纳米掺杂Ag_SnO2复合材料物理性能的研究.pdfVIP

第 27 卷第 5 期 唐山师范学院学报 2005 年 9 月 Vol. 27 No.5 Journal of Tangshan Teachers College Sep. 2005 纳米掺杂 Ag/SnO 复合材料物理性能的研究 2 韩 哲 （唐山学院 基础教学部，河北 唐山 063000 ） 摘 要：研究了纳米氧化物掺杂对 Ag/SnO2 触头材料物理性能的影响。采用溶胶-凝胶法制备 SnO2 与各种掺 杂氧化物（包括 TiO 、ZnO 、Sb O 、CuO ）的混合粉末。粉末的XRD 、TEM 表明，所得粉末为纳米级，且掺杂 2 2 3 物离子能很好地进入到 SnO2 的晶格中；粉末的密度，电导率等测试表明 SnO2 的物理性能有了明显改善。 关键词：Ag/SnO2 ；纳米掺杂；溶胶-凝胶法 中图分类号：O69 文献标识码：A 文章编号：1009-9115 （2005 ）05-0014-04 1 引言 与传统的触头材料 Ag/CdO 相比，Ag/SnO2 触头材料在热稳定性、耐电弧侵蚀性及抗熔焊性等物理性能方面表现出更优 良的性能，在很多应用中正逐步取代Ag/CdO 。由于 SnO2 本身性能及制造工艺所限，Ag/SnO2 触头材料还存在一些缺陷：（1） 接触电阻大，温升高，严重影响电气性能；（2 ）由于传统粉末冶金制造的SnO2 颗粒大，硬度高，致使 Ag/SnO2 触头材料的 加工成型性能不好。本文拟通过掺杂氧化物以提高 SnO2 的电导率，降低接触电阻；并通过使掺杂 SnO2 粉末纳米化，均匀 地分布在细晶银基体上，而改善其加工性能。 2 实验方法 2.1 材料的制备 将 SnCl ·5H O 和掺杂物（包括 TiO 、ZnO 、Sb O 、CuO ）按95 ︰5 的摩尔比溶解在体积比为 1 ︰1 的醇水溶液中，加 4 2 2 2 3 入一定量的聚乙二醇作为分散剂，搅拌，控温（60℃～80℃），边搅拌边滴加一定量的氨水，至一定的 pH 值（1～2 ）得溶 胶，静置，陈化，洗涤，于 60℃烘干得到干凝胶，稍加研磨后于 500℃热处理两小时。 2.2 材料微观分析 对制得的粉末进行了透射电镜（JEOL 100CX Ⅱ）、X-射线衍射（BDX3300 ）、扫描电镜（XL30ESEM 环境扫描电镜）分析。 2.3 材料物理性能分析 包括密度（光电天平）分析和电导率（KTJ-401D 桥式电阻仪）分析。 3 结果及讨论 3.1 透射电镜分析 图 1 为凝胶的 TEM 图。由图 1 可见，胶体粒子的尺寸基本都在几个到几 十个纳米左右，没有超过 100 个纳米，胶体的分散性较好，团聚现象不明显， 说明实验制备的凝胶是符合要求的。实验为防止团聚选用了聚乙二醇为分散 50nm 剂，利用其有机聚合链引起的颗粒间排斥力及调节胶体双电层的双重作用，达 到分散的效果。