DE2341731A1

DE2341731A1 - Material fuer elektrische kontakte und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2341731A1
Application number: DE19732341731
Authority: DE
Inventors: Terrence Ardern Davies
Original assignee: Square D Co
Current assignee: Schneider Electric USA Inc
Priority date: 1972-08-25
Filing date: 1973-08-17
Publication date: 1974-03-07
Also published as: GB1397320A; JPS5734335B2; JPS49108586A; DE2341731C2; FR2197211B1; FR2197211A1

Description

DIPL.-ING. LEO FLEUCHAUS

München 71, Melchiorstr. 42

Unser Zeichen: A 12 700

Square D Company Executive Plaza Park Ridge, Illinois U.S.A.

Material für elektrische Kontakte und Verfahren zu seiner

Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Material zur Herstellung und Verwendung für elektrische Kontakte und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Kontaktmaterial zu schaffen, das den bisher bekannten Kontaktmaterialien, insbesondere hinsichtlich des Verschweissens und der Lichtbogenbildung überlegen ist. Es soll einen niedrigen Kontaktwiderstand haben und es a>ll billig und einfach herzustellen sein.

Gemäß der Erfindung wird dies erreicht durch ein Material, das aus einer Mischung aus Silber und bis zu drei Gewichtsprozent Quecksilber besteht.

Vorteilhafterweise enthält das Material bis zu drei Gewichts-Lh/fi - 2 -

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Prozent Tellur,

Zweckmäßigerweise kann das Material etwa 2,5 bis 20 Gewichtsprozent Kadmium-Oxyd enthalten.

Vorteilhafterweise wird zur Herstellung des erfindungsgemäßen Materials eine Basislegierung aus Silber und Quecksilber vorgegebener Zusammensetzung hergestellt, worauf die Basislegierung in einer inerten Atmosphäre geschmolzenem Silber zugegeben wird, um eine schmelzflüssige Legierung auf Silberbasis mit einem Quecksilberanteil von nicht mehr als 3 Gewichtsprozent zu erzeugen, worauf die Schmelze zu einem Block vergossen wird.

Nach einer anderen Ausführungsform wird Silberpulver und Tellurpulver gemischt, wobei die Mischung nicht mehr als 3 Gewichtsprozent Tellur enthält, worauf die Silber-Tellur-Mischung in einer inerten Atmosphäre geschmolzen wird, um eine schmelzflüssige Legierung zu schaffen, worauf eine Basislegierung aus Silber und Quecksilber der Silber-Tellur-Schmelze in der inerten Atmosphäre zugegeben wird, um eine Schmelze aus Silber, Tellur und Quecksilber zu schaffen, die nicht mehr als 3 Gewichtsprozent Quecksilber und Tellur enthält, worauf die Schmelze zu Blöcken vergossen wird.

Vorteilhafterweise wird nach einer weiteren Ausführungsform unregelmäßiges Silberpulver mit eina: Partikelgröße entsprechend einem Sieb von 350 Maschen pro Zoll, ein zusammen ausgefälltes Kadmium-Tellur-Pulver mit einer Partikelgröße von nicht mehr als 75 Mikron, ein Kadmium-Oxydpulver und ein Quecksilber-Oxydpulver mit einer Partikelgröße von nicht mehr als 1 Mikron vorgesehen, wobei das Silber, die Kadmium-Tellur-Verbindung, das Kadmium-Oxyd und das Quecksilber-Oxyd zu einem feinen gleichmäßig verteilten Gemisch gemischt werden, das etwa 2,5 bis 20 Gewichtsprozent Kadmium-Oxyd, nicht mehr als etwa 3,0 Gewichtsprozent Tellur, nicht mehr als etwa 3 Gewichtsprozent Quecksilber-Oxyd und als Rest Silber enthält, worauf das Pulvergemisch

