DEP0022796DA

DEP0022796DA - Electric contact

Info

Publication number: DEP0022796DA
Authority: DE
Inventors: Eugen Dr.-Ing. Pforzheim Dürrwächter
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1951-04-26

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Kontakt. Elektrische Kontakte müssen bei guter elektrischer Leitfähigkeit und geringem Übergangswiderstand eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen. Die Erfindung befaßt sich insbesondere mit der Verbesserung der mechanischen Festigkeit.The invention relates to an electrical contact. Electrical contacts must have high mechanical strength with good electrical conductivity and low contact resistance. The invention is particularly concerned with improving mechanical strength.

Gemäß der Erfindung enthält der Werkstoff des elektrischen Kontaktes neben metallischen Anteile auch Anteile von elektrischem Isolierstoff, insbesondere keramischen Stoffe, und gegebenenfalls zusätzliche Halbleiter-Anteile. Kieselgur und keramische Stoffe, Korund, Magnesiumoxyd und gebrannter Speckstein zeichnen sich durch eine hohe mechanische Festigkeit aus, so daß durch die Verwendung dieses zusätzlichen Werkstoffes die Abnutzung herabgesetzt wird. Man kann sowohl einen als auch mehrere verschiedene keramische Werkstoffe benutzen. Besonders bewährte sich Kieselgur.According to the invention, the material of the electrical contact contains not only metallic components but also components of electrical insulating material, in particular ceramic materials, and possibly additional semiconductor components. Kieselguhr and ceramic materials, corundum, magnesium oxide and burnt soapstone are characterized by a high mechanical strength, so that the use of this additional material reduces wear and tear. You can use one or more different ceramic materials. Diatomaceous earth has particularly proven itself.

Der metallische Anteil ist dem keramischen Anteil anzupassen. Dies gilt nicht nur fürdie bei der Benutzung interessierenden Eigenschaften, sondern auch für das Verhalten bei der Herstellung der Rohkörper und der fertigen Kontaktkörper. Beispielsweise wird man im allgemeinen chemische Umsetzungen bei der Herstellungs- oder Verarbeitungstemperatur vermeiden.The metallic part is to be adapted to the ceramic part. This applies not only to the properties of interest during use, but also to the behavior during the production of the raw body and the finished contact body. For example, chemical reactions at the manufacturing or processing temperature will generally be avoided.

Als metallische Anteile kommen insbesondere Schwermetalle in Betracht, und zwar kann man sowohl mit einem als auch mit mehreren Schwermetallen und/oder Schwermetall-Legierungen arbeiten. Als Schwermetalle sind zu nennen: Titan, Zirkon, Tantal, Chrom, Cobalt, Molybdän und insbesondere Wolfram und seine Legierungen. Von besonderer Bedeutung sind Wolfram-Cobalt und Wolfram-Chrom. Bei Wolfram-Cobalt wird eine Zusammensetzung bevorzugt, die 60 Atomprozente Cobalt enthält, da hier chemisch besonders widerstandsfähige Gefügebestandteile auftreten. In vielen Fällen ist es zweckmäßig, den mechanisch festeren Metallbestandteil im Überschuß beizugeben, wobei dieser Überschuß entweder in den übrigen Metallbestandteil eingebettet oder als selbständiges Korn beigefügt sein kann.Heavy metals in particular come into consideration as metallic components, and one can work with either one or more heavy metals and / or heavy metal alloys. Heavy metals include: titanium, zirconium, tantalum, chromium, cobalt, molybdenum and, in particular, tungsten and its alloys. Tungsten-cobalt and tungsten-chromium are of particular importance. In the case of tungsten-cobalt, a composition is preferred which contains 60 atomic percent cobalt, since this is the case with particularly chemically resistant structural components. In many cases it is advisable to add the mechanically stronger metal component in excess, this excess either being embedded in the remaining metal component or being added as a separate grain.

Die Herstellung des metallischen Anteils kann durch Mischen verschiedener Metallpulver und/oder Metall-Legierungspulver oder durch Sintern oder durch Zusammenschmelzen oder durch Einseigern des leichter schmelzenden Bestandteiles erfolgen. Auch andere metallurgische Verfahren können angewandt werden.The metallic part can be produced by mixing different metal powder and / or metal alloy powder or by sintering or by melting together or by incorporating the more easily melting component. Other metallurgical processes can also be used.

Um dem fertigen Kontaktkörper eine gute elektrische Leitfähigkeit zu geben, wird es vielfach zweckmäßig sein, Metall hoher Leitfähigkeit beizugeben, vorzugsweise eine Edelmetall. Man kann z.B. Silber oder Silber-Kupfer hinzufügen. Bei der Mehrzahl der Anwendungszwecke ist es zweckmäßig, den elektrischen Widerstand nicht über 0,5 Ohm je m/mm(exp)2 wachsen zu lassen. Im allgemeinen bedeutet das, daß der Metallanteil über 70% liegen soll und daß der Edelmetallanteil, falls ein solcher verwendet wird, wenigstens 10% ausmacht.In order to give the finished contact body good electrical conductivity, it will often be expedient to add metal of high conductivity, preferably a noble metal. For example, you can add silver or silver-copper. For the majority of purposes it is advisable not to let the electrical resistance increase above 0.5 ohm per m / mm (exp) 2. In general, this means that the metal content should be above 70% and that the noble metal content, if such is used, is at least 10%.

