PT2297757E - Utilização de um material de contacto eléctrico para soprar um arco eléctrico - Google Patents

Description

ΡΕ2297757 1

DESCRIÇÃO "UTILIZAÇÃO DE UM MATERIAL DE CONTACTO ELECTRICO PARA SOPRAR UM ARCO ELECTRICO"

Campo Técnico A presente invenção relaciona-se com o domínio dos contactos eléctricos. Ela diz respeito, mais particularmente, à utilização de um material de contacto eléctrico com o efeito de extinção de um arco eléctrico.

Estado da Técnica

Um tal tipo de material encontra a sua aplicação principalmente para a realização de contactos ditos de "baixa tensão", que dizer, dos quais a gama de funcionamento se situa aproximadamente entre 10 V e 1000 V e entre 1 A e 10000 A. Estes contactos são utilizados geralmente nos domínios doméstico, industrial e automóvel, tanto em corrente contínua como em corrente alternada, para interruptores, relés, contactores e disjuntores, etc.

Quando se abre um par de terminais de contactos eléctricos sob tensão, a corrente continua a passar de um terminal para o outro pela ionização do gás que ela atravessa. Esta coluna de gás ionizado, vulgarmente chamada 2 ΡΕ2297757 de "arco eléctrico", tem um comprimento máximo que depende de diferentes parâmetros, tais como a natureza e a pressão do gás, a tensão nos terminais, o material de contacto, a geometria do aparelho, a impedância do circuito, etc. A energia libertada pelo arco eléctrico é suficiente para fundir o material que constitui os terminais, o que tem por consequência, não somente a degradação das partes metálicas mas, também, por vezes, a sua soldagem, tendo por consequência o bloqueio do aparelho.

Nas aplicações em corrente alternada, a passagem da tensão por zero facilita o corte do arco. No entanto, certos aparelhos de protecção devem cortar correntes muito elevadas, que ocasionam arcos suficientemente energéticos para danificarem os contactos.

Em contrapartida, para as aplicações em corrente continua, os arcos eléctricos são muito estáveis, sobretudo quando a tensão é nitidamente superior a 10 V. Uma solução para cortar o arco consiste em aumentar o seu comprimento de forma tal que ele se torna instável e desapareça por ele mesmo. Para uma tensão de 14 V, um comprimento da ordem do milímetro é suficiente, enquanto que para uma tensão de 42 V, particularmente quando se está na presença de uma carga indutiva, este comprimento pode ser de vários centímetros. Isto complica seriamente a construção dos aparelhos de corte e a duração dos arcos criados reduz fortemente o seu tempo de vida. 3 ΡΕ2297757 0 problema põe-se muito particularmente na indústria automóvel que tem em vista a utilização de circuitos a 42 V contínuos, e até mais, para se adaptar ao número cada vez mais elevado de dispositivos eléctricos presentes nas viaturas (até cem motores num veículo de alta gama). A tais tensões, o interesse de limitar os problemas ligados aos arcos torna-se primordial.

Desta forma, os materiais dos contactos eléctricos devem satisfazer as três exigências seguintes: - uma resistência de contacto fraca e estável, para evitar um aquecimento excessivo aquando da passagem da corrente; - boa resistência à soldadura em presença de um arco eléctrico; e - fraca erosão sob o efeito do arco.

Para satisfazer estas exigências parcialmente contraditórias, uma solução consiste em utilizar as pseudo-ligas incluindo uma matriz de prata ou de cobre e, inserida nesta matriz, uma fracção constituída de cerca de 10% a 50% em volume de partículas refractárias (por exemplo, Ni, C, W, WC, CdO, SnC>2) de uma dimensão geralmente compreendida entre 1 pm e 5 pm. O material assim obtido resiste melhor à energia libertada pelo arco 4 ΡΕ2297757 eléctrico. Ainda que constituindo uma solução interessante, este método não permite limitar as fusões e, devido à sua repetição, problemas de erosão e de soldagem dos terminais podem ocorrer a curto ou médio prazo.

Uma outra solução, descrita na Patente Americana US 3 626 124, consiste em utilizar um material incluindo partículas magnéticas monodominio.

