PL137714B1 - Electric contact material - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest materia! na elektryczne styki.ze srebra, tlenku cyny oraz jednego lub kilku dalszych tlenków metali* Do wytwarzania elektrycznych styków dla duzej liczby przypadków zastosowan jako najlepszy material okazal sie uklad srebro/tlenek kadmu* Jednakze ze wzgledu na obciazanie srodowiska tlen¬ kiem kadmu (CdO) usilnie próbowano zastapic go innym tlenkiem metalu* W trakcie tych badan okaza¬ lo sie, ze odpowiednim materialem zastepczym dla tlenku kadmu jest tlenek cyny (Sn02)* Tlenek cyny wykazuje wieksza stabilnosc termiczna niz tlenek kadmu i dlatego uzyskuje sie wyraznie mniejszy stopien nadpalenia, co prowadzi do dluzszego okresu uzytkowania przyrzadu laczacego* Znaczna nie¬ dogodnosc styków z ukladu Ag/Sn02 polega jednak na tym, ze po kilku tysiacach przelaczen opornosc przejscia na styku jest przez tworzenie warstwy powierzchniowej za wysoka* To z reguly prowadzi do podwyzszonych temperatur (nadwyzek temperatur) w przyrzadzie laczacym i moze spowodowac jego znisz¬ czenie, a wiec jest niedopuszczalne* Dalsza niedogodnosc tych styków z ukladu Ag/Sn02 w stosunku do styków z ukladu Ag/CdO polega na mniejszym zabezpieczeniu przed zespawaniem* Sily potrzebne do zerwania mostków spawalniczych sa w pewnym zakresie dwukrotnie wieksze niz w przypadku styków z Ag/CdO* Z tego wzgledu istnieje niebezpieczenstwo zaklócen przelaczen przy uzyciu styków z Ag/Sn02* Dlatego próbowano zwiekszyc zabezpieczenie przed zespawaniem przez dodanie do ukladu Ag/Sn02 dalszych tlenków metali, przykladowo tlenku bizmutu, np, opis patentowy RFN nr DS-OS 27 54 335* albo tlenku indu, np* opis patentowy RFN nr DS«0S 24 28 147* Dodatki te poprawiaja wprawdzie za¬ bezpieczenie przed zespawaniem, powoduja jednak podwyzszenie temperatury na styku i w przyrzadzie laczacym, co wplywa ujemnie na okres uzytkowania przyrzadu* Wedlug opisu patentowego RFN nr DE-AS 29 33 338, przez dodanie do ukladu Ag/Sn02 tlenku **!- framu (WO,) r.ozna zmniejszyc w stosunku do ukladu Ag/Sn02 zarówno nadwyzke tenrperatury jak tez sile zespawania* V ten sposób otrzymuje sie porównywalny z ukladem Ag/CdO material na styki, który osiaga nawet znacznie wyzsza trwalosc* Pozadane sa jednak materialy na styki, które wykazuja jesz¬ cze mniejsze sklonnosci do zespawania oraz mniejsze nadwyzki temperatury*2 137 714 Zadaniem wynalazku Jest opracowanie materialu na styki elektryczne ze srebra, tlenku cyny oraz Jednego lub kilku dalszych tlenków metali, który posiada wysoka trwalosc, wykazuje jeszcze mniejsza sklonnosc do zespawania oraz powoduje jeszcze nizsze temperatury przy przelaczaniu niz znane materialy na styki * Zadanie to rozwiazano wedlug wynalazku w ten sposób, ze material zawiera 0,05-4% wagowych tlenku molibdenu i/albo tlenku germanu. Material na styki wedlug wynalazku zawiera korzystnie 8-20% wagowych tlenku cyny, 0,05-4% wagowych tlenku molibdenu i/albo tlenku germanu oraz reszte srebra* Niespodziewanie stwierdzono, ze tlenek molibdenu, a przede wszystkim tlenek germanu, w sto¬ sunku do tlenku wolframu jeszcze dalej obnizaja nadwyzke temperatury w przyrzadzie laczacym i zmniejszaja znacznie sile zespawania, chociaz ani temperatura topnienia, wrzenia i sublimacji, ani wartosc GQ tych obydwu tlenków nie nasuwaja takiego zachowania sie. Inne tlenki metali o wlasci¬ wosciach termodynamicznych podobnych do tlenku *wolframu zwiekszaja nadwyzke temperatury* Korzystny okazal sie dodatek tlenku molibdenu w ilosci 0,05-0,9% wagowych, a tlenku germanu w ilosci 0,05- 1,5% wagowych* Mozna takze czesc tlenku molibdenu