1.一种铜基铁基复合电接触材料的制备方法,其特征在于,制备铜基铁基复合电接触材料的工艺流程为:湿法纺丝,含四氧化三铁粉末的石墨烯纤维制备,改性含四氧化三铁粉末的石墨烯纤维,铜基料预处理,预处理基料烧结。
2.根据权利要求1所述的一种铜基铁基复合电接触材料,其特征在于,包括以下具体步骤:
(1)将氧化石墨烯与四氧化三铁粉末混合分散在水中,并在高速离心机中进行离心,除去上清液后得到氧化石墨烯纺丝液;
(2)将氧化石墨烯纺丝液倒入纺丝管中进行湿法纺丝,在凝固浴凝固成型,制得含四氧化三铁粉末的氧化石墨烯纤维;
(3)将含四氧化三铁粉末的氧化石墨烯纤维放入含有聚乙烯吡咯烷酮的氢氧化钠溶液中,在95℃下水浴加热反应12~24h,再用无水乙醇洗涤5~10次,室温下干燥24~48h,制得含四氧化三铁粉末的石墨烯纤维;
(4)将制得的含四氧化三铁粉末的石墨烯纤维浸于含四氧化三铁粉末的石墨烯纤维质量5~10倍的凝固浴中进行加热,温度为70~90℃,保温时间为5~8min,捞出在60~90℃下干燥24h,将干燥后的含四氧化三铁粉末的石墨烯浸于氯化铁溶液中静置5~8h,然后进行蒸干,温度为120~150℃,直至蒸干后质量为蒸干前质量的60~70%,制得改性含四氧化三铁粉末的石墨烯纤维;
(5)将改性含四氧化三铁粉末的石墨烯纤维加入铜基料中,搅拌均匀制成坯料进行真空热压烧结,将热压烧结后的坯料直接进行真空放电等离子烧结,自然冷却后制得预处理的铜基料;
(6)将预处理的铜基料在模具中进行烧结、退火,制得成品。
3.根据权利要求2所述的一种铜基铁基复合电接触材料的制备方法,其特征在于,上述步骤(1)中:氧化石墨烯、四氧化三铁粉末、水的质量比为4:1:4~4:1:6;离心机转速为
10000~15000rpm,时间为40~60min。
4.根据权利要求2所述的一种铜基铁基复合电接触材料的制备方法,其特征在于,上述步骤(2)中:湿法纺丝时将氧化石墨烯纺丝液倒入纺丝管,用惰性气体加压将氧化石墨烯纺丝液通过长度10cm、直径0.14~0.18mm的喷丝嘴挤出;凝固浴为水、乙醇和丙酮按体积比5:
2:1~5:2:1.2制得。
5.根据权利要求2所述的一种铜基铁基复合电接触材料的制备方法,其特征在于,上述步骤(3)中:含四氧化三铁粉末的氧化石墨烯纤维、聚乙烯吡咯烷酮与氢氧化钠溶液质量比为1:0.1:10~1:0.3:10;氢氧化钠溶液质量分数为40~50%。
6.根据权利要求2所述的一种铜基铁基复合电接触材料的制备方法,其特征在于,上述步骤(4)中:干燥后的含四氧化三铁粉末的石墨烯纤维与氯化铁溶液质量比为1:5~1:10;
氯化铁溶液质量分数为25~50%。
7.根据权利要求2所述的一种铜基铁基复合电接触材料的制备方法,其特征在于,上述步骤(5)中:改性含四氧化三铁粉末的石墨烯纤维与铜基料质量比为2:7~2:11;铜基料为铬、碳化钨和铜按质量比0.5:10:90~1:10:90混合制得。
8.根据权利要求2所述的一种铜基铁基复合电接触材料的制备方法,其特征在于,上述步骤(5)中:真空热压烧结时,将烧结炉腔开始抽真空时开始升温,升温至800~1000℃后达到真空,保温时间为10~15min;真空放电等离子烧结时,将烧结炉腔抽真空后开始升温,升高温度至温度800~1000℃,保温时间为5~10min。
9.根据权利要求2所述的一种铜基铁基复合电接触材料的制备方法,其特征在于,上述步骤(6)中:烧结温度为800~1000℃,时间为5~15min;退火操作为将预处理的铜基料置于焙烧炉中,以50℃/h的速率升高温度至1000~1500℃,保温48h后,自然冷却至室温。
10.根据权利要求1所述的一种铜基铁基复合电接触材料的制备方法,其特征在于,所述铜基铁基复合电接触材料的制备方法制得的铜基铁基复合电接触材料,包括以下重量份数的原料:20~30份氧化石墨烯、5~6份四氧化三铁、100~300份氯化铁溶液、70~110份铜基料;所述氯化铁溶液质量分数为25~50%;所述铜基料为铬、碳化钨和铜混合制得。