DE4110600A1

DE4110600A1 - Vakuum-leistungsschalter sowie elektrode und elektrodenmaterial fuer einen solchen

Info

Publication number: DE4110600A1
Application number: DE4110600A
Authority: DE
Inventors: Katsuhiro Komuro; Noriyuki Onaka; Yukio Kurosawa; Mitsuo Chikasaki; Yoshio Koguchi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1991-04-02
Publication date: 1991-10-17
Anticipated expiration: 2011-04-03
Also published as: DE4110600C2; TW231360B

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuum-Leistungsschalter sowie eine Elektrode und Elektrodenmaterialien für einen solchen. Ein derartiger Schalter soll ausgezeichnete Eigenschaften beim Unterbrechen hoher elektrischer Ströme haben und er soll in zufriedenstellender Weise spannungsfest sein.

Eine Elektrode für einen Vakuum-Leistungsschalter muß fol gende Eigenschaften aufweisen:

1) großes Schaltvermögen,
2) hohe Stehspannung (Durchschlagfestigkeit),
3) kleiner Kontaktwiderstand (ausgezeichnetes elektrisches Leitvermögen),
4) Verhinderung von Schweißstellen,
5) geringe Abnutzung der Kontaktstellen,
6) geringer Schaltstrom (chopping current).

Da es schwierig ist, alle vorstehend angegebenen Eigen schaftsanforderungen gleichzeitig zu erfüllen, wurden bisher Elektroden verwendet, die nur den notwendigen Eigenschafts anforderungen genügen, während die anderen Eigenschaften vernachlässigt wurden.

Bisher wurden verschiedene Materialien wie Cu-Bi, Cu-Pb, Cu-Co-Bi, Cu-Co-Pb, Cu-Cr-Bi, Cu-Cr-Pb zum Herstellen von Elek troden für Vakuum-Leistungsschalter beschrieben. Da all die se Elektrodenmaterialien jeweils niedrigschmelzende Metalle enthalten, verflüchtigen sich Blei oder Wismut und verdamp fen bei wiederholtem Unterbrechen hoher elektrischer Ströme, wodurch die Stromschalteigenschaften und das Widerstandsver mögen gegen Verschweißen erheblich verbessert werden. Jedoch verschlechtert sich die Stehspannung und/oder die Schalt eigenschaft. Dementsprechend kann keines der oben angegebe nen Materialien verwendet werden, um einen Strom bei hoher Spannung zu unterbrechen.

Als Material zum Herstellen einer Elektrode zum Unterbrechen großer Ströme bei hoher Spannung wurden im wesentlichen Cu- Cr-Materialien angegeben und trotz ihrer verschlechterten Eigenschaften in bezug auf Verschweißungs-Standfestigkeit oder Stromschalteigenschaften im Vergleich zu Elektroden mit niedrigschmelzenden Metallen verwendet. Materialien dieses Typs haben das Problem, daß es nicht einfach ist, gleichmä ßige Eigenschaften zu erhalten, was vom Verfahren zum Her stellen des Elektrodenmaterials oder von einer Entladung von Gas oder dergleichen vom Elektrodenmaterial während des Stromunterbrechungsbetriebs herrührt. Noch schlimmer ist, daß eine Begrenzung in den Stromunterbrechungseigenschaften vorliegt. Demgemäß wurde die Form der Elektrode so ausge staltet, daß ein elektrischer Strom in gewünschter Weise entlang der Oberfläche der Elektrode fließt. Als Folge des sen wird ein magnetisches Feld so erzeugt, daß es einen gro ßen Bogenstrom unterbricht, wodurch die Stromunterbrechungs eigenschaften verbessert wurden. Darüber hinaus wurden an dere Elektrodenmaterialien angegeben und in der Praxis ver wendet, die im wesentlichen Cu und Cr als Hauptkomponenten enthalten und in solcher Weise hergestellt werden, daß Co, Ta, Ti, W, FeV oder dergleichen als dritte Elemente hinzuge fügt werden.

Vorstehend angegebene Materialien sind z. B. in den japani schen Patentoffenlegungen 59-91 617, 61-1 40 011, 62-2 64 526 und den japanischen Patentveröffentlichungen 63-36 090 und 1-57 457 angegeben.

Es bestand jedoch der Wunsch, Vakuum-Leistungsschalter für noch höhere Spannungen und/oder mit kleineren Abmessungen zur Verfügung zu haben. Jedoch ist es mit den herkömmlichen Elektrodenmaterialien nicht in zufriedenstellender Weise möglich, diese Wünsche zu befriedigen. Es bestand daher der Wunsch nach verbesserten Materialien.

Dementsprechend ist es eine Aufgabe der Erfindung, die vor stehend beschriebenen Probleme zu überwinden, wie sie bei der herkömmlichen Technik auftreten, und ein Material für eine Elektrode in einer Vakuumschalteinrichtung anzugeben wie auch eine derartige Schalteinrichtung, die dazu in der Lage ist, einen großen Strom zu unterbrechen und die dabei ausgezeichnete Stehspannungseigenschaften aufweist und über gleichmäßige Unterbrechungseigenschaften verfügt.

Um diese Aufgabe zu lösen, weist eine erfindungsgemäße Elek trode für einen Vakuum-Leistungsschalter folgende Zusammen setzung auf: eine Hauptkomponente, die zumindest entweder Kupfer oder Chrom ist, und 0,1 bis 40 Gew.% Vanadium als Rest, wobei die Menge an Vanadium geringer ist als die von Chrom. Eine andere erfindungsgemäße Elektrode für einen Va kuum-Leistungsschalter weist folgende Zusammensetzung auf: eine Hauptkomponente, die zumindest entweder 10 bis 80 Gew.% (vorzugsweise 40 bis 80 Gew.%) Kupfer oder 10 bis 80 Gew.% (vorzugsweise 10 bis 50 Gew.%) Chrom ist, und 0,1 bis 40 Gew.% Vanadium als Rest, wobei die Menge an Vanadium gerin ger ist als die von Chrom. Vorzugsweise wird die Elektrode so hergestellt, daß Chrom mit 10 bis 45 Gew.%, Vanadium mit 0,5 bis 30 Gew.% und Kupfer als Rest vorhanden ist. Insbe sondere ist es von Vorteil, die Zusammensetzung so herzu stellen, daß Chrom mit 20 bis 40 Gew.%, Vanadium mit 2 bis 20 Gew.%, besonders bevorzugt zwischen 3 und 10 Gew.%, und Kupfer als Rest vorhanden ist. Vorzugsweise sind in der Elektrode Kupfer, Chrom und Vanadium als chromreiche Phase, vanadiumreiche Phase und/oder Legierungsphasen vorhanden.