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in einer reduzierenden Atmosphäre erwärmt wird, um eine Silber-Kadmium-Quecksilber-Pulverlegierung zu erzeugen, in der feine Kadmium-Tellurid-Partikel über die Oberflächen der Pulverpartikel verteilt sind, worauf das Pulver innen oxydiert wird, um eine. Reoxydation des Kadmiums und des Kadmium-Tellurids zu bewirken, worauf das Pulver abgesiebt wird unter Verwendung eines Siebes mit 100 Maschen je Zoll, wonach das Pulver in die gewünschte Form verpreßt und danach in Luft innerhalb einer geschlossenen Kammer■gesintert wird, wobei das Innenraumvolumen der Kammer nur etwas größer als das Volumen des Preßlings ist.

beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend im einzelnen erläutert.

Die erfindungsgemäßen Kontaktmaterialien, die sich insbesondere für mittlere und niedrige Kontaktdrücke bzw. Kontaktkräfte eignen, bestehen aus einem Gemisch aus Silber und Quecksilber in gleichmäßiger Verteilung und Konzentration im Bereich von 0,001 bis etwa 3,0 Gewichtsprozent, wobei der bevorzugte Quecksilberanteil im Bereich von etwa 0,0Ol bis etwa 0,5 Gewichtsprozent liegt. Das Silber bildet damit die Hauptmasse des Kontaktmaterials, wobei jedoch das Quecksilber gleichmäßig durch die gesamte Silbermenge verteilt ist.

Das Quecksilber bewirkt eine Herabsetzung der Elektronenenergie des Unterbrechungs-Lichtbogens, der bei elektrischen Kontakten auf Silberbasis entsteht, wenn ein Stromkreis unterbrochen wird, und zwar durch Reduzierung der mittleren Elektronenenergie im Lichtbogen und Veränderung der Verteilung der Elektronenenergien im Lichtbogen zur Eliminierung der Elektronen mit hoher Energie.

Ferner wird das Quecksilber in elektrischen Entladungen sehr leicht ionisiert und auf einen angeregten optischen Zustand gebracht, der zu einer Emission von Lichtquanten führt. Die Zugabe

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von Quecksilber zu Silber-Kontakten erhöht somit beträchtlich die Tendenz zu inelastischen Kollisionen von Elektronen in Lichtbogen zwischen den Kontakten, wodurch eine beachtliche Reduzierung dx mittleren Elektronenenergie und der relativen Anzahl von Elektronen mit hoher Energie erreicht wird. Der elektronische Beschüß der Kontakte wird dadurch weniger stark, was eine geringere Erwärmung und eine geringere Verdampfung und Errosion zur Folge hat. Dieser Vorteil ergibt sich bei Lichtbogen die beim Schließen und beim öffnen der Kontakte entstehen.

Dem oben genannten Kontaktmaterial kann vorteilhafterweise Tellur in einem Anteil von etwa 0,001 bis etwa 3,0 Gewichtsprozent vorzugsweise O,001 bis O,25 Gewichtsprozent beigegeben werden. Das Tellur bewirkt eine Versprödung der Silbermatrix, insbesondere eine Korngrenzen-Versprödung und es trägt auf diese Weise dazu bei, Verschweißungen abzubrechen oder abzureißen, die sich beim Schließen elektrischer Kontakte bilden können.

Dem Silber-Quecksilber-Tellur-Material kann vortexlhafterweise Kadmiumoxyd in einem Anteil im Bereich von etwa 2,5 bis 20 Gewichtsprozent beigegeben werden. Das Kadmium-Oxyd bewirkt ebenfalls eine Versprödung der Verschweißungen, die sich bei elektrischen Kontakten bilden können. Ferner wird durch den Kadmiumdampf im Lichtbogen, der sich beim Unterbrechen der Kontakte bildet, die mittlere Elektronenenergie im Lichtbogen reduziert und die Verteilung der Elektronenenergien im Bogen verändert, um Elektronen mit hoher Energie zu eliminieren.

Die elektrischen Kontaktmaterialien nach der Erfindung können unter Anwendung von pulvermetallurgischen Methoden oder Schmelztechniken in inertem Gas hergestellt werden.