Tais partículas estão magnetizadas espontaneamente segundo uma orientação aleatória na ausência de um campo exterior aplicado. Estas partículas estão, portanto, inicialmente magnetizadas e não têm a necessidade de uma fonte exterior de magnetização. 0 campo gerado por cada partícula magnetizada age sobre o arco de corte, facilitando a sua sopragem. As partículas descritas permanecem monodominio mesmo a seguir a um aquecimento para além da sua temperatura de Curie, de forma que a eficácia da sopragem não é afectada pelo aquecimento devido ao arco de corte, aquando de aberturas anteriores dos contactos. Todavia, cada partícula age individualmente sobre o arco de corte, de maneira que o efeito de sopragem magnética é muito fraco. Esta solução não é, portanto, satisfatória.

Por outro lado, quando se trata, em corrente alternada, de realizar aparelhos de protecção (disjuntores) capazes de cortar correntes muito elevadas, tem-se proposto recorrer a meios auxiliares para facilitar a extinção do arco ou evitar o seu reacendimento: sopragem electro-magnética ou pneumática. 5 ΡΕ2297757

Por exemplo, uma tal solução de extinção electromagnética por dispositivos exteriores ao contacto propriamente dito, está descrita no documento EP 1 482 525. Este último divulga um dispositivo magnético colocado à distância do contacto e que gera um campo magnético que alonga um arco eléctrico que se produza entre os terminais, com o fim de o extinguir. Todavia, o aumento de custos, o espaço ocupado e o aumento de peso originado por esta solução, torna-a problemática, particularmente para as aplicações nos automóveis.

Tem-se proposto, entre outras, substituir o gás presente no espaço que separa os dois contactos por um gás muito estável e, portanto, difícil de ionizar, como o SF6. No entanto, esta solução é complexa de realizar.

Um objectivo da presente invenção é, portanto, de remediar estes inconvenientes, propondo utilizar um material de contacto eléctrico para realizar terminais de contacto cujo funcionamento não é alterado nem a curto prazo, nem a longo prazo, pela energia de um arco eléctrico.

Divulgação da Invenção A invenção diz respeito à utilização de um material incluindo uma matriz em metal condutor e entidades magnéticas representando entre 8% e 80% em peso do material 6 ΡΕ2297757 e incluindo fases magnéticas duras, as ditas entidades magnéticas inicialmente não magnetizadas tendo sido tornadas magnetizadas com uma orientação média, definida pela direcção de um campo magnético aplicado sobre o dito material, para soprar um arco eléctrico entre dois terminais de contactos eléctricos dos quais pelo menos um inclui o dito material, e assim reduzir a duração do arco.

Numa variante, o material pode comportar, entre outras, uma fracção refractária estável a uma temperatura superior a 900 °C.

De uma forma vantajosa, pelo menos uma das fases das entidades magnéticas é um composto magnético duro à base de terras raras.

Para permitir uma utilização de acordo com a invenção, o dito material é capaz de gerar um campo de indução magnética, medido à sua superfície, superior a 20 mT, de preferência superior a 60 ml, e mais preferencialmente superior a 100 mT. Têm sido observados efeitos particularmente notáveis sobre a extinção de um arco eléctrico para uma utilização segundo a invenção, segundo a qual os ditos terminais definem entre eles um eixo, sendo pelo menos um dos ditos terminais realizado com o dito material e apresentando uma magnetização gerando um campo magnético perpendicular ao dito eixo. 7 ΡΕ2297757

De uma forma vantajosa, pelo menos um dos ditos terminais que incluem o dito material com as entidades magnéticas, apresenta uma sobrecamada incluindo um material escolhido de entre a prata e o cobre. A presente invenção diz respeito igualmente a um material constitutivo de um terminal de contacto eléctrico incluindo uma matriz em metal condutor e entidades magnéticas representando entre 8% e 80% em peso do material e incluindo fases magnéticas duras, as ditas entidades magnéticas inicialmente não magnetizadas tendo sido tornadas magnetizadas com uma orientação média, definida pela direcção de um campo magnético aplicado sobre o dito material, sendo pelo menos uma das fases magnéticas um composto à base de terras raras, com excepção do samário.

