DE69520762T2

DE69520762T2 - Kontaktmaterial für Vakuumschalter und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69520762T2
Application number: DE69520762T
Authority: DE
Inventors: Takashi Kusano; Tsutomu Okutomi; Tsuneyo Seki; Atsushi Yamamoto
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1994-02-21
Filing date: 1995-02-21
Publication date: 2001-08-09
Anticipated expiration: 2015-02-22
Also published as: CN1040892C; EP0668599B1; US5882448A; KR950025110A; KR0170052B1; EP0668599A3; DE69520762D1; TW320728B; US5698008A; EP0668599A2; CN1111289A

Description

Diese Erfindung betrifft Kontaktmaterialien für Vakuumventile und Verfahren, derartige Materialien herzustellen.
Die wichtigsten Eigenschaften, die für ein Kontaktmaterial für ein Vakuumventil erforderlich sind, sind die drei Grundanforderungen an das Verschweiß verhindernde Vermögen, die Haltespannungsfähigkeit und das Stromunterbrechungsvermögen. Weitere wichtige Anforderungen umfassen geringe und stabile (1) Temperaturerhöhung und (2) Kontaktwiderstand. Es ist jedoch nicht möglich, mit einem einzelnen Metall allen diesen Anforderungen zu genügen, da manche von ihnen einander widersprechen. In der Folge bestehen viele der Kontaktmaterialien, die für die Verwendung in der Praxis entwickelt wurden, aus Kombinationen aus zwei oder mehreren Elementen, um ihre jeweiligen Nachteile in der Leistung < zu ergänzen und um sie bestimmten Anwendungen wie der Verwendung für hohe Ströme oder der Verwendung für hohe Haltespannung anzupassen. Es wurden Kontaktmaterialien entwickelt, die auf ihre Art ausgezeichnete Eigenschaften besitzen. Die Anforderungen an die Leistung wurden jedoch immer strenger, und die derzeitige Situation ist, daß diese Materialien in gewisser Hinsicht nicht zufriedenstellend sind.
In den vergangenen Jahren bestand eine bedeutende Neigung, den Bereich an Kreisläufen auf Reaktorkreisläufe und Kondensatorkreisläufe usw. auszudehnen, in denen diese Materialien verwendet werden, und die Entwicklung und Verbesserung der Kontaktmaterialien, die diesen Anwendungen entsprechen, wurde ein dringendes Anliegen. Insbesondere in Hinsicht auf Kondensatorkreisläufe aufgrund der Anwendung der doppelten Spannung eines normalen Kreislaufes entstanden Probleme hinsichtlich der Eigenschaft der Kontakte zur Haltespannung insbesondere der Unterdrückung des Auftretens von Nachzündungen. Um dem gewachsen zu sein, wurde herkömmlicherweise Cu-Cr Kontaktmaterial eingesetzt, das ein ausgezeichnetes Stromunterbrechungsvermögen und vergleichsweise gute Haltespannungseigenschaften aufweist.
Ein derartiges Cu-Cr Kontaktmaterial kann jedenfalls in gewissem Ausmaß dem Gebiet hoher Haltespannungen gewachsen sein. Aber in ernsteren Gebieten hoher Haltespannungen und bei Kreisläufen, die Einschaltstromstößen ausgesetzt sind, besteht ein Problem des Auftretens von Nachzündungen. Einer der Gründe, warum Cu-Cr Kontaktmaterial im Bereich hoher Haltespannungen nicht notwendigerweise genügend Leistung zeigt, wird wie folgt betrachtet. Das Öffnen und Schließen der Kontakte könnte die Bildung einer fein verteilten Cu-Cr Schicht auf der Kontaktoberfläche ergeben, die mechanisch fester ist als das Kontaktmaterial. Es wird angenommen, daß Mikroverschweißen, das durch den Einschaltstromstoß lokal erzeugt wird, ein Abblättern vom Kontaktmaterialteil mit der Bildung von starker Oberflächenunregelmäßigkeit verursachen könnte, wodurch eine Feldkonzentration und Klumpung verursacht wird. In der Folge wird angenommen, daß die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Nachzündungen durch Erhöhen der Festigkeit des Kontaktmaterials verringert werden könnte.
Getränkte Cu-Cr Kontakte, die durch Tränken eines Cr Skeletts, das durch Sintern von Cr Pulver gefertigt wird, mit Cu erhalten werden, zeigen ein geringeres Verhältnis des Auftretens von Nachzündungen als Festphasen gesinterte Cu-Cr Kontakte, die durch Mischen und Sintern von Cr Pulver und Cu Pulver gefertigt wurden. Des weiteren zeigen Cu-Cr Kontakte, die durch Lichtbogenschmelzen einer Abbrandelektrode hergestellt werden, die aus Cu-Cr gefertigt ist, ein noch geringeres Verhältnis des Auftretens von Nachzündungen.
Bei den Cu-Cr Kontakten, die im Abbrandlichtbogenschmelzverfahren gefertigt werden, wird jedoch durch das Auftreten einer Zweiphasentrennung einer Cu-reichen flüssigen Phase und einer Cr-reichen flüssigen Phase, die während der Verfestigungs- und Kühlschritte des Abbrandlichtbogenschmelzverfahrens erzeugt werden, eine lokale Ungleichmäßigkeit der Kontaktmikrostruktur gebildet. Da dieser Crreiche Teil des Materials spröde ist, tritt während dem Öffnen und Schließen der Kontakte ein Reißen und Abbrechen auf, das ein Auftreten von Nachzündungen verursacht.
Hier später wird ein weiteres Problem des herkömmlichen Kontaktmaterials beschrieben werden. Die vorliegende Situation ist, daß noch keine Kontaktmaterialien für ein Vakuumventil entwickelt wurden, die vollständig fähig sind, steigend ernsten Anforderungen hinsichtlich hohem Haltespannungsvermögen und großer Stromunterbrechungsfähigkeit zu genügen.
In den vergangenen Jahren wurden daher Kontaktmaterialien verwendet, die lichtbogenfeste Bestandteile mit hoher Haltespannungsleistung und lichtbogenfeste Bestandteile mit ausgezeichneter Stromunterbrechungsleistung vereinen. Die Japanischen Patentoffenbarungen (Kokai) Nr. Sho. 59-81816 und Nr. Sho. 59-91617 offenbaren Kontaktmaterialien mit vorgeschriebenen Gehalten an Ta und Nb in einem Cu-Cr Kontaktmaterial, die ausgezeichnete Stromunterbrechungsleistung und ebenso verbesserte Haltespannungseigenschaften aufweisen.