Eine andere erfindungsgemäße Elektrode für einen Vakuum-Lei stungsschalter weist folgende Zusammensetzung auf: eine Hauptkomponente, die zumindest entweder Kupfer oder Chromium ist, und Vanadium mit nicht mehr als 40 Gew.% (vorzugsweise 2 bis 40 Gew.%) als Rest, wobei das Vanadium einer Kupfer matrix in einer Menge zugesetzt wird, die die Menge über schreitet, die in fester Lösung vorhanden sein kann, welche Menge in der Kupfermatrix in Form einer vanadiumreichen Phase oder einer chromreichen Legierungsphase oder einer Cu- Cr-V-Legierungsphase ausgefällt wird. Vorzugsweise wird das Elektrodenmaterial auf solche Weise hergestellt, daß Chrom der Kupfermatrix mit einer Menge zugeführt wird, die dieje nige Menge überschreitet, die in fester Lösung vorhanden sein kann, welche Menge in der Kupfermatrix in Form einer chromreichen Phase ausgefällt wird.

Eine andere erfindungsgemäße Elektrode für einen Vakuum-Lei stungsschalter weist folgende Zusammensetzung auf: Kupfer als Hauptkomponente; 10 bis 60 Gew.% Chrom und bis zu 40 Gew.%, vorzugsweise 2 bis 40 Gew.%, Vanadium, wobei eine Kupfermatrix mit einer Struktur vorliegt, in der eine chrom reiche Phase und/oder eine vanadiumreiche Phase kristalli siert sind. Vorzugsweise wird die Elektrode so hergestellt, daß sie mindestens ein niedrigschmelzendes Metall aus der Gruppe mit Bi, Pb, Te, Sb, Tl, Se, Ce, Ca und Ag mit 15 Gew.% oder weniger aufweist.

Die oben genannte Aufgabe kann dadurch gelöst werden, daß eine Elektrode zur Verwendung in einem Vakuum-Leistungs schalter eine solche Struktur aufweist, daß Chrom und Kupfer die Hauptkomponenten sind, wobei beide vorzugsweise nicht weniger als 50 Gew.% ausmachen, mit 0,1 bis 20 Gew.% Nb, 0,1 bis 20 Gew.% V und zufälligen Verunreinigungen als weiteren Komponenten.

Ein erfindungsgemäßer Vakuum-Leistungsschalter mit einer feststehenden Elektrode, einer beweglichen Elektrode, die so angebracht ist, daß sie sich zur feststehenden Elektrode hin und von dieser weg bewegen kann, und mit einem Isoliergehäu se, das die zwei Elektroden im Vakuum aufnimmt, ist so aus gebildet, daß die feststehende und die bewegliche Elektrode entweder aus einer ersten Elektrode gebildet sind, deren Hauptkomponenten Kupfer und Chrom ist, und die als Rest im wesentlichen 40 Gew.% oder weniger Vanadium aufweist, oder einer zweiten Elektrode gebildet sind, die Chrom und Kupfer als Hauptbestandteile aufweist, mit 0,1 bis 20% Niob, 0,1 bis 20% Vanadium und zufälligen Verunreinigungen. Die zwei te Elektrode enthält Chrom im wesentlichen als Rest, 16 bis 48 Gew.% Kupfer, 0,1 bis 20 Gew.% Niob und 0,1 bis 20 Gew.% Vanadium. Die Matrix mit Ausnahme von Niob und Vanadium weist ein Verhältnis von Chrom zu Kupfer in solcher Weise auf, daß Chrom der Hauptbestandteil ist und das Gewichtsver hältnis von Chrom zu Kupfer 1 : 1 bis 4 : 1 beträgt, wobei die Gesamtmenge von Niob und Vanadium nicht mehr als 20 Gew.% ist. Darüber hinaus sind Chrom, Kupfer, Niob und Vanadium jeweils als reine Metalle oder Legierungen verteilt. Darüber hinaus werden Niob und Vanadium dem Chrom und Kupfer in sol chen Mengen hinzugefügt, die eine Grenze überschreiten, die der Menge entspricht, die in einer festen Lösung vorhanden sein kann, so daß sie als niobreiche Phase, vanadiumreiche Phase, Cr-Nb-Legierungsphase, Cr-V-Legierungsphase oder Nb- V-Legierungsphase ausgefällt werden.

Jedes der vorstehend angegebenen Elektrodenmaterialien kann mit Hilfe eines Vakuumschmelzverfahrens, eines Metallpulver sinterverfahrens oder eines Infiltrationsverfahrens (Auf lagetränkungsverfahren) hergestellt werden. Darüber hinaus kann ein deutlicher Effekt erzielt werden, wenn hohe Drücke oder hohe Temperaturen angewendet werden, wie HP (Hot Pres sing = Heißpressen), CIP (Cold Isostatic Pressing = iso statisches Druckverfahren bei niederer Temperatur) oder HIP (Hot Isostatic Pressing = isostatisches Druckverfahren bei hoher Temperatur), nachdem der Metallpulversinterprozeß oder der Infiltrierprozeß abgeschlossen wurden. Darüber hinaus kann das erfindungsgemäße Elektrodenmaterial durch ein Plas masprühverfahren hergestellt werden.

Wenn Chrom mit 20% oder mehr vorhanden ist, wird das Elek trodenmaterial vorzugsweise auf solche Weise hergestellt, daß ein Skelett durch Sintern eines gemischten Pulvers mit Vanadium hergestellt wird und dann das poröse Skelett mit Kupfer infiltriert wird. Wenn die Menge 20% oder weniger ist, wird das Elektrodenmaterial vorzugsweise durch Schmel zen hergestellt.

Bisher existierte keine Elektrode, die gleichzeitig in zu friedenstellender Weise hohe Stehspannung, gute Unterbre chungseigenschaft für hohe Ströme und geringe Spannungsstoß charakteristik aufwies. Gemäß der Erfindung können Charakte ristiken jedoch in einem weiten Bereich eingestellt werden, wenn das Verhältnis von Kupfer, Chrom, Vanadium und Niob ge eignet gewählt wird.

Beim Stand der Technik kann sich die Oberfläche der herkömm lichen Cu-Cr-Elektrode durch wiederholtes Auftreten der Hitze des unterbrechenden Bogens aufrauhen, was auf den niedrigen Schmelzpunkt von Kupfer zurückzuführen ist, das die Hauptkomponente des herkömmlichen Cu-Cr-Elektrodenmate rials ist. Daher entstehen unerwünschte, undefinierte Vor sprünge, die zu einer Konzentration elektrischer Felder füh ren. Infolgedessen verringert sich die Stehspannung beim Stand der Technik.