Gemäß der Erfindung wird vorzugsweise eine Basislegierung aus

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Silber und Quecksilber mit beispielsweise 60% Silber und 40% Quecksilber einer schmelzflüssigen Silbermenge in einer inerten Gasatmosphäre zugegeben und dann unmittelbar zu einem Block aus Silber und Quecksilber vergossen, der einen gleichmäßig verteilten Quecksilberanteil von bis zu etwa 3 Gewichtsprozent aufweist. Der Block wird dann geschmiedet und zu Blech ausgewalzt. Hieraus werden elektrische Kontakte in gewünschter Form und Größe z.B. durch Stanzen hergestellt.

Das erfindungsgemäße Kontaktmaterial, das aus.Silber, Kadmiumoxyd, Tellur und Quecksilber besteht, wird vorzugsweise unter Anwendung einer pulvermetallurgischen Technik hergestellt, um eine im wesentlichen vollkommen gleichmäßige Verteilung des Tellurs in dem Kontaktmaterial zu erreichen, wobei das Tellur zweckmäßigerweise in Verbindung mit Kadmium zugegeben wird und zwar in Form einer chemisch zusammen ausgefällten Mischung.

Die Kadmium-Tellur-Verbindung kann auf folgende Weise hergestellt werden.

Die erforderlichen Mengen von Kadmium-Oxyd und Telluroxyd in Pulverform werden in heißer konzentrierter Salpetersäure gelöst, wobei nur die notwendige Mindestmenge an Säure verwendet wird. Die Flüssigkeit wird erwärmt, um, wenn die Oxyde gelöst sind, jede überschüssige Menge an Säure zu entfernen. Die Unlösliche Kadmium-Tellur-Verbindung (oder Verbindungen) werden mit einer Natrium-Karbonatlösung in bekannter Weise ausgefällt. Den sich ergebenden, feinen weißen Niederschlag läßt man absetzen, worauf er sorgfältig durch Dekantation mit destilliertem Wasser gewaschen und gefiltert wird. Das Filtrat des Filterbettes wird mit destilliertem Wasser und Aceton gewaschen und bei 60°C in einem Luftofen getrocknet. Das Filtrat wird dann zerlegt, indem es in einem geeigneten Gefäß in einem Ofen, der mit Luft arbeitet, etwa 2 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 450 C erwärmt wird, wobei die Temperatur des Ofens innerhalb etwa 1 Stunde auf diese

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Höhe gebracht wird. Hierdurch wird ein feines Pulvergemisch aus Kadmiumoxyd und einem Mischoxyd aus Kadmium und Tellur in enger und gleichmäßiger Verteilung erzielt_r dessen Farbe von schokoladebraun bei kleinem Telluranteil, z.B. 0,6 Gewichtsprozent bis zu orange, bei höherem Telluranteil z.B. 14,O Gewichtsprozent reicht. Dieses Material wird dann gewaschen, um jegliche Spuren einer Natriumverunreinigung zu entfernen und dann bei einer Temperatur von etwa 10O⁰C getrocknet, wobei die Farbe des ausgefällten Produktes während des Waschens und Trocknens infolge der Hydration auf ein Blaßgelb wechselt. Das Produkt wird dann etwa 2 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 45O°C in Luft erhitzt, um das Wasser auszutreiben.

Das so hergestellte Pulver, das Kadmium und Tellur in im wesentlichen vollkommen gleichmäßiger Verteilung in genau bekannten Anteilen enthält, wird dann durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 75 Mikron gesiebt, ehe es zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kontaktmaterials verwendet wird.

Zur Herstellung des Präzipitats kann handelsübliches Kadmiumoxyd und Tellurpulver mit einem Mindestgehalt von 99% verwendet werden. Beispielsweise eignet sich ein Kadmiumoxydpulver, das durch Verbrennen von Kadmium und durch Kondensation des Rauches erzeugt wird und das eine kubische Struktur hat, wobei die Korngröße der Pulverpartikel unter 1 Mikron liegt. Bei einer chemischen' Analyse eines solchen Pulvers wurde folgende Zusammensetzung festgestellt:

Kadmium-Oxyd CdO 99,0% min.