In Hinsicht auf Kontaktmaterialien für ein Vakuumventil, wie oben beschrieben wurde, wobei die Kontaktmaterialien in einem Festphasensinterverfahren gefertigt werden, bei dem der leitende Bestandteil und andere lichtbogenfeste Bestandteile einfach gemischt und gesintert werden, kann jedoch kaum gesagt werden, daß vollständig zufriedenstellende Kontaktmaterialien erhalten wurden, (d. h. Kontaktmaterialien, bei denen beide diese Eigenschaften verbessert und stabilisiert sind).
Mittel zur Verbesserung der Haltespannungseigenschaft und Stromunterbrechungsleistung, insbesondere ein Verfahren zur Fertigung, wodurch die Haltespannungseigenschaft verbessert wird, werden zum Beispiel in der Japanischen Patentoffenbarung (Kokai) Nr. Sho. 63-158022 offenbart. Es kann jedoch nicht notwendigerweise gesagt werden, daß dies den Anforderungen genügen kann.
Das in JP-A-01 258330 offenbarte Kontaktmaterial umfaßt ein leitendes Material, das aus Cu und/oder Ag besteht, und ein Lichtbogen verhinderndes Material, das zumindest eines aus Cr, W, Mo, Ti, Nb, Ta, V und Fe enthält.
Dementsprechend ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Kontaktmaterial für ein Vakuumventil zu schaffen, bei dem die Frequenz des Auftretens von Nachzündungen verringert werden kann.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zur Fertigung eines Kontaktmaterials für ein Vakuumventil zu schaffen, wobei die Frequenz des Auftretens von Nachzündungen verringert werden kann.
Eine noch weitere Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Kontaktmaterials für ein Vakuumventil, das eine stabile, hohe Haltespannungseigenschaft und eine bessere Stromunterbrechungsleistung aufweist.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Fertigung eines Kontaktmaterials für ein Vakuumventil, das eine stabile, hohe Haltespannungseigenschaft und eine bessere Stromunterbrechungsleistung aufweist.
Diese und andere Aufgaben dieser Erfindung können durch Bereitstellung eines Kontaktmaterials für ein Vakuumventil gemäß Anspruch 1 und gemäß Anspruch 2 erreicht werden.
Der Grund für die Herstellung einer Cr-reichen Phase durch das Abschreckverfestigungsverfahren wie ein Abbrandlichtbogenschmelzverfahren ist, daß nachgewiesen wurde, daß eine Zweiphasentrennung der Cu-reichen, flüssigen Phase und der Cr-reichen, flüssigen Phase auftritt, bis die geschmolzene, flüssige Phase verfestigt wurde, und die Cu-reiche flüssige Phase, die ein geringeres spezifisches Gewicht aufweist, nach oben treibt. Die Erfinder nahmen an, daß es möglich sein könnte, das Auftreten der Cr-reichen Phase durch Verkürzen der Zeit, die für ein Verfestigen der flüssigen Phase zur Verfügung steht, und durch Herabsetzen des Unterschieds des spezifischen Gewichts zwischen den zwei Phasen zu unterdrücken. Das Verkürzen der Verfestigungszeit sollte durch Erhöhen der Menge an Verfestigungskernen möglich sein. Hinsichtlich der Herabsetzung des Unterschieds des spezifischen Gewichts wurde angenommen, daß dies durch Zugabe eines Bestandteils mit einem größeren spezifischen Gewicht als Cr, und der in Cr löslich ist, möglich ist.
Die Erfinder wiesen überraschenderweise nach, daß die Herstellung eines Cr-reichen Teils durch die Durchführung einer Abschreckverfestigung mit weiterer Zugabe von zumindest einem aus W, Mo, Ta und Nb zu Cu und Cr ausgeschlossen werden konnte.
Die augenblicklichen Erfinder untersuchten metallographische oder elektrische Gründe, warum Kontaktmaterialien, die lichtbogenfeste Bestandteile mit ausgezeichneter Haltespannungseigenschaft und lichtbogenfeste Bestandteile mit ausgezeichneter Stromunterbrechungsleistung enthalten, nicht die erwarteten Leistungsniveaus erreichten. Sie entdeckten unerwarteterweise, daß die Hauptgründe von der metallischen Struktur des Kontaktmaterials abgeleitet sind. Insbesondere hinsichtlich der Stromunterbrechungsleistung wurde nachgewiesen, daß die Eigenschaft der Stroraunterbrechungsleistung nicht nur durch den lichtbogenfesten Bestandteil selbst bestimmt wird. Die bessere Stromunterbrechungsleistung wurde von Materialien gezeigt, bei denen die Korngröße des lichtbogenfesten Bestandteils fein ist oder wo der lichtbogenfeste Bestandteil in einem Kontaktmaterial gleichmäßig verteilt ist. Auch hinsichtlich der Haltespannungseigenschaft wurden des weiteren die stabilsten Eigenschaften erreicht, wenn die Kontaktmikrostruktur gleichmäßig war.
Nachdem sichergestellt war, daß es für eine Vielzahl an lichtbogenfesten Bestandteilen wichtig ist, daß sie gleichmäßig verteilt sind, wurde überlegt, die Diffusion als ein Verfahren einzusetzen, um das zu erreichen. Es ist jedoch schwer, eine Vielzahl an lichtbogenfesten Bestandteilen bei einer normalen Sintertemperatur von zum Beispiel 1450 K zu diffundieren. Sogar wenn eine Diffusion erreicht werden kann, besteht sie nur über einen sehr begrenzten Bereich. Als ein Verfahren zur Förderung der Diffusion kann das Sintern bei höheren Temperaturen überlegt werden, aber das ist vom Fertigungsaspekt her nicht praktisch.
Die Erfinder entdeckten, daß die Diffusion der lichtbogenfesten Bestandteile in einer flüssigen Phase durchgeführt werden kann. Es ist schwer, den lichtbogenfesten Bestandteil in eine flüssige Phase zu bringen, aber es ist relativ leicht, den leitenden Bestandteil, der ein Hauptstrukturbestandteil des Kontaktmaterials ist, in eine flüssige Phase zu bringen. Die lichtbogenfesten Bestandteile können zu einem größeren oder geringeren Ausmaß in einem derartigen leitenden Bestandteil löslich sein, wodurch die Diffusion der lichtbogenfesten Bestandteile ermöglicht wird. Die Feinheit der lichtbogenfesten Bestandteile kann durch diese Diffusionswirkung erhöht werden.