Segundo um outro aspecto, a presente invenção diz respeito a um procedimento de fabrico de um terminal de contacto eléctrico incluindo as etapas seguintes: - elaboração de um material a partir de prata ou de cobre para formar a matriz do dito material e de entidades magnéticas incluindo fases magnéticas duras, estando as ditas entidades magnéticas não magnetizadas, sendo pelo menos uma das fases magnéticas um composto à base de terras raras, - dar forma ao terminal, 8 ΡΕ2297757 - montagem sobre um suporte, e - magnetização do terminal.

Segundo um outro aspecto, a invenção diz respeito a um par de terminais de contacto eléctrico, os ditos terminais definindo entre eles um eixo, no qual pelo menos um dos ditos terminais é realizado num material tal como definido aqui acima e apresenta uma magnetização gerando um campo magnético perpendicular ao dito eixo.

No caso da corrente continua, têm sido também observados muito bons resultados para um par de terminais de contactos eléctricos incluindo, no cátodo, um terminal de contacto eléctrico realizado num material definido aqui acima.

Breve descrição dos desenhos A invenção será melhor compreendida com a leitura da descrição que se segue, fazendo referência à figura anexada, ilustrando diferentes orientações do campo magnético apresentado pelos terminais de um contacto eléctrico.

Modo(s) de realização da invenção 0 material de contacto utilizado na presente invenção é essencialmente constituído de: 9 ΡΕ2297757 - uma matriz em metal condutor, geralmente em prata ou em cobre; e - entidades magnéticas representando entre 8% e 80% em peso do material e incluindo fases magnéticas duras, estando as ditas entidades magnéticas inicialmente não magnetizadas e susceptíveis de serem magnetizadas, com uma orientação média, definida pela direcção de um campo magnético aplicado sobre o dito material.

Deste facto, o material utilizado segundo a invenção, contém inicialmente entidades magnéticas multi-domínios formando um conjunto inicialmente globalmente não magnetizado, e devendo ser em seguida magnetizado pela aplicação de um campo. De preferência, o material utilizado segundo a invenção não contém inicialmente entidades espontaneamente magnetizadas monodominio.

De preferência, as entidades magnéticas representam entre 10% e 50% em peso do material, de preferência entre 12% e 30% em peso, e mais preferencialmente entre 18% e 22% em peso do material.

As entidades magnéticas incluem fases magnéticas que podem ser obtidas a partir de um ou mais compostos ferromagnéticos ou ferrimagnéticos duros. Com vantagem, elas são escolhidas a partir de compostos à base de terras raras de entre as quais se podem citar os compostos ditos 10 ΡΕ2297757 do tipo RE-Fe-B, (sendo RE a abreviatura inglesa de Rare Earth, Terra Rara) . De preferência, RE é o neodimio ou o praseodimio. Podem ser utilizados outros compostos do tipo RE-M, sendo a RE de preferência La, Gd, Y ou Lu, de tipo 1/5, 1/7 ou 2/17, e sendo M maioritariamente Co ou Fe e podendo conter Cu, Zr, AI e outros elementos minoritários. Os compostos do tipo RE-Fe-N podem também ser utilizados.

Outros compostos, tais como aqueles da família Pt(Fe,Co), podem também ser convenientes, ou os compostos do tipo ferrite de bário ou de estrôncio.

Podem ainda ser tidos em vista outros materiais, sendo o essencial que as entidades magnéticas apresentem um campo coercitivo e uma indução remanescente suficientes para permitir a sua utilização nas aplicações visadas, podendo estes dois parâmetros serem avaliados por ensaios experimentais simples. Com efeito, como será explicado a seguir, é necessário que o contacto crie um certo campo magnético de maneira a desestabilizar um eventual arco eléctrico que se produza entre os terminais. É necessário nomeadamente que, após ter ele mesmo sido exposto a um campo magnético, o material apresente uma indução remanescente suficiente e estável no tempo, para uma utilização a longo prazo. Esta indução, obtida por magnetização dos terminais sob um campo magnético exterior, pode ser caracterizada pelo campo magnético gerado na superfície dos terminais, e persistindo após a supressão do campo magnético aplicado. A título indicativo, o campo 11 ΡΕ2297757 gerado à superfície deve ser superior a 20 mT, de preferência superior a 60 mT, e mais preferencialmente superior a 100 mT, medido com a ajuda de uma sonda de efeito de Hall comercializada pela sociedade Lakeshore.