Elektrodenmaterialien, bei denen Vanadium eine feste Lösung in Kupfer bildet, weist einen Schmelzpunkt auf, der um das 1,5-fache höher ist als der von Kupfer. Darüber hinaus ist die Leitfähigkeit von Vanadium und/oder Niob selbst dann nicht erheblich verschlechtert, wenn Vanadium und/oder Niob eine feste Lösung mit Kupfer bildet. Infolgedessen kann ein Schmelzen eines Kontaktes aufgrund der Bogenhitze verhindert werden, und es tritt keine aufgerauhte Oberfläche am Kontakt auf (der Oberfläche, an der zwei Elektroden in Kontakt mit einander kommen). Daher kann eine glatte Oberfläche immer aufrechterhalten werden. Dies führt zum Verringern der Er zeugung von Vorsprüngen, die der Grund für die Konzentration elektrischer Felder sind. Infolgedessen kann die Unterbre chungseigenschaft verbessert werden. Ein erfindungsgemäßer Vakuum-Leistungsschalter weist daher zufriedenstellende Un terbrechungseigenschaften für hohe Ströme auf, die das 1,8fache im Vergleich zu denen eines herkömmlichen Cr-Cu-Elek trodenmaterials sind. Da das hinzugefügte Vanadium ausge zeichnete elektrische Leitfähigkeit aufweist, werden darüber hinaus zufriedenstellende Isolationswiederherstelleigen schaften und ausgezeichnete Wirkung beim Unterbrechen hoher Ströme erzielt.

Elementares Vanadium mit einer Menge, die die Grenze über schreitet, mit der es in einer festen Lösung enthalten sein kann, wird, ähnlich wie gleichzeitig hinzugeführtes elemen tares Chrom, in der Kupfermatrix ausgefällt. Das ausgefällte elementare Vanadium wird als vanadiumreiche Phase aufgrund der Ausfällung verteilt oder als Cr-V-Legierungsphase und Cu-Cr-V-Legierungsphase. Die vanadiumreiche Phase, die Cr-V-Leg ierungsphase und die Cu-Cr-V-Legierungsphase, die auf solche Weise in der vorstehend beschriebenen Matrix ausge fällt werden, sind dazu in der Lage, mit der chromreichen Phase zu koexistieren, die individuell ausgefällt wurde, In folge der Wechselwirkung zwischen diesen, werden die Steh spannungseigenschaften verbessert.

Da das erfindunsgemäße Elektrodenmaterial dadurch herge stellt wird, daß Vanadium oder sowohl Vanadium wie auch Niob hinzugefügt wird, werden im wesentlichen gleichmäßige Eigen schaften in bezug auf das Unterbrechen großer Ströme und in bezug auf die Stehspannung erhalten. Daher zeigt das erfin dungsgemäße Elektrodenmaterial stabilere Eigenschaften als das herkömmliche Cu-Cr-Elektrodenmaterial. Wenn nur Vanadium zugesetzt wird, können ausgezeichnete Eigenschaften erhalten werden, wenn die Zusammensetzung so gewählt wird, daß Kupfer 20 bis 80 Gew.%, Chrom 20 bis 70 Gew.% und Vanadium nicht mehr als 40 Gew.%, vorzugsweise 2 bis 40 Gew.%, ausmacht.

Wenn sowohl Vanadium wie auch Niob hinzugefügt werden, wer den sie mit 20 Gew.% oder weniger zugegeben, um die Steh spannung und die Unterbrechungseigenschaften für hohe Ströme zu verbessern. Wenn mehr als 20 Gew.% zugegeben werden, ver schlechtert sich die elektrische Leitfähigkeit, was dazu führt, daß sich die Charakteristik der Elektrode verschlech tert. Der Grund, weswegen Vanadium und Niob mit mehr als 20 Gew.% die Charakteristiken verschlechtern, ist der, daß die Oberfläche in eine nichtleitende umgewandelt wird, wenn die zwei Elektroden einander kontaktieren. Ein zufrieden stellender Effekt wird auch dann nicht erhalten, wenn der Anteil weniger als 0,1% ist. Vorzugsweise werden Vanadium und Niob mit 0,5 bis 10% zugegeben, am besten mit 3 bis 7%. Das Elektrodenmaterial, in dem Niob und Vanadium feste Lösungen in Kupfer bilden, weist einen Schmelzpunkt auf, der um das 1,5fache höher ist als der von Kupfer. Darüber hin aus wird die Leitfähigkeit von Niob und Vanadium nicht er heblich verschlechtert, wenn sie feste Lösungen in Kupfer bilden. Infolgedessen kann ein Verschweißen an der Kontakt stelle aufgrund der Bogenhitze vermieden werden, und es tritt keine aufgerauhte Kontaktfläche auf. Daher wird die Erzeugung von Vorsprüngen, die zur Konzentration elektri scher Felder führen, verringert. Infolgedessen können die Unterbrechungseigenschaften verbessert werden.

Chrom wird in einer Menge zugegeben, die größer ist als die anderer Elemente, um die Vakuum-Stehspannung zu verbessern. Wenn Vanadium und Niob zugegeben werden, wird Chrom vorzugs weise mit 55 bis 70% zugefügt, am besten mit 55 bis 65%. Kupfer wird zugegeben, um die elektrische Leitfähigkeit, die Unterbrechungseigenschaft und die Stehspannung zu verbes sern. Wenn Vanadium und Niob zugegeben werden, ist es von Vorteil, Kupfer mit 16 bis 48% zuzugeben, insbesondere mit 20 bis 40% und am besten mit 28 bis 32%.

Wenn Niob und Vanadium zugegeben werden und dies mit Mengen erfolgt, die größer sind als die Menge, die in einer festen Lösung aufgenommen werden kann, erfolgt ähnlich wie beim gleichzeitig zugegebenen Bestandteil Chrom ein Ausfällen in der Kupfermatrix. Die ausgefällten Elemente Niob und Vana dium werden als niobreiche bzw. vanadiumreiche Phase ver teilt, oder sie sind als Cr-Nb-Legierungsphase, Cr-V-Legie rungsphase und Nb-V-Legierungsphase vorhanden. Die niobrei che Phase und die vanadiumreiche Phase, die Cr-Nb-Legie rungsphase, die Cr-V-Legierungsphase und die Nb-V-Legie rungsphase, die auf diese Weise in der oben angegebenen Ma trix ausgefällt wurden, können miteinander koexistieren. In folge ihrer Wechselwirkung kann die Stehspannung verbessert werden.

Da das erfindungsgemäße Elektrodenmaterial dadurch herge stellt wird, daß Vanadium oder Vanadium und Niob zugegeben werden, können im wesentlichen gleichmäßige Stehspannungs eigenschaften und Unterbrechungseigenschaften für große Ströme erzielt werden. Daher zeigt das erfindungsgemäße Elektrodenmaterial stabilere Eigenschaften, als sie mit dem herkömmlichen Cu-Cr-Elektrodenmaterial erzielbar sind.