Bei Verwendung von Kontaktmaterialien entsprechend dieser Erfindung können Verbesserungen der Stromunterbrechungsleistung und Haltespannungseigenschaften gegenüber herkömmlichen Kontaktmaterialien erreicht werden.
Damit die Erfindung und ihre begleitenden Vorteile leichter erkannt, besser verstanden und von einem Fachmann leichter ausgeführt werden können, werden jetzt Ausführungen der vorliegenden Erfindung nur durch nicht begrenzende Beispiele mit Hinweis auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden, in denen:
Fig. 1 eine Ansicht eines Vakuumventils im Querschnitt ist, an dem ein Kontaktmaterial für ein Vakuumventil dieser Erfindung angebracht wird; und
Fig. 2 eine Ansicht der Hauptteile aus Fig. 1 in größerem Maßstab ist.
Bezug nehmend auf diese Zeichnungen, in denen in beiden Ansichten gleiche Hinweiszahlen dieselben oder entsprechende Teile bezeichnen, werden unten die Ausführungen dieser Erfindung beschrieben werden.
Fig. 1 ist eine Ansicht eines Vakuumventils im Querschnitt, an dem ein Kontaktmaterial für ein Vakuumventil dieser Erfindung angebracht wurde, und Fig. 2 ist eine Ansicht der Hauptteile von Fig. 1 in einem größeren Maßstab.
In diesen Figuren ist eine Kontaktabstandkammer 1 auf vakuumdichte Art durch eine isolierende Hülle 2 versiegelt, die mit Hilfe eines isolierenden Materials wie Keramik und Metallkappen 4 und 5, die an ihren beiden Enden über Versiegelungsmittel 3a, 3b vorgesehen sind, in praktisch zylindrischer Gestalt gebildet wird.
Zusätzlich sind eine feste Elektrode 8 und eine bewegliche Elektrode 9 jeweils an den Enden eines Paars an einander gegenüberliegenden Elektrodenstäben 6 und 7 in der Kontaktabstandkammer 1 angeordnet.
Auf dem Elektrodenstab 7 der beweglichen Elektrode 9 ist auch ein Blasbalg 10 eingepaßt, so daß das Elektrodenpaar 8 und 9 durch wechselwirkende Bewegung der Elektrode 9 geöffnet und geschlossen werden kann, während Vakuumdichtheit in der Kontaktabstandkammer 1 aufrechterhalten bleibt.
Des weiteren ist dieser Blasbalg 10 durch eine Haube 11 bedeckt, um die Ablagerung von Lichtbogendampf zu verhindern. In der Kontaktabstandkammer 1 ist des weiteren ebenso eine zylindrische Metallhülle 12 vorgesehen, um eine Ablagerung von Lichtbogendampf auf der isolierenden Hülle 2 zu verhindern.
Die bewegliche Elektrode 9 ist durch eine Lötung 13 am Elektrodenstab 7 befestigt, wie in Fig. 2 gezeigt wird, oder ist durch Verstemmen durch Druck eingepaßt (nicht gezeigt), und ein beweglicher Kontakt 14b ist über eine Lötung 15 damit verbunden.
Die Anordnung der festen Elektrode 8 ist praktisch die gleiche mit der Ausnahme, daß sie in die entgegengesetzte Richtung zeigt. Ein fester Kontakt 14a ist darauf vorgesehen.
Ein Beispiel eines Verfahrens der Fertigung eines Kontaktmaterials entsprechend einer Ausführung dieser Erfindung wird jetzt beschrieben werden. Ein Verfahren zur Fertigung nach dem Abbrandlichtbogenschmelzverfahren wird als ein Beispiel eines Abschreckverfestigungsverfahren beschrieben werden. Die Abbrandelektrode mit der Kontaktzielzusammensetzung wird in einem pulvermetallurgischen Verfahren oder einem Schichtmateriallaminierungsverfahren usw. gefertigt. Diese Elektrode wird als die Abbrandelektrode (Anodenseite) für das Lichtbogenschmelzen verwendet, und das Hülleninnere des Lichtbogenofens wird auf zum Beispiele 10&supmin;³ Pa evakuiert. Um die Verdampfung des geschmolzenen Metalls zu unterdrücken, indem zum Beispiel hoch reines Ar eingeführt wird, wird dann ein Vakuumgrad von 2 · 10&sup4; Pa erhalten. Ein Block der vorgeschriebenen Zusammensetzung wird in einem Wasser gekühlten Cu Schmelztiegel gegenüber der Abbrandelektrode mit Hilfe einer vorgeschriebenen Lichtbogenspannung, einem vorgeschriebenen Lichtbogenstrom und einer vorgeschriebenen Abbrandgeschwindigkeit erhalten. Ein geeignetes Abbrandlichtbogenschmelzverfahren wird zum Beispiel in der Japanischen Patentschrift (Kokoku) Nr. Heisei 4-71970 offenbart, die am 17. November 1992 veröffentlicht wurde, auf die der Leser verwiesen wird.
Als nächstes werden ein Bewertungsverfahren und die Bewertungsergebnisse mit Hinweis auf bestimmte Beispiele erklärt werden, die später erklärt werden. Angesichts der oben beschriebenen Tatsachen wurde ein Vergleich zwischen dem Kontaktmaterial entsprechend dieser Erfindung und herkömmlich gefertigtem Kontaktmaterial in Form der Häufigkeit des Auftretens von Nachzündungen angestellt. Die scheibenförmige Probe des Kontaktmaterials mit einem Durchmesser von 30 mm, einer Dicke von 5 mm wird in ein Vakuumventil des zerlegbaren Typs eingepaßt. Und dann wurden Messungen durchgeführt, indem die Häufigkeit des Auftretens von Nachzündungen bei 2000maliger Unterbrechung eines 60 kV · 500 A Stromkreises durch das Vakuumventil des zerlegbaren Typs gemessen wurde. Zwei Stromkreisunterbrechungen (d. h. sechs Vakuumventile) wurden in den Messungen verwendet. Die Ergebnisse wurden als ein Prozentsatz des Auftretens von Nachzündungen ausgedrückt. Um die Kontakte einzupassen, wurde nur Sintererhitzen (450ºC · 30 Minuten) angewendet. Lötmaterial wurde nicht verwendet, und das Erhitzen, das dies begleiten würde, wurde nicht durchgeführt.
Als nächstes werden die Bewertungsergebnisse mit Bezugnahme auf Tabelle A1 betrachtet werden Tabelle A1

