Υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή ηλεκτρικών επαφών

Η διάρκεια ζωής και η αξιοπιστία της επαφής εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το υλικό της επαφής.

Απαιτήσεις υλικού επικοινωνίας:

1. Υψηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα και θερμική αγωγιμότητα.

2. Ανθεκτικό στη διάβρωση.

3. Αντοχή στο σχηματισμό φιλμ υψηλού r.

4. Χαμηλή σκληρότητα του υλικού, για μείωση της δύναμης πίεσης.

5. Υψηλή σκληρότητα για μείωση της μηχανικής φθοράς κατά τη συχνή ενεργοποίηση και απενεργοποίηση.

6. Χαμηλή διάβρωση.

7. Υψηλή αντίσταση τόξου (σημείο τήξης).

8. Υψηλό ρεύμα και τάση που απαιτείται για το τόξο.

9. Εύκολος χειρισμός και χαμηλό κόστος.

Οι απαιτήσεις που αναφέρονται είναι αντιφατικές και είναι σχεδόν αδύνατο να βρεθεί ένα υλικό που να πληροί όλες αυτές τις απαιτήσεις.

Για τις συνδέσεις επαφής χρησιμοποιούνται τα ακόλουθα υλικά:

Med. Πληροί σχεδόν όλες τις παραπάνω απαιτήσεις, εκτός από την αντοχή στη διάβρωση. Τα οξείδια του χαλκού έχουν χαμηλή αγωγιμότητα. Ο χαλκός είναι το πιο κοινό υλικό επαφής και χρησιμοποιείται τόσο για αποσπώμενες όσο και για μεταγωγικές επαφές.Σε αποσπώμενους αρμούς χρησιμοποιούνται αντιδιαβρωτικές επιστρώσεις στις επιφάνειες εργασίας.

Στις επαφές μεταγωγής, ο χαλκός χρησιμοποιείται όταν πιέζεται πάνω από 3 N για όλους τους τρόπους λειτουργίας εκτός από τη μακροχρόνια. Για συνεχή λειτουργία, ο χαλκός δεν συνιστάται, αλλά εάν χρησιμοποιείται, θα πρέπει να ληφθούν μέτρα για την καταπολέμηση της οξείδωσης των επιφανειών εργασίας. Ο χαλκός μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για επαφές τόξου. Σε χαμηλή πίεση επαφής (P < 3 N) δεν συνιστάται η χρήση χάλκινων επαφών.

Ασήμι. Πολύ καλό υλικό επαφής που πληροί όλες τις απαιτήσεις εκτός από την αντίσταση τόξου σε υψηλά ρεύματα. Έχει καλή αντοχή στη φθορά σε χαμηλά ρεύματα. Τα οξείδια του αργύρου έχουν σχεδόν την ίδια αγωγιμότητα με το καθαρό ασήμι. Το ασήμι χρησιμοποιείται για κύριες επαφές σε συσκευές υψηλού ρεύματος, για όλες τις επαφές με συνεχή λειτουργία. Σε επαφές για χαμηλά ρεύματα σε χαμηλή πίεση (επαφές ρελέ, επαφές βοηθητικού κυκλώματος).

Το ασήμι χρησιμοποιείται συνήθως με τη μορφή επικαλύψεων — ολόκληρο το τμήμα είναι κατασκευασμένο από χαλκό ή άλλο υλικό πάνω στο οποίο συγκολλάται (συγκολλάται) μια επίστρωση αργύρου για να σχηματιστεί μια επιφάνεια εργασίας.

Αλουμίνιο. Σε σύγκριση με τον χαλκό, έχει σημαντικά χαμηλότερη αγωγιμότητα και μηχανική αντοχή. Σχηματίζει μια κακώς αγώγιμη μεμβράνη στερεού οξειδίου, η οποία περιορίζει σημαντικά τη χρήση της. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πτυσσόμενες συνδέσεις επαφής (διαύλους, καλώδια πεδίου). Για το σκοπό αυτό, οι επιφάνειες εργασίας επαφής είναι επάργυρες, επιχαλκωμένες ή ενισχυμένες με χαλκό.

Ωστόσο, θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη η χαμηλή μηχανική αντοχή του αλουμινίου, με αποτέλεσμα οι αρμοί να εξασθενούν με την πάροδο του χρόνου και να σπάσει η επαφή (η πίεση επαφής δεν πρέπει να υπερεκτιμάται).Το αλουμίνιο δεν είναι κατάλληλο για εναλλαγή επαφών.

Πλατίνα, χρυσός, μολυβδαίνιο. Χρησιμοποιούνται για εναλλαγή επαφών για πολύ χαμηλά ρεύματα σε χαμηλή πίεση. Η πλατίνα και ο χρυσός δεν σχηματίζουν μεμβράνες οξειδίου. Οι επαφές που κατασκευάζονται από αυτά τα μέταλλα έχουν χαμηλή πρόσκαιρη αντίσταση.

Βολφράμιο και κράματα βολφραμίου. Με υψηλή σκληρότητα και υψηλό σημείο τήξης, έχουν υψηλή ηλεκτρική αντίσταση στη φθορά Κράματα βολφραμίου και βολφραμίου-μολυβδαινίου, βολφράμιο-πλατίνα και άλλα χρησιμοποιούνται σε χαμηλά ρεύματα για επαφές με υψηλή συχνότητα θραύσης. Σε μεσαία και υψηλά ρεύματα, χρησιμοποιούνται ως επαφές τόξου για να διακόπτουν ρεύματα έως 100 kA και άνω.

Σημεία τήξης διαφόρων αγώγιμων υλικών

Πυροσυσσωματωμένο μέταλλο — ένα μηχανικό μείγμα δύο πρακτικά μη κραματοποιημένων μετάλλων που λαμβάνεται με πυροσυσσωμάτωση μείγματος των σκονών τους ή εμποτισμό του ενός με τήγμα του άλλου. Σε αυτή την περίπτωση, ένα από τα μέταλλα έχει καλή αγωγιμότητα, ενώ το άλλο έχει υψηλή μηχανική αντοχή, είναι πυρίμαχο και ανθεκτικό στο τόξο. Με αυτόν τον τρόπο, τα μεταλλικά κεραμικά συνδυάζουν υψηλή αντοχή στο τόξο με σχετικά καλή αγωγιμότητα.

Οι πιο διαδεδομένες μεταλλοκεραμικές συνθέσεις είναι: άργυρος - βολφράμιο, ασήμι - μολυβδαίνιο, άργυρος - νικέλιο, οξείδιο του καδμίου αργύρου, ασήμι - γραφίτης, ασήμι - γραφίτης - νικέλιο, χαλκός - βολφράμιο, χαλκός - μολυβδαίνιο κ.λπ. Ασημί, κυρίως για εναλλασσόμενο ρεύμα) για μεσαία και μεγάλα διακοπτόμενα ρεύματα, καθώς και για κύριες επαφές για ονομαστικά ρεύματα έως 600 A.