纳米掺杂氧化锡粉末及其制备方法.pdf

本发明公开了一种纳米掺杂氧化锡粉末，氧化锡粉末中掺杂有占总重量1.6％的钛。其制备方法为：称取SnCl4·5H2O与TiCl4，其重量份之比为35.1∶1；将SnCl4·5H2O、TiCl4和无水乙醇、蒸馏水以及聚乙二醇，倒入烧杯中充分搅拌溶解；升温恒温搅拌半小时；然后缓慢滴入氨水直至形成凝胶；采用去离子水洗涤直至无Cl离子存在为止，将凝胶干燥得到干凝胶，最后进行煅烧，获得SnO2细粉。本发明通过在SnO2晶格中掺入金属元素Ti，并采用溶胶-凝胶方法制得纳米级的SnO2粉末，改善了SnO2粉末的导电性能，为克服银氧化锡电触头材料因SnO2导电性能差导致的接触电阻高、温升快的缺点提供了一种有效方法。经掺杂后的SnO2粉末，电导率达4×10-3Ω-1m-1。

1.  一种纳米掺杂氧化锡粉末，其特征在于：氧化锡粉末中掺杂有占总重量1.6％的钛。

2.  一种上述氧化锡粉末的制备方法，其特征在于：
a.称取SnCl₄·5H₂O与TiCl₄，其重量份之比为35.1∶1；
b.将SnCl₄·5H₂O、TiCl₄和有效量的无水乙醇、蒸馏水以及聚乙二醇，倒入烧杯中充分搅拌，使SnCl₄·5H₂O、TiCl₄充分溶解；
c.升温到60℃后，恒温搅拌半小时；然后缓慢滴入氨水，直至形成白色透明的凝胶；
d.采用去离子水洗涤直至无Cl离子存在为止；
e.将凝胶在58℃～60℃温度下干燥，得到干凝胶，最后进行煅烧，煅烧温度为445℃～450℃，获得SnO₂细粉。

纳米掺杂氧化锡粉末及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种电气设备材料，尤其涉及一种电触头材料；
本发明还涉及一种电气设备材料的制备方法，尤其涉及一种电触头材料的制备方法。
背景技术
电触头材料性能的好坏直接影响到各类开关、继电器、接触器等运行的可靠性和使用寿命。理想的触头材料应具备良好的物理性能、机械性能、化学性能、电接触性能和焊接性能。过去应用较多的是银氧化镉材料，但银氧化镉有一定的毒性，其应用逐步受到限制。
银氧化锡电触头材料是近年来发展起来的一种无毒材料，具有热稳定性好、耐电弧浸蚀及抗熔焊性能好等优点，是最有希望替代银氧化镉的新型无毒触点材料。
然而，人们在多年的银氧化锡材料开发应用中发现，银氧化锡具有某些致命的不足，其中最为重要的一点就是接触电阻大，温升较高，这成为银氧化锡电触头材料开发应用的关键
对银氧化锡触头材料的大量失效分析表明，接触电阻高的主要原因是经过多次通断操作后，触点表面不断形成非导电的SnO2渣层所致，普通的纯SnO2电导率约为1.35×10^-5Ω^-1m^-1。因此，提高氧化锡的导电性能，是解决上述问题的重要途径。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种接触电阻小、导电性能好的电触头SnO₂材料及其制备方法，制得的SnO₂材料电导率高、使用寿命长。
为解决上述技术问题本发明所采用的技术方案如下：
一种纳米掺杂氧化锡粉末，氧化锡粉末中掺杂有占总重量1.6％的钛(即在该纳米掺杂氧化锡粉末中钛的分子数量掺杂比为5％)。
本发明同时还提供了一种上述氧化锡粉末的制备方法，
a.称取SnCl₄·5H₂O与TiCl₄，其重量份之比为35.1∶1；
b.将SnCl₄·5H₂O、TiCl₄和有效量的无水乙醇、蒸馏水以及聚乙二醇，倒入烧杯中充分搅拌，使SnCl₄·5H₂O、TiCl₄充分溶解；
c.升温到60度后，恒温搅拌半小时；然后缓慢滴入氨水，直至形成白色透明的凝胶；
d.采用去离子水洗涤直至无Cl离子存在为止，
e.将凝胶在58℃～60℃温度下干燥，得到干凝胶，最后进行煅烧，煅烧温度为445℃～450℃，获得SnO₂细粉。
本发明通过在SnO₂晶格中掺入金属元素Ti，并采用溶胶-凝胶方法制得纳米级的SnO₂粉末，改善了SnO₂粉末的导电性能，为克服银氧化锡电触头材料因SnO₂导电性能差导致的接触电阻高、温升快的缺点提供了一种有效方法。经掺杂后的SnO₂粉末，电导率达4×10^-3Ω^-1m^-1。而且该材料制成的电触头使用寿命更长。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：
图1本发明的纳米掺杂氧化锡粉末制备方法流程图。
具体实施方式
一种纳米掺杂氧化锡粉末，氧化锡粉末中掺杂有占总重量1.6％的钛，即相当于该纳米掺杂氧化锡粉末中钛的分子数量掺杂比为5％。
如图1所示，该纳米掺杂氧化锡粉末的制备方法如下：
a.称取SnCl₄·5H₂O与TiCl₄，其重量份之比为35.1∶1；
b.将SnCl₄·5H₂O、TiCl₄和适量的无水乙醇、蒸馏水以及聚乙二醇，倒入烧杯中充分搅拌，使SnCl₄·5H₂O、TiCl₄充分溶解；
c.升温到60℃后，恒温搅拌半小时；然后缓慢滴入氨水，直至形成白色透明的凝胶；
d.采用去离子水洗涤直至无Cl离子存在为止，
e.将凝胶在58℃～60℃温度下干燥，得到干凝胶，最后进行煅烧，煅烧温度为445℃～450℃，获得SnO₂细粉。
检测得到获得的纳米掺杂氧化锡粉末颗粒直径达到35nm～50nm，电导率为3.5×10^-3Ω^-1m^-1～4.5×10^-3Ω^-1m^-1。
上述相关参数如下表：