Материалы для контактов

 

От материала зависят срок службы и надежность работы электрического аппарата. К материалу для контактов предъявляются следующие основные требования:

· высокая электропроводность и теплопроводность;

· устойчивость против коррозии (при образовании окисных пленок последние должны иметь высокую проводимость);

· дугостойкость (т. е. должны иметь высокую температуру плавления и испарения);

· высокая твердость для уменьшения механического износа;

· малая коррозия;

· простота механической обработки;

· низкая стоимость.

.Перечисленным требованиям в той или иной степени удовлетворяют некоторые материалы, которые рассмотрены ниже.

Медь — один из самых распространенных контактных материалов. Она удовлетворяет многим требованиям, предъявляемым к контактным материалам. К недостаткам меди можно отнести низкую температуру плавления и недостаточную устойчивость против коррозии. Окислы меди обладают довольно высоким сопротивлением, для разрушения их пленок требуются относительно большие силы контактных нажатий. Применяется медь как для размыкаемых, так и для неразмыкаемых контактных соединений. В размыкаемых контактах медь применяется при контактных нажатиях свыше 2,5Н. Вследствие низкой дугостойкости нежелательно применение меди в аппаратах, отключающих мощную дугу и имеющих большое число включений в час. Для защиты контактов от окисления их поверхности покрывают тонкими слоями металлов, более стойкими по отношению к коррозии. Например, производят серебрение, лужение, кадмирование, реже никелирование и цинкование.

Серебро — хороший контактный материал, обладающий высокой электропроводностью и теплопроводностью. Пленка окислов серебра имеет почти такую же проводимость, как и чистое серебро. Износоустойчивость контакта и малое переходное сопротивление являются характерными свойствами серебра. Малая дугостойкость и недостаточная твердость серебра затрудняют его использование в аппаратах с сильной дугой и при частых включениях и отключениях. Серебро применяется для главных контактов в аппаратах, рассчитанных на токи до килоампер, но работающих без дуги. В реле, автоматах и контакторах серебро используется в виде накладок на медные контакты.

Алюминий имеет достаточно высокую электропроводность и теплопроводность. На воздухе и в активных средах образует пленку с высокой механической прочностью и сопротивлением. Обладает низкой дугостойкостью и невысокой температурой плавления. При контакте с медью образует пару, подверженную электрохимической коррозии. Применяется в неразмыкаемых контактных соединениях. При этом контактные поверхности алюминиевых шин серебрятся, меднятся или армируются медью. Сплавы алюминия (дюраль, силумин) используются для конструкционных деталей аппаратов.

Золото, платина, молибден используются для изготовления размыкаемых контактов в реле на малые токи с небольшим нажатием. Контакты имеют малое переходное сопротивление, а платина и золото не имеют окисных пленок.

Металлокерамические материалы обладают основными необходимыми свойствами контактного материала — высокой электропроводностью и дугостойкостью. Получаются они путем спекания смеси порошков двух металлов или пропиткой одного металла и другим расплавленным металлом. Дугостойкость керамике придают вольфрам, кадмий и молибден, а второй компонент (серебро или медь) позволяет получить высокую электропроводность контакта. Таким образом, в металлокерамике сочетается высокая дугостойкость с относительно хорошей электрической проводимостью. Наиболее распространенными композициями металлокерамики являются: серебро — молибден, серебро — вольфрам, серебро — окись кадмия (СОК).

В аппаратах низкого напряжения в качестве контактного материала может применяться металлокерамика СОК. Этот материал диссоциирует окись кадмия на пары кадмия и кислород. Выделяющийся при этом газ способствует быстрому перемещению дуги по поверхности контакта, в результате чего значительно снижается температура контакта и улучшаются условия деионизации дуги.

Серебряно-графитовые и медно-графитовые керамические материалы, обладающие высокой устойчивостью против сваривания, применяются как дугогасительные контакты.

Применение металлокерамики повышает срок службы аппарата и его надежность в работе.