DE1533268C

DE1533268C - Palladium-based electrical contact material and method of manufacturing the same

Info

Publication number: DE1533268C
Authority: DE
Inventors: Genichi Koganei Hirano Mikio Hara Nobuhiro Tokio Shiba Junko Fuchu Kamoshita, (Japan) C22c 1100
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Publication date: 1971-04-08

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkstoff für standswertes vom gewünschten Wert verursacht, so daßThe invention relates to a material for standing value caused by the desired value, so that

elektrische Kontakte auf Palladiumbasis und auf Ver- höhere Gehalte an diesen Zusätzen nicht zweckmäßigelectrical contacts based on palladium and on higher contents of these additives are not appropriate

fahren zur Herstellung desselben. sind, obgleich das Ziel, d. h. die Unterdrückung derdrive to the production of the same. are, although the goal, i.e. H. the suppression of

Bekannt sind elektrische Kontakte aus Palladium, Bildung organischer Abscheidungen, durchaus damitElectrical contacts made of palladium, the formation of organic deposits, are well known with them

die. gegebenenfalls mit Gold überzogen bzw. plattiert 5 erreicht werden kann.the. optionally coated or plated with gold 5 can be achieved.

sind. Beim Schließen oder öffnen eines· solchen Palla- Unter Berücksichtigung dieser Feststellungen kann diumkontaktes in einer Atmosphäre, die organische gesagt werden, daß der Gehalt der erfindungsgemäßen Dämpfe enthält, wird auf der Kontaktoberfläche Palladiumlegierung an den vorgenannten Bleiverorganisches Material oder ein Zersetzungsprodukt bindungen 0,1 bis 10 Gewichtsprozent betragen soll, (braunes Pulver) abgeschieden, wodurch der Kontakt- io wie weiter oben bereits angegeben wurde,
widerstand zunimmt und folglich die Kontaktgabe . Mit einem elektrischen Kontakt, der unter Ververschlechtert ist. Um diese Schwierigkeiten zu ver- wendung des erfindungsgemäßen Werkstoffs hergestellt meiden, wird daher in der Praxis die Kontaktober- worden war, wurden Schleif- oder Reibungsuntersufläche sorgfältig gesäubert oder eine Goldplattierung chungen in einer organische Dämpfe oder Gase, wie bzw. ein solcher Überzug auf der Kontaktoberfläche 15 Benzol, enthaltenden Atmosphäre 5 Stunden · lang vorgesehen. durchgeführt mit einem Kontaktdruck von 30 g, einerare. When closing or opening such a Palla- Taking these findings into account, medium contact in an atmosphere which contains organic vapors can be said to contain palladium alloy on the contact surface with the aforementioned organic lead material or a decomposition product bonds 0.1 to Should be 10 percent by weight, (brown powder) deposited, whereby the contact io as already stated above,
resistance increases and consequently the making of contact. With an electrical contact that is under deteriorated. In order to avoid these difficulties when using the material according to the invention, in practice the contact surface has been carefully cleaned or a gold plating in organic vapors or gases such as or such a coating on the surface has been carefully cleaned Contact surface 15 benzene, containing atmosphere provided for 5 hours. performed with a contact pressure of 30 g, one

Die laufende Überwachung und Reinigung der Reib- bzw. Schleiffrequenz von 3000 pro Minute undThe ongoing monitoring and cleaning of the rubbing or grinding frequency of 3000 per minute and

Kontakte ist jedoch mühevoll und unrationell, einer Schleif strecke von 0,2 mm.However, contact is laborious and inefficient, a grinding distance of 0.2 mm.

während die Plattierung der Kontaktoberfläche mit Es wurde dabei festgestellt, daß die Menge desduring the plating of the contact surface with It was found that the amount of

Gold aus ,wirtschaftlichen Gründen nicht immer be- 20 organischen Materials auf der Kontaktoberfläche ge-For economic reasons, gold does not always contain organic material on the contact surface.

dingungslos gewählt werden kann. ' ringer als etwa ein Zehntel derjenigen war, die bei elek-can be chosen unconditionally. 'was less than about a tenth of those who took part in elec-

Umfangreiche Untersuchungen des Erfinders zur irischen Kontakten aus reinem Palladium gefundenExtensive investigations by the inventor on Irish contacts made of pure palladium found

Klärung der Gründe für die Abscheidung von orga- wird oder im wesentlichen die gleiche wie bei elektri-Clarification of the reasons for the deposition of organ- is or essentially the same as for electrical

nischem Material oder Zersetzungsprodukten auf der sehen Kontakten, deren Oberfläche zuvor mit GoldChemical material or decomposition products can be seen on the contacts, the surface of which was previously covered with gold

Kontaktoberfläche haben nun zu der Erkenntnis ge- 25 plattiert wurde.Contact surfaces have now been plated to the knowledge.

