Page 36 - 理化检验-物理分册2023年第十期
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张晓辉, 等: 固相扩散提升化学包覆银氧化锡材料的电性能试验
氧化锡与银基体界面的结合程度, 但与内氧化工 覆)、 包覆后固相扩散优化( 以下简称固相扩散) 制备
艺相比, 还有较大的差距 [ 3 ] 。 A g SnO 2 12 ) 的化学成分如表1所示。
(
(
固相扩散是对包覆后粉末进行还原、 扩散、 氧化 表1 化学包覆、 固相扩散制备 A g SnO 2 12 ) 的化学成分 %
等工艺处理, 得到均匀细小分布的氧化物, 材料显微 工艺类型 氧化锡质量分数
组织更为均匀。固相扩散处理有利于氧化物与银基 化学包覆 12.65
体界面结合方式的转变, 从而提升材料的电性能。 固相扩散 12.65
笔者将化学包覆 A g SnO 2 12 ) 粉末进行固相扩
(
1.2 试验条件
散, 再将其加工成丝材并打制成复合铆钉, 在电接触
主要生产设备为化学制粉系统、 冷等静压机、 烧
性能测试装置上对铆钉进行了电性能模拟测试, 并
将铆钉装配成商用继电器, 在型式测试装置上进行 结炉、 1250T 有色金属正反向挤压机、 拉丝机等。
采用 Metallo g ra p hVersamet3 型光学显微镜
了电性能型式试验, 最后与未进行固相扩散材料制
进行金相检验; 采用 MICROMET2003型硬度计进
备的铆钉进行比较。
行显微硬度测试; 采用排水法、 分析天平进行线材密
1 材料制备与测试 度测量; 采用直流数字电阻测试仪进行电阻率测量;
采用 LG-1000型材料拉伸机进行抗拉强度及断后
1.1 材料制备
伸长率检测; 采用电接触性能测试装置进行模拟电
(
将包覆好的 A g SnO 2 12 ) 粉末进行还原、 扩散、
氧化等固相扩散处理, 得到成品粉末。将处理后的 性能测试。电性能测试具体参数及测试条件如表2
所示, 共进行2组测试, 每组10个继电器, 直至继电
粉末经过等静压、 烧结、 挤压制成粗线径丝材, 并拉
丝成所需的规格。常规包覆工艺( 以下简称化学包 器累计5次熔焊失效为止。
表2 电性能测试条件及参数
测试继电器型号 触点形式 触点铆钉尺寸 使用材料 测试条件
动触点: 4.60mm×1.10mm ( 外径×厚度, 下同); 交流电压为250V , 电
化学包覆 A g SnO 2 12 )
(
( 0.5 ) +2.5mm ×1.5mm 流为25A , 通断频率为
SFK 一组常开
静触点: 5.0mm×1.05mm ; 30次 / min ; 累计5次黏
(
固相扩散 A g SnO 2 12 )
结判断为失效
( 0.6 ) +2.5mm×1.5mm
殊形貌及结构, 固相扩散时合金更容易形成与氧化,
2 试验结果及讨论
特别有利于固相扩散过程中氧元素的扩散, 便于形成
2.1 材料的组织及性能 均匀而细小的氧化物质点, 而较细的质点也产生了较
化学包覆、 固相扩散制备 A g SnO 2 12 ) 的显微组 强的弥散强化作用, 对材料的力学性能影响明显。
(
(
织形貌如图 1 所示, 由图 1 可知: 固相扩散处理后 表3 化学包覆、 固相扩散制备 A g SnO 2 12 ) 丝材的物理性能、
A g SnO 2 12 ) 粉末的显微组织有了明显变化, 固相扩 力学性能
(
散后的氧化锡质点重新分布, 氧化物的质点更为细 工艺 硬度 / 密度 / 电阻率 / 抗拉 断后伸
添加物
-3
小, 平均粒度约为1 μ m , 分布更均匀。 类型 HV ( g · cm ) ( Ω · cm )强度 / MPa长率 / %
μ
化学包覆、 固相扩散制备 A g SnO 2 12 ) 丝材的物 化学包覆 氧化铟 96 9.73 2.3 294 17
(
理性能、 力学性能如表3所示, 由表3可知: 细质点的
固相扩散 氧化铟 115 9.78 2.41 342 15
弥散强化作用很明显, 固相扩散优化后材料的抗拉强
度与硬度增大; 材料的断后伸长率为15% , 相对于优 2.2 电性能测试
化前略有降低, 但仍保持了较好的加工塑性。 2.2.1 模拟电性能测试
工艺方法对材料性能的影响最大, 对于固相扩散 化学包覆、 固相扩散工艺制备的 A g SnO 2 12 ) 模
(
材料, 虽然也是通过包覆法形成了形式上的复合材 拟电性能测试结果如表4所示。由表4可知: 经过固
料, 在初始组织的微观结构上, 氧化锡与银之间的界 相扩散优化后的银氧化锡有着更低的燃弧能量、 温升
面完全是物理性质上力的结合, 而通过后续的固相扩 和烧损, 但过程熔焊力则相对较大一些, 这是由于经
散引起一系列的物理及化学变化, 加上包覆粉体的特 过固相扩散处理之后, 较细的氧化物质点及更加均匀
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