Chloride Cl ^N O,OO5% max.

Sulphate SO₄ 0,005% max.

Eisen Fe 0,001% max.

Kalium K O,OO2% max.

Natrium Na O,O1% max.

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uie kleinen Anteile der zusätzlichen Stoffe Cl, SO₄, Fe, K und Na haben keine ins Gewicht fallende Wirkung bei der Herstellung und Verwendung der elektrischen Kontakte, die dieses Kadmiumüxydpulver enthalten. Die handelsüblich käuflichen Pulver sollten sauber und trocken gelagert werden, um eine Absorption von Feuchtigkeit zu verhindern, wobei Entfeuchter oder Trockner verwendet werden können.

Somit wird nach der Erfindung unregelmäßiges Silberpulver mit Quecksilberoxydpulver und Kadmium-Tellur-Pulver gemischt, erforderlichenfalls gestreckt mit Kadmiumoxyd-Pulver, beispielsweise unter Verwendung des vorgenannten handelsüblich käuflichen Kadmiumoxyd-Pulvers.

Die Größe und Form der Pulverpartikel ist bei der Herstellung von optimalen Kontaktmaterialien auf Silberbasis wichtig und die Pulver sollten vorzugsweise so fein sein, wie es wirtschaftlich möglich und vertretbar ist. Hierzu gehört die Verwendung von unregelmäßigem Silberpulver mit einer Partikelgröße nicht größer als einem Sieb mit 350 Maschen je Zoll entspricht, ferner von gelbem Quecksilberoxyd-Pulver mit einer Partikelgröße von nicht mehr als 1 Mikron und Kadmium-Tellur-Pulver mit einer Partikelgröße von nicht mehr als 75 Mikron. Durch die Verwendung von feinen Pulvern wird gewährleistet, daß eine feine gleichmäßig verteilte Mischung der einzelnen Materialien in dem erzeugten Kontaktmaterial erzielt wird.

Handelsüblich käuflich ist beispielsweise ein ausgefälltes Silberpulver üblicher Reinheit, mit unregelmäßiger Gestalt und einer Partikelgröße unterhalb der, die sich beim Sieben mit einem Sieb von 3OO Maschen je Zoll ergibt und mit einer scheinbaren Dichte von 1,9 Gramm/cm . Dieses Material hat einen mittleren linearen geometrischen Abschnitt von 17,8 Mikron, Standardabweichung 2,0 sowie einen mittleren linearen geometrischen Abschnitt in einem

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polierten Bereich von 4,1 MikrOn_x Standardabweichung 2,0. Dieses handelsüblich käufliche Silberpulver wird vor der Verwendung abgesiebt, um die Silberpartikel zu entfernen, die nicht durch ein Sieb mit 35O Maschen gehen.

Auch die handelsüblich käuflichen Materialien sollten sauber und trocken gelagert werden, um die Aufnahme von Feuchtigkeit und Verunreinigungen sowie Oberflächenkorrosxon zu vermeiden. Zur Lagerung können Entfeuchter oder Trockner benutzt werden.

Die Mischung der einzelnen Bestandteile kann trocken in einem Trommelmischer vorgenommen werden. Hierzu werden zweckmäßigerweise die folgenden Mischbedingungen eingehalten.