Neben dem keramischen und metallischen Anteil können auch halbleitende Anteile vorhanden sein. Als halbleitende Anteile kommen zunächst solche in Betracht, die wiedrum keramischen Charakter aufweisen, aber elektrisch leitfähig sind, wie z.B. Stoffe mit Fehlstellenleitfähigkeit (etwa anreduziertes Urandioxyd UO(sub)2 oder Magnesiumtitanat MgO.TiO(sub)2 vorzugsweise mit Spinellstruktur). Besonders zweckmäßig ist jedoch ein Zusatz von Kohlenstoff. Der Kohlenstoff kann in verschiedener Form vorliegen. Vielfach wird man sogenannten amorphen Kohlenstoff, etwa Ruß, benutzen. In anderen Fällen ist kristalliner Kohlenstoff, Graphit, zu bevorzugen. Der Kohlenstoff kann auch im metallischen Anteil gelöst oder mit ihm in anderer Weise, etwa als Carbid, verbunden sein. Besonders zweckmäßig ist es in vielen Fällen, Hartkohle zu verwenden. Diese Hartkohle kann man auf dem keramischen Anteil niederschlagen, etwa indem man den keramischen Anteil oder Bestandteil des keramischen Anteils in erhitztem Zustande durch eine geeignete Atmosphäre hindurchfallen läßt. Als geeignete Atmosphäre kommt insbesondere ein neutrales Schutzgas in Betracht, dem ein in der Hitze Kohlenstoff abscheidendes Gas beigefügt wird, wie dies für die Herstellung von Überzügen aus Hartkohle auf festen Keramikkörpern an sich bekannt ist.In addition to the ceramic and metallic components, semiconducting components can also be present. The semiconducting components that come into consideration are those which, in turn, have a ceramic character but are electrically conductive, such as substances with flaw conductivity (e.g. reduced uranium dioxide UO (sub) 2 or magnesium titanate MgO.TiO (sub) 2, preferably with a spinel structure). However, it is particularly useful to add carbon. The carbon can be in various forms. So-called amorphous carbon, such as soot, will be used in many cases. In other cases, crystalline carbon, graphite, is preferred. The carbon can also be dissolved in the metallic component or connected to it in some other way, for example as a carbide. In many cases it is particularly useful to use hard charcoal. This hard carbon can be deposited on the ceramic part, for example by letting the ceramic part or part of the ceramic part fall through a suitable atmosphere in a heated state. A particularly suitable atmosphere is a neutral protective gas to which a gas that separates carbon in the heat is added, as is the case for the production of coatings made of hard carbon on solid ceramic bodies is known.

Aus den beschriebenen Stoffzusammensetzungen kann man zunächst Rohkörper herstellen, die dann mechanisch oder in anderer Weise weiter verarbeitet und auf dem Träger befestigt werden. Man kann aber den Kontaktkörper auch auf dem Träger selber herstellen. Handelt es sich z.B. um einen Träger, der mit Silber überzogen werden soll und einen silberhaltigen Kontakt, so kann man einen silberfreien Preßling auf den Träger auflegen und dann Träger und Preßling mit geschmolzenem Silber behandeln.The compositions of matter described can first be used to produce raw bodies, which are then further processed mechanically or in some other way and attached to the carrier. But you can also produce the contact body on the carrier itself. If, for example, it is a matter of a carrier that is to be coated with silver and a contact containing silver, a silver-free compact can be placed on the carrier and then the carrier and the compact can be treated with molten silver.

Claims

1.) Electrical contact, characterized in that its material contains not only metallic parts but also electrically insulating parts, in particular ceramic parts, and optionally additional semiconductor parts.

2.) Contact according to claim 1, characterized by a content of kieselguhr.

3.) Contact according to claim 1 or 2, characterized by a content of one or more heavy metals, such as titanium, zirconium, tantalum, chromium, cobalt, molybdenum and in particular tungsten or its alloys.

4.) Contact according to claim 3, characterized in that the metallic component contains tungsten and cobalt, preferably an alloy with 60 atomic percent cobalt.

5.) Contact according to claim 3 or 4, characterized in that the metallic component contains tungsten and chromium.

6.) Contact according to claim 3 or the following with a heavy metal alloy, characterized in that the harder component of the alloy is present in excess the fact is that it also occurs in pure crystals, e.g. 40 atomic percent cobalt and 60 atomic percent tungsten.

7.) Contact according to claim 3 or the following, characterized in that the metallic component contains, in addition to one or more heavy metals and / or heavy metal alloys, noble metal, in particular silver.

8.) Contact according to claim 1 or the following, characterized in that the metal content makes up at least 70 percent by volume.

9.) Contact according to claim 7 or 9, characterized in that the noble metal content makes up at least 10 percent by volume.

10.) Contact according to claim 1 to 9, characterized by a content of carbon, e.g. in the form of soot or graphite.

11.) Contact according to claim 1 to 10, characterized in that carbon is dissolved in the metallic component or connected to it in some other way.

12.) Contact according to claim 1 to 10, characterized in that the carbon is deposited in the form of hard charcoal on the insulating, in particular ceramic, portion.