Kontaktfläche an Leitungsteilen aus Aluminium oder Aluminium-Legieruugen. Blankes Aluminium überzieht sich an der Luft mit einer Oxydschicht, deren Stärke im Laufe der Zeit zunimmt. Man erkennt dies rein äusserlich daran, dass zunächst blanke Flächen allmählich matt und schliesslich grau werden. Die Geschwindigkeit, mit der die Schichtdicke zunimmt, wächst mit der Er höhung des Feuchtigkeitsgehaltes der Luft und mit der Erhöhung der Temperatur. Sie kann auch plötzlich ansteigen, beispielsweise, wenn es infolge von Temperaturschwankun gen zur Ausbildung eines Filmes von Kon denswasser kommt, weil besonders die dün nen Wasserfilme sich stark mit Sauerstoff anreichern.
Die natürlich entstehenden Oxydfilme sind ungleichmässig, weil in der Metalloberfläche in mehr oder weniger gleichmässiger Vertei lung die Beimengungen des Aluminiums aus geschieden sind, die zur Ausbildung von Lokalelementen Anlass geben können: In der Umgebung dieser Lokalelemente entsteht meist eine dickere Oxydschicht als in einiger Entfernung von ihr, So erwünscht im allgemeinen die Aus bildung der auf natürliebem Wege entstehen den Oxydhäute hinsichtlich der Schutzwir kung ist, die von dem Oxydfilm ausgeht, so sehr wirken sich die Oxydschichten störend aus in allen Fällen, wo den Metallflächen die Aufgabe zugewiesen ist,
lösbare oder nicht lösbare Kontakte in stromführenden Anlagen zu bilden. In dem Masse, in dem die Dicke der Oxydschicht ansteigt, wächst der Übergangswiderstand in dem Kontakt an. Die infolge des Anwachsens des Übergangs widerstandes eintretende Erwärmung ruft eine weitere Zunahme der Dicke der Oxyd schiebt hervor. Der anfänglich nur geringe Übergangswiderstand nimmt auf diese Weise früher oder später Werte an, die den Kon takt unbrauchbar machen. Die mangelnde Konstanz des Übergangswiderstandes führt zu Schwankungen in der Leitfähigkeit der Anlage.
Bei Schraubkontakten hat man zur Ver minderung des Anstieges des Übergangswider standes bereits die Anwendung einer aus Fett und harten metallischen Teilchen be stehenden Paste vorgeschlagen, die mit die ser Paste versehenen Kontakte haben aber u. a. den Nachteil, dass sie unzuverlässig werden, sobald die in sie eingestrichenen organischen Stoffe eine Umbildung erfahren. Man hat auch versucht, den Übergangswider stand von lösbaren Kontakten dadurch gleich mässig zu gestalten, dass man die Aluminium flächen mit dünnen Auflagen eines Schwer metalles, beispielsweise Kupfer, versehen hatte. Solche Metallauflagen haben den Nach teil, dass bei Hinzutritt von Feuchtigkeit oder andern Elektrolyten eine korrosive Be einträchtigung des Leichtmetalles nur schwer ausgeschlossen werden kann.
Es wurde nun gefunden, dass die ange strebte Konstanz des Übergangswiderstandes von Leichtmetallkontakten darin erreicht wird, wenn die den Kontakt bildenden Flä chen nach Freilegen des Metalles, was je nach der Art der angestrebten Verwendung durch Polieren, Beizen, Abdrehen, Schmirgeln o. ä. Bearbeitungsverfahren erfolgen kann, auf geeignetem Wege reit einer künstlich erzeugten Oxydschicht versehen werden. Diese künstliche Oxydation kann auf chemischem und/oder elektrolytischem Wege vorgenom men werden. Sie kann gegebenenfalls auch herbeigeführt werden durch eine Wärmebe handlung in einem oxydierenden Medium.
Im Gegensatz zu den auf natürlichem Wege entstehenden Oxydschichten verändert sich die Dicke der künstlich erzeugten Oxyd schichten nicht mehr, weil das sie bildende Oxyd stabil ist, und weil der Aufbau der Schicht wesentlich geschlossener und gleich mässiger ist als der einer auf natürlichere Wege entstehenden Oxydschicht.
Im allgemeinen ist es vorteilhaft, die Dicke der künstlich erzeugten Oxydschichten so gering als möglich zu halten, weil bei dickeren Oxydschichten der Übergangswider stand zu hoch ist. Erfahrungsgemäss genügt bei geglätteten Kontaktflächen eine Schicht dicke, die Bruchteile eines Mikrons beträgt.
Der Übergangswiderstand an reit derartigen Schichten überzogenen Kontakten ist zwar um einen kleinen Betrag höher als der Über gangswiderstand an metallisch blanken Flä chen, er ist aber keiner Veränderung mehr unterworfen, während der Übergangswider stand von anfänglich blanken Kontaktflächen infolge der eingangs geschilderten Verän derungen dieser Flächen meist sehr rasch wesentlich höhere Werte annimt.
Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Kontaktes besteht darin, dass die Erzeugung der künstlichen Oxydschicht sehr rasch und reit einfachen Mitteln zu bewerkstelligen ist. Für grössere Kontaktflächen kann man sich des bekannten elektrolytiscben Oxydations verfahrens bedienen, wobei wegen der ange strebten geringen Dicke des Oxydfilmes schon eine wenige Minuten dauernde elek trolytische Behandlung zum Ziele führt. Bei kleinerer) Kontaktflächen kann man sich ge gebenenfalls an Ort und Stelle eines An siedeverfahrens unter Verwendung einer al kalischen Lösung bedienen, die einen geringen Zusatz an oxydierenden Stoffen enthält.
Eine solche Lösung besteht beispielsweise aus 100 cm" Wasser + 5 g Natriumkarbonat 1,5 g Natriumbichromat. Schichten von ausreichender Dicke werden auf den Kon taktflächen, zum Beispiel den Enden von Drähten durch Eintauchen derselben in die heisse Lösung für die Dauer von 1 bis 3 Mi nuten erzielt.
Contact surface on line parts made of aluminum or aluminum alloy eyes. Bare aluminum becomes coated with an oxide layer in the air, the thickness of which increases over time. You can recognize this purely from the outside by the fact that initially blank surfaces gradually become matt and finally gray. The speed at which the layer thickness increases increases with the increase in the moisture content of the air and with the increase in temperature. It can also increase suddenly, for example if a film of condensation water forms as a result of temperature fluctuations, because the thin water films in particular are heavily enriched with oxygen.
The naturally occurring oxide films are uneven because the aluminum additions, which can give rise to the formation of local elements, are separated out in the metal surface in a more or less even distribution: In the vicinity of these local elements there is usually a thicker oxide layer than at some distance from You, as desired in general, the formation of the naturally occurring oxide skins is with regard to the protective effect that emanates from the oxide film, the oxide layers have a disruptive effect in all cases where the task is assigned to the metal surfaces
to form detachable or non-detachable contacts in current-carrying systems. As the thickness of the oxide layer increases, the contact resistance in the contact increases. The heating occurring as a result of the increase in the transition resistance causes a further increase in the thickness of the oxide pushes. The initially low contact resistance sooner or later takes on values that make the contact unusable. The lack of constancy of the contact resistance leads to fluctuations in the conductivity of the system.
In screw contacts one has already proposed the application of a paste made of fat and hard metallic particles be existing paste to reduce the increase in the transition resistance Ver, but the contacts provided with this paste have u. a. the disadvantage that they become unreliable as soon as the organic substances coated in them undergo a transformation. Attempts have also been made to make the transition resistance of detachable contacts uniform by providing the aluminum surfaces with thin layers of heavy metal, for example copper. Such metal coatings have the disadvantage that if moisture or other electrolytes are added, it is difficult to rule out corrosive damage to the light metal.
It has now been found that the desired constancy of the transition resistance of light metal contacts is achieved when the surfaces forming the contact after exposure of the metal, which depending on the type of intended use by polishing, pickling, turning, sanding or the like. Machining process can be carried out in a suitable way with an artificially generated oxide layer. This artificial oxidation can be carried out chemically and / or electrolytically. It can optionally also be brought about by a heat treatment in an oxidizing medium.
In contrast to the naturally occurring oxide layers, the thickness of the artificially created oxide layers no longer changes because the oxide that forms them is stable, and because the structure of the layer is much more closed and even than that of an oxide layer created in a more natural way.
In general, it is advantageous to keep the thickness of the artificially created oxide layers as small as possible, because with thicker oxide layers the transition resistance was too high. Experience has shown that a layer that is a fraction of a micron thick is sufficient for smoothed contact surfaces.
The transition resistance on contacts coated with such layers is a small amount higher than the transition resistance on bare metal surfaces, but it is no longer subject to change, while the transition resistance was mostly from initially bare contact surfaces as a result of the changes in these surfaces described above very quickly assumes much higher values.
A further advantage of the proposed contact is that the artificial oxide layer can be produced very quickly and using simple means. For larger contact surfaces, the known electrolytic oxidation process can be used, with an electrolytic treatment lasting a few minutes leading to the goal because of the small thickness of the oxide film that is sought. In the case of smaller) contact areas, if necessary, a boiling process can be used on site using an alkaline solution that contains a small amount of oxidizing substances.
Such a solution consists for example of 100 cm "water + 5 g sodium carbonate 1.5 g sodium dichromate. Layers of sufficient thickness are applied to the contact surfaces, for example the ends of wires, by immersing them in the hot solution for a period of 1 to 3 times Minutes scored.