De forma facultativa, a matriz comporta uma fracção refractária, estável a uma temperatura superior a 900 °C. A fracção refractária pode comportar um ou vários dos elementos escolhidos a partir do grupo seguinte: CdO, Sn02, ZnO, Bi2C>3, C, WC, MgO, ln203, assim como o Ni, Fe, Mo, Zr, W ou os seus óxidos. A fracção refractária é adicionada em quantidade de maneira a que a percentagem das entidades magnéticas seja de pelo menos 8% e que a quantidade de metal condutor seja de pelo menos 20%.

De forma vantajosa, as entidades magnéticas são dispersadas na matriz, seja de forma regular, seja segundo um gradiente de concentração, seja, ainda, em blocos localizados.

Em complemento, o material pode também conter dopantes ou aditivos menores, facilitando a preparação do material, que podem ser por exemplo, Ni, Co, Fe, Bi, Re, Zr e seus óxidos. O material descrito aqui acima é utilizado para realizar terminais de contactos eléctricos. As primeiras 12 ΡΕ2297757 etapas do processo de elaboração do material e de dar forma aos terminais de contactos eléctricos são vulgares e são conhecidas dos peritos na técnica que poderão escolher entre várias técnicas. Por outro lado, o processo comporta uma etapa suplementar de magnetização do material sobre os terminais já elaborados.

Em particular, e sem que haja necessidade de detalhar mais para os peritos na técnica, que poderão, por intermédio de alguns ensaios de prática corrente, pôr em prática as técnicas a seguir indicadas, a preparação do material utilizado segundo a invenção poderá ser realizada por: - metalurgia dos pós, - via química de precipitação de sais em solução, - atomização, - depósito de camada fina ou espessa, ou extrusão a partir de um bilete ou de uma mistura de pós.

De forma vantajosa, a etapa de preparação do material pode ser realizada por metalurgia dos pós, sendo uma das entidades magnéticas de RE-Fe-B nano-estruturada, onde RE é um elemento das terras raras. 13 ΡΕ2297757

Uma direcção privilegiada das entidades magnéticas poderá ser obtida pela aplicação de um procedimento apropriado aquando da elaboração dos terminais (pressão, campo magnético, tratamento térmico). Esta operação não é indispensável, mas ela permite aumentar a magnetização dos terminais induzida pelo campo, aplicado após a elaboração dos terminais. É de notar que, de forma não limitadora, a utilização, como material de partida para constituir as entidades magnéticas do contacto, de uma fita nano-estruturada de RE-Fe-B obtida por uma técnica de solidificação rápida, particularmente pela técnica conhecida pelo nome de solidificação em rotação com enregelamento "melt spinning", dá excelentes resultados. Não é necessário descrever mais detalhadamente esta técnica conhecida dos peritos na técnica. Relembraremos, em resumo, que ela consiste em fazer vazar, através de um orifício de injecção, metal em fusão contido num reservatório, e a levar ao contacto um fio de metal líquido com um cilindro, em cobre por exemplo, rodando a grande velocidade. Graças a esta técnica, o RE-Fe-B arrefece adquirindo uma micro-estrutura, que lhe permite apresentar características magnéticas duras notáveis à vista da utilização visada. 0 RE-Fe-B pode ser associado a outros materiais magnéticos para optimizar as propriedades magnéticas do conjunto, representando o RE-Fe-B vantajosamente, pelo menos 50% em peso das entidades magnéticas. 14 ΡΕ2297757 É em seguida dada forma aos terminais de contacto pelo corte das fitas, estampagem de fios, compressão unitária. Eles são em seguida dispostos sobre um suporte adaptado, por qualquer método tradicional de montagem de contactos eléctricos, em particular: soldadura por resistência, brasagem por resistência, brasagem por indução, brasagem por chama ou no forno, engaste, incrustação... tendo em vista a sua utilização como contactos eléctricos.