Die einzelnen pulverförmigen Bestandteile sollten die oben genannten Partikelgrößen haben. Die Pulver sollten trocken gelagert werden, um die Aufnahme von Feuchtigkeit und die Bildung von Oberflächenkorrosion zu verhindern. Die zu mischende Menge sollte wenigstens 50g betragen. Die wirkliche Mischzeit ist abhängig von der Größe der zu mischenden Menge. Die einzelnen Bestandteile sollen in den gewünschten Anteilen vorliegen. Das Volumen der Trommel sollte etwa das 2- bis 10-fache des Volumens des zu mischenden Pulvers betragen, um eine Beschränkung der Pulverbewegung zu verhindern. Die relative Feuchtigkeit in der Trommel sollte im Bereich von O bis etwa 70% und die Temperatur in der Trommel sollte im Bereich von etwa 10 bis etwa 30°C liegen. Die Drehgeschwindigkeit der Trommel wird so gewählt, daß die Pulverbestandteile während des Mischens fortgesetzt in Bewegung sind. Eine Steigerung der Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Trommel führt zu einer Abnahme der Mischzeit und zu einer Verringerung der Neigung der Oxyde sich zusammenzuballen. Wenn die Drehgeschwindigkeit bzw. Drehzahl jedoch übermäßig hoch ist, kann infolge der Zentrifugalkräfte die Mischwirkung beeinträchtigt werden. Die Mischzeit ist generell abhängig von der Menge der

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ausätglichen Materialien* die dem Silber beigegeben werden, und si« nimmt mit der Hange dieser ausatziuaterialien au. Wenn beispielsweise die Meng© der Zusatzstoffe 2,5 Gewichtsprogent beträgt, liegt die Tischzeit in der Größenordnung von 12 Stunden, wogeben bei ©in©r Zusatzmenge von 10 oder 15 Gewichtsprozent die Tischzeit bei etwa 24 Stunden liegen sollte, iiiegt die Mischzeit wesentlich unter den vorgenannten Zeiten, so führt dies inbesondere bei Pulvern mit hohem Feuchtigkeitsgehalt dazu, daß Zusammen-* ballungen in den pulverförmigen Oxyden nicht vollständig aufgelöst baw« getrennt werden. Andererseits führen zu lange Mischzeiten insbesondere bei Anwesenheit von Feuchtigkeit, beispielsweise Hischzeiten weit über 1OO Stunden unter Umständen zu einer Entmischung infolge der Bildung von Zusammenballungen.

Die optimal© Mischung wird jedoch weitgehend durch die absolute und die relative Größe der Pulverpartikel der einzelnen Bestandteile bestimmt.

Bei einer zu mischenden Menge im Bereich von etwa SO bis 1000 g und einer Zusatzmenge aus Quecksilberoxyd, einer Kadmium-Tellur-Verbindung und Kadmiumoxyd im Bereich von 2,5 bis 15 Gewichtsprozent ergeben sich beispielsweise in nachfolgenden Bedingungen.

Das Trommelvolumen war etwa 2 bis 10 mal so groß wie das Volumen der au mischenden Pulver. Das Mischen wurde bei 20⁰C (Bereich von 17°C bis 23°C) mit einer relativen Feuchtigkeit von etwa 60% (Bereich von 45 bis 65%) durchgeführt. Die Drehzahl der Trommel betrug 160 Umdrehungen je Minute. Die Mischdauer war 24 Stunden.

Unter diesen Bedingungen wurde bei den verwendeten Bestandteilen eine gleichmäßig durchmischte Masse erhalten. Wenn die Oxyde einen zu hohen Feuchtigkeitsgehalt haben und demzufolge die Neigung zur Bildung von Zusammenballungen zunimmt, wurde es als notwendig befunden, das Pulver durch ein Sieb mit 350 Maschen nach 24 Stunden

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Trommelmischung zu sieben und dann das abgesiebte Pulvergemisch weitere 24 Stunden lang zu mischen.

