DE1515759A1

DE1515759A1 - Vakuumschalter

Info

Publication number: DE1515759A1
Application number: DE19651515759
Authority: DE
Inventors: Philip Barkan; Lee Thomas Henry; Talento Joseph Lawrence; Lafferty James Martin
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1961-11-10
Filing date: 1965-01-04
Publication date: 1969-12-11
Also published as: DE1515759B2; GB1020914A; US3246979A; DE1515759C3; FR1419624A; CH432672A; DE1236630B; FR1349266A

Description

1515753

GEI) llD-2176 (J.M.Lafferty)
Continuation in part

General Electric Company, Schenectady, N.Ϊ.,V.St.A.

Vakuumschalter
(Zusatz zu Patent ·.. (Patentanmeldung G 36 366 VIIId/21c))

Das Hauptpatent betrifft einen Vakuumachalter für Wechselspannung mit 2 trennbaren Kontaktstücken, die weitgehend frei von sortierten Gasen und oberflächlichen Verunreinigungen sind und deren Kontaktfluche mindestens bei einem Kontaktstück aus einer Legierung besteht, die einen nicht hochwarmfesten metallischen Hauptbestandteil mit einem Kochpunkt unter 3500 ° K und einen nicht hochwarmfes ten metallischen Nebenbestand teil enthält, der eine niedrigere effektive Eratarrungatemperatur als der Hauptbestandteil aufweist, der ferner in der

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flüssigen Phase des Hauptbeetandteils nennenswert, in der festen Phase des Hauptbestandteils, wenn überhaupt, nur weni£ löslich ist, und der in der Legierung in einem gröberen Anteil vorhanden ist, als der Hauptbestandteil im festen Zustand zu lösen vermag. Gemäß dem Hauptpatent ist bei einem Schalter für eine Nennspannung von mindestens T,2 kV der Anteil des Hebestandteils der Legierung so gering, daß die Spannungsfestigkeit des Schalters bei voll geöffneten Kontakten mindestens 95 kV Scheitelspannung für Impulsbelastung und 36 kV .„ bei 60 Hz Dauerbelastung beträgt; ferner soll der Nebenbestandteil in der Legierung weitestgehend dispergiert sein.

Im Hauptpatent ist als bevorzugte obere Grenze für die Löslichkeit des Nebenbestandteils im Hauptbestandteil der Wert 1 Gewichtsprozent, bezogen auf die Legierung, angegeben.

Gemäß der vorliegenden Weiterbildung des Gegenstandes des Hauptpatentes soll die Löslichkeit Jes Nebenbeatandteiles im Hauptbestandteil unterhalb von 2 Gewichtsprozent, bezogen auf die Legierung, liegen und zwar bei einer Bezugstemperatur, die entweder der eutektischen Temperatur der Legierung öler der Erstarrungstemperatur des Nebenbejtandteiles entspricht, wenn kein Eutektikum

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existiert.

Die vorliegende Erfindung umfaßt daher außer den bereits im Hauptpatent erwähnten Legierungen Kupfer-Wismut, Kupffr-Blei, Kupfer-Tellur, Kupfer-Thallium, Silber-Tellur, Aluminium-Blei, Aluminium-Indium, Aluminium-Zinn und gegebenenfalls Aluminium-Wismut auch nach die Legierungen Silber-Wismut und Silber-Blei.

Im Prinzip ist die Erfindung auch auf behälter mit kleineren Endspannungen und Nennströmen anwendbar, sie soll im folgenden jedoch anhand des bevorzugten Anwendungsgebietes beschrieben werden, nämlich anhand von Schaltern, die für eine Nennspannung von mindestens 7,2 kV und einen Nenn-Abschaltstrom von mindextens 8 kA aus- · gelegt sind.

Wie bereits im Hauptpatent erwähnt, müssen ölfreie Schalter mit solchen Kenndaten drei Grundbedingungen genügen:

Als erstes muß der Schalter bei voll geöffneten Kontakten ohne durchzuschlagen einer Impulsscheitelspannung von mindestens 95 kV und einer Dauerbelastung von mindestens 36 kV „_f bei 60 Hz standzuhalten vermögen. Die Prüf- Impulsspannung ist genormt und soll in 1,5 Mikrosekunden auf den Scheitelwert ansteigen und in 40 Mikrosekunden auf den halben Scheitelwert abfallen. Die

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angegebenen Zahlenwerte sind den US-Normen für Leistungsschalter entnommen. Diese erste Bedingung wird im folgenden kurz als "Spannungsfestigkeit" bezeichnet. Die zweite Bedingung besteht darin, daß der Schalter in der Lage sein muß, bei Nennspannung einen Strom von 8 kA ^₄, zu unterbrechen. Diese Bedin-

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gung soll in folgendem als "Unterbrechungsfähigkeit" bezeichnet werden. Die dritte Bedingung besteht darin, daß der Schalter Ströme führen und Einschaltströme aushalten muß, die den Nenn-Abschaltstrom beträchtlich überschreiten, ohne daß eine störende Verschweissung oder anderweitige Beschädigung der Kontaktstücke eintritt. Diese dritte Bedingung soll im folgenden als "Verschweißungsfestigkeit" bezeichnet werden. Für die Erfüllung dieser dritten Bedingung ist es wichtig, daß nicht nur ein Entstehen von Verschweißungen verhindert wird, die so fest sind, daß sie sich bei einem anschließenden öffnendes Schalters nur mit übermäßigen Kräften wieder trennen lassen, es dürfen vielmehr auch keine Verschweissungen entstehen, die beim Trennen unsaubere und zackige Bruchstellen an den Kontaktstücken ergeben. Solche zackigen Bruchstellen haben einen übermäßigen Kontaktverschleiß zur Folge und setzen außerdem die Spannungsfestigkeit herab. Eine ausreichende Verschweissungsfestigkeit ist vor allem bei Vakuum-

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. achaltern schwer zu erreichen, da solche Schalter aus- -8ergewöhnlich saubere Oberflächen besitzen müssen, auf denen sich keinerlei Oxyd- oder andere Schmutzschichten befinden. Solche reinen Oberflächen stellen ideale Voraussetzungen für ein Entstehen störender Verschweissungen dar, die sich in vielen Fällen weitgehend vermeiden liessen, wenn an den Grenzflächen Oxyd - oder andere Verunreinigungsschichten vorhanden wären.

Alle Versuche, einen Vakuumschalter mit einer einzigen Unterbeechungsstrecke zu bauen, der allen drei oben genannten Grundbedingungen genügt, warenbisher erfolglos, da bisher keine geeigneten Kontaktwerkstoffe zur Verfügung standen. Werkstoffe, die eine oder zwei der genannten Grundbedingungen erfüllen, versagen bei den übrigen.

Man hat beispielsweise versucht, die Kontakte aus einem hoch-warmfesten Werkstoff, wie Wolfram, herzustellen. Hiermit läßt sich zwar eine ausreichende Spannungsfestigkeit und Verschweißungefestigkeit erreichen, die Unterbrechungsfähigkeit ist jedoch völlig unzureichend. Scnalter mit Kupferkontakten besitzen andererseits eine ausreichende Unterbrechungsfähigkeit und Spannungsfestig keit, ihre Verechweißungsfestigkeit läßt jedoch sehr

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zu wünechen übrig. Schalter mit Kontaktstücken aua Kupfer, das mit Zinn oder Zink legiert ist, also aus Bronze oder Messing, genügen den Bedingungen bezüglich der Unterbrechungsfähigkeit und auch in manchen Fällen aer Spannungsfestigkeit, sie sind jedoch nicht verschweißfest.

Es sind ferner Kontaktwerkstoffe bekannt (USA-Patentschrift 2,975,225), die ausreichende Unterbrechungsfähigkeit und verachweißungsfeetigkeit besitzen, jedoch eine ungenügende Spannungsfestigkeit. Biese bekannten Kontaktwerkstoffe bestehen aus Kupfer-Wiemut-Legierungen mit 10 bis 35 £ Wismut. Mit diesen Kontaktwerkstoffen lassen sich die Bedingungen der Unterbrechungsfähigkeit und der Verachweißungsfähigkeit erfüllen, eine verläßliche Spannungsfestigkeit ließ sich mit diesen Materialien jedoch nicht erreichen, jedendenfalls nicht, wenn sie in bekannter Weise verarbeitet worden sind.

Durch die Erfindung soll also ein Vakuumschalter mit einer einzigen Unterbrechungsstrecke, einer Hennepannung von mindestens 7,2 kV und einem Hennstrom von mindestens 8 kA angegeben werden, der allen drei genannten Bedingungen genügt.

