DE1803502C3

DE1803502C3 - Silber-Metalloxid-Werkstoff

Info

Publication number: DE1803502C3
Application number: DE19681803502
Authority: DE
Inventors: Ernst 7530 Pforzheim Stroebe
Original assignee: Inovan Stroebe KG
Current assignee: Inovan Stroebe KG
Priority date: 1968-10-17
Filing date: 1968-10-17
Publication date: 1973-01-04
Also published as: FR2020895A1; DE1803502B2; DE1803502A1

Description

einen üblichen hohen Anteil an Metalloxid aufweist, dessen Verbindungsfläche jedoch die Verbindung mit dem gleichen Werkstoff, mit Edel- oder mit Unedelmetall, erlaubt Dies wird in erfindungsgemäßer Weise dadurch erreicht, daß der Unedelmetallanteil der ursprünglichen Silberlegierung von der Arbeitsseite zur Verbindungsfläche hin abfällt bis zu einem Anteil, der an der Verbindungsfläche einem die metallische Verbindung nicht behindernden Gehalt an Metalloxid entspricht, vorzugsweise bis zu 1 bis 6"/o.

Es ist bekannt, daß derartige Werkstoffe bis zu einem Metalloxidanteil, der etwa zwischen 5 und 8 % liegt, noch mit den üblichen Mitteln verbindbar, insbesondere löt- und schweißfähig sind. Diese Erkenntnis macht sich die Erfindung zunutze, indem die Ausgangslegierung schon so aufgebaut wird, daß sich auf der Arbeitsseite nach der Oxydation die erwünschte hohe Mela.loxidkonzentration, auf der Verbindungsseite jedoch hur eine mäßige Metalloxidbildung ergibt.

Da trotzdem die Oxydation von allen Seiten zum Inneren des Materials fortschreitet, ist dieser Werkstoff in verhältnismäßig kurzer Zeit durchoxydiert bzw. es besteht die Möglichxeit, auch dickere Bleche dieses Werkstoffes herzustellen.

Die Silber-Legierung nach der Erfindung wird vorteilhafterweise so hergestellt, daß sich der Unedelmetall-Anteil von der Arbeitsseite zur Verbindungsfläche hin schichtweise verringert, wobei zweckmäßigerweise die Schicht(en) mit verringertem Anteil an Unedelmetall wesentlich dünner ist (sind), als die Ar-

beitsschicht Überraschenderweise hat sich nämlich gezeigt, daß sich das besprochene Grenzschicht-Phänomen dann nicht einstellt, wenn die verschiedenen Schichten einer Silber/Unedelmetall-L sgierung entstammen und lediglich in ihrem Unedelmetall-Anteil

ίο voneinander abweichen. Erklärt werden kann dies dadurch, daß die Anreicherung an Metalloxid in der Grenzfläche zwischen den Schichten nur dann auftritt, wenn — wie bei Silber — der Sauerstoff praktisch unverzögert eine der Schichten durchdringen

kann. Legiert man hingegen zur Silberschicht einen kritischen Betrag von Unedelmetallen zu, wird das Vordringen des Sauerstoffs verzögert und es kann in der Grenzschicht ein gewisser Konzentrationsausgleich erfolgen. Es kommt dann, wenn der Sauerstoff

ao an dieser Grenzschicht eintrifft, zu keiner Oxidanreicherung. Daraus folgt allerdings auch, daß die kritische Konzentration an Unedelmetallen in der vorgelagerten Schicht hoch genug sein muß, um die Sauerstoffdiffusion genügend zu verzögern. Als Unedelme-

taue kommen hierbei alle Metalle in Frage, die mit dem Silber Mischkristalle bilden und außerdem bei der Oxydation nicht durchgehende Deckschichten entwickeln.

Claims

ι 2 hierbei von der Oberfläche aus oxydiert, wobei dem Patentansprüche: von der Oberfläche her einfließenden Diffusionsstrom des Sauerstoffs ein Diffusionsstrom von Un-

1. Durch innere Oxydation einer Silber-Un- edelmetall, im Beispiel von Kadmium, aus dem Inneedelmetall-Legierung, vorzugsweise einer Silber/ 5 ren des Materials entgegenfließt
Kadmium-Legierung, herzustellender Süber/Me- Die einerseits erwünschte geringe Schweißneigung talloxid-Kontaktwerkstoff mit einer einen übli- des Werkstoffes bereitet andererseits selbstverständchen hohen, vorzugsweise 8 bis 15% Metalloxid- lieh Schwierigkeiten, wenn der Werkstoff auf einem anteil enthaltenden Arbeitsseite und einer das Träger befestigt werden soll. Es ist daher, um eine metallische Verbinden mit dem gleichen Werk- io einwandfreie Verbindung mit einem Träger zu erhaJ-stoff, mit Edel- oder Unedelmetallen erlauben- ten, darauf zu achten, daß die Verbindungsfläche den Verbindungsfläche, gekennzeichnet möglichst frei von Metalloxiden bleibt. Erwünscht ist durch einen von der Arbeitsseite der Silber-Le- daher ein Silber/Metalloxid-Werkstoff, der eine Argierung zur Verbindungsfläche hin fallenden An- beitsseite mit reichlichem Anteil an Metalloxid und teil an Unedelmetall, der an der Verbindungs- 15 eine Verbindungsseite ohne oder mit einem geringen fläche einem die metallische Verbindung nicht Metalloxidanteil aufweist. Zum Herstellen eines der behindernden Gehalt an Metalloxid entspricht. artigen Werkstoffes wurden verschiedene Verfahre;·