Nach dem Kischen v/ird das Pulver in ein flaches Gefäß, z.B. eine Quarzschale gebracht, bis zu einer Tiefe von lern und es v/ird dann auf eine Temperatur zwischen etv/a 2OQ und 700°C in einer Wasser-Stoff atmosphäre erhitzt. Bei allen Temperaturen innerhalb dieses Bereiches reduziert der Wasserstoff das Kadmiumoxyd zu Kadmium und das Quecksilberoxyd zu Quecksilber, die in das Silber eindiffundieren und eine Silber^Kadmium-Quecksilber-Legierung in Pulverform bilden, mit sehr feinen Kadmium-Tellurid-Partikeln, die über die Oberflächen der Pulverpartikel verteilt sind. Bei Temperaturen oberhalb 32l°C ist das Kadmium flüssig, weshalb die Homogenisierung der Legierung in der flüssigen Phase erfolgt. In der Endstufe der Homogenisierung erfolgt jedoch eine Diffusion in festem Agregatszustand. Eine Sinterung der Legierungspartikel sollte soweit wie möglich vermjaden werden. Eine eventuell auftretende Sinterung ist jedoch sehr sehwach und kann durch Absieben leicht zerbrochen werden. Die Anwesenheit von Telluridpartikel mit Größen unter 1 Mikron erleichtert in stariem Maße das Zerbrechen von lockergesinterten Teilen zu Pulver, insbesondere wenn der Tellur-Gehalt größer als etwa 0,2 Gewichtsprozent ist. Nach einem Absieben durch ein Sieb mit einer Maschenweite von 500 ,um liegt das Material in Form von kleinen Zusammenballungen vor. Für die Reduktion hat sich eine Temperatur von etwa 400°C als zweckmäßig gezeigt» bei der außerdem eine zu starke Sinterung und ein Verlust von Kadmium und Quecksilber infolge Verdampfung vermieden wird. Die Temperatur von 400°C sollte etwa 1 Stunde lang aufrecht erhalten werden und das Pulvergemisch wird mit einer Geschwindigkeit von 200 C pro Stunde auf diese Temperatur gebracht. Der ReduktionsVorgang kann durch Verwendung eines Durchlaufofens kontinuierlich durchgeführt werden. In diesem Fall können automatische .4isch- und Siebeinrichtungen benutzt werden.

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INSPECTED

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Das abgesiebte Pulver wird dann innen oxydiert, um eine Reoxydation des Kadmiums und der feinen Kadmium-Tellurid-Partikel zu bewirken, wouei das Kadmium in Kadmiumoxyd und die Kadmiuir.-Tellurid-Partikel in ein komplexes Oxyd umgewandelt werden, das Kadmium und Tellur enthält- Dies kann erreicht werden, indem das Pulver durch einen Durchlaufofen geführt wird, der eine geeignete Oxydationsatmosphäre enthält, beispielsweise Luft oder Sauerstoff, bei Drücken, die unter, gleich oder über dem Atmosphärendruck liegen können. Die Temperatur kann etwa zwischen 35O°C und dem Schmelzpunkt der Legierung liegen, sie beträgt vorzugsweise jedoch etwa 500 C. Die für die Oxydation erforderliche Zeit hängt von dem Partialdruck des Sauerstoffs in der Ofenatmosphäre, dem Kadmiumgehalt der Legierung, der Temperatur und der Partikelgröße des Legierungspulvers ab. Das hier beschriebene Pulver ist jedoch feiner als die bisher verfügbaren Pulver.

Das innen oxydierte Pulver wird dann abgesiebt auf die Korngröße, die für die nachfolgende Verwendung geeignet ist. Wenn das Material mit einem Sieb von 100 Maschen je Zoll abgesiebt wird, so hat das Pulver eine scheinbare Dichte von etwa 15% der theoretischen Dichte und gute Flxeßeigenschaften. Das Pulver wird dann mit einem Druck von etwa 6 bis 6,5 t / cm (40 t je Quadratzoll) verpresst und in die gewünschte Form, z.B. in Form elektrischer Kontakte gebracht.

Die verpressten Teile werden dann gesintert während einer Zeit von 1 Stunde in Luft und bei einer Temperatur von etwa 93O°C in einem geschlossenen Behälter, beispielsweise einem Quarzbehälter bei einem Druck von etwa 1/3 einer Atmosphäre. Das Innenvolumen des Behälters ist nur etwas größer als das Volumen des Preßlings.