Numa variante, o material utilizado segundo a invenção pode ser posto na forma de uma rodela ou de uma camada, formando um sistema magnético, tornado solidário de um terminal de contacto eléctrico tradicional por incrustação, soldadura, brasagem ou rebitagem, até por depósito de camada(s) . Neste último caso, o material magnético, o material do contacto ou os dois podem apresentar-se na forma de uma ou de várias camadas. 0 sistema magnético pode igualmente servir de suporte mecânico e de condutor da corrente até ao contacto eléctrico. É possível, vantajosamente, adaptar o sistema magnético, segundo a variante, nas instalações existentes, mantendo o material do contacto inicial, porque ele apenas ocupa um pequeno espaço para além do contacto, com a diferença dos órgãos electroma-gnéticos da técnica anterior.

Nos terminais formados, as entidades magnéticas não estão magnetizadas. Os terminais devem em seguida passar pela etapa de magnetização pela aplicação de um 15 ΡΕ2297757 campo magnético magnetizante para originar nas entidades magnéticas não magnetizadas uma magnetização global segundo uma orientação média definida pelo campo aplicado. Os terminais podem então desempenhar plenamente o seu papel de sopragem ou de extinção do arco. Esta operação pode ter lugar na fábrica, após a elaboração do terminal. Ela pode também ter lugar junto do utilizador, antes ou depois da montagem final do contacto. Ela é realizada expondo os terminais a um campo magnético de uma intensidade compreendida entre 0,5 T e 30 T, de preferência entre 1 T e 30 T, e mais preferencialmente ainda entre 1 T e 10 T. Desta forma, conformemente à invenção, o material utilizado sob a forma de terminais inclui entidades magnéticas inicialmente não magnetizadas que estão ou susceptiveis de ser tornadas magnetizadas pela aplicação de um campo magnético junto do utilizador, ou estão desde logo tornadas magnetizadas pela aplicação de um campo magnético na fábrica.

Por esta aplicação de um campo magnético de direcção e intensidade apropriadas, sobre os terminais já elaborados, é criada uma magnetização global dos terminais, cuja orientação é definida pelo campo aplicado. Dai resulta que é gerado um campo magnético na vizinhança do terminal. Este campo age sobre o arco de corte e contribui para a sua sopragem. O campo pode, nomeadamente, ser aplicado paralelamente ou de preferência perpendicularmente ao eixo longitudinal de um terminal, de maneira a que este último apresente linhas de campo tais como as ilustradas, respec- 16 ΡΕ2297757 tivamente, nas figuras la e lb. As condições da etapa de magnetização (duração e intensidade do campo) são adaptadas ao material magnético de maneira a que, após terem passado pela etapa de magnetização, os terminais sejam fonte de um campo de indução magnética que, medido à sua superfície, é superior a 20 mT, de preferência superior a 60 mT, e mais preferencialmente superior a 100 mT.

Os terminais assim obtidos são em seguida colocados nos contactos eléctricos formados por dois terminais, definindo entre eles um primeiro eixo. O contacto pode não conter mais do que um terminal obtido segundo o processo aqui acima, disposto, no caso de um circuito de corrente contínua, no ânodo ou no cátodo. É igualmente possível que os dois terminais formando o contacto sejam realizados com num material magnético utilizado segundo a invenção. São possíveis e concebíveis diversas orientações dos campos magnéticos, por exemplo, quando é utilizado um único terminal magnetizado, o campo que ele gera pode ser orientado paralelamente ou perpendicularmente ao primeiro eixo.