Die Erfindung betrifft also in einer Hinsicht einen Vakuums ehalt er mit einer lennepannung von. mindestens 7,2 kV,

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der zwei Kontaktstücke enthält, die relativ zueinander so beweglich sind, daß sie miteinander in Berührung gebracht und voneinander getrennt werden können. Die Kontaktstücke besitzen Berührungsbereiche, die beim Schließen und Öffnen des Schalters wirksam sind. Diese Bereiche sind praktisch frei von absorbierten Gasen jeglicher Art und Oberflächenverunreinigungen und sind aus einer Legierung gebildet, die aus einem Hauptbestandteil und einem in der Legierung weitestgehend dispergiertden Nebenbestandteil besteht. Der Hauptbestandteil ist ein nicht hochwarmfestes Metall mit einem Kochpunkt von höchstens 3500 ° K und der Nebenbestandteil ist ein nicht hochwarmfestes Metall, welches erstens eine niedrigere Erstarrungstemperatur als der Hauptbestandteil hat, zweitens in der flüssigen Phase des Hauptbestandteiles nennenswert löslich ist und drittens in der festen Phase des Hauptbestandteiles wenig oder garnicht löslich ist. Bezüglich der letztgenannten Bedingung soll die Löslichkeit des Nebenbestandteils im Hauptbestandteil bei einer Bezugstemperatur, die entweder der eutektischen Temperatur der Legierung oder, wenn kein Eutektikum existiert, der Erstattungstemperatur des Nebenbestandteils entspricht, unterhalb von 2 Gewichtsprozent liegen. Es wurde gefunden, daß die Spannungsfestigkeit eines Schalters, der solche Kontaktwerkstoffe enthält, in unerwarteter Weise verbessert werden kann, wenn der prozentuale

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Anteil des Nebenbestandteile unter einem kritischen niedrigen Wert liegt. Aus diesem Grunde ist der Anteil des letztgenannten Metalles auf Werte beschränkt, die eine Spannungsfestigkeit des Schalters gewährleisten, die mindestens 95 kV Spitzenspannung für Impulsbelastungen und 36 kV"_eff, 60 Hz bei Dauerbelastung beträgt, wenn sich die Kontakte in der voll geöffneten Stellung befinden. Der Nebenbestandteil muß jedoch mindestens in einer solchen Menge vorhanden sein, die nennenswert über der Menge liegt, die der Hauptbestandteil im festen Zustand bei der Bezugstemperatur zu lösen vermag.

Beispiel von Materialien, die den obengenannten Bedingungen genügen, sind Legierungen aus Kupfer mit geringen Prozentsätzen aus im wesentlichen Tellur, Wismut, Blei und/oder Thallium; Legierungen aus Silber mit einem kleinen Anteil an Wismut, Blei und/oder Tellur und Lebierungen aus Aluminium, mit einem kleinen Prozentsatz eines Nebenbestandteiles, der im wesentlichen aus Blei, Indium und/oder Zinn besteht. Der in Gewichtsprozent gerechnete Anteil des Nebenbestandteils in diesen Legierungen wird so klein gewählt, daß die Spannungsfestigkeit des Schalters den geforderten Kennwerten genügt. Der Nebenbestandteil kann beispielsweise einige wenige Gewichtsprozent und darunter, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung, betragen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diesen Mengenbereioh

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Sie Erfindung soll nun anhand der Zeichnungen näher erläutert werden. Ee zeigen:

Pig. 1 eine Schnittanaicht eines Vakuumschalters gemäß der Erfindung;

Pig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Kontaktatückea des Schalters der Pig. i;

Pig·3 eine Mikrophotographie, die in 500-facher Vergrößerung die Kornstruktur einer Kupfer-Wismut-Legierung zeigt, die 20 Gewichtsprozent Wismut enthält. Die Legierung ist im Gußzustand dargestellt;

Pig.4 eine Pig.3 entsprechende Mikrophotographie einer Kupfer-Wismut-Legierung, die 15 Gewichtsprozent Wismut enthält}

Pig.5 eine Pig. 3 entsprechende Mikrophotographie einer Kupfer-Wismutlegierung mit 11 Gewichtsprozent Wismut;

Pig. 6 eine Pig. 3 entsprechende Mikrophotographie einer Kupfer-Wismutlegierung, die 5 Gewichtsprozent ™

Wismut enthält;

Pig· 7 eine Pig. 3 entsprechende Mikrophotographie einer Kupfer-Wismutlegierung, die 1 Gewichtsprozent Wismut enthält;

Pig. 8 eine Pig. 3 entsprechende Mikrophotographie einer Kupfer-Wiamutlegierung, die 0,5 Gewichtsprozent Wismut enthält;

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Fig. 9 eine Mikrophotographie, die in 100-facher Vergrößerung die Kornstruktur einer Kupfer-Bleilegierung zeigt, die 1 Gewichtsprozent Blei enthält. Die Legierung ist im Gußzustand dargestellt;

Pig. 10 eine Mikrophotographie, die in 500-facher Vergrößerung denselben Werkstoff zeigt, wie Fig. 9;

Fig. 11 eine Mikrophotographie, die in 750-facher Vergrößerung einen Teil eines Kontaktstuckes im Schnitt zeigt; die Schnittebene verläuft dabei wenigstens annähernd senkrecht zu der Fläche, die den Gegenkontakt berührt. Der dargestellte Kontakt war bei starker Strombelastung geschlossen worden, so daß sich eine Schweißstelle bildete, anschließend «ar er stromlos von dem Gegenkontakt getrennt worden, wobei die Schweißstelle zerbrochen wurde.

Der in Fig. 1 dargestellte Schalter enthält einen weitgehenden evakuierten Kolben 10 mit einem Teil 11 aus einem isolierenden Werkstoff, s.B. Glas oder Aluminiumoxyd und zwei metallischen Endkappen 12,13, die an Abdichtstellen 14 vakuumdicht mit dem Isolierteil 11 verbunden sind. Der normale Innendruck im Kolben 10 liegt bei statischen Bedingungen unter 10 Torr, so daß eine ausreichende Sicherheit vorhanden ist, daß die mittlere freie Weglänge von Elektronen größer ist, als die Durchschlagastrecke im Kolben·

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Die Innenwand des Iaolierteilee 11 wird durch eine rohrförmige Metallabschirmung 15 gegen kondensierende Metalldampf e geschützt, die im Bogen entstehen können. Sie Abschirmung 15 ist am Isolierteil 11 befestigt und vorzugsweise von beiden Endkappen 12, 13 isoliert. Diese Abschirmung verhindert in bekannter Weise, daß sich im Lichtbogen entstehende Metalldämpfe auf dem Isolierteil 11 niederschlagen können.

Innerhalb des Kolbens 10 befinden sich zwei trennbare

Kontaktetücke 17, 18, die in der geschlossenen Stellung

dargestellt sind. Das obere ruhende Kontaktstück 17 ist

über einen elektrisch leitenden Stab 17a mit der oberen

Endkappe 12 verbunden. Das untere bewegliche Kontaktstück

an
18 ist/einer elektrisch leitenden Betätigungsstange 18a angebracht, die vertikal verschiebbar gelagert ist. Beim Absenken des Kontaktstückes 18 wird der Schalter geöffnet, bei der entsprechenden gegenläufigen Bewegung wird der Schalter und der zugehörige Stromkreis geschlossen. Der Abstand zwischen den Kontaktstücken im völlig geöffneten Zustand des Schalters beträgt bei einem typischen Schalter etwa 12,7 mm. Die Betätigungsstange 18 reicht durch eine Öffnung in der unteren Endkappe 13 und ist durch einen flexiblen Metallbalgen 20 abgedichtet, der eine vertikale Verschiebung der Stange ermöglicht, ohne daß das Vakuum im Kolben 10 dadurch aufgehoben wird. Wie Fig. 1 zeigt, ist der Balgen 20 an »einen Enden dicht

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mit der Betätigungsstange 18a und der unteren Endkappe 13 verbunden.

Alle Innenteile des Xchalters sind praktisch frei von oberflächlichen Verunreinigungen. Dies kann durch geeignete Verfahrensmaßnahmen bei der Herstellung des Schalters erreicht werden, beispielsweise durch Ausheizen bei z.B. 400 ° G während der Evakuierung. Die Kontaktstücke 17, 18 sind außerdem frei von im Kontaktkörper absorbierten Gasen, so daß auch durch einen Lichtbogen hoher Stromstärke keine Gase aua dem Inneren der Kontaktetücke freigesetzt werden können. Auf die Entfernung der im Inneren befindlichen Ga.se wird noch näher eingegangen werden.

Die Kontaktstücke sind vorzugsweise in der dargestellten Weise ausgebildet, wie es auch in der USA-Patentschrift 21949,520 beschrieben ist, wenn die Erfindung auch nicht auf diese Formgebung der Kontaktstücke beschränkt ist. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform sind die Kontaktstücke scheibenförmig und stehen einander mit ihrer einen Hauptfläche gegenüber. Im Mittelbereich der Kontaktstücke sind Vertiefungen 29 gebildet, die von ringfärmigen Berührungsflächen 30 umgeben sind. Diese ringförmigen Berührungsflächen 30 liegen aneinander an, wenn sich die Kontaktstücke in der in Pig. I dargestellten geschlossenen Stellung des Schalters befinden und ihr Durchmesser

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ist so gewählt, daß der die geschlossenen Kontakte durchfließende Strom längs einer Schleife L verläuft, wie in Fig. 1 gestrichelt eingezeichnet ist. Dieser schleifenförmige Stromweg ist von einem Hagnetfeld b egleitet, das in bekannter Weise die Schleife zu verlängern strebt. Wenn die Kontaktstücke getrennt werden und sich zwischen den Berührungsflächen 30 ein lichtbogen bildet, treibt das die Schleife begleitende Magnetfeld also den Bogen radial nach außen.

