开关电器的电触头承担接通、分断电路的任务,其可靠性影响电路的稳定运行,AgSnO₂电触头材料具有无毒、环保、耐电弧侵蚀等优良特性,是目前最具研究价值的触头材料,但是AgSnO₂触头材料中含有的SnO₂是一种宽禁带半导体材料,其熔点高、硬度大,导致触头材料的接触电阻增大、温升升高、加工成型困难。因此改善SnO₂的电性能是问题的关键。研究表明,掺杂第三相能够有效改善SnO₂的电性能,从而改善触头材料AgSnO₂的电性能。本文首先对未掺杂及Fe、Bi、Cu、Mg、In五种不同元素掺杂的SnO₂体系进行第一性原理计算,通过结构优化和能量计算得到体系的能带结构、态密度及电荷密度分布、差分电荷密度分布等结果,分析计算结果得出,几种元素掺杂后SnO₂材料的导电性均得到提高,其中使得材料导电性最佳的掺杂元素为Fe、Bi,其次为Cu、Mg、In。采用溶胶-凝胶法制备五种元素掺杂的SnO₂粉末,通过对粉末进行XRD试验得出,掺杂并未改变SnO₂的晶体结构,同时掺杂原子进入SnO₂晶胞内形成固溶体,计算得出的粉末粒径为纳米级。最后建立掺杂体系模型,通过模拟X射线衍射得到掺杂体系的衍射图,从理论上验证了掺杂不会改变晶体结构。将凝胶SnO₂粉末与Ag粉混合通过粉末冶金法制备AgSnO₂电触头材料,对其电导率、密度、硬度等进行测量;并进行电接触试验,对接触电阻、熔焊力、燃弧能量等进行测量。结果表明,掺杂的AgSnO₂触头材料的电导率、密度、硬度均有所提高,综合考虑材料的导电性及抗熔焊性得出,Bi掺杂AgSnO₂触头材料的各项性能最优。