Numa variante, o terminal pode incluir uma sobrecamada disposta sobre o material magnético. Uma tal sobrecamada inclui um material condutor escolhido a partir de prata e de cobre e eventualmente um composto refractário escolhido a partir do grupo consistindo dos compostos CdO, Sn02, ZnO, Bi203, C, WC, MgO, ln203, assim como de Ni, Fe, Mo, Zr, W ou seus óxidos. 17 ΡΕ2297757

Esta sobrecamada permite, com vantagem, isolar as entidades magnéticas do terminal da superfície de contacto e assim diminuir os riscos de soldadura durante o fecho do circuito. Com efeito, o efeito de sopragem pode ser atenuado pela ionização dos elementos constituintes do composto magnético, podendo este último aumentar a resistência de contacto e favorecer a soldadura. De qualquer forma, a superfície extrema do contacto é fortemente aquecida sob o efeito do arco, de forma que as propriedades magnéticas das entidades superficiais são geralmente destruídas durante o funcionamento. A sobrecamada deve ser suficientemente fina para que o campo criado pelas entidades magnéticas subjacentes na zona do arco permaneça suficientemente intenso, e eventualmente suficientemente espessa para não ser completamente fundida sob o efeito do arco. Todavia, verifica-se que a redução da duração do arco obtido segundo a invenção conduz a uma erosão muito fraca. Desta forma, a sobrecamada pode apresentar uma espessura compreendida entre 0,05 mm e 3 mm, de preferência compreendida entre 0,1 mm e 2 mm, e mais preferencialmente compreendida entre 0,2 mm e 1 mm.

Os exemplos seguintes ilustram a presente invenção, sem todavia lhe limitar o alcance.

Exemplo 1 A elaboração do material faz-se por metalurgia dos pós. Assim, uma fita de Nd-Fe-B produzida pela técnica conhecida sob o nome de "melt spinning" é reduzida a pó, 18 ΡΕ2297757 sob árgon, por trituração com esferas, até à obtenção de uma granulometria compreendida entre 1 pm e 50 pm. A duração desta operação é de cerca de 5 horas. O pó assim obtido é misturado à prata em pó, cujas partículas apresentam um diâmetro médio compreendido entre 15 pm e 50 pm. A mistura é realizada numa proporção mássica de 80% de prata e 20% de pó de entidades magnéticas EM. Obtém-se um material magnético, constituinte de um terminal de contacto eléctrico. É em seguida dada forma a um terminal de contacto eléctrico por compressão unitária e compactado sob uma pressão de 700 MPa.

Depois o terminal é sinterizado sob vácuo a 400 °C durante cerca de 30 minutos. O terminal é de seguida montado sobre um suporte segundo uma das técnicas mencionadas acima, para ser utilizado num contacto eléctrico.

Por fim, o terminal é magnetizado expondo-o a um campo magnético de 8 T. O terminal é orientado perpendicularmente ao campo magnético, tal como ilustrado na figura la de maneira a que ele apresente uma magnetização perpendicular ao seu eixo longitudinal. Com as condições de magnetização acima, o terminal é fonte de um campo de indução remanescente de cerca de 60 mT à superfície. 19 ΡΕ2297757 0 terminal obtido acima é em seguida utilizado num contacto de um circuito eléctrico de tipo resistivo, funcionando sob uma tensão continua de 42 V, com uma intensidade de 37,5 A. A titulo de exemplo, apenas um terminal magnetizado é disposto no cátodo, sendo o outro em prata.

Com esta configuração (magnetização perpendicular, um só terminal magnetizado no cátodo), mediu-se a duração do arco de abertura. Foram igualmente realizados ensaios de fecho para simular os riscos de soldadura, nas mesmas condições da abertura, mas com uma corrente de 90 A. Mediu-se a percentagem de soldadura obtida, cuja força de ruptura foi superior a 0,1 N.

Os resultados obtidos estão relatados no Quadro 1 abaixo.

Exemplo 2 0 exemplo 1 foi reproduzido substituindo 6% em peso da prata da matriz por 6% em peso de um composto refractário (Sn02).

Foram realizados os mesmos testes do exemplo 1. Os resultados obtidos estão relatados no Quadro 1 abaixo.