Während die Ansatzpunkte des Bogens zum äußeren Umfang der Scheiben 17, 18 wandern, wirkt auf dem Bogen eine magnetische Kraft in Umfangerichtung, die bewirkt, daß der Bogen in ümfangsrichtung um die Mittelachsen der Scheiben kreist. Biese in Umfangsrichtung wirkende magnetische Kraft wird vorzugsweise durch eine Anzahl von Schlitzen 32 erzeugt, die vom äußeren Umfang der Scheibe spiralförmig nach innen verlaufen, wie fig. 2 zeigt. Sie | Schlitze 32 zwingen den Strom, der zu oder von einem in einer bestimmten Sichtung von der Achse der Scheibe aus gerechnet gelegenen Bogenansatipunkt fließt, aUf einen spiralförmigen Weg, der im Bereich des Bogenfußpunktes eine bezüglich des Scheibenumfanges tangentiale Komponente hat. Die tangentiale Komponente des Stromweges hat eine tangentiale Kraftkomponente auf die Stromschleife L zur Folge, die den Bogen in Umfangsrichtung um die Ach*« der Kontakte wandern läßt. Unter Umständen kann sich der

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Bogen auch in eine Anzahl von parallelen Teilbögen aufteilen, die dann in der beschriebenen Weise schnell auf den Kontaktflächen um die Achse der Kontakte rotieren.

Wie erwähnt, besteht eine wesentliche Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Vakuumschalter mit einer einzigen Unterbrechungsstrecke der beschriebenen Art anzugeben, der die für öllose Schalter mit einer Nennspannung von mindestens 7,2 kV und einem Abschaltstrom von mindestens 8 kA geforderten Bedingungen erfüllt. Es ist bereits erwähnt worden, daß solche Schalter bestimmten Forderungen hinsichtlich der Spannungsfestigkeit, der Unterbrechungsfähigkeit und der 7erschweißungsfeatigkeit genügen müssen. Sie Bedingungen für die Spannungsfestigkeit beziehen sich dabei auf einen Abstand der voll geöffneten Kontaktstücke, der in typischen Fällen etwa 12,5 mm beträgt. Im allgemeinen befaßt sich die vorliegende Erfindung mit Schaltern, bei denen der Abstand der voll geöffneten Kontrollstücke kleiner ist als etwa 25 mm.

Se wurde gefunden, daß eich diese drei Bedingungen sämtlich bei einem Schalter der beschriebenen Art erfüllen lassen, wenn die Kontakte aus einer Legierung gebildet sind, die im wesentlichen aus einem Hauptbestandteil, der ein nicht hochwarmfeates Metall, vorzugsweise ein

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guter elektrischer Leiter, mit einem unter 3500 K liegenden Kochpunkt ist und aus einem Nebenbestandteil besteht, der erstens eine effektive Erstarrungstemperatur hat, die niedriger liegt, als die des Hauptbestandteils, zweitens in der flüssigen Phase des Hauptbestandteiles eine nennenswerte löslichkeit hat, (vorzugsweise größer als etwa 1 Gewichtsprozent der Legierung) und der drittens in der festen Phase des Haupt- i bestandteile wenig oder garnicht löslich ist, d.h. der Hauptbestandteil soll im festen Zustand bei einer Bezugstemperatur, die der Erstarrungstemperatur des Eutektikums der Legierung oder, falls kein Eutektikum existiert, der Erstarrungstemperatur des Nebenbestandteils entspricht, weniger als 2 Gewichtsprozent des Nebenbestandteiles, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung, lösen können.' Außerdem soll der Nebenbestandteil so fein wie möglich in der Legierung verteilt sein. Der maximale Prozentsatz des Nebenbestandteiles in der Legierung muß auf einen so " kleinen ffert begrenzt bleiben, daß der Schalter eine ausreichende Spannungsfestigkeit besitzt, also einer Dauerbelastung von 36 kV -„ bei 60 Hz und einer Impulsbelastung von 95 kV Scheitelspannung standzuhalten vermag. Der Prozentsatz des Nebenbestandteiles muß andererseits bei der Bezugstemperatur nennenswert über der maximalen Festkörperlöslichkeit des Nebenbestandteils im Hauptbestandteil liegen.

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Die als letztes genannten Bedingungen sollen anhand einer Kupfer-Wismut-Legierung erläutert werden. Das Kupfer soll mindestens 0,02 Gewichtsprozent Wismut enthalten» dieser Wert liegt oberhalb der besten verfügbaren Angaben über die maximale Pestkörperlöslichkeit von Wismut in Kupfer bei der eutektischen Temperatur 270 ° C. Um bezüglich der letztgenannten Bedingung ganz sicher zu gehen, soll vorzugsweise mindestens 0,05 Ί» Wismut vorhanden sein.

Beispiele von Legierungen, die den genannten Bedingungen genüben, sind; Kupfer-Wismut, Kupfer-Blei, Kupfer-Tellur, Kupfer-Thallium, Silber_rWismut, Silber-Blei, Silber-Tellur, Aluminium-Blei, Aluminium-Indium und Aluminium-Zinn; der sekundäre öder Nebenbestandteil aller dieser Legierungen ist dabei in einer solchen Menge vorhanden, die ihre Löslichkeit im festen Zustand übersteigt, trotzdem jedoch noch prozentual klein ist, d.h. sein Anteil beträgt mur einige wenige Prozent oder weniger bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung. In der oben aufgeführten Aufzählung ist zuerst der Hauptbestandteil und dann der Nebenbestandteil genannt.

Es ist derzeit noch nicht möglich, genaue Ziffernangaben für den prozentualen Anteil des Nebenbestandteiles, der für die Mischung erforderlich ist, anzugeben, die für alle hier beanspruchten Mischungen gelten. Jin Grund hierfür

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liegt darin, daß die Prozentaätze etwae von Werkatoff zu Werkatoff achwanken. Außerdem atehen nicht immer genaue Angaben über die Löslichkeit der verschiedenen Materialien zur Verfügung. Ein Pachmann kann jedoch ohne weiteres die erforderlichen Mengenangaben bestimmen, wenn er die hier gegebene Lehre berücksichtigt, daß den für den Hauptbeatandteil angegebenen Materialien kleine Mengen der angegebenen Nebenbestandteile zugesetzt wer- ί den können, um eine gewünschte Verschweißfestigkeit zu erreichen, ohne daß dadurdh die Spannungafestigkeit des mit dieaen Materialien hergestellten Schalters merklich verschlechtert wird.

Bei der Herstellung der angegebenen Kontaktwerkstoffe sollen die verschiedenen Bestandteile zuerst getrennt vorbehandelt werden, um eorbierte Gase und andere Verunreinigungen zu entfernen, beispieleweise durch Zonenschmelzen. Pie beiden Bestandteile werden dann geschmol- | zen znd anschließend im flüssigen Zustand gründlich miteinander gemischt, worauf die Temperatur Jer Mischung abgesenkt wird, so daß die Bestandteile in einer Weise erstarren, auf die noch näher eingegangen wird. Der Zu-3tan.: des Materials, den dieses nahh dem Erstarren hat, wird in folgenden als "Gußzustand" bezeichnet.

Es wurden metallographische Untersuchungen durchgeführt, um festzustellen, ob zwischen Eontaktwerkstoffen, die

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hinsichtlich der Spannungsfestigkeit und der Verschweißfestigkeit annehmbar sind und solchen, die diesen Forderungen nicht genügen, strukturelle Unterschiede bestehen. Bei der Untersuchung der Kontaktwerkstoffe im Gußzustand wurde ein offensichtlicher Unterschied gefunden. Dieser Unterschied lag in der Struktur der Begrenzungen zwischen den Körnern d es Haupt- oder Primärbestandteils. Bei den brauchbaren Werkstoffen wurden nämlich an den Korngrenzen begrenzte Niederschläge des Neben- oder Sekundärbestandteils gefunden, jedoch typischerweise in Mengen, die nicht ausreichen, um eine dicke kontinuierliche Schicht des Nebenbestandteiles längs dieser Korngrenzen zu bilden. Bei manchen, insbesondere hinsichtlich der Verschweißungsfestigkeit ungeeigneten Werkstoffen war im allgemeinen in den Korngrenzen keine nennenswerte Menge des Nebenbestandteils vorhanden. In anderen, besondere hinsichtlich der Spannungsfestigkeit ungeeigneten Werkstoffen war der Nebenbestandteil in den Korngrenzen vorhanden, jedoch im allgemeinen in Form eines dicken durchgehenden Niederschlages im Gegensatz zu den brauchbaren Werkstoffen, bei denen ein solcher dicker durchgehender Niederschlag fehlt. Mit "dicker Niederschlag" ist ein Niederschlag gemeint, dessen Dicke grö'Ser ist als etwa 1,27 Jim (5 χ 10 Zoll). Bei den brauchbaren Werkstoffen enthielten die Korngrenzen im allgemeinen einige diskrete

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Teilchen des Nebenbestandteils, deren Sicke den angegebenen Wert von 1,27 Mffl übersteigt, typischerweise besitzen diese Teilchen jedoch ausreichende Abstände voneinander, so daß keine durchgehende Schicht längs der Korngrenzen gebildet wird, die dicker ist als 1,27 pm. Eine im wesentlichen durchgehende Schicht, deren Dicke nennenswert unterhalb dem angegebenen Wert liegt, kann bei manchen annehmbaren Werkstoffen längs ' der Korngrenzen vorhanden sein, diesbezügliche Untersuchungen haben jedoch gezeigt, daß Schichten einer so geringen Dicke nicht stören.

Die Eigenschaften der Kornstruktur lassen sich am besten anhand der Pig. 3 bis 8 verstehen, die mit 500-facher Vergrößerung aufgenommene Mikrophotographien der Kornstruktur von Kupfer-Wismut-Kontaktwerkstoffen im Gußzustand zeigen, welche verschiedene Prozentsätze des Nebenbestandteile Wismut enthalten.

