DE3017424C2 - Werkstoff für elektrische Kontakte - Google Patents
Werkstoff für elektrische KontakteInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 einen Werkstoff für elektrische Kontakte aus Silber mit 5 bis 20 Gew.-% Zinnoxid, und 0,05 bis 5% Wolframoxid.
- Für die Herstellung von elektrischen Kontaktstücken hat sich für eine Vielzahl von Anwendungsfällen Ag/CdO bisher am besten bewährt. Aufgrund der Umweltbelastung durch CdO wird jedoch verstärkt versucht, CdO durch ein anderes Metalloxid zu ersetzen. Bei diesen Untersuchungen zeigte es sich, daß SnO&sub2; ein geeigneter Ersatz für CdO ist. Aufgrund der höheren thermischen Stabilität von SnO&sub2; gegenüber CdO ergibt sich zudem eine deutlich verminderte Abbrandrate, die zur längeren Lebensdauer im Schaltgerät führt. Ein sehr wesentlicher Nachteil von Ag/SnO&sub2; besteht jedoch darin, daß der Übergangswiderstand am Kontakt nach einigen tausend Schaltungen durch Deckschichtbildung zu hoch wird. Dies führt dann in der Regel zu erhöhten Temperaturen im Schaltgerät, die zur Zerstörung des Gerätes führen können und somit unzulässig sind.
- Ein weiterer Nachteil dieser Ag/SnO&sub2;-Werkstoffe gegenüber Ag/CdO besteht in der geringeren Sicherheit gegen Verschweißen. Die Kräfte, die zum Zerreißen der Schweißbrücke erforderlich sind, sind teilweise doppelt so hoch wie die bei Ag/CdO-Kontakten. Damit besteht die Gefahr von Schaltstörungen bei Einsatz von Ag/SnO&sub2;.
- Es ist daher versucht worden, durch den Zusatz weiterer Metalloxide zu Ag/SnO&sub2; die Verschweißsicherheit zu erhöhen, wobei beispielsweise Wismutoxid (DE-OS 27 54 335) oder Indiumoxid (DE-OS 24 28 147) verwendet werden. Diese Zusätze verbessern zwar die Verschweißsicherheit, bedingen jedoch eine erhöhte Temperatur am Kontakt und am Schaltgerät, was die Lebensdauer der Geräte beeinträchtigt.
- Bei Kontaktwerkstoffen aus Silber-Bleioxid ist der Zusatz von Wolfram und Molybdän seit vielen Jahren bekannt (GB-PS 4 37 713). Solche Kontaktwerkstoffe konnten sich in der Praxis jedoch nicht durchsetzen.
- In der einen älteren Vorschlag betreffenden DE-OS 29 33 338 ist ein elektrischer Kontaktwerkstoff aus Silber mit 8 bis 20 Gew.-% Zinnoxid und 0,05 bis 5 Gew.-% Wolframoxid beschrieben. Mit diesem Werkstoff können die Übergangswiderstände von Silber-Zinnoxid-Werkstoffen im geschalteten Zustand nach einigen tausend Schaltungen bis zum Ende der Lebensdauer auf die Werte von Ag/CdO gesenkt werden. Dadurch wird dieser neue Silber-Zinnoxid-Werkstoff als direkter Ersatz für Silber-Cadmiumoxid in einer Vielzahl von Anwendungsfällen in der elektrischen Energietechnik verwendbar.
- Durch das Wolframoxid wurde darüber hinaus die Sicherheit gegen das Verschweißen von einschaltenden Kontakten gegenüber reinem Silber-Zinnoxid erhöht. Die zum Trennen der Kontakte erforderlichen Kräfte lagen jedoch im Durchschnitt noch über den Werten von speziellen Silber-Cadmiumoxid-Werkstoffen.
- Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Werkstoff für elektrische Kontakte auf der Basis Silber mit 5 bis 20 Gew.-% Zinnoxid und 0,05 bis 5 Gew.-% Wolframoxid zu finden, der die Verschweißkraft weiter mindert, ohne dadurch eine erhöhte Temperatur am Kontakt zu erzeugen und damit die Lebensdauer des Schaltgerätes zu erniedrigen.
- Erfindungsgemäß wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Werkstoff zusätzlich 0,1 bis 5 Gew.-% Wismutoxid enthält.
- Überraschenderweise zeigte sich, daß ein Zusatz von 0,1 bis 5% Wismutoxid zu Silber-Zinnoxid-Wolframoxid geeignet ist, die Verschweißkraft weiter zu senken auf Werte, die auch optimiertem Silber-Cadmiumoxid ebenbürtig sind. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Wismutoxidzusatzes liegt darin, daß die Kontaktwiderstände, die durch Wolframoxid-Zusatz gesenkt wurden, nicht wieder erhöht werden, wie das bei anderen Metalloxiden gefunden wurde und an sich zu erwarten ist.
- Der Werkstoff aus Silber mit 5 bis 20 Gew.-% Zinnoxid, 0,05 bis 5 Gew.-% Wolframoxid und 0,1 bis 5 Gew.-% Wismutoxid stellt somit einen besonders abbrandfesten und verschweißsicheren Werkstoff mit niedrigen Übergangswiderständen dar.
- Folgende Tabelle soll die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Werkstoffs im Vergleich zu bekannten Werkstoffen zeigen. Tabelle
Claims (1)
- Werkstoff für elektrische Kontakte aus Silber mit 5 bis 20 Gew.-% Zinnoxid und 0,05 bis 5 Gew.-% Wolframoxid, dadurch gekennzeichnet, daß er zusätzlich 0,1 bis 5 Gew.-% Wismutoxid enthält.
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