Wenn sowohl Vanadium wie auch Niob zugegeben werden, erfolgt dies mit 20 Gew.% oder weniger, um die Stehspannung und die Unterbrechungseigenschaften für hohe Ströme zu verbessern. Wenn mehr als 20 Gew.% zugegeben werden, wird die elektri sche Leitfähigkeit verringert, was dazu führt, daß sich die Eigenschaften der Elektrode verschlechtern. Der Grund, wes wegen Vanadium und Niob mit mehr als insgesamt 20 Gew.% die Eigenschaften verschlechtern, liegt darin, daß die Oberflä che nichtleitend wird, wenn die zwei Elektroden miteinander kontaktieren. Darüber hinaus wird ein zufriedenstellender Effekt dann nicht erzielt, wenn weniger als 0,1% zugegeben werden. Vorzugsweise werden Vanadium und Niob mit 0,5 bis 10% zugegeben, am besten mit 3 bis 7%.

Weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung, die sich teilweise auf Figuren stützt, näher hervor.

Fig. 1 ist ein Querschnitt, der einen Vakuum-Leistungsschal ter zeigt, der einem Test für Unterbrechungseigenschaften unterzogen werden soll;

Fig. 2 ist eine Photographie betreffend eine Metallstruktur 100fache Vergrößerung) eines Materials, das durch Vakuum schmelzen als Legierung mit 20 Gew.% Cr, 10 Gew.% V und 70 Gew.% Cu hergestellt wurde;

Fig. 3 und 4 sind Photographien von Metallstrukturen einer Cu-Cr-V-Legierung, die durch Sintern und ein Kupferinfil trierverfahren hergestellt wurden;

Fig. 5 ist eine Photographie einer Metallstruktur einer Cr- Cu-V-Legierung, die durch ein Plasmasprühverfahren herge stellt wurde.

Fig. 6 ist eine Photographie einer Metallstruktur eines Elektrodenmaterials mit Cu und 60 Gew.% Cr, als Vergleichs beispiel,;

Fig. 7 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Menge zugefügten Vanadiums und der Stromunterbrechungseigen schaft zeigt;

Fig. 8 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Menge zugefügten Vanadiums und der Stehspannung darstellt;

Fig. 9 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Menge zugefügten Vanadiums und des Schaltvermögens (chopping capacity) darstellt;

Fig. 10 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Stehspannung und der Menge an Chrom aufzeigt, die zu einer Cu-Legierung mit 5 Gew.% V zugefügt wurde;

Fig. 11 ist eine Photographie einer Metallstruktur einer Le gierung mit 87,5 Gew.% Cr und Cu (50Cr-50Cu)-10Nb-2,5 V, die durch Infiltrieren gemäß Beispiel 4 der Erfindung herge stellt wurde, um eine Elektrode zur Verwendung in einem Va kuum-Leistungsschalter zu erhalten;

Fig. 12 ist eine Photographie einer Metallstruktur einer Le gierung mit 77,5 Gew.% Cr und Cu (70Cr-30Cu)-20Nb-2,5 V, die mit einem isostatischen Druckverfahren bei hoher Temperatur gemäß Beispiel 4 der Erfindung hergestellt wurde;

Fig. 13a und 13b sind Photographien von Metallstrukturen für die Legierung von Fig. 12 nach einem Unterbrechungstext, wo bei Fig. 13a eine Aufnahme bei 200facher und Fig. 13b eine Aufnahme bei 500facher Vergrößerung ist;

Fig. 14 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen zu gefügtem Niob und der Stehspannung darstellt;

Fig. 15 ist ein Diagramm, das die Stehspannung eines Mate rials veranschaulicht, das gemäß Beispiel 4 durch Zufügen von Niob und Vanadium hergestellt wurde;

Fig. 16 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen der Menge zugefügten Niobs und der Unterbrechungseigenschaft darstellt; und

Fig. 17 ist ein Diagramm, das die Unterbrechungseigenschaf ten eines Materials gemäß Beispiel 4 darstellt, das durch Zufügen von Niob und Vanadium hergestellt wurde.

Fig. 1 zeigt den Aufbau eines Vakuumventils zur Verwendung in einem Test auf Stromunterbrechungseigenschaften, der für unterschiedliche Elektrodenmaterialien ausgeführt werden kann. Gemäß Fig. 1 verfügt das Vakuumventil über einen Be hälter aus einem zylindrischen keramischen Isoliergehäuse 1 und rostfreien Anschlußplatten 2 und 3. Der Druck im Vakuum ventil wird auf Hochvakuumpegel von 10^-5 bis 10^-8 Torr ge halten. Der so aufgebaute Behälter weist ein Paar Elektroden auf, die aus erfindungsgemäßem Material bestehen. Das Paar Elektroden verfügt über eine feststehende Elektrode 7, die auf einem Fuß 4 aus Kupfer befestigt ist, und eine bewegli che Elektrode 8, die an einem anderen Fuß 5 aus Kupfer befe stigt ist, wobei sich die Elektrode 8 über einen Balg bewe gen kann. Eine zylindrische Abschirmung 6 dient dazu, daß verdampftes und gestreutes Elektrodenmaterial an der Innen fläche des Isoliergehäuses 1 anhaften kann, wenn Elektroden material durch den Unterbrechungsbogen verdampft oder zer stäubt wird. Das Vakuumventil wurde so ausgeführt, daß jede der zwei Elektroden 7 und 8 einen Durchmesser von 20 mm auf wies. Die folgenden Tests wurden ausgeführt. Jede der Elek troden war scheibenförmig und war mit dem Kupferfuß verlö tet.

Ein Stehspannungstest in unterschiedlichen elektrischen Eigenschaftstests wurde auf solche Weise ausgeführt, daß ein Wechselstrom von 300 A 10mal unterbrochen wurde und dann eine impulsförmige Spannung in Schritten von 5 kV erhöht wurde, bis ein dielektrischer Durchbruch zwischen den Elek troden erfolgte. Die Entladungsspannung beim dielektrischen Durchbruch wurde gemessen.

Ein Unterbrechungstest wurde auf solche Weise ausgeführt, daß ein Wechselstrom durch die Elektroden mit dem Durchmes ser von 20 mm unterbrochen wurde, der schrittweise jeweils um 500 A erhöht wurde, um den Stromschwellwert zu erhalten, bei dem ein Unterbrechen nicht mehr möglich war. Darüber hinaus wurde ein Schaltstromtest dadurch ausgeführt, daß der Schaltstrom, der beim Unterbrechen eines kleinen Stroms von 2 bis 8 A floß, 100mal gemessen wurde, um den Maximal- und den Minimalwert zu erhalten.