Beispiele A1 - A2, Vergleichsbeispiel A1 - A3

Abbrancielektroden wurden als laminierte Platten mit Nb als Hilfsbestandteil in Volumsprozenten von 0, 0, 1, 1, 10 und 30 gefertigt, wobei der Gehalt an lichtbogenfestem Material Cr bei 50 Volums% konstant gehalten wurde und der Rest jeweils Cu ist. Dies waren jeweils die Vergleichsbeispiele A1, A2, die Beispiele A1, A2 und das Vergleichsbeispiel A3.
In einem Abbrandlichtbogenschmelzverfahren mit einer Lichtbogenspannung von etwa 35 V, einem Lichtbogenstrom von 1,5 kA und unter einer Vakuumatmosphäre von 2 · 10&sup4; Pa in Ar unter Verwendung der oben beschriebenen Abbrandelektroden wurden Einsätze hergestellt. Diese wurden zur oben beschriebenen Kontaktform verarbeitet und dann in das Vakuumventil des zerlegbaren Typs eingepaßt und die Verhältnisse des Auftretens von Nachzündungen wurden bewertet.
Wie in der Tabelle A1 gezeigt wird, waren die Verhältnisse des Auftretens von Nachzündungen in beiden Fällen 1,5%, im Fall des Vergleichsbeispiels A1, bei dem kein Nb zugegeben worden war, und im Fall des Vergleichsbeispiels A2, bei dem nur eine Spur Nb zugegeben worden war. In den Fällen der Beispiele A1 und A2, bei denen jeweils 1 % und 10% Nb zugegeben wurden, wurden Verhältnisse des Auftretens von Nachzündungen von 0,6 - 0,7% erhalten, d. h. es wurde eine gute Leistung erhalten. Im Fall des Vergleichsbeispiels A3 jedoch, bei dem 30% Nb zugegeben worden war, war der Kontaktwiderstand groß, wodurch der Kontakt unbrauchbar wurde, während das Verhältnis des Auftretens von Nachzündungen mit 0,8% gut war.

Beispiele A2 - A3, Vergleichsbeispiele A4 - A5

Das Abbrandlichtbogenschmelzverfahren wurde zur Fertigung von Kontakten verwendet, bei denen der Gehalt des Hilfsbestandteils Nb mit 10 Volums% festgelegt wurde, während die Gehalte an Cr, das der lichtbogenfeste Hauptbestandteil ist, jeweils 10, 20, 50 und 70 Volums% waren. Der Lichtbogenstrom und die Spannung waren die gleichen, wie in Beispiel A1 oben beschrieben wurde. Das Vergleichsbeispiel A4, bei dem die Zugabe von Cr 10% war, zeigte ein gutes Verhältnis des Auftretens von Nachzündungen von 0,7%, aber seine Stromunterbrechungsleistung war ungenügend. Beispiele A3 und A2, bei denen die Zugabe von Cr jeweils 20 und 50% waren, zeigten Verhältnisse des Auftretens von Nachzündungen von 0,6 und 0,6%. Das Vergleichsbeispiel A5, bei dem die Zugabe von Cr 70% war, zeigte eine verbessertes Verhältnis des Auftretens von Nachzündungen, wies aber den Nachteil eines großen Kontaktwiderstands auf.

