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Legierung für Steckerstifte bzw. Buchsen Kontaktstifte für Elektronenröhren
werden gegenwärtig meistens aus Nickel hergestellt, das aber den Nachteil besitzt,
verhältnismäßig teuer und nicht immer beliebig erhältlich zu sein. Nachteilig ist
ferner der gegenüber dem billigeren und leicht verfügbaren Kupfer etwa viermal höhere
elekrische Widerstand sowie das in selbem Maße schlechtere Wärmeleitvermögen des
Nickels, das eine wirksame Abführung der in der Röhre entwickelten Wärme benachteiligt.
Schließlich ist das nie ganz vermeidbare Oberflächenoxyd des Nickels sehr schlecht
leitend, und selbst reine Nickeloberflächen können durch eine irgendwie polierende
Beanspruchung in einen kristallographisch gestörten Zustand gelangen, der sich durch
extrem geringe elektrische und thermische Leitfähigkeit auszeichnet.
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Die Erfindung betrifft eine Legierung für Steckerstifte bzw. Buchsen,
insbesondere bei Elektronenröhren: Die zur Anwendung kommende Legierung soll die
oben angegebenen Nachteile des Nickels vermeiden. Für eine solche Legierung kommt
prinzipiell als Grundmetall Kupfer in Frage, das verhältnismäßig billig ist und
elektrisch und thermisch optimal leitet. Die übrigen Eigenschaften müssen ohne Verschlechterung
dieser Merkmale dem Zweck. entsprechend verbessert werden.
Dies
wird erfindungsgemäß durch eine Legierung aus 99,5 bis 96 Atomprozent Kupfer und
o,5 bis q. Atomprozent Cadmium erreicht. Durch den Zusatz von 0,5 bis q.
Atomprozent Cadmium wird erstens der elektrische und zweitens der thermische Widerstand
des Cu besonders wenig erhöht (etwa 20 °/a), weil das Cd in Cu bei Zimmertemperatur
nur zu etwa o,5 °/a löslich ist und dadurch drittens schon bei diesen geringen Prozentsätzen
eine Ausscheidungshärtung stattfindet, die dem Cu die erforderliche Mikrohärte gibt,
die sich bis über Zoo kp/mm2 steigern läßt. In diesem Zusammenhang ist es besonders
wichtig, daß bei der unvermeidlichen Erwärmung solcher Cu-Cd-Stifte gelegentlich
ihrer Verlötung oder Verschweißung mit den Zuleitungen der Elektroden keine Erweichung
verbunden zu sein braucht, vielmehr viertens bei 3oo bis q.00° die Aushärtung sogar
begünstigt werden kann.
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Durch frühere Untersuchungen ist es zwar bekannt, daß dieser Werkstoff
sich auch für Gleit-und Abhebekontakte sowie Straßenbahnfahrdrähte eignet; es ist
aber erst durch besondere Versuche des Erfinders festgestellt worden, daß dies Material
auch für die erfindungsgemäßen Elektronenröhrenstifte brauchbar ist, bei denen nicht
durch gegenseitige häufige Bewegung der Kontaktstücke das laufend entstehende Oxyd
und Sulfidentfernt werden. Vielmehr zeigen fünftens selbst dickere Oxyd- und Sulfidschichten
von Cu-Cd einen geringen Kontaktwiderstand, den der Erfinder dadurch erklärt, daß
in oxydierender Atmosphäre das metallisch leitende Cd O, in sulfidierender Atmosphäre
das metallisch leitende Cu S den elektrischen und thermischen Kontakt übernimmt
und somit die bekannt geringe Leitfähigkeit von Cu O, Cut O und Cd S
überbrückt
wird. In diesem Zusammenhang ist es sechstens wichtig, daß durch besondere Maßnahmen,
.wie z. B. das Vergießen der geschmolzenen Legierung in vorgewärmte Kokillen, das
Korn verkleinert wird. Anderenfalls ist nicht gewährleistet, daß in den mikroskopisch
kleinen effektiven Kontaktstellen sowohl Cu wie das an den Korngrenzen ausgeschiedene
Cd bzw. Cut Cd zur Verfügung steht. Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung
soll die. Korngröße im Durchschnitt kleiner als 5 - i o-6 mm3 sein.
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Cu-Cd-Legierungen mit diesem feinen Korn erfüllen im Gegensatz zu
Nickel oder auch den teureren versilberten Steckern beliebigen Materials zwei weitere
elektrotechnische Forderungen: die Frittspannung, . die bei Ni zwischen etwa
0,3 bis 2 Volt liegt und Maximalwerte von über 30 Volt erreichen kann,
sinkt auf Werte unterhalb von o,oi Volt, und außerdem vermindern sich siebentens
die Störspannungen .an solchem Cu-Cd-Stiften gegen Buchsen aus dem gleichen Material
oder beliebigem anderem Werkstoff. Nach den Untersuchungen des Erfinders werden
die Kontäktwiderstände, Frittspannungen und Störspannungen besonders vermindert,
wenn man das Gegenstück zu einem Cu-Cd-Stift rhodiniert.
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Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung können die Härte
und die Bruchgrenze dieses Steckermaterials weitererhöht werden, indem man ihm bis
zu i %Sn zusetzt.