führt, daß die Abscheidung eines solchen Materials Die Wirkung der Erfindung auf die Abscheidungleads to the deposition of such a material The effect of the invention on the deposition

durch eine katalytische Wirkung des Palladiums ver- von Zersetzungsprodukten wird im nachfolgendenby a catalytic effect of the palladium decomposition products are in the following

ursacht oder doch zumindest begünstigt wird. Daraus unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben;causes or is at least favored. Described therefrom with reference to the drawings;

ergab sich die Schlußfolgerung, daß es möglich sein es zeigtthe conclusion was that it shows to be possible

müßte, die Bildung dieser störenden Abscheidungen 30 F i g. 1 eine 20fach vergrößernde photographischewould have to prevent the formation of these interfering deposits 30 F i g. 1 a 20x magnification photographic

durch solche Zusätze zum Palladium zu hemmen oder Aufnahme der auf einem Palladiumkontakt abge-to inhibit by such additives to the palladium or to absorb the on a palladium contact

unter Kontrolle zu bringen, die in der Lage sind, die schiedenen organischen Substanz nach Betrieb into bring under control who are able to keep the various organic matter after operating in

katalytische Wirkung des Palladiums herabzusetzen. In organischer Atmosphäre; dabei ist auf der neben-reduce the catalytic effect of the palladium. In an organic atmosphere; on the next

Weiterverfolgung dieser Erkenntnisse wurde gefunden, stehenden Skizze der elektrische Kontakt mit 1 undFollowing up on these findings, it was found standing sketch of the electrical contact with 1 and

daß Bleisulfid und Blei(II)-oxyd für diesen Zweck 35 das auf der Oberfläche abgeschiedene organischethat lead sulfide and lead (II) oxide for this purpose 35 the organic deposited on the surface

geeignete Additive sind. Material mit 2 bezeichnet;suitable additives are. Material denoted by 2;

Die Verwendung von 0,5 bis 20%. vorzugsweise Fig. 2 eine photographische Aufnahme gleicherThe use of 0.5 to 20%. preferably Fig. 2 is a photograph of the same

1 bis 3 % Bleioxyd ist aus der USA.-Patentschrift Vergrößerung wie in F i g. 1 der auf einem goldplat-1 to 3% lead oxide is from the USA patent. Enlargement as in FIG. 1 on a gold plate

2 057 604 als Zusatz zu Kontaktmaterial auf Silber- tierten Palladiumkontakt abgeschiedenen organischen basis bekannt, hat dort jedoch den Zweck, Lichtbögen 40 Materialien bzw. Zersetzungsprodukte nach Betrieb in zu unterdrücken und das Zusammenkleben der Kon- organischer Atmosphäre und .2,057,604 organic deposited as an additive to contact material on silver-coated palladium contacts basis known, but has the purpose of arcing 40 materials or decomposition products after operation in to suppress and the sticking together of the con-organic atmosphere and.

takte zu vermeiden. Das Problem katalytischer Wir- F i g. 3 eine photographische Aufnahme ebenfallsavoid bars. The problem of catalytic effects. 3 also shows a photograph

kungen des Kontaktmaterials in organischer Atmo- gleicher Vergrößerung wie in F i g. 1 des auf einemEffects of the contact material in an organic atmosphere, the same magnification as in FIG. 1 of the on one

Sphäre wurde dabei nicht berührt. Kontaktwerkstoff gemäß der Erfindung abgeschiedenenSphere was not touched. Contact material deposited according to the invention

Der erfindungsgemäße Werkstoff für elektrische 45 organischen Materials nach Betrieb in organischerThe material according to the invention for electrical 45 organic material after operation in organic

Kontakte auf Palladiumbasis besteht daher aus 0,1 bis Atmosphäre.Palladium-based contacts therefore consist of 0.1 to atmosphere.

10 Gewichtsprozent Bleisulfid und/oder Blei(II)-oxyd, Der in F i g. 1 gezeigte elektrische Kontakt wurde10 percent by weight of lead sulfide and / or lead (II) oxide, The in F i g. 1 electrical contact shown

Rest Palladium. aus reinem Palladium hergestellt, dessen OberflächeRemainder palladium. Made of pure palladium, its surface

Der erfindungsgemäße Kontaktwerkstoff kann be- vorangehend auf einem Polierbock poliert wurde;The contact material according to the invention can previously be polished on a polishing stand;

vorzugt durch Sintern von Palladium, dem 0,1 bis 50 dieser Kontakt wurde 5 Stunden lang in einer Benzol-preferably by sintering palladium, 0.1 to 50 of this contact was for 5 hours in a benzene

10 Gewichtsprozent Bleisulfid und/oder Blei(II)-oxyd atmosphäre bei einem Kontaktdruck von etwa 30 g10 weight percent lead sulfide and / or lead (II) oxide atmosphere at a contact pressure of about 30 g

zugemischt wurden, bei einer Temperatur im Bereich und einer Reib- bzw. Schleiffrequenz von 3000 prowere admixed, at a temperature in the range and a rubbing or grinding frequency of 3000 per

von 600 bis 1050° C hergestellt werden oder auch durch Minute und einer Schleif strecke von 0,2 mm Reib- bzw.from 600 to 1050 ° C or by a minute and a grinding distance of 0.2 mm friction or