2. Werkstoff nach Anspruch 1, dadurch ge- bekannt:

kennzeichnet, daß der Unedelmetall-Anteil an der Die einfachste Art ist, Bleche aus einer Silber-I.c-

Verbindungsfläche 1 bis 6 "/0 beträgt. 20 gierung nur einseitig zu oxydieren und die Oxydation

3. Werkstoff nach Anspruch 1 oder 2, dadurch kurz vor Erreichen der gegenüberliegenden Blechgekennzeichnet, daß sich der Unedel-netall-Anteil seite zu unterbrechen. Der Nachteil dieser Methode von der Arbeitsseite zur Verbindungsfläche hin ist, daß bei der einseitigen Oxydationsführung die schichtweise verringert. Zeit zum Herstellen eines Silber/Metalloxid-Werk-

4. Werkstoff nach Anspruch 3, dadurch ge- 25 stoffes relativ hoch wird, da sich die Oxydationsgekennzeichnet, daß die Schicht(en) mit verringer- sch windigkeit mit zunehmender Tiefe nach einem patem Anteil an Unedelmetall wesentlich dünner ist rabolischen Gesetz verlangsamt. Das bedeutet, daß (sind) als die Arbeitsschicht. bei der besonders interessanten Silber/Kadmium-Legierung die Oxydation nur bis zu einer bestimmten

30 Tiefe durchgeführt werden kann, da sich sonst die

Oxydationszeiten praktisch untragbar erhöhen.

Ein weiteres Verfahren geht daher von einem Material aus, bei dem ein Blech aus einer Silber-Legie-

Die Erfindung betrifft einen durch innere Oxyda- rung zuvor einseitig mit einer relativ dünnen Silbertion einer Silber-Legierung, vorzugsweise einer SiI- 35 schicht überzogen wird. Derartiges Material kann ber/Kadmium-Legierung, herzustellenden SUber/Me- man von beiden Seiten der oxydierenden Atmosphäre talloxid-Kontaktwerkstoff mit einer einen Metall- aussetzen, wobei die einseitig vorgeschaltete Silberoxidanteil von vorzugsweise 8 bis 15% aufweisenden schicht die Oxydation von dieser Seite nur wenig be-Arbeitsseite und einer das metallische Verbinden mit hindert Hierdurch erhält man einen Silber/Metalldem gleichen Werkstoff, mit Edel- oder Unedelmetal- 40 oxid-Werkstoff, der fest mit einer Silberschicht verlen erlaubenden Verbindungsfläche. bunden ist, die sich ihrerseits ohne Schwierigkeiten

Silber/Metalloxid-Werkstoffe weisen eine sehr ge- auf einem Träger befestigen läßt. Nachteilig macht ringe Schweißneigung auf und eignen sich daher be- sich jedoch hierbei eine Oxidanreicherung in der sonders zur Herstellung von elektrischen Kontakten. Grenzfläche zwischen Silber und Silber/Kadmium-Verursacht wird diese geringe Schweißneigung durch 45 Legierung bemerkbar, die den Verbund zwischen der die gleichmäßige Verteilung der Metalloxid-Partikeln Silberkomponente und dem Silber/Metalloxid-Werkauf der gesamten Werkstoff-Oberfläche und die da- stoff erheblich schwächt, was bei starker Beansprudurch bedingte Unterteilung der späteren Kontakt- chung der Kontakte zum Abschälen des Silbers bzw. fläche in metallische und nichtmetallische Bereiche. zum Lösen des Kontaktwerkstoffes von seinem Trä-Ein bekanntes und bewährtes Metalloxid für die- 50 ger führen kann.

sen Zweck ist das Kadmiumoxid CdO, insbesondere Bei einem weiteren Verfahren werden zwei Bleche

mit Silber als Edelmetallkomponente und einem Kad- einer Silber- Legierung an den Rändern verschweißt miumoxidanteil zwischen 8 und 15 %>. und so lange oxydiert, bis die Bleche nahezu durch-

Der Silber/Metalloxid-Werkstoff kann entweder oxydiert sind. Danach werden sie an den Kanten wiedurch Sintern von Silberpulver und Metalloxidpulver 55 der getrennt, so daß nunmehr zwei Bleche vorliegen, oder durch »innere Oxydation« einer entsprechenden die auf der einen Seite die ursprüngliche Silber-Legie» Silber-Legierung hergestellt werden. Die Güte des so rung, auf der gegenüberliegenden Seite jedoch den erhaltenen Werkstoffes ist sehr von der Dispersion Silber/Metalloxid-Verbundwerkstoff aufweisen. Ist des Oxids im Silber abhängig. Eine vollkommen dieses Verfahren auch durchaus brauchbar, so ist es gleichmäßige Verteilung ist, abgesehen von den son- 60 jedoch keinesfalls wirtschaftlich, da nicht nur das Zustigen technologischen Vorteilen, selbstverständlich sammenfügen und anschließende Trennen der Bleche eher bei der Oxydation einer Silber-Legierung zu er- sehr große Sorgfalt und infolgedessen auch einen horeichen, weshalb im allgemeinen diesem Hersteller» hen Zeitaufwand erfordert, sondern auch die einseifahren der Vorzug gegeben wird. tige Oxydationsführung, wie bereits dargelegt, viel

Zur Oxydation einer Silber-Legierung, beispiels- 65 Zeit erfordert.

weise einer Silber/Kadmium-Legierung wird das Ma- Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen

terial über einen längeren Zeitraum in einer Sauer- durch innere Oxidation herzustellenden Silber/Metallstoffatmosphäre geglüht. Der Kadmiumanteil wird oxid-Kontaktwerkstoff anzugeben, der einseitig