Beispiel A4 - A6

Die obigen Beispiele A1 - A3 betreffen Kontaktmaterialien des Cr - Nb - Cu Systems, aber andere Kontaktmaterialien, die aus einem anderen System bestehen, werden betrachtet werden. Wie durch die Beispiele A4 - A6 gezeigt wird, kann durch Zugabe von Mo, Ta oder W anstelle von Nb eine gute Leistung hinsichtlich des Absenkens des Verhältnisses des Auftretens von Nachzündungen erreicht werden.
Das Abschreckverfestigungsverfahren, das in dieser Erfindung verwendet werden soll, ist nicht auf das Abbrandlichtbogenschmelzverfahren begrenzt. Wenn die Fertigung des Kontaktmaterials unter Verwendung des Elektroschlackenverfahrens anstelle des Abbrandlichtbogenschmelzverfahrens durchgeführt wird, wie in den Beispielen A5 - A6 gezeigt wird, wird wie im Fall des Abbrandlichtbogenschmelzverfahrens eine gute Leistung erhalten. Ein geeignetes Elektroschlackenverfahren wird zum Beispiel in der Japanischen Patentschrift (Kokoku) Nr. Showa 46-36427 offenbart, die am 26. Oktober 1971 veröffentlicht wurde, auf die der Leser verwiesen wird. Es ist daher klar, daß sogar bei der Fertigung der Kontaktmaterialien durch andere Verfahren der Abschreckverfestigung die gleichen Vorteile erhalten werden.
Wie oben beschrieben wurde, kann die Häufigkeit des Auftretens von Nachzündungen bei einer Ausführung dieser Erfindung durch die Abschreckverfestigung einer Zusammensetzung verringert werden, die aus einem leitenden Bestandteil, dessen Hauptbestandteil Cu ist, einem lichtbogenfesten Bestandteil, dessen Hauptbestandteil Cr ist, und einem Hilfsbestandteil besteht, der zumindest eines aus W, Mo, Ta und Nb enthält.
Eine weitere Ausführung dieser Erfindung wird hier später beschrieben werden. Das Kontaktmaterial entsprechend einer weiteren Ausführung dieser Erfindung ist zum Bau beider oder eines der Kontakte 14a, 14b geeignet, die in Fig. 1 gezeigt werden.
Zuerst wird das Verfahren der Bewertung der Kontakte beschrieben werden.

(1) Haltespannungseigenschaft

Für jede Kontaktlegierung wurde die statische Haltespannung durch Messen der Spannung nachgewiesen, wenn zwischen zwei Elektroden ein Funken erzeugt wurde, wie unten beschrieben wird, indem die Spannung in einer Vakuumatmosphäre in der Größenordnung von 10&supmin;&sup4; Pa unter Verwendung einer Nadelelektrode und einer flachen Plattenelektrode, die durch Glanzschleifen zu einer spiegelnden Oberfläche geglättet wurde, allmählichen gesteigert wurde, wobei die Trennung zwischen den zwei Elektroden mit 0,5 mm festgelegt wird. Die Meßwerte der Haltespannungen, die in Tabelle B1 und Tabelle B2 gezeigt werden, sind Werte, die durch fünfzigmaliges Wiederholen der Prüfung erhalten werden. Sie werden als Relativwerte einschließlich der Schwankungen gezeigt, wobei die Mittelwerte der Haltespannungen der Vergleichsbeispiele, die später beschrieben werden, als 1,0 genommen werden.

(2) Stromunterbrechung

Für jede Kontaktlegierung wurden Stromunterbrechungsprüfungen durchgeführt, indem ein Kontaktpaar mit 45 mm Durchmesser in einem Vakuumventil angebracht wurde, wie oben beschrieben wurde, dann allmählich der Unterbrechungsstrom erhöht wurde. Die in Tabelle B1 und Tabelle B2 gezeigten Meßwerte der Unterbrechungsströme werden als Relativwerte gezeigt, wobei die Unterbrechungsströme der später beschriebenen Vergleichsbeispiele als 1,0 genommen werden. Tabelle B1 Tabelle B2
Als nächstes werden die Meßergebnisse mit Hinweis auf die Tabellen B1 und B2 genau betrachtet werden, die nach dem oben beschriebenen Bewertungsverfahren erhalten wurden.

Vergleichsbeispiel B1, Beispiel B1

Pulver, das aus einer Mischung von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um, W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um und Cu Pulver einer mittleren Korngröße von 45 um bestand, wurde bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² geformt. Es wurde dann unter den Bedingungen 1273 K · 1 Stunde in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa gesintert. Danach wurde es bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² geformt und dann unter der gleichen Bedingung gesintert, wie oben beschrieben wurde. Dadurch wurden Kontakte mit der Zusammensetzung 30 Cr - 20 W - Cu erhalten, wie in Tabelle B1 gezeigt wird. Wenn das Innere des Kontaktes unter Verwendung eines Elektronenmikroskops beobachtet wurde, das mit ESMA (Elektronenstrahlmikroanalyse) ausgestattet war, konnten diffundierte Phasen von Cr und W nicht sicher festgestellt werden. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte im oben beschriebenen Prüfverfahren gemessen wurde, waren die Relativwerte 0,8-1,2, d. h. die gemessenen Werte zeigten beträchtliche Schwankungen (Vergleichsbeispiel B1).
Das Pulver, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um und W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um hergestellt wurde, wurde bei einem Formdruck von 2 Tonnen/cm² geformt. Es wurde dann in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1273 K · 1 Stunde gesintert. Es wurde dann unter den Bedingungen 1400 K · 0,5 Stunden in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa mit Cu getränkt, und die Diffusion von Cr und W in das Kupfer wurde durchgeführt. Kontakte mit den Zusammensetzungen: 30 Cr - 20 W - Cu wurden dadurch erhalten. Wenn das Innere der Kontakte unter Verwendung eines Elektronenmikroskops beobachtet wurde, das mit ESMA ausgestattet war, wurde nachgewiesen, daß gegenseitige Diffusion von Cr und W stattgefunden hatte, und feine, lichtbogenfeste Körner wurden beobachtet, die aus Cr und W bestanden. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde nachgewiesen, daß die Relativwerte hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B1 1,1 - 1,3 mit nur einem kleinen Schwankungsbereich waren, und die Haltespannungseigenschaft war insgesamt verbessert. Des weiteren zeigte die Stromunterbrechungseigenschaft einen Wert, der das 1,2fache jenes des Vergleichsbeispiels B1 war (Beispiel B1).