Die Pig. 3 bis 5 zeigen Kupfer-Wismut-Legierungen, die zu viel Wismut enthalten. Fig. 3 zeigt beispielsweise die Kornstruktur einer Legierung, die 20 $> Wismut enthält. Es ist aus Fig. 3 ersichtlich, daß die Kupferkörner 50 von relativ dicken Niederschlägen 52 aus Wismut umgeben sind* Diese Wismutniederschläge haben eine mittlere Dicke von etwa 3,8 bis 5,0 pm und umgeben die einzelnen Körner praktisch kontinzierlich. Fig. 4 und 5 zeigen

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die Kornstruktur von Kupfer-Wismut-Legierungen, die 15 bzw. 11 ^c/o Wiamut enthalten, auch hier a ind praktisch durchgehende, j icke Niederschläge aus Wismut lani s der Korngrenzen zwischen den Kupferkristalliten 50 vorhanden. Die Wismut-Niederschläge sind bei der 11 # Wismut enthaltenden Legierung dünner, als bei der 15 $ Wismut enthaltenden Legierung, die mittlere Dicke beträgt jedoch immer noch etwa 3*0 pn, so -aß die Niederschläge gemäß obiger Definition immer noch als diqk zu bezeichnen sind. Die in den fig,. 3 bie -5 dargestellten Legierungen genügen zwar den Anforderungen an die Verschweißfestigkeit, nicht jedoch an den oben aufgestellten Anforderungen an die Spannungsfestigkeit.

Die Fig. 6, 7 und 8 sind Mikrc!p^Qtp0rapbJ(.en ψ%\ 500-facher Vergrößerung vpn K^fer-Wismutr^Legierqfigen, die hinsichtlich der pben aufgestellten $rejt (Srutidforderungen annehmbar siRd. Fig. 6 ze^gt eitle Kupf#r-fifmut-Legierung, die 5 # WiepiMt enthält. }n den ^}^eti?en; zwischen den Kupferkörnern sind z^ar ηρρίϊ ye.|"hälti?iisniäßig dicke Wismutpartikel yprhanden^ d|ese ^artiHel sipd jedoch genügend weit voneinander get^e^t^ ßp iiqß ^fine durchgehende dicke Schicht ISpgs fiehpeiiQlfrter Teile der Kornoberflächen gebildet vird· ^ängs e|#r ist zwar eine dünpe ^ch^cht 52 yprliatidep^ deren Dicke aber unter 1,2^ m (5 * }0^r5; nicht mehr als dicke §ch^pht

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werden kann. Auch bei der in Pig. 7 dargestell ten Kupfer-Wismut-Legierun^, die 1 ρ Wismut enthält, sind noch einige Teilchen ^>4 beträchtlicher Dicke vorhanden, aber auch Jiese Teilehen dind einzeln und genügend weit voneinander entfernt, ao daß kein durchgehender dicker Niederschlag vorhanden ist. An den Korn^renzen kann jedoch immer noch eine sehr dünne "/ismutschicht 56 vorhanden aein. Fig. 8 zeigt eine Rupfer-tfismut-Legierung, die 0,j j& /Vismut enthalt. Auch diese Legierung enthält wie die der Pig. 7 in den Korngrenzen Wismutpartikel und Spuren einer AFismutachicht 56 längs -ier Korngrenzen, diese Schicht ist jedoch offensichtlich wesentlich dünner als daß sie aLs dicke Schicht bezeichnet werden konnte.

Die Pig. 9 und 10 dienen ebenfalls dazu, die Eigenschaften der Kornstruktur der Kontakt.-.erkstoffe gemäß der Erfindung zu erläutern. Diese Pig. sind Mikrophotographien einer Kupfer-Blei-Legierung, die 1 Gewichtsprozent Blei enthält. Pig. 9 zeigt dieae Legierung in 100-fncher und Fig. 10 in 500-facher Vergrößerung. Aus diesen beiden Pig. ist ersichtlich, daß der Nebenbestandteil Blei in Form diskreter Teilchen 57 an den Korngrenzen niedergeschlagen ist, die Teilchen 57 besitzen dabei einen genügenden Abstand, so daß auch hier länge der Korngrenzen keine durchgehende dicke Schicht vorhanden ist.

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Damit gev^.ihrleis te t ist, daß in den Korngrenzen eine ausreicnende Men ε λ es Nebenbestand teils vorhanden ist, soll die bei icr Herstellung der i-egierung ir. flüssigen Zustand zum Hauptbestandteil zugesetzte Menre K^ Nebenbei t'it;d ^f.ciletj die Menge nennenswert "je·, rschreiten, die der Hauptbestandteil in festen Zustand bei ter »;utektiiioh^n Temper ■· rar eier, falls kein Eutektikutn existiert, bei Jier Er;? tarrings temperatur uea ϊα .bonbeatand ^- ils zu lösen ve ι mar. .Venn dies nicht der Fall wäre, würde keine nennenswerte Menge des Mebenbestandteils zur Bildung eines Niederschlagea in den Korngrenzen zur Verfürun'· stehen, wear, dih .:isühunr beim Abkühlen erstarrt, üs hat sich gezeigt, nß in einem solchen Fall-3 tie Vcrschweiü-' festi/-keit der Kontakte stark beeinträchtigt v.ürde. Der Grund hierfür wird weiter unten noch genauer erläutert werden.

\ Bei den anfänglichen Untersuchungen wurde festgestellt, daß Kupfer-Jfismut-Legierungen, die 20 ^JA Wismut enthielten und nach uem oben beschriebenen Verfahren hergestellt worden »aren, in Hinsicht auf die 3pannung3festi^keit zu wünschen übrig ließen. Die Spannungafeatigkeit eines Schalters,der Kontaktstücke aus einer Kupferlegierung mit 20 i» Wismut enthielt, lag ganz wesentlich unter der Spannungsfestigkeit eines entsprechenden Schalters, dessen Kontaktstücke aua reinem Kupfer waren. Die Spannungsfestigkeit einea Schalters mit Kontakten, die 20 i» Wismut

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enthielten, lar typiseherweise bei eine.¹ Impulsscheitelspannuii,; vor; etwa 4C bis ^O kV im ^c^en^ai ζ zu 100 >V bei einem schalter mit Kontakten aus reiner: Kupfer, die in derselben Weise hergestellt waren un \ unter denselben Bedingungen geprüft wurden. Ursprünglich war anrcnom-eu worden, dat; diese Verringerung der Spannumjsfestifkeit auf α er Anwesenheit reinen Wismuts in ucr Legierung beruhe und cfcafS die Spapnunf sf estipLeit fine;; so'J-chen Schalters unter gleichbleibenden Prüf bedin::un; en solange denselben unannehmbar niedrigen '.Vert behal^on würden, solange überhaupt reines Wistnut vorhanden i;^-t. Es war daher höchst überraschend; als gefunden v.urde, daß kritische kleine Prozentsätze an Wismut, d.h. unter etwa -5 Gewichtsprozent, obwohl sie in reiner Forni in der Legierung yorhindenvar.ep, keipe nennenswerte Herabsetzung der Spannunnsfestii keit Xm yergleich zu Kontaktstucl:en aus reinem Kupfer ergaben. Es ist immer noch nicht ganz klar, warutt bestimmte kleine Kengen eines Nebenbestandteils die SpapnungsfestigHpit nicht beeinträchtM'^en, anscheinend spielt jedoch die Art des Niederschlages des Nebenbestandteiles in den £orngrenzen in dieser Hinsicht eine ·,ichtige ßplle. fepn dieser Niederschlag eine dicke durchgehende Sqhicht bildet, wie sie die in Fig. bis b dargestellten Jjegierungen zeigen, können anscheinend gewisse Mengen <ies #el>^ttt>estandteiles zur Oberfläche des J£ontaktstücke$ gelangen und dort kleine Perlen bilden, die nur sphwaph $n die Oberfläche gebunden sind.

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Die Anwesenheit solcher nur schwach gebundenen Perlen an der Oberfläche kann einen Spannungsdurchschlaf auslösen. Ls kann Wochen oder sogar Monate dauern, bis sich solche kleinen, schwach gebundenen Perlen auf der Oberfläche bilden, aber auch in einem solchen Falle kann normalerweise tine Herabsetzung der Snannungsfestipkeit des Schalters nicht zugelassen '«erden. Wenn jedoch der Niederschlag des Nebenbestandteiles in den ^orngrenzen keine durchgehende dicke Schicht uildet, wie bei den J?ig. 6 bis 8, wird 3er Kebenbestandteil anscheinend fester in den Korngrenzen gehalten. Hierdurch wird die Wahrscheinlicnkeit eines Spar.nungsdurchschlages infolge von schwach gebundenen Perlen an den Kontaktflächen verringert.

Damit die Werkstoffe der vorliegenden Erfindung den gestellten Anforderungen genügen, insbesondere hinsichtlich der Spannungsfestigkeit und der Verschweißfestigkeit, ist es wichtig, daß der Nebenbestandteil der einzelnen Kontaktwerkstoff^ rut im Kontaktwerkstoff dispergiert sind, so daß keine örtlichen Bereiche vorhanden sind, die anteilsmäßig zu wenig oder zu viel Nebenbestandteil enthalten. Solche örtlichen Bereiche mit abweichender Konzentration sollen deshalb vermieden werden, da ein zu großer Prozentsatz des Nebenbestandteils die Spannungsfestigkeit herabsetzt, wie oben ausgeführt wurde, während ein zu geringer Anteil an dem Nebenbestand-

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teil unzulässig feste Schweißsteilen ergibt, wir weiter unten noch erläutert wird.