Exemplo 3

Foi aplicada uma sobrecamada de 0,6 mm de 20 ΡΕ2297757 espessura sobre o material magnético do terminal obtido no exemplo 1. A dita sobrecamada inclui 100% de prata.

Foram realizados os mesmos testes do exemplo 1. Os resultados obtidos estão relatados no Quadro 1 abaixo.

Exemplos 4-6 A titulo comparativo, o exemplo 1 foi reproduzido não submetendo o terminal a uma magnetização (exemplo 4) ou utilizando outros materiais para realizar os terminais do contacto (exemplos 5 e 6).

Foram realizados os mesmos testes do exemplo 1. A composição destes materiais assim como os resultados obtidos com os terminais elaborados estão relatados no Quadro 1 abaixo.

Quadro 1

Exemplo Composição dos contactos Duração do arco à abertura (ms) % de soldadura ao fecho 1 (inv.) Ag(80) EM (20)-Ag 3 60 2 (inv.) Ag(74) Sn02 (6) EM(20) -Ag 3 9 3 (inv.) Ag(8 0) EM (2 0)+sobrecamada-Ag 3 1 4 (cornp.) Ag(80)EM(20) (não magnetizado)-Ag 9 60 5 (cornp.) Ag-Ag 9 7 6 (cornp.) AgSnO210/AgSnO210 24 3

Os resultados do Quadro 1 mostram que a uti 21 ΡΕ2297757 lização segundo a invenção do material magnético descrito acima para realizar terminais de contactos eléctricos, permite reduzir a duração do arco à abertura em 9 ms, até mesmo 24 ms a 3 ms. 0 exemplo 4 mostra igualmente a importância da etapa de magnetização do terminal, pois um contacto incluindo um terminal não magnetizado apresenta uma duração do arco à abertura de 9 ms enquanto que o contacto incluindo o terminal magnetizado apresenta uma duração do arco à abertura de 3 ms.

Adicionalmente, a adição de um composto refrac-tário (exemplo 2) ou a utilização de uma sobrecamada (exemplo 3) permitem reduzir fortemente a tendência para a soldadura dos terminais constituídos pelo material magnético definido acima, sem afectar significativamente a duração do arco à abertura. A utilização de uma sobrecamada permite obter resultados particularmente interessantes.

Lisboa, 10 de Abril de 2012

Claims (19)