Der Vorteil dieser Maßnahme ergibt sich daraus, daß sehr wenig Quecksilber erforderlich ist, um den Dampfdruck auf seinen Gleichgewichtswert zu erhöhen, so daß die Masse des Quecksilbers in dem

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Material verbleibt und nicht an die Atmosphäre verloren geht. Werden die Preßlinge in einem nicht eingeschränkten Luftvolumen gesintert, so kann das Quecksilber schnell verloren gehen. Die Dichte des Kontaktmaterials kann, wenn gewünscht, durch einen Prägeprozess erhöht werden, beispielsweise bei Verwendung eines

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Drucks von etwa 7 to je cm .

Die erfindungsgemäßen Kontaktstoffe werden zweckmäßigerweise dadurch erzeugt, daß feines unregelmäßiges Silberpulver mit ultrafeinem Tellurpulver trocken in einem Trommelmischer gemischt wird, wie oben ausgeführt, wodurch ein feines gleichmäßig verteiltes Gemisch entsteht, das bis zu 3 Gewichtsprozent Tellur und als Rest Silber enthält. Das Silber-Tellur-Gemisch wird dann in einer inerten Gasatmosphäre beispielsweise durch induktive Erwärmung in einem Graphitbehälter geschmolzen. Danach wird eine Basislegierung aus Silber und Quecksilber mit der gewünschten Zusammensetzung/ beispielsweise 60% Silber und 40% Quecksilber der geschmolzenen Silber-Tellur-Legierung in der inerten Gasatmosphäre beigegeben, um eine schmelzflüssige Silber-Tellur-Quecksilber-Legierung zu erzeugen, die nicht mehr als 3 Gewichtsprozent Quecksilber und Tellur enthält. Die Schmelze wird dann unmittelbar zu einem Block vergossen. Der Block wird geschmiedet und gewalzt, worauf elektrische Kontakte der gewünschten Form und Größe aus dem Blech ausgestanzt werden.

(Sämtliche Maschenangaben beziehen sich auf Maschen je Zoll, Britischer Standani - Siebsatz.)

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Claims

A 12 700 P atentansprüche

1. Material für elektrische Kontakte, gekennzeichnet durch ein Gemisch aus Silber und bis zu 3 Gewichtsprozent Quecksilber.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß der Quecksilbergehalt im Bereich von etwa 0,001 bis etwa 0,5 Gewichtsprozent liegt.

3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η zeichnet , daß es bis zu etwa 3 Gewichtsprozent Tellur.enthält.

4. Material nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Tellurgehalt im Bereich von etwa O,001 bis etwa 0,25 Gewichtsprozent liegt.

5. .Material nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß es etwa 2,5 bis etwa 20 Gewichtsprozent Kadmiumoxyd enthält.

6. Elektrischer.Kontakt, bestehend aus einem Material nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

7. Verfahren zur Herstellung eines Materials für elektrische Kontakte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß eine Basislegierung aus Silber und Quecksilber in vorgegebener Zusammensetzung hergestellt wird, daß diese Basislegierung schmelzflüssigem

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Silber in einer inerten Atmosphäre zugegeben wird, um eine Legierung mit einem Quecksilbergehalt von nicht mehr als etwa 3,0 Gewichtsprozent zu bilden und daß die Schmelze zu einem Block vergossen wird.

8. Verfahren zur Herstellung eines Materials für elektrische Kontakte nach einem äzr Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß Silberpulver und Tellurpulver gemischt werden, um eine Mischung zu bilden, die nicht mehr als etwa 3 Gewichtsprozent Tellur enthält, daß das pulverförmige Silber-Tellur-Gemisch in einer inerten Atmosphäre geschmolzen wird, daß dann eine Basislegierung aus Silber und Quecksilber der Silber-Tellur-Schmelze in der inerten Atmosphäre zugegeben wird, um eine Silber-Tellur-Quecksilber-Legierung zu erzeugen, die nicht mehr als etwa 3 Gewichtsprozent Quecksilber und Tellur enthält, und daß die Legierung zu einem Block vergossen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Block geschmiedet und zu Blech ausgewalzt wird.