Die Forderung nach einer weitgehenden Dispersion ist der Grund dafür, daß der Nebenbestandteil in der flüssigen Phase des Hauptbestandteiles löslich sein soll. Dies ist am leichtesten einzusehen, wenn man daran denkt, daß die Kontaktwerkstoffe durch Mischung der hochgereinigten Bestandteile in deren flüssigem Zustand erfolgt und daß \

dann die Temperatur der Mischung abgesenkt wird, bie die Bestandteile erstarrt sind. Wenn sich die Bestandteile nicht schon im flüssigen Zustand gleichförmig ineinander verteilen, wird auch der Nebenbestandüeil nach dem Erstarren der Mischung nur unzureichend dispergiert sein. Es wurde gefunden, daß eine beträchtliche Löslichkeit der Bestandteile ineinander in der flüssigen Phase notwendig ist, um eine verhältnismäßig gleichförmige Mischung zwischen den Bestandteilen zu gewährleisten J

und damit einen hohen Dispersionsgrad.

iTenn die Temperatur der Mischung während des Abkühlens sinkt, erstarrt der Hauptbestandteil wegen seines höheren Erstarrungspunktes zuerst, so daß eine an Nebenbestandteil reiche Legierung immer noch flüssig ist, während sich die Kornstruktur des Hauptbestandteiles ausbildet. Wenn die einzelnen Körner des Hauptbestandteiles während des Erstarrungsvorganges um ihre entsprechenden

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Kristallisationskerne wachsen, wird die Hauptmenge der noch flüssigen und an Nebenbestandteil reichen Legierung in die äußeren Umfangsbereiche der wachsenden Körner gedrängt. Wenn das ganze Korn des Hauptbestandteiles zu seiner endgültigen Form erstarrt ist, befindet sich der Nebenbestandteil immer noch im flüssigen Zustand außen am Korn und schlägt sich daher an den Grenzen zwischen ;en benachbarten KUrnern nieder, wenn er im Verlaufe der weiteren Abkühlung erstarrt. In praktisch allen irenzen zwischen Dena_chbarten Körnern dea Hauptbestandteiles werden daher endliche Kengen des Hebunbestandteile^ vorhanden sein, und es ergibt dich dadurch eine weitgehende Dispersion iea Nebenbe.-tandteils im Kontaktwerkstoff, v.ie es erwünscht ist.

Wie ermähnt, wird iurch die weitgehende Dispersion verhindert, daß 3ereiohe entstehen, aie -iinen zu geringen Prozentsatz äe3 Nebenbe3tandteils enthalten. Daß eine solche -,veitgehenie Dispersion hinsichtlich der Verachweis sunbsfähigkeit erwünsch* ist, läßt sich bei Betrachtung des Mechanismus erkennen, der nach derzeitiger Ansicht für die Bildung von Schweißstellen zwischen den Kontaktstücken verantwortlich ist. Dieser Mechanismus soll anhand von Schweißstellen erläutert werden, die sich an störendsten erwiesen haben d.h. Schweißstellen, die beim Schließen des Schalters unter starker Strombelastung entstehen. Beim Schließen der Kontaktstücke prallen dieee

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nämlich häufig infolge der auf Jas bewegliche Kontakt-. stück einwirkenden Schließkraft und der federnixn Nachgiebigkeit der die Kontakte tragenden Anordnung nach der ersten Berührung nochmals ein kurzes Stück auseinander, bevor sie ;■ ich erneut aneinander anlegen. Beirr Prellen der Kontakte bildet sich ein Lichtbogen, durch den gegenüberliegende Bereiche der Kontakte geschmolzen werden, ao daß beim erneuten Schließen der Kontakte an ( der Berührungsfl^;.?che eine geschmolzene Schicht vorhängen ist. Wenn der Bogen beiir. erneuten Schließen der Kontakte erlischt, fällt die in der Berührungsfläche entwickelte Energie plötzlich ab und die geschmolzene Schicht an der Berührungsfläche beginnt daher sofort zu erstarren. Hierdurch bildet sich eine Schweißstelle zwischen den beiden Kontaktstücken. Je höher der Bogenstrom war, umso größer ist die von der geschmolzenen Schicht bedeckte Fläche und umso fester ist normalerweise die gebildete Verschweissung. Der Abkühlungsvorgan,-*, äer ablauft, wenn der Bogen bei dqr,. erneuten Berührung der Kontakte verschwindet, ist in,hohem Maße gerichtet, da eine dünne geschmolzene Schichit auf einer verhältnismäßig kalten kompakten Masse schwimmt.. Die Erstarrung schreitet daher von der Grenzfläche zwischen dem festen Körper und der Flüssigkeit in Richtung auf eine Ebene fort, die in der Mitte der Flüssigkeitsschicht quer zu den Kontaktstücken verläuft. Der Erstarrungsvorgang verläuft schnell und ist vermutlich

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nach 10 ms tu endet. Diese schnelle gerichtete Erstarrung hat zur Folge, daß die Kornstruktur in der erstarrten Schicht säulenförmig ist und daß sich die beiden Bestandteile dG3 Kontaktwerkstoffes trennen, da sie verschiedene EratarrunesteiLperaturen besitzen und im festen Zustand nur wenig ineinander löslic;. sind. Bei Beginn der Erstarrung ist eine Komponente des Materials der Hauptbestandteil in der festen Λ -Phase während die andere Komponente eine noch flüssige Legierung, ist, die reich an dem Nebenbestandteil ist. Da der die höhere Erstarrungsteir.ptratur aufweisende Hauptbestandteil zuerst erstarrt, verdrängt er die noch geschmolzene und an Nebenbestandteil reiche Legierung in Richtung auf den heissesten Bereich in der Lütte der Verschweissungszone» Beim weiteren Absinken der Temperatur nimmt der Gehalt der geschmolzenen Legierung an Hebenbestandteil laufend zu und sie erstarrt schließlich bei der eutek- w tischen Temperatur oder, wenn kein Eutektikum existiert, bei der Erstarrungstemperatur des Kebenbestandteils„ Der zuletzt erstarrte Bereich hat also einen hohen Gehalt an dem Nebenbestandteil und er erstarrt in einer Ebene längs der Grenzfläche zwischen den beiden Kontaktstücken.

Metallographische Untersuchungen des Grenzschichtoder Berührungsflächenbereiches haben ergeben, daß bei

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den Kontaktwerkstoffen gemäß der Erfindung eine deutliche Grenze vorhanden ist, die im wesentlichen längs einer einzigen Ebene quer zur Bewegungsrichtung der Kontakte verläuft. In dieser im wesentlichen ebenen Grenze sind kleine Partikel des Nebenbestandteils vorhanden. Da die Grenzfläche eben ist und sich in dieser Ebene Partikel des IJebenbestandteiles uefin.:en, hat die Verschweißung längs dieser Ebene eine schwache Stelle, die leicht getrennt werden kann, wenn die Kontakte bei einem nachfolgenden öffnen des Schalters getrennt werden sollen. Diese Verbindungsstelle ist außerdem schwächer als der Rest beider Kontaktstücke und bei der Trennun. ier Kontakte entsteht daher ein längs dieser Grenzfläche verlaufender, sauberer Bruch, ohne daß in nennenswertem Umfange größere Teilchen aus der Masse des Kontaktwerkstoffes , herausgerissen werden.

i"ig. 11 zeigt zur Erläuterung der Natur dieser Grenzfläche eine Mikrophotographie mit 75Ofacher Vergrößerung. Die Mikrophotographie zeigt eine Querschnittsansicht, die im wesentlichen senkrecht zu der Grenzfläche verläuft. Es ist nur ein einzelnes Kontaktstück dargestellt, das zuerst unter hoher Strombelastung in Berührung mit Jem entsprechenden Gegenkontakt gebracht worden war, so daß eine Verschweißung entstand, worauf es dann von jem Gegenkontakt stromlos abgehoben wurde, um die Verschweis-

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sung zu trennen. Der Querschnitt verläuft durch die gebrochene Verschweißung. Der Kontaktwerkstoff ist eine Kupf er-Wisrr.ut-Legierung, die 5 Gewichtsprozent Wismut enthält. Längs der klar erkennbaren Grenzfläche 60 befinden sich Wismutteilchen 61. Die säulenförmige Kornstruktur ist im Bereich 62 zu erkenntn, zwischen den säulenförmigen Körnern befinäen sich Wismutpartikel 63. Beim Trennen der Schweißstelle »vurde unabsichtlich ein kleines Teilchen 64 au3 dem Gegenkontakt herausgerissen. Diesea Teilchen 64 hätte zwar im Iiealfall am Gegenkontakt verbleiben sollen, es ist jedoc. so klein, daß 63 den sons*: sauberen Bruch ier ächweißntelle nicht nennenswert verschlechtert. Es steht nämlich aus der sonst annähernd ebenen Fläche 6C nur etwa 18 u;r. heraus. Die Wisniu teilchen Iäng3 der Fläche 60 unterhalb dieses Teilchens 64 sind in Fig. 11 besonders klar zu erkennen.

Um zu gewährleisten, daß eine genügende Menge des Nebenbestandteils Iäng3 der Verbindungsebene zwischen den beiden Kontaktstücken vorhanden ist, ist es wichtig, daß der Nebenbestandteil so weitgehend wie möglich im Kontaktwerk stoff dispergiert ist, so daß er für eine Verdrängung in eine Zwisshenflache überall dort zur Verfugung steht, wo eine Verschweißung eintreten kann. Wenn keine nenneaswerte Menge des Nebenbestandteils im Bereich der Verschweißung vorhanden ist, tritt die erwünschte Schwächung

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der Schweißverbindung nicht ein. Eine hochgradige Dispersion des Webtnbestand teiles ist also erforderlich, wx die gewünschte Sicherheit gegen eine Bildung von störenden Verschweißungen zu gewährleisten.

