III. Контактные материалы

Эл контакт – это соединение двух проводников, позволяющие проводить эл. ток. Каждый из проводников контакта называется контактным электродом или контактом. Эл. контакты могут быть: не размыкаемыми, размыкаемыми и скользящими. Размыкание может быть слабо – и сильно-точные слаботочные контакты обладают малыми контактными нажатиями, а также отсутствием дуги при размыкании. Сильноточные контакты применяют в силовых и цепях управления. Они характеризуются значительным контактным нажатием и при их размыкании возникает эл. дуга.

Основные характеристики контактов.

1) Контактное сопротивление – R_k. Чем оно меньше, тем лучше контакт . R_пер – это сопротивление, обусловленное сужением фактического сечения проводника в месте контакта. Для получения малого R_пер надо применять материалы с большой удельной электропроводимостью и малой твердостью (медь, серебро).

Поверхности контактных электродов всегда покрыты пленкой. Все пленки обладают высоким удельным сопротивлением и являются причиной возникновения дополнительного сопротивлений, т.е. сопротивлений пленки.

2) Электрический или механический износ (коррозия) контактов результата размыкаемых контактов сопровождается их электрическим или механическим износом.

Характер эл износа зависит от того, возникает ли между контактами дуга.

Для возникновения дуги необходимо определить ток и напряжение. Для каждого контактного материала существует I_min, при котором не возможно дуга, ни при котором напряжение сети U_min – напряжение, при котором не возможна эл дуга ни при каком токе.

Механический износ скользящих контактов и у размыкаемых контактов возникает при их включении. Важнейшими свойствами материала, препятствующему износу является:

1) большая вязкость;

2) стойкость к истиранию;

3) низкий коэффициент трения.

Для слаботочных контактов решающие значения имеет отсутствие поверх пленок, для их изготовления, прим благородные материалы и их сплавы.

1. Серебро. Применяется в виде серебряных накладок гальванопокрытий.

2. Золото – не окисляется, стойко к образованию сернистых пленок. Легко сваривается. В чистом виде покрывают гальванические виды контактов. Золото входит в состав сплавов:

Золото-платина – обладает высокой плотностью и при нагревании не окисляется.

Золото-никель – обладает высоким удельным сопротивление, применяется для покрытия контактов.

3. Платина – обладает наибольшим удельным сопротивлением среди благородных металлов и самой низкой теплопроводностью. Платина не образует пленок, имеет малое удельное сопротивление и применяется в чистом виде для микроконтактов.

4. Палладий – близок к платине по удельному сопротивлению, а по удельному весу близок к серебру. Палладий стоек к образованию пленок и намного дешевле платины.

5. Родий – малопластичен, очень хорошо проходит для изготовления контактов, но очень дорог и не поддается механической обработке и применяется в виде эл химических покрытий.

Для сильноточных контактов требуется низкое R_k и высокая стойкость к свариванию. Для них используют серебро и неблагородные металлы:

1. Медь. Недостаток: она подвержена коррозии, легко сваривается и быстро изнашивается. Применяется вне окисляемой среде (пр., масле);

2. Вольфрам – обладает высокой стойкостью к свариванию и малым механическим износом. Используется в вакуумном включателе и выключателе, наполненных инертным газом.

3. Молибден – немного уступает вольфраму по своим свойствам.

При температуре более 600 С образует рыхлый окисел, способный нарушить эл контакт.

4. Рений – контакты из него стойки к износу и применяются для изготовления не размыкаемых контактов;

композиции: серебро-никель, серебро-вольфрам, серебро-графит, медь-графит, серебро-окись калия.