JPH02500554A - 真空開閉装置用接触材料及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 真空開ｖＡ装置用接触材料及びその製法本発明は、銅（Ｃｕ）及びクロム（Ｃｒ ）の基礎成分並びにテルル（Ｔｅ）又はセレン（Ｓｅ）含百添加成分からなる真 空開閉装置用接触材料に関する。

銅及びクロムをベースとする材料が真空開閉装置の接触材料として有用であるこ とは知られており、また従来の技術水ツからその種々の変体が公知である。特殊 な遮断の場合には遮′５電流及び過電圧が特に低いことが要求され、この場合特 に誘導性スイッチ回路にあっては多数多発再点弧及び仮想を流遮断を回避するこ とがめられる。これに関して一般的な専門文献には、接触材料であるＣｒＣｕに 他の成分を加えることによって上記の要求を満たす一連の解決手段が提藁されて いる°。

Ｗ＆された成分のうちにはテルル（Ｔｅ）又はセレン（Ｓｅ）が挙げられており 、これらはその高い蒸気正により、要求されたいわゆる“柔軟な”開閉特性を促 進することができる。これに関する特許文献の例はドイツ連邦共和国特許第２２ ４０４９３号、ドイツ連邦共和国特許出願公告第３００６２７５号、欧州特許第 ００８３２００号及び欧州特許出願公開第０１７２９１２号明細書である。

添加物であるテルル又はセレンは銅と共にハンゼン（Ｈａｎｓｅｎ）著「コンス ティテユーシテン・オブ・バイナリ−・アローイズ（Ｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｏｎ 　ｏｆ　Ｂｉｎａｒｙ　Ａ１１ｏｙｓ　）　２シユプリンガー・フエルラーク出 版（１９５８年）から公知の状！：、図表により金属間相を形成する。これらの 金属間相は銅の溶融点を上回る溶融点を有し、従ってこれを含有する接触材料の いわゆる硬ろう性を可能にする。

これについてはドイツ連邦共和国特許第２２５４６２３号明細書に記載されてい る。しかしこの種の相はその蒸気圧に関して出発物質であるテルル及びセレンよ りも明らかに低いことから、高い蒸気圧という所望の物理的特性は著しく弱めら れる。更にこれにより遮断電流及び電圧不安定性の低下は制限されることになる 。

それというのももはや線絵な添加物ではなく、これにより形成された金属間相が 基本となるからである。

更に金属間相は通常、接触材料から製造された接触片の開閉面上に前面的に存在 することはない、すなわちこの場合金属間相はむしろクロム及び銅成分と共に予 め規定された範囲に存在するにすぎない、クロムの最小量が接触材料の耐焼損性 及び十分なゲッター作用にとって望ましいことから、また電流容量及び遮断能力 に対する要求により銅もまた最小量であることを必要とすることから、先の構造 を選択しなければならない、この事実は、任意の量の銅を導電性の劣るテルル化 物又はセレン化物によって代えることはできないことを意味する。従って開閉面 における金属間相の濃度減少は通常、所望の遮断を流低下作用を弱めることにな る。

従って十分なろう付は抵抗、僅少な焼損及び高い遮断能力を保証するＴｅ又はＳ ｅ添加物を有するＣｒＣｕ接触材料の利点を損なうことなしに、テルル及びセレ ン成分の遮断電流低下作用を改善することは重要である。

従って本発明の課題は、上記の条件を満足しまた特に実際に過電圧のない開閉特 性を可能にする接触材料及びこの材料を製造する方法を提供することにある。

この課題は本発明によれば、請求の範囲第１項に記載したすべての特徴によって 解決される。この請求の範囲の特徴部は特に先願である未公開の欧州特許８願第 ８７１００６２１．９号明細書に対して新しい特徴を含む、有利な実施態様は請 求の範囲２ないし６にまた本発明による材料の製法に関しては方法の請求の範囲 ７に記載されている。

すなわち本発明の場合、通常ＣｒＣｕ材料に含まれるテルル化銅（Ｃｕ　ｚＴｅ 　）又はセレン化Ｒ（ＣｕｚＳｅ）は特に高濃度のテルル又はセレンを含む三元 系の銅−クロム−テルル化物又は銅−クロム−セレン化物によって代えられてい る０本発明の枠内で予想外にも、上記の二元系テルル化物又はセレン化物を、そ の溶融点及び蒸気圧は類イ以するが、その組成は明らかに高いテルル又はセレン 濃度を有している三元系テルル化物又はセレン化物によって置換し得ることが判 明した。このことはＣｒＣｕ組織内におけるテルル化物又はセレン化物の容量が 比較可能な程度の場合には、三元系のＣｒＣｕテルル化物又はセレン化物を添加 する方が、通常の二元系Ｃｕ−テルル化物又は−セレン化物を添加するよりも有 利であることを意味する。

本発明による接触材料中に含まれる三元系テルル化物又はセレン化物はクロム、 銅及びテルル又はセレンの個々の成分から溶融することによって得られる。これ らの成分はＣｒＣｕ接触材料の製造に際して粉末状で所望量を混入され、公知方 法で更に加工される。

三元系金属間相は本発明の枠内で全ＣｒＣｕ組織中に均一に配分することができ る。しかしこれらの相は接触材料の特定の表面域上に制限し、また特に開閉面か ら出発して欧州特許８願第８７１００６２１．９号明細書に詳細に記載されてい るように材料の予め規定された深さにまで限定することができる。