Beispiel 1

Fig. 2 ist eine Photographie einer Metallstruktur (bei 100facher Vergrößerung) eines Materials gemäß Beispiel 1 der Erfindung, das durch Vakuumschmelzen einer Cr-V-Cu-Legierung mit 20 Gew.%, 10 Gew.% bzw. 70 Gew.% hergestellt wurde. Die Legierung wurde bei einer Temperatur zwischen 1600 und 1800°C geschmolzen, d. h. in einem Zustand, bei dem Vanadium da zu in der Lage war, eine feste Lösung im Kupfer zu bilden. Als Ergebnis einer metallographischen Analyse ergab sich, daß eine feste Lösung von 3 bis 4% Vanadium und eine feste Lösung einer kleinen Menge von Chrom in einer Kupfermatrix ausgebildet wurden. Darüber hinaus wurden Chrom und Vanadium in Mengen, die die lösliche Grenze überschritten, in der Cu- Matrix ausgefällt.

Beispiel 2

Die Fig. 3 und 4 sind Photographien von Metallstrukturen (bei 100facher Vergrößerung) einer Cu-Cr-V-Legierung gemäß Beispiel 2 der Erfindung. Die Legierung wurde durch Infil trieren eines porösen Sinterkörpers aus Chrom und Vanadium mit Kupfer hergestellt. Fig. 3 zeigt eine Cr-Cu-V-Legierung mit 48 Gew.%, 48 Gew.% bzw. 4 Gew.%, während Fig. 4 eine derartige Legierung mit 30 Gew.%, 50 Gew.% bzw. 20 Gew.% zeigt. Jede der vorstehend angegebenen Legierungen wurde durch Schmelzen und Sintern eines gemischten Pulvers von Cr- Cu-V und anschließendes Infiltrieren von Kupfer hergestellt. Die Sintertemperatur betrug etwa 1100°C und die Temperatur, bei der das Infiltrieren von Kupfer erfolgte, betrug etwa 1200°C. Es wurde festgestellt, daß die Menge an Vanadium und Chrom, die über der Grenze für eine feste Lösung lag, in Form einer vanadiumreichen Phase, einer chromreichen Phase, einer Cr-V-Legierungsphase und einer Cu-Cr-V-Legierungsphase ausgefällt wurde.

Beispiel 3

Fig. 3 ist eine Photographie (bei 100facher Vergrößerung) der Metallstruktur einer Cu-Cr-V-Legierung gemäß Beispiel 3 der Erfindung. Sie wurde mit einem Plasmasprühverfahren her gestellt. Es ist eine Bedeckung dargestellt, die durch Plas masprühen eines gemischten Pulvers von Cr-5Cu-10V erhalten wurde.

Beispiel 4

Gemäß Beispiel 4 wurden die Elektroden 7 und 8 für einen Vakuum-Leistungsschalter dadurch hergestellt, daß ein Mate rial verwendet wurde, dessen Hauptkomponente Cr war, und das darüber hinaus Cu, Nb, V und zufällige Verunreinigungen ent hielt.

Das Material für die Elektroden 7 und 8 wurde mit Hilfe eines pulvermetallurgischen Verfahrens und eines Infiltrier verfahrens hergestellt. D. h. Nb-Pulver einer Teilchengröße von 200 bis 325 mesh, V-Pulver derselben Teilchengröße, Cu-Pul ver einer Teilchengröße von 100 mesh oder weniger und Cr-Pul ver einer Teilchengröße von 100 bis 325 mesh wurden im Verhältnis 3,0 : 3,0 : 3,0 : 91 eingewogen, wenn eine Legierung von 90Cr und Cu (60Cr-40Cu)-5Nb-5V (Gew.%) hergestellt wur de. Sie wurden für eine Stunde mit Hilfe eines Mischers vom V-Typ hergestellt, und das so erhaltene Mischpulver wurde in eine Form vorgegebener Abmessung eingeschlossen und bei einem Druck von 3 t/cm² formgepreßt.

Der erhaltene kompakte Körper wurde bei 1100°C für zwei Stunden in einer Wasserstoffatmosphäre gesintert, wodurch ein zwischengesinterter Körper erhalten wurde.

Anschließend wurde ein Stück sauerstofffreies Kupfer auf den zwischengesinterten Körper aufgelegt, und diese Gegenstände wurden aufgeheizt und in Vakuum für eine Stunde bei 1220°C gehalten. Dabei wurde der zwischengesinterte Körper vom sauerstofffreien Kupfer infiltriert, wodurch das Material für die Elektroden 7 und 8 erhalten wurde.

Fig. 11 ist eine Photographie (bei 100facher Vergrößerung) einer Metallstruktur einer Legierung gemäß Beispiel 4 der vorliegenden Erfindung mit 87,5 Cr und Cu (55Cr-45Cu)-10Nb-) 2,5V, welche Legierung durch Kombinieren des Pulversinter verfahrens und des Cu-Infiltrierverfahrens hergestellt wur de. Wie es aus der Strukturphotographie ersichtlich ist, wurden niobreiche und vanadiumreiche Phasen gleichmäßig in der Matrix (55Cr-45Cu) verteilt.

Beispiel 5

Gemäß Beispiel 5 wurden Elektroden 7 und 8 für einen Vakuum- Leistungsschalter dadurch hergestellt, daß ein Material ver wendet wurde, dessen Hauptkomponente Cr war und das darüber hinaus Cu, Nb und V und zufällige Verunreinigungen enthielt. Das Material für die Elektroden 7 und 8 wurde dadurch herge stellt, daß sowohl ein pulvermetallurgisches Verfahren mit einem Sinterprozeß wie auch ein isostatischer Druckprozeß bei hoher Temperatur verwendet wurden. Nb-Pulver mit einer Teilchengröße von 200 bis 325 mesh, V-Pulver derselben Teil chengröße, Cu-Pulver mit einer Teilchengröße von 100 mesh oder weniger und Cr-Pulver mit einer Teilchengröße von 100 bis 325 mesh wurden im Verhältnis 5 : 5 : 18 : 72 eingewogen, um eine Legierung von 90Cr und Cu (80Cr-20Cu)-5Nb-5V (Gew.%) zu erhalten. Das so erhaltene Mischpulver wurde in eine Form vorgegebener Abmessung gegeben und bei einem Druck von 4 t/cm² formgepreßt.

Anschließend wurde der zwischengesinterte Körper vakuumdicht in einem rostfreien Stahlrohr eingeschlossen und für zwei Stunden auf 100°C gehalten. Anschließend wurde ein isosta tischer Druckprozeß bei hoher Temperatur bei einem Druck von 2000 kg/cm² ausgeführt, wodurch das Material für die Elek troden erhalten wurde.

