陶瓷電刷材料及其制備方法技術(shù)

陶瓷電刷材料及其制備方法，它涉及一種電刷材料及其制備方法。本發(fā)明專利技術(shù) 解決了現(xiàn)有有色電刷為了提高導(dǎo)電性增加基體中金屬的含量，從而導(dǎo)致電刷的 自潤滑性能下降，而增加基體中石墨的含量又會使電刷的導(dǎo)電性下降的問題。 本發(fā)明專利技術(shù)材料由Al粉、炭黑、Ti粉和Cu制成。本發(fā)明專利技術(shù)方法如下：將Al粉、炭 黑和Ti粉混合加入無水乙醇，然后球磨、烘干，再將烘干后的粉末放入金屬 模具中制成預(yù)制坯料，然后使預(yù)制坯快速燃燒7秒-13秒，得到陶瓷骨架，然 后將被Cu覆蓋的陶瓷骨架放入剛玉坩堝內(nèi)，再升溫并且在真空的條件下保溫 1-3小時。本發(fā)明專利技術(shù)材料具有良好的自潤滑性能和室溫導(dǎo)電率。本發(fā)明專利技術(shù)方法生產(chǎn) 周期短、成本低廉、制備工藝簡單，并且節(jié)能、環(huán)保。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及一種電刷材料及其制備方法。
技術(shù)介紹
現(xiàn)有電刷材料多為有色金屬電刷(即有色金屬與石墨的復(fù)合材料，例如銀 /石墨電刷，銅/石墨電刷)，這種電刷材料可以提供很好的導(dǎo)電性。但隨著設(shè)備 精度的不斷提高，對傳導(dǎo)電信號的電刷的要求也越來越高。電刷要提高導(dǎo)電性 必須要增加基體中金屬的含量，這樣石墨的含量就將減少，從而導(dǎo)致有色電刷 的自潤滑性能下降。相反，增加石墨含量又會使有色電刷的導(dǎo)電性下降。因此， 對于有色電刷來說是一個導(dǎo)電性與潤滑性矛盾體。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是為了解決現(xiàn)有有色電刷為了提高導(dǎo)電性增加基體中金屬 的含量，從而導(dǎo)致電刷的自潤滑性能下降，而增加基體中石墨的含量又會使電 刷的導(dǎo)電性下降的問題，提供了一種。本專利技術(shù)陶瓷電刷材料按重量份數(shù)由20-23.5份的Al粉、10-10.5份的炭黑、 66-70份的Ti粉和15-212份的Cu制成。本專利技術(shù)陶瓷電刷材料的制備方法如下 一、將20-23.5重量份的Al粉、 10-10.5重量份的炭黑和66-70重量份的Ti粉混合，然后浸沒于無水乙醇中， 無水乙醇液面高度為混合粉末高度的4/3 7/5倍，再球磨12-24小時后烘干粉 末；二、將烘干后的粉末放入直徑為55mm-210mm的金屬模具中，在室溫、 液壓機(jī)壓力為15 MPa-16.5MPa的條件下制成相對密度為50%-55%的預(yù)制坯 料；三、將預(yù)制坯料放入金屬反應(yīng)器中，用短路電阻絲的熱量瞬時引燃點火劑， 待預(yù)制坯料快速燃燒7秒-13秒，然后冷卻至室溫，即得陶瓷骨架Ti3AlC2;四、 用15J12重量份的Cu包裹陶瓷骨架Ti3AlC2，然后放入剛玉柑堝內(nèi)以 15-20°C/min的升溫速度將溫度升至1200°C-1300°C，并在真空度為5Pa-10Pa 的條件下保持120(TC-1300'C的溫度1-3小時，即得到陶瓷電刷材料；其中步 驟三中所述的預(yù)制坯料與金屬反應(yīng)器內(nèi)壁的空隙用石英砂填滿。采用Cu以0.5m/s的速度與本專利技術(shù)所得的陶瓷電刷材料進(jìn)行摩擦?xí)r，摩擦3系數(shù)低于O.l，由此看出陶瓷電刷的自潤滑性能良好，本專利技術(shù)陶瓷電刷骨架材 料的室溫導(dǎo)電率為2xl06/Qm，熱膨脹系數(shù)為8.8-9.0x106/K。本專利技術(shù)陶瓷電刷 骨架材料的斷裂韌性為5.7MPa/m1/2、彎曲強(qiáng)度為330.8MPa、本征硬度為 2.9GPa。采用本專利技術(shù)生產(chǎn)出來的陶瓷電刷材料的使用壽命可達(dá)6個月。采用本 專利技術(shù)方法生產(chǎn)陶瓷電刷材料的生產(chǎn)周期短、成本低廉、制備工藝簡單，并且節(jié) 能、環(huán)保。具體實施例方式本專利技術(shù)技術(shù)方案不僅局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施 方式間的任意組合。具體實施方式一本實施方式中陶瓷電刷材料按重量份數(shù)由20-23.5份的 Al粉、10-10.5份的炭黑、66-70份的Ti粉和15-212份的Cu制成。本專利技術(shù)中作為陶瓷電刷材料與Oi以0.5m/s的速度摩擦?xí)r，摩擦系數(shù)低于 0.1，由此看出陶瓷電刷的自潤滑性能良好，本專利技術(shù)陶瓷電刷骨架材料的室溫 導(dǎo)電率為2.0xl06/Qm，熱膨脹系數(shù)為8.8-9.0xl06/K。本專利技術(shù)陶瓷電刷骨架材 料的斷裂韌性為5.7MPa/m1/2、彎曲強(qiáng)度為330.8MPa、本征硬度為2.9GPa。采 用本專利技術(shù)生產(chǎn)出來的陶瓷電刷材料的使用壽命可達(dá)6個月。