Materiály používané na vytváranie elektrických kontaktov

Životnosť a spoľahlivosť kontaktu do značnej miery závisí od materiálu kontaktu.

Požiadavky na kontaktný materiál:

1. Vysoká elektrická vodivosť a tepelnej vodivosti.

2. Odolné voči korózii.

3. Odolnosť voči tvorbe filmu s vysokým r.

4. Nízka tvrdosť materiálu na zníženie prítlačnej sily.

5. Vysoká tvrdosť na zníženie mechanického opotrebovania pri častom zapínaní a vypínaní.

6. Nízka erózia.

7. Vysoká odolnosť voči oblúku (bod topenia).

8. Vysoký prúd a napätie potrebné na vznik oblúka.

9. Jednoduchá manipulácia a nízke náklady.

Uvedené požiadavky sú protichodné a je takmer nemožné nájsť materiál, ktorý by všetky tieto požiadavky spĺňal.

Na pripojenie kontaktov sa používajú tieto materiály:

Med. Spĺňa takmer všetky vyššie uvedené požiadavky, okrem odolnosti proti korózii. Oxidy medi majú nízku vodivosť. Meď je najbežnejším materiálom kontaktov a používa sa pre odnímateľné aj spínacie kontakty.V rozoberateľných spojoch sa na pracovných plochách používajú antikorózne nátery.

V spínacích kontaktoch sa meď používa pri stlačení nad 3 N pre všetky režimy prevádzky okrem dlhodobej. Pre nepretržitú prevádzku sa meď neodporúča, ale ak sa používa, mali by sa prijať opatrenia na boj proti oxidácii pracovných plôch. Meď možno použiť aj na oblúkové kontakty. Pri nízkom kontaktnom tlaku (P < 3 N) sa použitie medených kontaktov neodporúča.

Strieborná. Veľmi dobrý kontaktný materiál, ktorý spĺňa všetky požiadavky okrem odolnosti voči oblúku pri vysokých prúdoch. Má dobrú odolnosť proti opotrebovaniu pri nízkych prúdoch. Oxidy striebra majú takmer rovnakú vodivosť ako čisté striebro. Striebro sa používa pre hlavné kontakty vo vysokoprúdových zariadeniach, pre všetky kontakty s nepretržitou prevádzkou. V kontaktoch pre nízke prúdy pri nízkom tlaku (kontakty relé, kontakty pomocného obvodu).

Striebro sa zvyčajne používa vo forme povlakov - celá časť je vyrobená z medi alebo iného materiálu, na ktorý je navarený (spájkovaný) strieborný povlak, aby sa vytvoril pracovný povrch.

hliník. V porovnaní s meďou má výrazne nižšiu vodivosť a mechanickú pevnosť. Vytvára slabo vodivý pevný oxidový film, čo značne obmedzuje jeho použitie. Môže byť použitý v sklopných kontaktných spojeniach (prípojnice, poľné vodiče). Na tento účel sú kontaktné pracovné plochy strieborné, pomedené alebo vystužené meďou.

Treba však počítať s nízkou mechanickou pevnosťou hliníka, v dôsledku čoho môžu spoje časom zoslabnúť a styk sa zlomiť (netreba preceňovať prítlačný tlak).Hliník nie je vhodný na spínanie kontaktov.

Platina, zlato, molybdén. Používajú sa na spínanie kontaktov pre veľmi nízke prúdy pri nízkom tlaku. Platina a zlato nevytvárajú oxidové filmy. Kontakty vyrobené z týchto kovov majú nízky prechodový odpor.

Volfrám a zliatiny volfrámu. S vysokou tvrdosťou a vysokým bodom tavenia majú vysokú odolnosť voči elektrickému opotrebeniu Volfrám a zliatiny volfrámu a molybdénu, volfrám-platina a iné sa používajú pri nízkych prúdoch na kontakty s vysokou frekvenciou vypínania. Pri stredných a vysokých prúdoch sa používajú ako oblúkové kontakty na prerušenie prúdov do 100 kA a viac.

Teploty topenia rôznych vodivých materiálov

Spekaný kov — mechanická zmes dvoch prakticky nelegovaných kovov získaná spekaním zmesi ich práškov alebo impregnáciou jedného taveninou druhého. V tomto prípade má jeden z kovov dobrú vodivosť, zatiaľ čo druhý má vysokú mechanickú pevnosť, je žiaruvzdorný a odolný voči oblúku. Týmto spôsobom kovokeramika kombinuje vysokú odolnosť voči oblúku s relatívne dobrou vodivosťou.

Najbežnejšie kovokeramické kompozície sú: striebro - volfrám, striebro - molybdén, striebro - nikel, oxid kadmia striebro, striebro - grafit, striebro - grafit - nikel, meď - volfrám, meď - molybdén atď. Strieborná, hlavne pre striedavý prúd) pre stredné a veľké prerušované prúdy, ako aj pre hlavné kontakty pre menovité prúdy do 600 A.