Vergleichsbeispiel B2, Beispiel B2

Kontakte der Zusammensetzung 30 Cr - 20 Fe - Cu wurden durch Formen von Pulver erhalten, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um, Fe Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um und Cu Pulver einer mittleren Korngröße von 45 um bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten wurde, gefolgt von Sintern in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 1Cf3 Pa unter den Bedingungen 1273 K · 1 Stunde, dann weiteres Sintern unter den gleichen Bedingungen nach dem Formen bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm². Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte im oben beschriebenen Prüfverfahren gemessen wurde, wurden die Relativwerte von 0,8-1,2 erhalten, d. h. es gab einen großen Schwankungsbereich (Vergleichsbeispiel B2).
Kontakte mit einer Zusammensetzung 30 Cr - 20 Fe - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 2 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um mit Fe Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1273 · 1 Stunde, dann Tränken mit Cu unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1400 K · 0,5 Stunden und Diffusion von Cr und Fe in Cu. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Relativwert von 1,1 - 1,3 hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B2 mit einem geringen Schwankungsbereich und einer Gesamtverbesserung der 'Haltespannungseigenschaft erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,2fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B2 (Beispiel B2).

Vergleichsbeispiel B3, Beispiel B3

Kontakte mit der Zusammensetzung: 20 Mo - 30 Nb - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Mo Pulver einer mittleren Korngröße von 10 um, Nb Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um und Cu Pulver einer mittleren Korngröße von 25 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa und den Bedingungen: 1273 K · 1 Stunde, dann wieder Formen bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm², gefolgt von Sintern unter den gleichen Bedingungen. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte im oben beschriebenen Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Relativwert von 0,8-1,2 erhalten. Es gab einen großen Schwankungsbereich. (Vergleichsbeispiel B3).
Kontakte mit der Zusammensetzung 20 Mo - 30 Nb - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 2 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Mo Pulver einer mittleren Korngröße von 10 um mit Nb Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1273 K · 1 Stunde, gefolgt von Tränken mit Cu unter den Bedingungen 1400 K · 0,5 Stunden unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa und Durchführen einer Diffusion von Mo und Nb in das Kupfer. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurden Relativwerte von 1,1 - 1,3 hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B3 erhalten, der Schwankungsbereich war ebenso gering, und die Haltespannungseigenschaft war insgesamt verbessert. Ebenso zeigte die Stromunterbrechungseigenschaft einen 1,2fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B3 (Beispiel B3).

Vergleichsbeispiel B4, Beispiel B4

Kontakte der Zusammensetzung: 20 Mo - 20 Nb - 10 Hf - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Mo Pulver einer mittleren Korngröße von 10 um, Nb Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um, Hf Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um und Cu Pulver einer mittleren Korngröße von 45 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1273 K · 1 Stunde, gefolgt von weiterem Formen bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm², dann Sintern unter den gleichen Bedingungen. Bei der Messung der statischen Haltespannung dieser Kontakte im oben beschriebenen Prüfverfahren wurde ein Relativwert von 0,8-1,2 mit einem beträchtlichen Schwankungsbereich erhalten (Vergleichsbeispiel B4).
Kontakte der Zusammensetzung: 20 Mo - 20 Nb - 10 Hf - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 2 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Mo Pulver einer mittleren Korngröße von 10 um, Nb Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um und Hf Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1273 K · 1 Stunde, dann Tränken mit Cu unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1400 K · 0,5 Stunden, und Diffusion von Mo, Nb und Hf in Cu. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte im oben beschriebenen Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Wert von 1,1 - 1,2 in Form von Relativwerten hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B4 mit einem geringen Schwankungsbereich und einer insgesamten Verbesserung der Haltespannungseigenschaft erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,1fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B4 (Beispiel B4).

Vergleichsbeispiel B5, Beispiel B5

Kontakte der Zusammensetzung: 30 Ta - 20 V - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Ta Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um, V Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um und Cu Pulver einer mittleren Korngröße von 45 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1273 K · 1 Stunde, gefolgt von weiterem Formen bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm², dann Sintern unter den gleichen Bedingungen. Beim Messen der statischen Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren wurde ein Relativwert von 0,8-1,2 mit einem beträchtlichen Schwankungsbereich erhalten (Vergleichsbeispiel B5).
Kontakte der Zusammensetzung: 30 Ta - 20 V - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 2 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Ta Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um mit V Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1400 K · 0,5 Stunden, dann Tränken mit Cu unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1400 K · 0,5 Stunden, und Diffusion von Ta und V in Cu. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Wert von 1,1 - 1,2 in Form von Relativwerten hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B5 mit einem kleinen Schwankungsbereich und einer insgesamten Verbesserung der Haltespannungseigenschaft erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,3fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B5 (Beispiel B5).

Vergleichsbeispiel B6, Beispiel B6

Kontakte der Zusammensetzung: 30 Nb - 20 Zr - Ag wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Nb Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um, Zr Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um und Ag Pulver einer mittleren Korngröße von 30 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1173 K · 1 Stunde, gefolgt von weiterem Formen bei 8 Tonnen/cm², dann Sintern unter den gleichen Bedingungen. Bei der Messung der statischen Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren wurde ein Relativwert von 0,8-1,2 mit einem beträchtlichen Schwankungsbereich erhalten (Vergleichsbeispiel B6).
Kontakte der Zusammensetzung: 30 Nb - 20 Zr - Ag wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 2 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Nb Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um mit Zr Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1173 K · 1 Stunde, dann Tränken mit Ag unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1300 K · 0,5 Stunden und Diffusion von Nb und Zr in Ag. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Wert von 1,0 - 1,2 in Form des Relativwerts hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B6 mit einem geringen Schwankungsbereich und insgesamter Verbesserung der Haltespannungseigenschaft erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,1fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B6 (Beispiel B6).