Fig. 12 ist eine Photographie einer Metallstruktur (bei 100facher Vergrößerung) einer Legierung von 77,5 Cr und Cu (70Cr-30Cu)-20Nb-2,5V, die durch Kombinieren des Pulversin terverfahrens und des isostatischen Druckverfahrens bei ho her Temperatur erhalten wurde. Wie es aus der Photographie der Metallstruktur ersichtlich ist, wurden eine niobreiche und eine vanadiumreiche Phase gleichmäßig in der Matrix (70Cr-30Cu) verteilt.

Die Fig. 13a und 13b sind Querschnittsphotographien für Me tallstrukturen einer Probe der in Fig. 12 dargestellten Le gierung von 77,5 Cr und Cu (70Cr-30Cu)-20Nb-2,5V, welche Le gierung dem Unterbrechungstest unterzogen wurde, wobei das Fließen und Unterbrechen des elektrischen Stroms 50mal er folgte. Fig. 13a zeigt eine Aufnahme bei 200facher Vergrö ßerung und Fig. 13b eine schnellverfestigte Schicht bei 500facher Vergrößerung. In den Photographien wurden geschmolze ne und schnellverfestigte Schichten aufgrund der Bogenhitze direkt unterhalb der Elektrokontaktoberfläche beobachtet. Darüber hinaus wurden feine Kristallkörner in dieser Struk tur beobachtet. Eine Analyse ergab, daß 1 bis 3% Vanadium und Niob und eine kleine Menge Chrom als feste Lösung in einer Cu-Matrix vorlagen, während Chrom, Vanadium und Niob in Mengen, die die Löslichkeitsgrenze für die feste Lösung überschritten, als chromreiche Phase, Cr-V-Legierungsphase, Cr-Nb-Legierungsphase oder Nb-V-Legierungsphase ausgefällt wurden.

Vergleichsbeispiel

Fig. 6 ist eine Photographie einer Metallstruktur einer her kömmlichen Cu-Cr-Legierung, wie sie zum Herstellen für Elek troden für ein Vergleichsbeispiel verwendet wurde. Die her kömmliche Cu-Cr-Legierung für das Vergleichsbeispiel war eine Legierung mit 60 Gew.% Cr und 40 Gew.% Cu, die so her gestellt wurde, daß 5 Gew.% Cu-Pulver und 95 Gew.% Cr-Pulver gemischt wurden, das Mischpulver zwischengesintert wurde, um eine Dichte des Körpers von 65% zu erhalten, und dann ein Infiltrieren mit Kupfer erfolgte.

Testergebnisse

Fig. 7 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse eines Tests zeigt, wie er mit Hilfe des Vakuumventils von Fig. 1 ausge führt wurde, um die Beziehung zwischen der Menge zugefügten Vanadiums und der Unterbrechungseigenschaft zu erhalten. Vor dem Test wurde die Oberfläche jeder Elektrode dadurch stabi lisiert, daß 50mal Stromfluß mit anschließendem Unterbre chen bei einer Spannung unterhalb der Stehspannung der Elek trode in Hochvakuum bei 10^-9 Torr erfolgte, wobei ein Bogen zwischen den Elektroden 7 und 8 erzeugt wurde. In anderen Tests als diesem wurde dieselbe Vorbehandlung vor den unten beschriebenen Tests ausgeführt. Wegen der Vorbehandlung wur de eine abgeschreckt verfestigte Schicht mit feinen Kri stallkörnern auf der Oberfläche jeder Elektrode ausgebildet. Da festgestellt wurde, daß ein Elektrodenmaterial mit einer binären Cu-Cr-Legierung ausgezeichnete Eigenschaften auf wies, wenn sich die Menge von Cr im Bereich von 40 bis 60 Gew.% befand, wurde als Vergleichsbeispiel eine Legierung von 60 Gew.% Cr und 40 Gew.% Cu verwendet. Auch das Ge wichtsverhältnis von Cr zu Cu im erfindungsgemäßen Elektro denmaterial wurde immer auf denselben konstanten Wert (= 60 : 40) eingestellt. Unter diesen Bedingungen wurden die Änderungen der Eigenschaften der Legierungen abhängig von Änderungen in der Menge von zugefügtem Vanadium untersucht. Die Ordinate des Diagramms in Fig. 7 zeigt Werte, die auf einen Wert 1 bezogen sind, der als charakteristischer Wert für die herkömmliche Cu- 60 Gew.% Cr-Legierung verwendet wurde. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, verbesserte sich die Un terbrechungseigenschaft der Cr-Cu-V-Legierung der Beispiele 1, 2 und 3 der Erfindung mit der Menge zugefügten Vanadiums. Wenn Vanadium mit 7 bis 10 Gew.% zugefügt wurde, verbesserte sich die Unterbrechungseigenschaft auf das 1,9fache im Ver gleich zum herkömmlichen Material. Die Unterbrechungseigen schaft verschlechterte sich jedoch allmählich, wenn Vanadium mit mehr als 10 Gew.% zugesetzt wurde. Deutliche Verschlech terung trat bei 15 Gew.% Vanadium oder mehr auf.

Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse eines Tests zei gen, der ausgeführt wurde, um die Beziehung zwischen der Menge zugefügten Vanadiums und der Stehspannung zu untersu chen. Die Figur zeigt auch das Ergebnis der Beziehung zwi schen der Stehspannung und der Menge an FeV (55 Gew.% V-Le gierung), die statt V zugefügt wurde. Die oben angegebenen Testproben wurden mit dem Verfahren gemäß Beispiel 2 herge stellt. Wie aus Fig. 8 ersichtlich, treten bei der Elektro de, die durch Hinzufügen reinen Vanadiums hergestellt wurde, keine großen Unterschiede gegenüber dem herkömmlichen Mate rial (Cu- 60 Gew.% Cr-Legierung) auf, wenn die Menge an Vana dium 0,5 Gew.% oder weniger beträgt. Die Stehspannung ver besserte sich jedoch mit der Menge zugefügten Vanadiums in solcher Weise, daß bei einer Vanadiummenge von 25 bis 30 Gew.% die Stehspannung etwa das 1,8fache derjenigen für die herkömmliche Elektrode betrug. Wenn noch mehr Vanadium hin zugefügt wurde, verbesserten sich die Eigenschaften nicht wesentlich, wobei die Stehspannungseigenschaften nicht be einflußt waren.