本発明の詳細及び利点を一実施例との関連において図面に基づき以下の説明によ り詳述する。

第１はクロム−銅−テルル系の個々の成分に対する温度−蒸発車を、 第２図は系中の第１図に示した金属間相に対する遮断電流の分布を それぞれグラフで示すものである。

双方のグラフは未発明を定性的に説明するものであり、各座標の単位は詳細には 示されていない。

第１図では蒸発率（ｌｏｇ）が横座標にまた温度が鑓座標に示されている。銅に 対する斜線１及びテルルに対する斜線２から、テルルは低温ですでにかなりの蒸 発；を有し、これに対して潟の場合著しく高い温度を設定しなければならないこ とが明らかである。

銅−テルル系、すなわちＣｕｚＴｅ系の公知の金属間相はテルル約３３原子％及 び銅６７原子％を含む。これに対する蒸発皇を示す斜線３は銅の斜線１の下方の 比較的近くにある。未発明により提案された、はぼ化学を論の構造式Ｃｕ３Ｃｒ ２Ｔｅａを有する三元系ＣｒＣｕ　−テルル化物はテルル約４５原子％を臂し、 残りは相応して銅及びクロムに分配されていることが判明した。これはテルルの 含有量が公知の金属間相ＣｕｚＴｅのそれよりも約３分の１高いことを意味する 。それにもかかわらず斜線４で示される通り極く僅かに高い蒸発工を生じるにす ぎない。

第２図では遮断電流が横座標にまた遮断電流の相対頻度が縦座標に記録されてお り、従ってこの図はこの座標系で遮断電流の分布を示すものである。前記公知の ＣｕｚＴｅに対する分布曲線１３に基づく遮断電流分布力・ら出発した場合、曲 線１４から明らかなように、ＣｕｚＣｒ、Ｔｅａのテルル分量並びに蒸発率が約 ３分の１高いこにより遮断電流はほぼ半分しこなることが推察できる。上記組成 の三元系鋼−クロムーテルル化物の一層有利な遮断電流分布曲線によれば過電圧 特性はまったく適切にプラスに作用する。

二元系銅−セレン化物が三元系詞−クロムーセレン化物によって代えられている 場合にも同しことが云える。

叉旦偲 Ｎ量比′ｆ′：Ｊｌ　：　２　：　５．５のクロム、銅及びテルル粉末か、らな る混合物を真空下又は保護ガス下に約１３００″Ｃに加熱し、溶融し、均質化す る。その際三元系鋼−クロムーテルル化物はほぼＣ＋ｇＣｒ２Ｔｅａの化学量論 に相応する。こうして製造された三元系鋼−クロムーテルル化吻を粉砕し、〈１ ００μｍの粒径に濾過し、同様に＜１０１００ＪＩ粒変分布のクロム及び銅粉末 と重量比１：２：２で混合する。この混合物を層厚約３肛で、約６００ＭＰａの 均一な粒径分布ををするＣｒＣｕ粉末混合物からなるほぼ同じ高さの層に押圧し 、真空下に約１０５０″Ｃで焼結する。

必要な空間充填度≧９８％を得るため、必要な場合には、再圧縮工程を実施して もよい、生じた粗生成物から２相の接触基板を切り取ることができる。

他の例では接触片を製造することができ、この場合接触材料の全体に三元テルル 化物又はセレン化物を有する添加成分が存在する。

国際調査報告 国際調査報告 ＥＰεεつ〇二７二

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．窮（Ｃｕ）及びクロム（Ｃｒ）の基礎成分並びにテルル（Ｔｅ）又はセレン （Ｓｅ）含有添加成分からなる真空開閉装置用接触材料において、添加成分が銅 （Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）及びテルル（Ｔｅ）又はセレン（Ｓｅ）からなる三元 系金属間相でありかつ化学量給の二元系金属間相Ｃｕ２Ｔｅ又はＣｕ２Ｓｅの場 合よりも高いテルル又はセレン含有量を有することを特徴とする真空開閉装置用 接触材料。
2. ２．三元来金属間相におけるＴｅヌはＳｅ含有量が４０原子％以上であることを 特徴とする請求の範囲１記載の接触材料。
3. ３．三元系金属間相が構造式Ｃｕ３Ｃｒ２Ｔ４‘又はＣｕ３Ｃｅ２Ｓｅ４にほぼ 等しいことを特徴とする請求の範囲１記載の接触材料。
4. ４．添加成分が接触材料中に均一に配分されていることを特徴とする請求の範囲 １ないし３の１つに記載の接触材料。
5. ５．添加成分が、接触材料中の開閉面から予め規定された深さにまで広がってい る接触材料の層中に、均一に配分されていることを特徴とする請求の範囲１ない し３の１つに記載の接触材料。
6. ６．添加成分が全接触材料中又は開閉面の近くの層中に約１０〜６０重量％、有 利には３０〜４０重量％の濃度で存在することを特徴とする請求の範囲４又は５ 記載の接触材料。 以下の処理工程、すなわち ａ）添加成分をその各成分である銅、クロム及びテルル又はセレンから溶融し、 粉砕し、 ｂ）粉末状添加成分を基礎成分である銅及びクムロと混合し、ｃ）次に公知の粉 末冶金法により圧縮、焼結及び場合によっては再凝縮により接触体にする 各工程を有することを特徴とする請求の範囲１又は６の１つに記載の接触材料を 製造する方法。