Vergleichsbeispiel B7, Beispiel B7

Kontakte der Zusammensetzung: 30 Mo - 20 Ti - Ag wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Mo Pulver einer mittleren Korngröße von 10 um, Ti Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um und Ag Pulver einer mittleren Korngröße von 30 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1173 K · 1 Stunde, gefolgt von weiterem Formen bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm², dann Sintern unter den gleichen Bedingungen. Bei der Messung der statischen Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren wurde ein Relativwert von 0,8-1,2 mit einem beträchtlichen Schwankungsbereich erhalten (Vergleichsbeispiel B7).
Kontakte der Zusammensetzung: 30 Mo - 20 Ti - Ag wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 2 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Mo Pulver einer mittleren Korngröße von 10 um mit Ti Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1173 K · 1 Stunde, dann Tränken mit Ag unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1300 K · 0,5 Stunden und Diffusion von Mo und Ti in Ag. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Wert von 1,0 - 1,2 in Form der Relativwerte hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B7 mit einem geringen Schwankungsbereich und insgesamter Verbesserung der Haltespannungseigenschaft erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,1fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B7 (Beispiel B7).

Vergleichsbeispiel B8, Beispiel B8

Kontakte der Zusammensetzung: 20 Mo - 20 W - 10 Y - Ag wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Mo Pulver einer mittleren Korngröße von 10 um, W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um, Y Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um und Ag Pulver einer mittleren Korngröße von 30 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter der Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1173 K · 1 Stunde, gefolgt von weiterem Formen bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm², dann Sintern unter den gleichen Bedingungen. Bei der Messung der statischen Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren wurde ein Relativwert von 0,8-1,2 mit einem beträchtlichen Schwankungsbereich erhalten (Vergleichsbeispiel B8).
Kontakte der Zusammensetzung: 20 Mo - 20 W - 10 Y - Ag wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 2 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Mo Pulver einer mittleren Korngröße von 10 um, W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um und Y Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1173 K · 1 Stunde, dann Tränken mit Ag unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1300 K · 0,5 Stunden und Diffusion von Mo, W und Y in Ag. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Wert von 1,0 - 1,2 in Form der Relativwerte hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B8 mit einem geringen Schwankungsbereich und insgesamter Verbesserung der Haltespannungseigenschaft erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,1fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B8 (Beispiel B8).

Vergleichsbeispiel B9, Beispiel B9

Kontakte der Zusammensetzung: 20 Co - 20 Ni - 10 Ti - Ag wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Co Pulver einer mittleren Korngröße von 10 um, Ni Pulver einer mittleren Korngröße von 10 um, Ti Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um und Ag Pulver einer mittleren Korngröße von 30 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1173 K · 1 Stunde, gefolgt von weiterem Formen bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm², dann Sintern unter den gleichen Bedingungen. Bei der Messung der statischen Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren wurde ein Relativwert von 0,8-1,2 mit einer beträchtlichen Schwankungsstreuung erhalten (Vergleichsbeispiel B9).
Kontakte der Zusammensetzung: 20 Co - 20 Ni - 10 Ti - Ag wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 2 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Co Pulver einer mittleren Korngröße von 10 um, Ni Pulver einer mittleren Korngröße von 10 um und Ti Pulver einer mittleren Korngröße von 50 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1173 K · 1 Stunde, dann Tränken mit Ag unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1300 K · 0,5 Stunden und Diffusion von Co, Ni und Ti in Ag. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Wert von 1,0 - 1,2 in Form der Relativwerte hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B9 mit einem geringen Schwankungsbereich und insgesamter Verbesserung der Überschlagsspannungseigenschaft erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,1fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B9 (Beispiel B9).

Vergleichsbeispiel B10, Beispiel B10

Kontakte der Zusammensetzung: 30 Cr - 20 V - 10 Ag - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um, V Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um, Ag Pulver einer mittleren Korngröße von 30 um und Cu Pulver einer mittleren Korngröße von 45 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1000 K · 1 Stunde, gefolgt von weiterem Formen bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm², dann Sintern unter den gleichen Bedingungen. Bei der Messung der statischen Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren wurde ein Relativwert von 0,8-1,2 mit einem beträchtlichen Schwankungsbereich erhalten (Vergleichsbeispiel B10).
Kontakte der Zusammensetzung: 30 Cr - 20 V - 10 Ag - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 2 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um mit V Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1173 K · I Stunde, dann Tränken mit 20 Ag - Cu unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1300 K · 0,5 Stunden und Diffusion von Cr und V in das Cu - Ag. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Wert von 1,0 - 1,2 in Form der Relativwerte hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B10 mit einem geringen Schwankungsbereich und insgesamter Verbesserung der Haltespannungseigenschaft erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,1fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B10 (Beispiel B10).

Vergleichsbeispiel B11, Beispiel B11

Kontakte der Zusammensetzung: 30 Cr - 20 W - 0,5 B1 - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um, W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um, B1 Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um und Cu Pulver einer mittleren Korngröße von 45 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1273 K · 1 Stunde, gefolgt von weiterem Formen bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm², dann Sintern unter den gleichen Bedingungen. Bei der Messung der statischen Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren wurde ein Relativwert von 0,8-1,2 mit einem beträchtlichen Schwankungsbereich erhalten (Vergleichsbeispiel B11).
Kontakte der Zusammensetzung: 30 Cr - 20 W - 0,5 B1 - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 2 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um mit W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1300 K · 1 Stunde, dann Tränken mit 1 Bi - Cu unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1300 K · 0,5 Stunden und Diffusion von Cr und W in Cu. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Wert von 1,0 - 1,2 in Form der Relativwerte hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B11 mit einem geringen Schwankungsbereich und insgesamter Verbesserung der Haltespannungseigenschaft erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,2fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B11 (Beispiel B11).