1. ΡΕ2297757 1 REIVINDICAÇÕES 1. Utilização de um material incluindo uma matriz em metal condutor e entidades magnéticas representando entre 8% e 80% em peso do material e incluindo fases magnéticas duras, para soprar um arco eléctrico entre dois terminais de contactos eléctricos, dos quais pelo menos um inclui o dito material, caracterizado por as ditas entidades magnéticas estarem inicialmente não magnetizadas e elas terem sido tornadas magnetizadas com uma orientação média, definida pela direcção de um campo magnético aplicado sobre o dito material.
2. 2. Utilização de acordo com a Reivindicação 1, caracterizada por as ditas entidades magnéticas representarem entre 10% e 50% em peso do dito material, de preferência entre 12% e 30% em peso, e mais preferencialmente entre 18% e 22% em peso do dito material.
3. 3. Utilização de acordo com qualquer uma das Reivindicações precedentes, caracterizada por o dito material incluir, entre outras, uma fracção refractária estável a uma temperatura superior a 900 °C.
4. 4. Utilização de acordo com a Reivindicação 3, caracterizada por a dita fracção refractária incluir um ou vários dos elementos seleccionados a partir do grupo constituído por: CdO, Sn02, ZnO, Bi203, C, WC, MgO, ln203, assim como Ni, Fe, Mo, Zr, W ou seus óxidos. 2 ΡΕ2297757
5. 5. Utilização de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 4, caracterizada por pelo menos uma das fases das entidades magnéticas ser um composto magnético duro à base de terras raras.
6. 6. Utilização de acordo com a Reivindicação 5, caracterizada por as entidades magnéticas serem ligas RE-Fe-B nano-estruturadas, onde RE é um elemento das terras raras.
7. 7. Utilização de acordo com a Reivindicação 6, caracterizada por a RE ser neodimio ou praseodímio.
8. 8. Utilização de acordo com qualquer uma das Reivindicações 1 a 7, caracterizada por o material ser capaz de gerar um campo de indução magnética, medido à sua superfície, superior a 20 ml, de preferência superior a 60 mT, e mais preferencialmente superior a 100 mT.
9. 9. Utilização de acordo com qualquer uma das Reivindicações precedentes, caracterizada por os ditos terminais definirem entre eles um eixo, sendo pelo menos um dos ditos terminais realizado com o dito material e apresentando uma magnetização criando um campo magnético perpendicular ao dito eixo.
10. 10. Utilização de acordo com qualquer uma das Reivindicações precedentes, caracterizada por pelo menos um 3 ΡΕ2297757 dos ditos terminais incluindo as entidades magnéticas apresentar uma sobrecamada incluindo um material seleccionado a partir da prata e do cobre.
11. 11. Utilização de acordo com a Reivindicação 10, caracterizada por a dita sobrecamada incluir adicionalmente um composto refractário seleccionado a partir do grupo incluindo os compostos CdO, SnC>2, ZnO, BÍ2O3, C, WC, MgO, Ιη2θ3, assim como Ni, Fe, Mo, Zr, W ou seus óxidos.
12. 12. Utilização de acordo com a Reivindicação 10 ou 11, caracterizada por a dita sobrecamada apresenta uma espessura compreendida entre 0,05 mm e 3 mm, de preferência compreendida entre 0,1 mm e 2 mm, e mais preferencialmente compreendida entre 0,2 mm e 1 mm.
13. 13. Material de terminal de contacto eléctrico incluindo uma matriz em metal condutor e entidades magnéticas representando entre 8% e 80% em peso do material e incluindo fases magnéticas duras, caracterizado por as ditas entidades magnéticas estarem inicialmente não magnetizadas e elas serem tornadas magnetizadas com uma orientação média, definida pela direcção de um campo magnético aplicado sobre o dito material, sendo pelo menos uma das fases magnéticas um composto à base de terras raras, com excepção do samário.
14. 14. Processo de fabricação de um terminal de contacto eléctrico incluindo as etapas seguintes: 4 ΡΕ2297757 - elaboração de um material a partir de prata ou de cobre para formar a matriz do dito material e de entidades magnéticas incluindo fases magnéticas duras, estando as ditas entidades magnéticas não magnetizadas, sendo pelo menos uma das fases magnéticas um composto à base de terras raras, - dar forma ao terminal, - montagem sobre um suporte, e - magnetização do terminal.
15. 15. Procedimento de fabricação de acordo com a Reivindicação 14, no gual a etapa de elaboração do material ser realizada por metalurgia dos pós, sendo uma das entidades magnéticas em RE-Fe-B nano-estruturado, onde RE é um elemento das terras raras.
16. 16. Procedimento de acordo com uma das Reivindi cações 14 e 15, caracterizado por a etapa de magnetização ser realizada de forma ao dito terminal gerar um campo de indução magnética medido à sua superfície, superior a 20 mT, de preferência superior a 60 mT, e mais preferencialmente superior a 100 mT.
17. 17. Par de terminais de contactos eléctricos, os ditos terminais definindo entre eles um eixo, caracterizado 5 ΡΕ2297757 por pelo menos um dos ditos terminais ser realizado num material de acordo com a Reivindicação 13 e apresentar uma magnetização gerando um campo magnético perpendicular ao dito eixo.
18. 18. Par de terminais de contactos eléctricos incluindo, no cátodo, um terminal de contacto realizado num material de acordo com a Reivindicação 13.
19. 19. Terminal de contacto eléctrico realizado num material de acordo com a reivindicação 13, apresentando uma sobrecamada incluindo um material seleccionado a partir de prata e de cobre e, eventualmente, um composto refractário seleccionado a partir do grupo consistindo dos compostos CdO, Sn02, ZnO, B12O3, C, WC, MgO, In2C>3, assim como Ni, Fe, Mo, Zr, W ou seus óxidos. Lisboa, 10 de Abril de 2012