Die Stehspannung der Elektrode, die durch Hinzufügen von FeV (Fe-55 Gew.%-V-Legierung) anstelle des Hinzufügens von Vana dium hergestellt wurde, zeigte eine Verbesserung auf das 1,4fache im Vergleich zum herkömmlichen Material, wenn die Menge an hinzugefügtem FeV 10 Gew.% betrug. Die Stehspannung verbesserte sich jedoch auch dann nicht, wenn die Menge an FeV auf mehr als 10 Gew.% erhöht wurde. Es ist ersichtlich, daß die Elektrode mit hinzugefügtem FeV schlechtere Steh spannungseigenschaften aufweist als die Elektroden gemäß den Beispielen 1, 2 und 3, bei denen reines Vanadium zugefügt wurde. Darüber hinaus wies das Material mit 10 bis 30 Gew.% FeV unzufriedenstellende rauhe Oberflächen im Vergleich zum herkömmlichen Material auf, nachdem der oben beschriebene Test abgeschlossen war. Weiterhin hatte sich beim Material mit hinzugefügtem FeV die elektrische Leitfähigkeit (IACS%) nach Abschluß der Tests verschlechtert. Es wird angenommen, daß FeV aufgrund der Bogenhitze während der Tests gelöst wurde und daß elementares Eisen in eine feste Lösung in Cu ging.

Fig. 9 zeigt die Beziehung zwischen der Menge zugefügten Va nadiums und dem Ergebnis des Stromschalttests. Wie deutlich erkennbar, wurde die beste Verbesserung erzielt, wenn Vana dium mit 5 bis 10 Gew.% vorhanden war.

Fig. 10 zeigt die Beziehung zwischen der Menge zugefügten Chroms und der Stehspannung für den Fall, daß die Mengen an zugefügtem Vanadium und Kupfer im Elektrodenmaterial einen konstanten Wert von 5 Gew.% bzw. 95 Gew.% aufwiesen. Wie aus Fig. 10 ersichtlich, lag kein deutlicher Unterschied zum herkömmlichen Material vor, wenn die Menge zugefügten Chroms 10 Gew.% oder weniger war. Wenn jedoch die Menge erhöht wur de, verbesserte sich die Stehspannung auf das 1,5fache im Vergleich zum herkömmlichen Material, wenn das Material 40 Gew.% Cr enthielt.

Obwohl in den Diagrammen nicht dargestellt, wurde herausge funden, daß ähnlich verbesserte oder noch bessere Unterbre chungseigenschaften und Stehspannungseigenschaften mit ande ren Elektrodenmaterialien erhalten werden können, die minde stens ein Metall aus einer Anzahl niedrigschmelzender Metal le wie Bi, Pb, Te, Sb, Tl, Se, Ce, Ca und Ag enthalten. Wenn jedoch mindestens eines der niedrigschmelzenden Metalle mit mehr als 15 Gew.% zugefügt wurde, verschlechterte sich die Unterbrechungseigenschaft, da die Kontaktoberfläche übermä ßig aufgerauht wurde. Es wurde festgestellt, daß die vor stehend genannten Zusätze vorzugsweise mit 2 bis 7 Gew.% zu gefügt werden.

Fig. 14 zeigt die Ergebnisse eines Stehspannungstests für ein Elektrodenmaterial, das durch Zufügen von Niob zu ver schiedenen Cu-Cr-Legierungen erhalten wurde. Die Tests wur den mit dem Vakuumventil gemäß Fig. 1 ausgeführt. Fig. 15 zeigt die Ergebnisse eines Stehspannungstests eines Elektro denmaterials, das durch Zufügen von Niob und Vanadium zu den verschiedenen Cu-Cr-Legierungen erhalten wurde. Wiederum wurde das Vakuumventil gemäß Fig. 1 verwendet. Wie aus den Fig. 14 und 15 ersichtlich, wurde die beste Stehspannung dann erhalten, wenn die Menge zugefügten Niobs zu den ver schiedenen Cr-Cu-Matrizen 5 bis 10 Gew.% betrug und die Men ge an zugefügtem Vanadium 10 Gew.% betrug, wobei die Steh spannung auf das 1,9- bis 2,0fache derjenigen von 50 Gew.% Cu, 50 Gew.% Cr erhöht wurde, welches Material als Ver gleichsmaterial verwendet wurde. Wenn jedoch jeweils Niob und Vanadium mit mehr als 10 Gew,% zugefügt wurden, ver schlechterte sich die Stehspannung, wie in Fig. 15 darge stellt. Wenn jeweils Niob und Vanadium mit 30 Gew.% zugefügt wurden, verschlechterte sich die Stehspannung in kritischer Weise.

Fig. 16 zeigt die Beziehung zwischen der Menge zugefügten Niobs und der Unterbrechungseigenschaft. Fig. 17 zeigt die Beziehung zwischen Mengen von Niob und Vanadium bei den Bei spielen 4 und 5 und der Unterbrechungseigenschaft. Wie aus den Fig. 16 und 17 ersichtlich, verbesserte sich die Unter brechungseigenschaft für eine Legierung mit 5 bis 10 Gew.% Nb und 10 Gew.% V erheblich, wobei die Unterbrechungseigen schaft dieser Legierung das 1,6fache derjenigen einer 50 Gew.% Cu- 50 Gew.% Cr-Legierung ist. Wenn jedoch Niob mit mehr als 10 Gew.% und Vanadium mit mehr als 10 Gew.% zu den verschiedenen Cu-Cr-Matrizen zugefügt wurden, verschlechter te sich die Unterbrechungseigenschaft, wie in Fig. 17 darge stellt. Wenn Niob und Vanadium jeweils mit 30 Gew.% zugefügt wurden, verschlechterte sich die Unterbrechungseigenschaft in kritischer Weise.

Obwohl in den Diagrammen nicht dargestellt, ergab der Strom schalttest, daß die Stromschalteigenschaft auf einen Wert verbessert wurde, der das 1,1- bis 1,2fache desjenigen des Vergleichsbeispiels darstellt, wenn die Elektrode aus einer Legierung hergestellt wurde, die nicht mehr als 10 Gew.% Nb und nicht mehr als 10 Gew.% V enthielt. Legierungen mit mehr als 10 Gew.% Nb und mehr als 10 Gew.% V zeigten deutliche Unterschiede im Vergleich zu Legierungen mit nicht mehr als 10% Nb und nicht mehr als 10% V.

Die Fig. 14 und 17 zeigen die Mittelwerte der Tests. Es ist ersichtlich, daß die Elektrodenmaterialien gemäß den Bei spielen 4 und 5 im wesentlichen stabile Elektrodenmateria lien mit relativ kleinen Änderungsbereichen sind, da der Va riationsbereich der Testergebnisse dieser Elektrodenmateria lien 40% oder weniger war als derjenige der Testergebnisse der Legierung mit 50 Gew.% Cu und 50 Gew.% Cr gemäß dem Ver gleichsbeispiel.

Wie oben beschrieben, wird gemäß den Beispielen 4 und 5 das Elektrodenmaterial so hergestellt, daß es als Hauptkomponen te Cr enthält und darüber hinaus nur Cu, Nb, V und zufällige Verunreinigungen enthält. Ein solches Elektrodenmaterial für einen Vakuum-Leistungsschalter weist ausgezeichnete Unter brechungseigenschaften und zufriedenstellende Stehspannung auf. Da die so realisierten Verbesserungen bei der Unterbre chungseigenschaft und der Stehspannung das Ergebnis einer Kombination von Cu, Cr, Nb und V in Form einzelner Substan zen und ihrer Legierungen sind, kann die jeweils gewünschte Eigenschaft dadurch erzielt werden, daß die Verhältnisse der Bestandteile geeignet gewählt werden.