i/albo tlenku germanu zastapic tlenkiem wolframu, bez utracenia polepszonych wlasciwosci.Materialy na bazie ukladu Ag/Sn02 z dodatkami tlenku molibdenu i/albo tlenku germanu wytwarza sie metalurgia proszkowa zarówno przez prasowanie i spiekanie pojedynczych styków, jak tez przez wyciskanie wspólbiezne spiekanych trzpieni* W przypadku tlenku germanu dochodzi dalsza szczególna korzysc, a mianowicie na podstawie rozpuszczalnosci germanu w srebrze dodatek ten latwo moze byc przewidziany do wewnetrznego utleniania materialu* Tytulem próby wprowadzone stezenia 0,1% Ge do AgSn 7,5 daly równomierne wydzielanie tlenków metali w materiale* .Warstwa powierzchniowa nie two¬ rzyla sie* Niespodziewanie stwierdzono nawet, ze german wywoluje wyrazne przyspieszenie wewnetrz¬ nego utleniania i uzyskuje sie szybkosc utleniania jak przy ukladzie Ag/CdO. Rza tym, przez do¬ datek germanu podwyzsza sie maksymalnie wewnetrznie utlenialna zawartosc metalu nieszlachetnego i w ten sposób poprawia zabezpieczenie przed zespawaniem.Ponizsze przyklady powinny blizej objasnic material na styki elektryczne wedlug wynalazku.Przyklad I* Droga metalurgii proszkowej wytwarza sie material skladajacy sie z 88% Ag, 11,5% Sn02 i 0,5% MoOj i przez prasowanie, spiekanie i prasowanie wykanczajace przerabia na wkladki stykowe* Przyklad II* Stop zlozony ze srebra, cyny i germanu przerabia sie na blache o gru¬ bosci 3 mm i poddaje ja wewnetrznemu utlenieniu tlenem w temperaturze 820°C, przez 30 godzin i przy cisnieniu 900 kPa. Powstaje przy tym material skladajacy sie z 88% Ag, 11,5% Sn02 i 0,5% Ge02* Przyklad III* Mieszanine zlozona z 88% Ag, 11,5% Sn02, 0,3% MoOj oraz 0,2% Ge02 prze¬ rabia sie w znany sposób droga metalurgii proszkowej i prasuje na wjcladki stykowe* Przyklad IV* Mieszanine zlozona z 88% Ag, 11,3% Sn02, 0,2% W03, 0,3% Mo03 i 0,2%Ge02 przerabia sie w znany sposób na wkladki stykowe* W tablicy przedstawione sa wyniki uzyskane z prób przelaczen przy zastosowaniu tych materia¬ lów, przy czym dla porównania zastosowano tez niektóre znane materialy na styki* Tablica Material 1 L 1 1 Ag/CdO 88/12 I metalurgia proszkowa Ag/Sn02 88/12 metalurgia proszkowa Ag/SnO^YlO, 88/11,5/0,5 metalurgia proszkowa Okres uzytkowania (liczba przelaczen) 2 okolo 50 000 okolo 140 000 okolo 140 000 Sila zespawania N (99.5% wszystkich wartosci jest w dolnej granicy) 3 120 - 200 250 - 350 150 - 220 Temperatura po przeszlo 30 000 przelaczen 4 70-80 110 - 140 70-80137 71* 3 I 1 I Ag/Sn02/Mo05 88/11,5/0,5 metalurgia proszkowa Ag/Sn02/Ge02 88/11,5/0,5 wewnetrzne utlenianie Ag/Sn02/Mo0,/Ge02 88/11,5/0,3/0,2 metalurgia proszKowa Ag/Sn02/W3/MoO,/Ge02 88/11,3/0,1/0,3/0,2 L metalurgia proszkowa 1 ~~Z okolo 140 000 okolo 140 000 okolo 140 000 okolo 140 000 3 150 - 190 150 - 190 150 - 180 150 - 190 60 - 60 - 60 - 60 - 4 70 70 70 70 Zastrzezenia patentowe 1i Material na elektryczne styki ze srebra, tlenku cyny oraz Jednego lub kilku dalszych tlen¬ ków metali, znamienny tym, ze zawiera 0,05-4# wagowych tlenku molibdenu i/albo tlen¬ ku gerranu; 2 i Material wedlug zastrz; 1, znamienny tym, ze zawiera 8-20-: tlenku cyny, Oj.05-4^ wagowych tlenku molidbenu i/albo tlenku germanu oraz reszte srebra; 3; Material wedlug zastrz; 1 albo 2, znamienny tym, ze zawiera Or05-0,9% wa¬ gowych tlenku molibdenu (MoO,). 4, Material wedlug zastrz; 1 albo 2, znamienny tym, ze zawiera 0,05-1,5% wago¬ wych tlenku germanu (Ge02); 5 • Material wedlug zastrz; 1 albo 2, znamienny tym, ze czesc tlenku molibdenu i/albo tlenku germanu jest zastapiona tlenkiem wolframu; PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Claims (1)

1.