Ob nennenswerte Mengen dec Nebenbestandteiles in der Zwischenfläche der Verschweißung für die gewünschte Schwächung zur Verfugung stehen, hängt noch von einer Anzanl anderer Faktoren maßgeblich ab. Einer dieser Faktoren ist ί der niedrige Erstarrungspunkt des Nebenbesiandteils im Vergleich zum Erstarrungspunkt des Hauptbestandteils. Infolge des niedrigen Erstarrungspunktes kann der Nebenbestandteil im geschmolzenen Zustand verbleiben, während der Hauptbestandteil erstarrt, so daß beirr Erstarrungsvorgang der Nebenbestandteil in die Grenzfläche zwischen den beiden Kontaktstücken gedruckt wird, während die säulenförmigen Kristallite in Richtung auf die Grenzfläche wachsen. Würde der Nebenbestandteil zwar die obengestellten Forderungen erfüllen mit der Ausnahme, daß er einen ™ höheren Erstarrungspunkt hat, als der Hauptbestandteil, so würde der Nebenbe^tandteil zuerst erstarren und nur das den Hauptbestandteil bildende Material würde in die Grenzfläche gedrückt, wenn die säulenförmigen Körner in Richtung auf diese Grenzfläche wachsen. Dies würde in einer Verschweißung resultieren, die in der Berührungsfläche der Kontaktstücke verhältnismäßig stark ist, während schwächere Bereiche an Stellen auftreten, die einen gewissen Abstand von der Grenzfläche haben, da sich

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dort dann nennenswerte Mengen des Nebenbestandteilea befinden wurden. Die Ver3chweißung könnte dann an der Grenzfläche nur schwer zerbrochen werden und es wurden Brüche längs einer unregelmäßigen zackigen Fläche auftreten, die in einem gewissen Abstand von der zwischen den beiden Kontakten liegenden Grenzfläche verläuft, wenn die Verschweiüung schließlich bricht.

Ein weiterer Faktor, der dazu beiträgt, daß sich der Nebenbestandteil in der Berührjnesflache zwischen den Kontakten absetzt, ist die sehr Kleine -^öslichkeit des Nebenbestandteils in der festen Phase des Hauptbestandteils. Durch diese sehr gerinne Löslichkeit in Verbindung mit uem niedrigeren Erstarrungspunkt des Nebent.estandteils bleibt dieser vom Hauptbestandteil getrennt, w'ihrend letzterer in Richtung auf die ^itte der Versohweißung erstarrt. Der freie Kebenbestandteil kann dadurch in die Grenzfläche gedrückt werden und steht dort für eine Schwächung der Ver^chweißung zur Verfügung. Wenn der Nebenbestandteil in der festen Phase des Hauptbestandteils in beträchtlicher Menge löslich wäre, würde die an der Grenzfläche zur Verfügung stehende Menge des Nebenbestandteiles stark verringert werden oder sogar ganz fehlen und das Ergebnis wäre eine relativ starke Bindung quer zur Grenzfläche. Man betrachte beispielsweise Kupfer-Zinn-Legierungen und Kupfer-Zink-Legierungen, also Bronze und Messing, sowie Kupfer-

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Üilicium-Legierungen, die alle durch eine hohe Pe3tkörperlöalichkeit ier Beatandteile gekennzeichnet sinj. Bei solchen Legierungen hat es sich herausgestellt* Jaß die Verbindung an der Grenzfläche tä.ker is*,, ala der übrige Kontaktwerkstoff und daß sich starke Verschweißungen zwischen den Kontakten bilden. Hierdurch ^ind nicht nur übermäßige Kräfte zur Trennung der Verschw-eißungen erforderlich, sondern es ergeben sich beiD schließlichen | Zerbrechen auch sehr zackige Bruchstellen, da große Teilchen aus den ^egtnkontakten herausgerissen werden. Wenn dagegen Kontaktwerkstoffe gemäß der Erfindung verwendet werden, können die Schweißstellen mit wesentlich kleineren Kräften getrennt werden und sie brechen sauber an der Grenzfläche. Die niedrigsten Kräfte zur Trennung von Verschweißungen werden bei den legierungen Kupfer-'.Yismut, Kupfer-Blei, Silber-Wismut und Silber-Blei benötigt.

Bei manchen brauchbaren Legierungen bilden die zur Herstellung verwendeten Elemente zwischenmetallisclie Verbindungen miteinander, obgleich der Nebenbestandteil im Hauptbestandteil nur eine geringe oder verschwindende Löslichkeit zeigt. Wenn intermetallische Verbindungen zwischen den in Betracht kommenden Elementen existieren, bildet die intermetallische Verbindung und der Hauptbestandteil in typischen Pällen ein Eutektikum, dessen Erstarrungspunkt unter dem des Hauptbestandteils liegt.

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Für die vorliegende Erfindung kann die intermetallische Verbindung als der l>ebenbtst;anateil und der Erstarrungspunkt ier eutekti?chen Mischung als der effektive Erstarrung :r jukt de:; Nebe-nbca'.andteili.j angesehen werden. Bei einer Legierung aus 99 ae«ichtsprozfcnt Kupfer und 1 aeviohtsprozent Tellur bildet sich beispielsweise die zwischenmetallis.che Verbindung CUpTe ) und erscheint im Grußzu3tand der Legierung in den Korngrenzen. Cu-Te hat einen Erstarrungpunkt von 1125 ° C, las aus der zwischenmetalliaühen Verbindung mit Kupfer gebildete Eutektikutn hat jedoch einen Erstarrungspunkt von nur 1051 ° C. Die letztgenannte Temperatur liegt unterhalb dein Erstarrungspunkt des reinen Kupfers, der 1083 ° C beträgt. Der effektive Erstarrungspunkt des Nebenbestandteiles Cu₂Te liegt also unter dem des Hauptbestandteiles Kupfer.

ψ Ein anderer Faktor, der in die VerschweißfeatigKeit der Kontakte eingeht, ist die elektrische j-eitfär.igkeit des Kontaktwerkstoffea. Im allgemeiner, ist eine gute elektrische Leitfähigkeit erwünscht, um Verschweißungen weitgehend zu verhindern. Um eine gute elektrische Leitfähigkeit zu erreichen, soll der Hauptbestandteil ein guter elektrischer Leiter sein und die Löslichkeit dea Nebenbestandteils im Hauptbestandteil soll klein sein. Infolge dieser niedrigen Löslichkeit bleibt die gute Leitfähigkeit des Hauptbestandteiles trotz der Anwesenheit des Nebenbestandteiles erhalten. Wenn die Löslichkeit grös-

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sere Werte annimmt, .ird die -Leitfähigkeit des Hauptbestandteiles im allgemeinen stark herabgesetzt, die Zugabe von Zinn zu Kupfer verringert beispielsweise die Leitfähigkeit des reinen Kupfers stark.

Der Hauptbestandteil darf deshalb kein hoch-warmfestes Metall sein, da hoch-warmfeste Metalle eine verhältnismäßig schlechte Unterbrechungsfähigkeit haben. Wenn man nämlich höhere Ströme al^ einige tausend Ampere mit "

Kontakten ·* uc einem hoc:.-warmfesten Metall zu unterbrechen versucht, emittiert das hoch-warmfeate Letsll bei den den Bogen begleitenden Temperaturen thermisch nach einem Kulldurchgang des Stromes. Eine selche thermische Emission beeinträchtigt iie /ähigkt-i-t des Vakuums st:.:rk, nach einem Nulldurchgang de.= Stromes seine Isolierfestigkeit v.iederzugewinnen und Schalter r.it Kentakten aus hoch-wannfesten Metallen eigne?: .-ich daher nicht für eine verläßliche Unterbrechung von mehreren tausend Ampere M bei 13»8 kV. Aus diesem Grunde sollen also hoch-warmfeste Metalle, wie Wolfram oder Molybdän und ihre Legierungen bei der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen werden.

Im Gegensatz zu der begrenzten Unterbrechungsfähigkeit bei Verwendung von Kontakten auch hoch-warmfesten Metallen ist es mit Kontaktstücken 17, 18, deren Bereiche 30 aus den durch die Erfindung angegebenen Werkstoffen bestehen, möglich, zuverlässig wesentlich höhere Ströme

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zu unterbrechen. Wenn die Bereiche 30 der Kontaktstücke 17, 18 beispielsweise aus Kupfer bestehen, dem ein Gewichtsprozent Wismut zulegiert ist, können 15₁4 kA ,.„ bei 1515 kV unterbrochen werden. Um noch ein Beispiel zu geben, ist es rrb>lich, mit KontaktstUcken 17, 18, deren Bereiche 30 aus Kupfer mit einem Gewichtsprozent Blei bestehen, 16, 3 kA ..p bei 15»5 kV abzuschalten.

Die Kontaktstücke 17, 18 können ganz aus den Kontaktwerkstoff en gemäß der Erfindung beistehen, selbstverständlich reicht es im allgemeinen auch aus, wenn nur die btira Schließen und Öffnen des Stromkreises wirksam werdenden Bereiche 30 aus diesen Werkstoffen gemacht werden. Der Rest der einzelnen Kontakte kann aus einem anderen Werkstoff bestehen, der sich zum Unterbrechen hoher.Ströme eig· net und eine gute Spannungsfestigkeit hat, beispielsweise reinem Kupfer. Auf derart aufgebaute Kontakte bezieht sich der vorangehende Absatz.

