Способ получения серебряно-оловооксидного материала для электрических контактов
Владельцы патента RU 2346069:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
Изобретение относится к способу получения серебряно-оловооксидного материала для электрических контактов и может найти применение в электротехнической промышленности. Способ включает сплавление олова и серебра и окисление сплавов в кислороде. Сплавляют олово и серебро в инертной атмосфере, при содержании серебра от 60 до 80 ат.%, а окисляют при температуре 1273 К в течение 10-30 минут. Технический результат заключается в получении материала с более высоким содержанием оксида олова и наноразмерных частиц серебра при использовании процесса катастрофического окисления.
Изобретение относится к технологии изготовления материалов для электроконтактов.
Известен способ приготовления электроконтактного материала SnO2-Ag [Weise W., Volmer R., Braumann P. Sintering material containing silver-tin oxide for electrical contacts and process for its manufacture // Patent US №5798468, 25 Aug., 1998], который заключается в спекании порошков SnO2 (9,4%), Ag (90%), In2O3 (0,4%), Bi2O3 (0,2%) или SnO2 (11,4%), Ag (88%), In2О3 (0,3%), Bi2O3 (0,3%) при температуре 1073 К в течение 2 ч.
Недостатками данного способа являются длительное время отжига, необходимость иметь исходные порошки с определенным размером частиц и их предварительной термической обработки при 1273 К в течение 15-60 ч.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ, основанный на окислении в атмосфере, дополнительно содержащей галогенид в количестве, достаточном для ингибирования образования оксидных пленок в сплаве [Патент РФ №2114929, МПК С22С 5/06, опубл. 1998.07.10].
Недостатками данного способа являются наличие галогенида, что требует использования специального оборудования и необходимость использования исходных компонентов определенного размера.
Техническим результатом изобретения является получение материала с более высоким содержанием оксида олова и наноразмерных частиц серебра при использовании процесса катастрофического окисления.
Технический результат достигается тем, что в способе получения серебряно-оловооксидного материала для электрических контактов, включающем сплавление олова и серебра и окисление полученного сплава в кислороде, новым является то, что олово берут в следующем соотношении, ат.%: серебро 60-80, олово - остальное, и сплавляют в инертной атмосфере, а окисление полученного сплава осуществляют при температуре 1273 К в течение 10-30 мин.
При большем или меньшем содержании Ag не образуется смесь SnO2-Ag с равномерным распределением компонентов при 1273 К в течение 10-30 мин при окислении в кислороде. При замене окислительной атмосферы на воздух такой материал получается при содержании 70-80 ат.% Ag, т.е. уменьшается соотношение исходных металлических компонентов, дающих возможность достичь желаемых результатов.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается условиями сплавления, количественным составом компонентов, температурой окисления и продолжительностью процесса окисления. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения «новизна».
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательский уровень».
Способ осуществляют следующим образом. Металлические олово и серебро, взятые в следующем соотношении: Ag 60-80 ат.%, а остальное олово, сплавляют в инертной атмосфере (аргон) в алундовом тигле. Полученный сплав окисляют в кислороде при температуре 1273 К. Реакция полностью заканчивается в течение 10-30 мин с образованием при катастрофическом окислении губчатой окалины. По данным рентгенофазового анализа она состоит только из SnO2 и Ag. Проведенный микроскопический анализ показал, что в результате окисления таких сплавов получается SnO2, покрытый наноразмерными частицами серебра.
Предложенный способ обеспечивает равномерное распределение серебра по всему объему образца. Для реализации способа не нужно иметь специальной подготовки и сложного оборудования. Если при простом окислении сплавов олово-серебро в атмосфере, содержащей кислород при температуре 923 К, требуется 220 ч (патент США №4472211, С2D 1/78, 1984), то при катастрофическом окислении этих сплавов в кислороде при 1273 К для получения готового продукта требуется от 10 до 30 мин. Кроме того, если при простом окислении этих сплавов не удается получить материалы с содержанием оксида олова, превышающим 8 мас.%, из-за того, что образуется липкая оксидная пленка, которая замедляет внутреннее окисление (прототип), то в предлагаемом способе эти трудности преодолены. Изобретение направлено на упрощение способа получения электроконтактного материала SnO2-Ag.
Способ получения серебряно-оловооксидного материала для электрических контактов, включающий сплавление олова и серебра и окисление полученного сплава в кислороде, отличающийся тем, что олово и серебро берут в следующем соотношении, ат.%: серебро 60-80, олово - остальное, и сплавляют в инертной атмосфере, а окисление полученного сплава осуществляют при температуре 1273 К в течение 10-30 мин.