10. Verfahren zur Herstellung eines Materials für elektrische Kontakte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß unregelmäßiges Silberpulver mit einer Korngröße entsprechend einem Sieb mit 35O Maschen, eine pulverfönaige Kadmium-Tellur-Verbindung mit einer Korngröße von nicht mehr als 75 Mikron, ein Kadmium-Oxydpulver und ein Quecksilberoxydpulver mit einer Korngröße von nicht mehr als etwa 1 Mikron gemischt werden, wobei die Mischung etwa 2,5 bis 2O Gewichtsprozent Kadmiumoxyd, nicht mehr als etwa 3,O Gewichtsprozent Tellur und nicht mehr als etwa 3,0 Gewichtsprozent Quecksilberoxyd, Rest Silber, enthält, daß dann die Mischung in einer reduzierenden Atmosphäre erhitzt

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wird, mn eine pulverförmige Silber-Kadmium-Quecksilber-Legierung zu erzeugen, in der feine Kadmium-Tellurid-Partikel über die Oberflächen der Pulverpartikel verteilt sind, daß das Pulver dann innen oxydiert wird, um eine Reoxydation des Kadmiums und des Kadmium-Tellurids zu erzeugen, daß dann das Pulver abgesiebt wird, mittels eines Siebes mit 100 Maschen, worauf das Pulver in eine gewünschte Form verpreßt und der Preßling in Luft in einem geschlossenen Behälter gesintert wird, dessen Innenvolumen nur wenig größer als das Volumen des Preßlings ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gesinterten Preßlinge zur Erhöhung ihrer Dichte erneut verpreßt werden.

12. Verfahren nach Anspruch IO oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß zur Herstellung der Kadmium-Tellur-Verbindung vorgegebene Mengen von Kadmium-Oxyd-Pulver und Tellur-Oxyd-Pulver in heißer konzentrierter Salpetersäure gelöst werden, daß die Flüssigkeit erhitzt wird, um jede überschüssige Säure auszutreiben, daß mit einer Natrium-Karbon at-Lösung die unlösliche Kadmium-Tellur-Verbindung ausgefällt wird, daß das ausgefällte Produkt gewaschen, gefiltert und bei erhöhter Temperatur mit Luft getrocknet wird, daß dieses Produkt dann in Luft erhitzt wird, um eine feine Pulvermischung aus Kadmiumoxyd und einem Mischoxyd aus Kadmium und Tellur in inniger Verteilung zu bilden, daß das Produkt dann gewaschen und getrocknet und danach filtriert wird, worauf das Gemisch in Luft getrocknet wird, um das Wasser der Hydrierung zu entfernen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgefällte Produkt mit destilliertem Wasser und Aceton gewaschen und danach in Luft bei einer Temperatur von 60°C getrocknet wird.

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14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das ausgefällte Gemisch etwa 2 Stunden lang bei einer Temperatur von etwa 45O°C erhitzt wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß das zur Hydrierung benutzte Wasser durch Erwärmen des gewaschenen Pulvergemisches über, eine Zeit von etwa 2 Stunden und eine Temperatur von etwa 45O°C ausgetrieben wird.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß das Pulvergemisch in Wasserstoff über eine Zeit von etwa 1 Stunde und bei einer Temperatur von etwa 400°C erhitzt wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch g ekennzeichnet , daß die Innenoxydation des Legierungspulvers in Luft und bei einer Temperatur von etwa 5OO°C durchgeführt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet , daß das Legierungs-Pulver bei einem Druck von etwa 6 bis 6,5 t je cm verpreßt und daß die Preßlinge bei einer Temperatur von etwa 93O°C etwa 1 Stunde lang gesintert werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Preßlinge bei einem Druck

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cm nachgepreßt werden.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Pulverbestandteile trocken in einem Trommelmischer gemischt werden.

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