇,何浩然,任冰朗
受保护的技术使用者：重庆材料研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2025/1/23