Ein Vakuum-Leistungsschalter mit einem Elektrodenmaterial gemäß den Beispielen 4 und 5 kann die Nachfrage nach kleine rer Größe befriedigen, die Unterbrechungseigenschaft für große Ströme im Vergleich zu derjenigen verbessern, wie sie mit einer herkömmlichen Struktur erzielbar ist, und er kann verbesserte Stabilität der Eigenschaften bei verringerter Variationsbreite der Eigenschaften aufweisen.

Gemäß der Erfindung enthält das Elektrodenmaterial Cu und darüber hinaus Cr und V oder nur Cr, V und Nb und zufällige Verunreinigungen. Dadurch kann ein Elektrodenmaterial für einen Vakuum-Leistungsschalter mit ausgezeichneten Schalt eigenschaften, Unterbrechungseigenschaften und zufrieden stellender Stehspannung erhalten werden. Da die so erhalte nen Verbesserungen durch das Vorhandensein von Cu, Cr und V oder Cu, Cr, V und Nb in Form einzelner Substanzen, Legie rungen oder deren Kombinationen erhalten werden können, kann die jeweils meistgewünschte Gesamteigenschaft dadurch erhal ten werden, daß das Verhältnis der Bestandteile geeignet ge wählt wird.

Durch die Erfindung lassen sich gute Unterbrechungseigen schaft für hohe Ströme und zufriedenstellende Stehspannung zusammen mit kleinerer Variationsbreite der Unterbrechungs eigenschaft erzielen. Es können also ein Material für eine Elektrode eines Vakuum-Leistungsschalters und ein solcher Leistungsschalter erhalten werden, die eine gute Unterbre chungseigenschaft für hohe Ströme, zufriedenstellende Steh spannung und einen kleinen Variationsbereich für die Unter brechungseigenschaft aufweisen.

Ein Vakuum-Leistungsschalter mit einem erfindungsgemäßen Elektrodenmaterial weist die Vorteile auf, daß die Gesamt größe verringert werden kann, eine hohe Stehspannung erzielt werden kann und die Unterbrechungseigenschaft für hohe Strö me im Vergleich zu einer herkömmlichen Struktur verbessert werden kann.

Claims

1. Material für eine Elektrode eines Vakuum-Leistungs schalters mit Kupfer und Chrom als Hauptbestandteilen, da durch gekennzeichnet, daß es mindestens 0,1 Gew.% Vanadium und/oder mindestens 0,1 Gew.% Niob aufweist.

2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Chrom, Kupfer, Niob bzw. Vanadium als Metalle oder Legierun gen verteilt sind.

3. Material nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge zeichnet, daß es mindestens ein niedrigschmelzendes Metall mit nicht mehr als 15 Gew.% aus der Gruppe Bi, Pb, Te, Sb, Tl, Se, Ce, Ca und Ag enthält.

4. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Menge an Vanadium geringer ist als die Menge an Chrom.

5. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß es Cu, Cr und als Rest 0,1 bis 40 Gew.% V enthält.

6. Material nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es 40 bis 80 Gew.% Kupfer und 10 bis 80 Gew.% Chrom enthält.

7. Material nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch ge kennzeichnet, daß das Vanadium einer Kupfermatrix in einer Menge zugefügt ist, die die Grenze für eine feste Lösung überschreitet und das Vanadium in der Kupfermatrix in Form einer vanadiumreichen Phase oder einer Cr-V-Legierungsphase oder einer Cu-Cr-V-Legierungsphase ausgefällt ist.

8. Material nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Chrom der Kupfermatrix in einer Menge zugefügt ist, die die Grenze für eine feste Lösung überschreitet, und daß Chrom in der Kupfermatrix in Form einer chromreichen Phase ausgefällt ist.

9. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß es 10 bis 80 Gew.% Chrom, 2 bis 40 Gew.% Vanadium und im wesentlichen Kupfer als Rest enthält, wobei eine Matrix eine Struktur aufweist, in der eine chromreiche und eine vanadiumreiche Phase ausgefällt sind.

10. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß es Chrom und Kupfer als Hauptkomponenten und darüber hinaus 0,1 bis 20% Niob und 0,1 bis 20% Vana dium aufweist, wobei die Mengen an Niob und Vanadium gerin ger sind als die Menge an Chrom.

11. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß es 16 bis 48 Gew.% Kupfer, 0,1 bis 20 Gew.% Niob, 0,1 bis 20 Gew.% Vanadium und Chrom als Rest enthält.

12. Material nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß es als Hauptbestandteil Chrom enthält und das Verhältnis zwischen Chrom und Kupfer im Bereich von 1 : 1 bis 4 : 1 in Ge wichtsprozent liegt.

13. Material nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtsumme von Niob und Vanadium nicht mehr als 20 Gew.% beträgt.

14. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß es 10 bis 80 Gew.% Cr, 20 bis 40 Gew.% Cu, 0,5 bis 10 Gew.% Nb und 0,5 bis 10 Gew.% V enthält, wobei die Mengen an Nb und V geringer sind als die Menge an Cr.

15. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß es im wesentlichen 28 bis 32% Cu, 55 bis 65% Cr und mindestens eines der Materialien aus der Gruppe 3 bis 7 Gew.% Nb und 3 bis 7 Gew.% V enthält.

16. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß es 55 bis 70 Gew.% Cr, 20 bis 40 Gew.% Cu und 0,5 bis 10 Gew.% Nb enthält.

17. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß es 10 bis 30 Gew.% Cr, 0,5 bis 10 Gew.% V und Cu als Rest enthält.

18. Elektrode für einen Vakuum-Leistungsschalter, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Material gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 besteht.

19. Vakuum-Leistungsschalter mit einer feststehenden Elek trode (7), einer beweglichen Elektrode (8), die so angeord net ist, daß sie sich auf die feststehende Elektrode zu be wegen oder von dieser weg bewegen kann, und einem Isolierge häuse (1), das die zwei Elektroden im Vakuum aufnimmt, da durch gekennzeichnet, daß die Elektroden (7, 8) aus einem Material gemäß einem der Ansprüche 1 bis 17 bestehen.

20. Vakuum-Leistungsschalter nach Anspruch 19, dadurch ge kennzeichnet, daß die beiden einander gegenüberstehenden Oberflächen mit einer geschmolzenen, abgeschreckten verfe stigten Schicht versehen sind.