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银氧化锡(AgSnO2)是以Ag为基体、SnO2为第二相的金属基复合材料,是目前替代有毒银氧化镉(AgCdO)触头材料中最有希望的一种。目前,国内、外对AgSnO2的制备方法、加工工艺、微量添加剂的应用、电弧作用下材料的组织结构变化等各方面展开了较广泛的研究。但是仍存在复合材料的均匀性和加工性能较差、电阻率较高的缺点,因此开展AgSnO2材料的制备及性能研究具有较为重要的实用和理论意义。 本文在紧密跟踪国际研究进展的基础上,首先以超声波化学镀法制备了具有核/壳包覆结构的超细/纳米AgSnO2复合粉末,对粉末的成分控制及包覆的均匀性进行了研究,并以SEM、EDS、XPS、激光粒度检测等手段对包覆均匀性进行了表征。之后通过粉末冶金法制备出AgSnO2复合材料,对影响粉末烧结组织与性能的各种因素进行了探讨,给出了超细复合粉末煅烧时形貌变化的机理,分析了其对粉末烧结过程的影响。阐明了纳米复合粉末烧结时特殊组织的形成机理,并总结出较好的纳米粉末烧结工艺。主要的研究结论如下: 通过化学镀时Ag的析出率可以控制复合粉末的成分,而Ag的析出率受化学镀工艺的影响。在以甲醛(HCHO)为还原剂的镀液中,NaOH的用量是影响Ag析出率的决定性因素,而水合肼(N2H4·H2O)作还原剂的镀液中,Ag的析出率主要取决于N2H4·H2O的浓度。粉末包覆均匀性与镀液的组成有关,HCHO比N2H·H2O作还原剂得到的粉末包覆均匀性更好;而活化预处理的粉末包覆均匀性不如未预处理的粉末。其原因与化学镀时Ag的形核长大机制有关。 在纳米AgSnO2复合粉末的制备中,采用粉末状的纳米SnO2为原料得到的是以纳米硬团聚形成的亚微米SnO2为核心,表面包覆Ag的复合粉末;而采用浆料状的纳米SnO2(平均粒度80nm)为原料,进行超声波化学镀,可以得到平均粒度140nm的Ag包覆纳米SnO2复合粉末,且包覆均匀性良好。 化学镀法制备出的超细AgSnO2粉末直接成形、烧结会出现鼓泡现象,其原因在于粉末表面吸附了可挥发性气体,通过对复合粉末进行400℃以上的煅烧处理,可以消除鼓泡现象。复合粉末烧结活性较差,烧结性能不高,其原因与煅烧时发生复合粉末颗粒长大、SnO2和Ag的分离且SnO2附着在复合粉末表面阻碍了烧结的进行有关。烧结体致密度主要受成形压力影响,而烧结温度和保温时间影响较小。粉末烧结组织中存在黑色条纹以及网络状缺陷,调整烧结工艺和粉末包覆工艺均不能消除这种缺陷组织,其原因在于烧结过程中SnO2和孔隙在晶界处的富集。超细复合粉末煅烧时形貌变化的原因与其粒度分布不均、复合粉末中颗粒之间互相联结形成烧结颈以及Ag对SnO2浸润性较差有关。通过化学沉积法添加WO3和Bi2O3+CuO,改变Ag和SnO2的界面性质能够减