具體實施方式二本實施方式與具體實施方式一不同的是陶瓷電刷材料按 重量份數(shù)由21-23份的Al粉、10.3-10.5份的炭黑、66.5-69.5份的Ti粉和 10.5-14.5份的Cu制成。具體實施方式三本實施方式與具體實施方式一不同的是陶瓷電刷材料按 重量份數(shù)由21.5-23份的A1粉、10.4份的炭黑、67-69份的Ti粉和11-14份的 Cu制成。具體實施方式四本實施方式中陶瓷電刷材料的制備方法如下 一、將 20-23.5重量份的Al粉、10-10.5重量份的炭黑和66-70重量份的Ti粉混合， 然后浸沒于無水乙醇中，無水乙醇液面高度為混合粉末高度的4/3~7/5倍，再 球磨12-24小時后烘干粉末；二、將烘干后的粉末放入直徑為55 mm -210mm 的金屬模具中，在室溫、液壓機(jī)壓力為15MPa-16.5MPa的條件下制成相對密 度為50%-55%的預(yù)制坯料；三、將預(yù)制坯料放入金屬反應(yīng)器中，用短路電阻 絲的熱量瞬時引燃點火劑，待預(yù)制坯料快速燃燒7秒-13秒，然后冷卻至室溫， 即得陶瓷骨架Ti3AlC2;四、用15-212重量份的Cu包裹陶瓷骨架Ti3AlC2，然后放入剛玉坩堝內(nèi)以15-20°C/min的升溫速度將溫度升至1200°C-1300°C ，并在真空度為5Pa-10Pa的條件下保持1200'C-130(TC的溫度1-3小時，即得到陶瓷電刷材料；其中步驟三中所述的預(yù)制坯料與金屬反應(yīng)器內(nèi)壁的空隙用石英砂填滿。具體實施方式五本實施方式與具體實施方式四不同的是步驟一中將21-23重量份的Al粉、10.3-10.5重量份的炭黑和66.5-69.5重量份的Ti粉混合。其它與具體實施方式四相同。具體實施方式六本實施方式與具體實施方式四不同的是步驟一中將21.5-23重量份的Al粉、10.4重量份的炭黑和67-69重量份的Ti粉混合。其它與具體實施方式四相同。具體實施方式七本實施方式與具體實施方式四不同的是步驟二中預(yù)制坯料的相對密度為51%-54%。其它與具體實施方式四相同。具體實施方式八本實施方式與具體實施方式四不同的是步驟一中預(yù)制坯料的相對密度為53%。其它與具體實施方式四相同。具體實施方式九本實施方式與具體實施方式四不同的是步驟四中真空度為5.5Pa-9Pa。其它與具體實施方式四相同。具體實施方式十本實施方式與具體實施方式四不同的是步驟四中真空度為6Pa-8.5Pa。其它與具體實施方式四相同。具體實施方式十一本實施方式與具體實施方式四不同的是步驟四中真空度為7Pa-8Pa。其它與具體實施方式四相同。具體實施方式十二本實施方式與具體實施方式四不同的是步驟四中真空度為7.5Pa。其它與具體實施方式四相同。具體實施方式十三本實施方式與具體實施方式四不同的是步驟四中的升溫速度為16-19°C/min。其它與具體實施方式四相同。具體實施方式十四本實施方式與具體實施方式四不同的是步驟四中的升溫速度為17-18°C/min。其它與具體實施方式四相同。具體實施方式十五本實施方式與具體實施方式四不同的是步驟四中的升溫速度為17.5°C/min。其它與具體實施方式四相同。具體實施方式十六本實施方式與具體實施方式四不同的是步驟四中將溫度升至1250。C。其它與具體實施方式四相同。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種陶瓷電刷材料，其特征在于陶瓷電刷材料按重量份數(shù)由２０－２３．５份的Ａｌ粉、１０－１０．５份的炭黑、６６－７０份的Ｔｉ粉和１５－２１２份的Ｃｕ制成。

【技術(shù)特征摘要】
1、一種陶瓷電刷材料，其特征在于陶瓷電刷材料按重量份數(shù)由20-23.5份的Al粉、10-10.5份的炭黑、66-70份的Ti粉和15-212份的Cu制成。2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷電刷材料，其特征在于陶瓷電刷材料按重 量份數(shù)由21-23份的Al粉、10.3-10.5份的炭黑、66.5-69.5份的Ti粉和10.5-14.5 份的Cu制成。3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的陶瓷電刷材料，其特征在于陶瓷電刷材料按重 量份數(shù)由21.5-23份的Al粉、10.4份的炭黑、67-69份的Ti粉和11-14份的 Cu制成。4、 一種陶瓷電刷材料的制備方法，其特征在于陶瓷電刷材料的制備方法 如下 一、將20-23.5重量份的Al粉、10-10.5重量份的炭黑和66-70重量份 的Ti粉混合，然后浸沒于無水乙醇中，無水乙醇液面高度為混合粉末高度的 4/3~7/5倍，再球磨12-24小時后烘干粉末；二、將烘干后的粉末放入直徑為 55mm-210mm的金屬模具中，在室溫、液壓機(jī)壓力為15 MPa-16.5MPa的條 件下制成相對密度為50%-55%的預(yù)制坯料；三、將預(yù)制坯料放入金屬反...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：赫曉東，李翀，
申請(專利權(quán))人：赫曉東，李翀，
類型：發(fā)明
國別省市：93