一种纳米硅铅导电陶瓷材料及制作方法 【技术领域】
本发明涉及一种导电材料及制作方法，特别涉及一种在酸碱环境中使用的导电材料及制作方法。
背景技术
目前，随着国民经济信息化建设的加快，信息化技术的不断发展，不间断电源及大型铅酸蓄电池组与UPS电源广泛地被用于各种通讯及计算机领域。作为一种普及应用的供电系统，大型铅酸蓄电池组与UPS电源可以向用户提供高质量的稳压、稳频、无干扰和波形失真度很小的不间断电力。然而目前的铅酸蓄电池板栅在电化学反应中极易被酸腐蚀，导致铅酸电池损坏，造成铅酸蓄电池寿命短的问题。仅我国每年为此耗资几佰亿人民币更换损坏的铅酸电池。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种能够改善铅蓄电池性能，提高铅蓄电池的能量与体积比，延长使用寿命和价格低的纳米硅铅导电陶瓷材料及制作方法。
本发明所述的纳米硅铅导电陶瓷材料是由500目以上的硅粉和铅粉，以30％-50％∶50％-70％的重量比，在氢气环境中，高温反应，再将反应制成的硅铅块粉磨成纳米级粉末，添加适量粘合剂搅拌，烘干后，再在氢气环境中，高温烧制而成。
本发明所述的纳米硅铅导电陶瓷材料的制作方法：
1.将500目以上的硅粉，以30％-50％的重量比同500目以上的铅粉，以50％-70％的重量比共同放入反应炉中，在氢气环境中加热至600℃-1000℃，经过2小时完成硅铅反应；
2.将按步骤1中完成反应的硅铅块，放进纳米级球磨机中，反复完成撞击、研磨和搅拌，至形成纳米级微粒；
3.采用无压力烧结法，在由步骤2制成的硅铅纳米粉中，加入粘合剂搅匀，然后放入模具中成型，或印刷、涂敷在其它物体表面，烘干后，再送入加热炉内，在氢气环境下，用800℃-1200℃的温度，烧制10分钟，出炉即可。
如上所述的纳米硅铅导电陶瓷材料及制作方法，其中硅铅纳米粉与添加地粘合剂的重量百分比为97％-99％∶1％-3％。
如上所述的纳米硅铅导电陶瓷材料及制作方法，其中的粘合剂采用硼化硅铝玻璃或聚乙稀醇产品。
本发明具有改善铅酸电池的寿命，提高电池的能量与体积比，减轻电池重量和提高电池使用寿命的优点。
【具体实施方式】
本发明制作纳米硅铅导电陶瓷材料的方法之一：
1.将大于500目以上的硅粉，以30％的重量同大于500目以上的铅粉，以70％的重量配比后，共同放入反应炉中，在氢气环境中加热至600℃，经过2小时左右，完成硅铅反应。
2.将完成上述反应的硅铅块，放进纳米级粉磨机中，反复完成撞击、研磨和搅拌，这个过程是将粉碎的颗粒经压延、压合和碾碎，反复进行，最后获得组织和成份分布均匀的纳米粉末；
3.采用无压力烧结法，将硅铅纳米粉以99％的重量比，与1％重量比的粘合剂调配，再搅拌和搅匀，然后放入模具中成型，或印刷、涂敷在其它的物体表面即可，制成的产品烘干后，送入电炉，在氢气环境下，用800℃温度烧制10分钟左右，出炉即可。
粘合剂的选择原则为，避免过多，过稠，影响成品收缩率，同时又不能过稀稠，影响成形。所述粘合剂可以选用硼化硅铝玻璃或聚乙稀醇。
方法之二：
1.将符合方法之一要求的500目以上的硅粉和铅粉，以50％∶50％的重量比配好后，共同放入反应炉中，在氢气环境中加热到1000℃，经过2小时左右，完成硅铅反应；
2.采用无压力烧结法，将硅铅纳米粉与粘合剂按97％∶3％的重量比调配，再用搅拌机搅匀，放入模具中成型，或印刷、涂敷在其它物体表面即可，制成的产品烘干后，送入电炉，在氢气环境下，用1200℃温度烧制10分钟左右，出炉即可。
方法之三：
1.将符合方法之一要求的500目以上的硅粉和铅粉，以40％∶60％的重量比配好后，共同放入反应炉中，在氢气环境中加热至800℃，经过2小时左右，完成硅铅反应；其余步骤同方法之一。
本方法制备出的材料，可以单独用于蓄电池中的电极板制作，也可以复合在陶瓷基板上。复合可以是全包封，也可以是单面复合。复合还可以是网状结构。对于动力蓄电池，可以选择0.4mm-1.00mm厚的陶瓷基板，复合涂敷上0.1mm-0.4mm的硅铅陶瓷材料层。对于固定蓄电池，可以选择0.5mm-1.5mm的陶瓷基板，复合涂敷上0.1mm-0.5mm的硅铅陶瓷材料层。以上尺寸仅供参考，实际使用中，可根据功率等参数，决定硅铅陶瓷材料层的厚度及形状。通过本发明方法制作的硅铅导电陶瓷材料的电阻率：21.6×10-4Ω.cm，电阻系数：6.30×10-3/c。