Einmischen von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent Bleisulfid Schleifuhtersuchungen unterworfen,Mixing in 0.1 to 10 percent by weight lead sulfide subjected to grinding tests,

und/oder -oxyd in geschmolzenes Palladium, das an- 55 Das auf der Kontaktoberfläche 1 gebildete organischeand / or oxide in molten palladium, the an- 55 The organic formed on the contact surface 1

schließend abgekühlt wird. Material wird auf der 20fach vergrößernden Skizzeis then cooled. Material is shown on the 20x magnification sketch

Die Wirkung des zugemischten Bleisulfids und/oder allgemein mit 2 bezeichnet,The effect of the admixed lead sulfide and / or generally designated with 2,

-oxyds nimmt mit steigender Sintertemperatur zu. Fi g. 2 ist eine Aufnahme mit gleicher Vergrößerung;-oxyds increases with increasing sintering temperature. Fi g. 2 is a photograph at the same magnification;

Untersuchungen mit unterschiedlichen Mengen an sie zeigt die Abscheidungen von organischer SubstanzInvestigations with different amounts of them shows the deposits of organic matter

Bleisulfid oder Blei(II)-oxyd haben gezeigt, daß die 60 auf der Oberfläche eines goldplattierten Palladium-Lead sulfide or lead (II) oxide have shown that the 60 on the surface of a gold-plated palladium

durch den Zusatz dieser Verbindungen erzielte kontaktes nach Schleifuntersuchungen unter denthrough the addition of these compounds achieved contact after grinding tests under the

Wirkung'nicht dadurch verändert wird, daß sie allein gleichen Bedingungen wie vorgenannt,Effect 'is not changed by the fact that it has the same conditions as mentioned above,

oder gemeinsam zugemischt werden, und daß ihr Ge- F i g. 3 zeigt ebenfalls mit gleicher Vergrößerung dieor are mixed together, and that their Ge F i g. 3 also shows with the same magnification

halt an Palladium bei unter 0,1 Gewichtsprozent nicht Abscheidungen auf der Kontaktoberfläche eines ausdoes not withstand deposits of palladium at less than 0.1 percent by weight on the contact surface of a

ausreicht, um die angestrebte Wirkung zu erreichen, 65 erfindungsgemäßem Werkstoff aus Palladium mitsufficient to achieve the desired effect, 65 inventive material made of palladium with

während andererseits ein Gehalt über 10 Gewichts- 1 Gewichtsprozent Bleisulfid hergestellten elektrischenwhile on the other hand a content above 10% by weight 1% by weight of lead sulfide produced electrical

prozt zu einem übermäßigen Kontaktwiderstand Kontaktes nach Schleifuntersuchungen ebenfalls unteralso leads to excessive contact resistance after grinding tests

führt, dereine unwillkommene Abweichung des Wider- den gleichen Bedingungen, wie bereits angegeben.which leads to an unwelcome deviation from the contrary to the same conditions as already stated.

Ein Vergleich der drei photographischen Aufnahmen zeigt deutlich die günstige Wirkung von Zusätzen aus den erfindungsgemäßen Bleiverbindungen zum Palladium. A comparison of the three photographs clearly shows the beneficial effect of additives the lead compounds according to the invention to palladium.

Wie durch die angefügten photographischen Aufnahmen belegt wird, ist es möglich, gemäß der Erfindung die Bildung bzw. Abscheidung von organischem Material oder Zersetzungsprodukten zu hemmen bzw. unter Kontrolle zu bringen und dadurch eine fehlerhafte Kontaktgabe zwischen elektrischen Kontakten zu verhindern.As evidenced by the attached photographs, it is possible according to the invention to inhibit the formation or deposition of organic material or decomposition products or bring them under control and thereby a faulty contact between electrical Prevent contacts.

1. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Kontaktwerkstoffs bestehen darin, die Schleif- und Abnutzungsfestigkeit des elektrischen Kontaktes durch Erhöhung der Härte zu verbessern und1. Further advantages of the contact material according to the invention are its resistance to abrasion and wear to improve the electrical contact by increasing the hardness and

2. elektrische Kontakte von geringeren Kosten als die konventionellen goldplattierten elektrischen Kontakte zu erhalten.2. electrical contacts of lower cost than the conventional gold-plated electrical ones To get contacts.

Die Erfindung ist also von großem industriellem Nutzen.So the invention is of great industrial utility.

Bei der praktischen Anwendung der Erfindung wird der Kontaktwiderstand durch die Zugabe von Bleisulfid und/oder Bleioxyd im Rahmen des Zulässigen etwas erhöht.In practicing the invention, the contact resistance is increased by the addition of lead sulfide and / or lead oxide increased somewhat within the permissible range.

Claims

Patent claims:

1. Material for electrical contacts based on palladium, Consists of 0.1 to 10 percent by weight lead sulfide and / or lead (II) oxide, the remainder being palladium.

2. A method for the powder-metallurgical production of the contact material according to claim 1, characterized in that a powder mixture of 0.1 to 10 percent by weight of a powder of lead sulfide and / or lead (II) oxide, the remainder of palladium powder and the powder mixture at a temperature of 600 up to 1050 ⁰ C is sintered.

1 sheet of drawings