Die Erfindung ist auch nicht darauf beschränkt, daß für die Bereiche 30 beider Kontaktstücke dieselben Werkstoffe verwendet werden. So muß beispielsweise im Grunde nur eines der Kontaktstücke mit einem aktiven Bereich 30 aus den speziellen Werkstoffen gemäß der Erfindung versehen sein. Der aktive Bereich 30 des anderen Kontaktes kann aus einem anderen Werkstoff bestehen vorausgesetzt, daß dieser andere Werkstoff als Hauptbestandteil ein We-

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tall enthält, in dem der Nebenbeatandteil des ersten Kontaktes bei der eutektiachen temperatur oder, wenn kein Eutektikum existiert, bei der Erstarrunfrstemperatur des Nebenbestandteils eine geringere löslichkeit als zwei Gewichtsprozent hat. Einer der Kontakte kann beispielsweise aus Kupfer bestehen, ie;;, einige wenige Prozent Wismut oder Blei zulegiert sind, und der andere Kontakt aus reinem Kupfer. Einer d er Kontakte i-cann auch i beispielsweise aus Kupfer mit einigen wenigen Prozent Wismut und der andere Kontakt aus Kupfer mit einigen wenigen Prozent Blei bestehen. Wenn für die zusammenwirkenden Kontakt st ticke verschiedene i7erk3toffe verwendet werden, trägt eine niedrige Pestkörperlöalichkeit zwischen dem Hauptbestandteil des einen Kontaktstückes und dem Nebenbestandteil des anderen Kontaktstückes dazu bei, störende Kontaktverschweißungen zu verhindern, da nach dem Schließen der beiden Kontakte eine J schwache Zwischenschicht entsteht.

Damit der Schalter beim Ausheizen genügend hohen Temperaturen ausgesetzt werden kann, sollen die Kontaktwerkstoffe einen effektiven Dampfdruck besitzen, der genügend niedrig ist, damit bei den zum Ausheizen erforderlichen hohen Temperaturen keine übermäßige Verdampfung des Kontaktmateriala eintritt. Die Verdampfung ist als übermäßig zu bezeichnen, wenn die isolierenden

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Flächen des Schalters dur'jh Metallschichten beeinträchtigt werden, die durch Metalldampfniederschlage entstehen. AIa allgemeine Regel kann angegeben werüen, daß der effektive Damrfdruck des Kontakt.verkstof fes bei der Ausheiztemperatur IC" Torr nicht übersteigen soll.

Der Begriff "Metall", der in Verbindung mit den Kontaktwerkstoff en gemäß der ärfinuun^ gebraucht urde, ist nicht auf metallische Elemente beschränkt, sondern aoll auch Legierungen und intermetallische Verbindungen umfassen. Der Begriff "Legierung" soll sowohl kiscJaungen als auch feste Lösungen einschließen.

Die Erfindung eignet sich zwar besonders für Schalter mit Nennspannungen von 1,2 kV und darüber und Abschaltströaen von 8 kA_ef£ und darüber,3ie ist jedoch nicht hierauf beechränkt und ganz allgemein auch auf Schalter mit niedrigeren Nennspannungen und Nennströmen anwendbar.

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Claims

llD-2176 Patentansprüche

1. Vakuumschalter für Wechselspannung mit 2 trennbaren Kontaktstücken, die weitgehend frei von sorbierten Gasen und oberflächlichen Verunreinifun- J gen sind und deren Kontaktfläche bei mindestens einem Kontaktstück aus einer Legierung besteht, die einen nicht hochwarmfesten metallischen Hauptbestandteil mit einem Kochpunkt unter 3 500 ° K und einen nicht hochwarmfesten metallischen Nebenbestandteil enthält, der eine niedrigere effektive Erstarrungstemperatur als der Hauptbestandteil aufweist, in der flüssigen Phase des Hauptbestandteils beträchtlich, in der festen Phase des Hauptbestandteils, wenn überhaupt, nur wenig löslich und in der Legierung in einem gröseeren Anteil vorhanden ist als der Hauptbestandteil im festen Zustand zu lösen vermag, wobei der Anteil des Nebenbestandteils in der Legierung so klein ist, daß die Spannungsfestigkeit des Sehalters bei voll geöffneten Kontakten mindestens 95 kV Scheitelspannung für Impulsbelastung und 36 kV ~„ bei 60 Hz Dauerbelastung beträgt, und der Nebenbestandteil in der Legierung weitest ehend dispergiert ist, nach

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He

Patent ... (Patentanmeldung G 36 366 VIIId/21c,35) dadurch gekennzeichnet, daß die Löslichkeit des Nebenbestandteils im Hauptbestandteil bei einer Bezugstemperatur, die der eutektischen Temperatur oder, falls kein Eutektikum existiert, der Erstarrungstemperatur des Nebenbestandteils entspricht, höchstens 2 Gewichtsprozent der Legierung ψ beträgt.

2. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Berührungsbereiche beider Kontaktstücke aus einer Legierung gemäß Anspruch 1 bestehen«

3. Schalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Berührungsbereich des anderen Kontaktstückes aus einem Material

besteht, das als Hauptbestandteil ein Metall enthält, das im festen Zustand bei der eutektischen Temperatur der Legierung, aus der der Kontaktbereich des 1. Kontaktstückes besteht, oder, falls kein Eutektikum existiert, bei der Erstarrungatemperatur des NebenbestandteileB dieser Legierung, höchstens 2 Gewichtsprozent: der Legierung aus dem Hauptbestandteil: des 2. Kontaktstückes und dem Nehenbestaridteil 1., liaiLtaifetHtuckee zu lösen ve-rmag.

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«Η

4» Schalter nach Anspruch 1, 2 oder 3, d a durch gekennzeichnet, daß der Anteil des Nebenbestandteiles höchstens etwa 5 Gewichtsprozent der Legierung beträgt.

5« Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, { daß die Legierung eine Kornstruktur aufweist, die nebeneinander liegende Kristallite des Hauptbestandteils und Niederschläge des Nebenbestandteils in den Grenzen zwischen diesen Kristalliten enthält, wobei die Menge des Nebenbestandteils 30 klein ist, daß normalerweise in den Korngrenzen Teilchen de3 Nebenbestandteils vorhanden sind, die dicker nls 12,7 x 10 cm und soweit voneinander entfernt sind, daß kein durchgehender dicker Niederschlag, dessen Stärke 12,7 χ 10"³Cm J übersteigt, gebildet wird.

6. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche ,dadurch gekennzeichnet, daß die Festkörperlöslichkeit des Nebenbestandteils im Hauptbestandteil unter einem Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Legierung aus den beiden Bestandteilen beträgt.

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7. Schalter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich mindestens 1 Kontaktstückes aus einer Legierung besteht, die als Haupt- bzw. Nebenbestandteil Kupfer bzw* Tellur, Kupfer bzw. Wismut, Kupfer bzw. Blei, Kupfer bzw. Thallium, Silber bzw· Wismut, Silber bzw. Blei, Silber bzw. Tellur, Aluminium bzw. Blei, Aluminium bzw. Indium oder Aluminium bzw. Zinn enthält.

8. Schalter nach Anspruch 7_t da durch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich mindestens eines Kontaktstückes im wesentlichen aus einer Kupfer-Tellur-Legierung besteht, bei der das Tellur in Form einer intermelallischen Verbindung ψ sehr fein im Kupfer dispergiert unü in einem, die Festkörperlöslichkeit des Kupfers für diese intermetallische Verbindung übersteigenden Anteil vorhanden ist, der jedoch klein genug ist um eine Spannungsfestifkeit des Schalters zu gewährleisten, die bei voll geöffneten Kontakten einer Impulsbelastung von 95 kV und einer Dauerbelastung von 36 kV _ff \>ei 60 Hz entspricht.

9· Schalter nach Anspruch 8, dadurch ge-909850/0256 Bad original

kennzeichne t, daß der Kontaktbereich des anderen Kontaktstückes aus einem Material besteht, das als Hauptbestandteil ein Metall enthält, dessen Pestkörperlöslichkeit für Tellur und die intermetalli sche Verbindung höchstens 2 Gewichtsprozent, bezogen auf eine Legierung dieses Hauptbestandteiles und der lellurkomponente beträft, gerechnet.-bei der eutektischen Temperatur der letztgenannten Legierung oder der Erstarrungstemperatur der Tellurkoinponente, falls kein Eutektikum existiert.

10. Schalter nach Anspruch 7, dad urch gekennzeichne t, daß der Kontaktbereich mindestens eines Kontaktstückes aus einem Material besteht, das im wesentlichen Kupfer und Wismut enthält, wobei das Wismut sehr fein im Kupfer dispergiert und in einem größeren Anteil vorhanden ist, als festes Kupfer bei der eutektischen Temperatur festes Wismut zu lösen vermag, während der Anteil andererseits so klein ist, daß der Schalter bei voll geöffneten Kontakten einer Iapilsspannung, deren Scheitel- #ert 95 kV beträgt und e±ner Dauerbelastung von 56 fc^gff bei 60 Hz standzuhalten vermag.

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11. Schalter nach Anspruch 10, dad urch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich des anderen Kontaktatückea aus einem Material besteht, das als Hauptbestandteil ein Metall enthält, dessen Festkörperlöslichkeit für Wismut unter 2 Gewichtsprozent einer Legierung aus Wismut und diesem Hauptbestandteil beträgt, gerechnet bei der eutektischen Temperatur der letztgenannten Legierung oder der Erstarrungstemperatur des Wismuts, falls kein Eutektikum existiert.

12. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich mindestens eines Kontaktstückes aus einem Material besteht, das im wesentlichen Kupfer und Blei enthält, wobei das Blei im Kupfer weitestgehend dispergiert und in einem, die Festkörperlöslichkeit von Blei in Kupfer bei der eutektischen Temperatur übersteigenden Anteil vorhanden ist, der jedoch klein genug ist um eine Isolationsfestigkeit des Schalters bei voll geöffneten Kontakten für Impulsspannungen von mindestens 95 kV Scheitelwert und Dauerbelastungen von 36 kV_eif bei 60 Hz zu gewährleisten.

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13. Schalter nach Anspruch 12, d a d u r c h gekennzeichne t, daß der Kontaktbereich des anderen Kontaktstückes aus einem Material besteht, dessen Hauptbestandteil ein Metall ist, dessen Festkörperlöslichkeit für Blei kleiner als 2 Gewichtsprozent einer legierung aus Blei und diesem Metall ist, gerechnet bei der eutektischen Temperatur der letztgenannten legierung oder der Erstarrungs- "

temperatur von Blei, falls kein Eutektikum existiert.

14. Schalter nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichne t, daß der Kontaktbereich mindestens eines Kontaktstückes aus einem Material besteht, das im wesentlichen Kupfer und Thallium enthält, wobei das Thallium Kupfer weitestgehend dispergiert und in einem Prozentsatz vorhanden ist, der die Festkörperlöslichkeit von Thallium in Kupfer bei der Erstarrungstemperatur des Thalliums übersteigt, jedoch klein genug ist um eine Spannungsfestigkeit des Schalters bei voll geöffneten Kontakten für Impulsspannungen mit mindestens 95 kV Scheitelwert und Dauerbelastungen von mindestens 63 kV «_f bei 60 Hz zu gewährleisten.

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Ib. Schalter nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichne t, daß der Kohtaktbereich des anderen Kontaktstückes aus einem Material besteht, das als Hauptbestandteil ein Metall enthält, dessen Festkörperlöslichkeit für Thallium bei der eutektischen Temperatur einer Legierung au3 diesem Metall t und Thallium oder der Erstarrungstemperatur des Thalliums, falls kein Eutektikum existiert, höchstens 2 Gewichtsprozent,bezogen auf die Legierung beträgt.

16. Schalter nach Anspruch 7,dadurch gekennze lehnet, daß der Kontaktbereich mindestens eines Kontaktstücke3 aus einen Material besteht, das im wesentlichen Silber und Wismut enthält, wobei das Wismut weitestgehend im Silber disfc pergiert und in einem die Pestkörperlöslichkeit von Wismut in Silber bei der eutektischen Temperatur übersteigenden Prozentsatz vorhanden ist, der jedoch andererseits klein genug ist um bei voll geöffneten Kontakten eine Spannungsfestigkeit des Schalters für Impulsspannungen von mindestens 95 kY Scheitelwert und Dauerbelastungen von 36 kV_e;f>j» bei 60 Hz zu gewährleisten.

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17. Schalter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich des anderen Kontaktstückes aus einem Material besteht, das als Hauptbestandteil ein Metall enthält, dewsen Festkörperlöalichkeit für Wismut höchstens 2 Prozent einer Legierung von Wismut und diesem Hauptbestandteil beträgt, gerechnet bei der eutektlschen Temperatur dieser letztgenannten Legierung oder der Er- I starrungstemperatur da Wismuts, falls kein Eutektikum existiert.

18. Schalter nach Anspruch 7, dadurch gekennze ichnet, daß aer Kontaktbereich mindestens eines Kontaktstückes aus einem Material besteht, daß im wesentlichen Silber und Blei enthält, wobei das Blei weitestgehend in Silber dispergiert und in einem die Pestkörperlöslichkeit von Blei in % Silber bei der eutektischen Temperatur übersteigenden Prozentsatz vorhanden ist, der jedoch klein genug ist, um bei voll geöffneten Kontakten eine Isolationsfestigkeit des Schalters für Impulsspannungen von mindestens 95 kV Scheitelwert und für Dauerbelastungen von 36 kV «» bei 60 Hz zu gewährleisten.

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19. Schalter nach AnspruchlS, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich des anderen Kontaktstückes aus einem Material besteht, das als Hauptbestandteil ein Metall enthält, dessen Pestkörperlöslichkeit für Blei weniger als 2 Gewichtsprozent einer Legierung aus Blei und diesem Hauptbestandteil beträgt, gerechnet bei der eutektischen Temperatur der letztgenannten Legierung oder der Eratarrungatemperatur des Bleis, falls kein Eutektikum existiert.

20. Schalter nach Anspruch 7_t dad urch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich mindestens eines Kontaktstückes aus einem Material besteht, das im wesentlichen Silber und Tellur enthält, wobei das Tellur weitestgehend in Form einer intermetallischen Verbindung dem Kupfer dispergiert ist und die intermetallische Verbindung in einer Menge vorhanden ist, die die maximale Pestkörperlöslichkeit dieser intermetallischen Verbindung in Silber übersteigt, jedoch klein genug ist um bei voll geöffneten Kontakten eine Spannungsfestigkeit des Schalters für Impulsspannungen von mindestens 95 kV Scheitelwert und Dauerbelastungen von 36 kV -bei 60 Hz zu gewährleisten.

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21· Schalter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeeichnet, daß der Kontaktbereich des anderen Kontaktstückes aus einem Material besteht, das als Hauptbestandteil ein Metall enthält, dessen Pestkörperlösliehkeit für die intermetallische Verbindung höchstens 2 Gewichtsprozent betragt, gerechnet bei der eutektiachen Temperatur einer Legierung λ dieses Metalles und der Tellurkomponente oder bei der Erstarrungstemperatur der Tellurkomponente, falls kein Eutektikum existiert.

22. Schalter nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichne t, daß der Kontaktbereich mindestens eines Kontaktstückes aus einem Material besteht, das im wesentlichen Aluminium und Blei enthält, wobei das Blei weitestgehend in: Aluminium dis μ pergiert und in einer Menge vorhanden ist, die die 3?estkörperlösliehkeit von Blei in Aluminium beim Erstarrungspunkt des Bleis übersteigt, jedoch klein genug ist um bei voll geöffneten Kontakten eine Spannungsfestigkeit des Schalters- für Impulsspannungen von mindestens 95 kV Scheitelwert und Dauerbelastungen von mindestens 36 kV _ff bei 60 Hz zu gewährleisten.

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23. Schalter nach Anspruch 22, dadurch rekennzfc lehnet, daß der Kontaktbereich des anderen Kontaktatücks aus einem Material besteht, das als Hauptbestanateil eir. tetall enthält, dessen Festkörperlöslichkeit für Blei höchstens 2 Gewichtsprozent beträgt, gerechnet bei der eutektinchen Temperatur einer Legierung dieses Metalles mit Blei oder der Erstarrungstemperatur von Blei,falls kein Butektikum existiert.

24. Schalter nach Anspruch 7_f dadurch gekennze ichne t, daß der Kontaktbereich mindestens eines Kontaktstückes aus einem Material besteht, das im wesentlichen Aluminium und Indium enthält, wobei das Indium im Aluminium weit«stgehend dispergiert und in einer Menge vorhanden ist, die die Pestkörperlöslichkeit von Indium in Aluminium bei der Erstarrungstemperatur de3 Indiums übersteigt, jedoch klein genug ist, um bei voll geöffneten Kontakten eine Spannungafestigkeit des Schalters für Impulsspannungen von mindestens 95 kV Scheitelwert und Dauerbelastungen von mindestens 36 kV f* bei

60 Hz zu gewährleisten.

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25. Schalter nach Anspruch 24»dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich des anderen Kontaktstückes aus einem Material besteht, das als Hauptbestandteil ein Metall enthält, dessen Festkörperlöslichkeit für Indium unter 2 Gewichtsprozent beträgt, gerechnet bei der t-u tektiachen Temperatur einer legierung aus diesem Metall mit Indium oder bei der Erstarrunf?stemperatur des Indiums, I falls kein Eutektikum existiert.

26. Schalter nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktbereich mindestens eines Kontaktstückes aus einem Material besteht, das im wesentlichen Aluminium und Zinn ent- ' hält, wobei das Zinn im Aluminium weitestgehend dispergiert und in einer Menge vorhanden ist, die die Pestkörperlöslichkeit von Zinn in Aluminium bei der eutektischen Temperatur übersteigt, jedoch klein genug ist, um bei voll geöffneten Kontakten eine Spannungsfestigkeit des Schalters für Impulsspannungen von mindestens 95 kV Scheitelwert und Dauerbelastungen von mindestens 36 kV _ff bei 60 Hz zu gewährleisten.

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27. Schalter nach Anspruch 26, dadurch geke nnz e i ohne t, daß der Kontaktbereich des anderen Kontaktstückes aus einem Material besteht, das als Hauptbestandteil ein Metall enthält, dessen Festkörperlöslichkeit für Zinn höchstens 2 Gewichtsprozent beträgt, gerechnet bei der eutekti-. sehen Temperatur einer Legierung aus diesem Metall und Zinn oder der Erstarrungstemperatur des Zinns, falls kein Eutektikum existiert.

28. Schalter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbestandteil ein guter elektrischer Leiter ist, dessen elektrische Leitfähigkeit wenigstens annähernd gleich der des Aluminiums ist.

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