Vergleichsbeispiel B12, Beispiel B12

Kontakte der Zusammensetzung: 30 Cr - 20 W - 0,5 B1 - 0,3 Te - 0,2 Sb - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um, W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um, B1 Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um, Te Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um, Sb Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um und Cu Pulver einer mittleren Korngröße von 45 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1273 K · 1 Stunde, gefolgt von weiterem Formen bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm², dann Sintern unter den gleichen Bedingungen. Bei der Messung der statischen Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren wurde ein Relativwert von 0,8-1,2 mit einem beträchtlichen Schwankungsbereich erhalten (Vergleichsbeispiel B12).
Kontakte der Zusammensetzung: 30 Cr - 20 W - 0,5 B1 - 0,3 Te - 0,2 Sb - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 2 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um mit W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1300 K · 1 Stunde, dann Tränken mit 1,0 B1 - 0,6 Te - 0,4 Sb - Cu unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1300 K · 0,5 Stunden und Diffusion von Cr und W in Cu. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Wert von 1,0 - 1,2 in Form der Relativwerte hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B12 mit einem geringen Schwankungsbereich und insgesamter Verbesserung der Haltespannungseigenschaft erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,2fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B12. In diesem Beispiel wirken B1, Te und Sb als verschweißungsverhindernde Bestandteile zur (Beispiel B12).

Vergleichsbeispiel B13, Beispiele B13 - B16, Vergleichsbeispiel B14

Kontakte mit einer Zusammensetzung: 10 Cr - 5 W - Cu, wie in Tabelle B2 gezeigt wird, wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um, W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um und Cu Pulver einer mittleren Korngröße von 45 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1400 K · 0,5 Stunden, wobei die Diffusion von Cr und W in die flüssige Phase von Cu durchgeführt wurde. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurden Relativwerte von 0,9-1, 1 erhalten (Vergleichsbeispiel B13).
Kontakte mit einer Zusammensetzung: 15 Cr - 10 W - Cu wurden durch Formen von Pulver bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² erhalten, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um, W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um und Cu Pulver einer mittleren Korngröße von 45 um erhalten wurde, gefolgt von Sintern in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1400 K · 0,5 Stunden, wobei die Diffusion von Cr und W in die flüssige Phase von Cu durchgeführt wurde. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Relativwert von 1,0 - 1,2 hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B13 erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,3fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B13, d. h. es wurde eine gute Leistung gezeigt (Beispiel B13).
Pulver, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um mit W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um erhalten wurde, wurde in einen Kohlenstofftiegel gefüllt und in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1400 K · 0,5 Stunden gesintert, um einen gesinterten Körper zu erhalten. Kontakte mit einer Zusammensetzung: 30 Cr - 10 W - Cu wurden dann durch Tränken des gesinterten Körpers mit Cu unter den Bedingungen 1400 K · 1 Stunde unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa und Durchführung der Diffusion von Cr und W in die flüssige Phase von Cu erhalten. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Relativwert von 1,0 - 1,2 hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B13 erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,2fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B13, d. h. es wurde eine gute Leistung gezeigt (Beispiel B14).
Pulver, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um mit W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um erhalten wurde, wurde bei einem Formdruck von 3,5 Tonnen/cm² geformt und in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1400 K · 1 Stunde gesintert, um einen gesinterten Körper zu erhalten.
Kontakte mit einer Zusammensetzung: 40 Cr - 20 W - Cu wurden dann durch Tränken des gesinterten Körpers mit Cu unter den Bedingungen 1400 K · 0,5 Stunden unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa und Durchführung der Diffusion von Cr und W in die flüssige Phase von Cu erhalten. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Relativwert von 1,0 - 1,2 hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B13 erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,2fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B13, d. h. es wurde eine gute Leistung gezeigt (Beispiel B15).
Pulver, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um mit W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um erhalten wurde, wurde bei einem Formdruck von 3,5 Tonnen/cm² geformt und in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1400 K · 1 Stunde gesintert, um einen gesinterten Körper zu erhalten. Kontakte mit einer Zusammensetzung: 55 Cr - 30 W - Cu wurden dann durch Tränken des gesinterten Körpers mit Cu unter den Bedingungen 1400 K · 0,5 Stunden unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa und Durchführung der Diffusion von Cr und W in die flüssige Phase von Cu erhalten. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Relativwert von 1,0 - 1,2 hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B13 erhalten. Die Stromunterbrechungseigenschaft zeigte ebenso einen 1,2fachen Wert jenes des Vergleichsbeispiels B13, d. h. es wurde eine gute Leistung gezeigt (Beispiel B16).
Pulver, das durch Mischen von Cr Pulver einer mittleren Korngröße von 100 um mit W Pulver einer mittleren Korngröße von 7 um erhalten wurde, wurde bei einem Formdruck von 8 Tonnen/cm² geformt und in einer Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa unter den Bedingungen 1400 K · 1 Stunde gesintert, um einen gesinterten Körper zu erhalten. Kontakte der Zusammensetzung: 65 Cr - 25 W - Cu wurden dann durch Tränken des gesinterten Körpers mit Cu unter den Bedingungen 1400 K · 0,5 Stunden unter Vakuumatmosphäre der Größenordnung von 10&supmin;³ Pa und Durchführung der Diffusion von Cr und W in die flüssige Phase von Cu erhalten. Wenn die statische Haltespannung dieser Kontakte durch das oben beschriebene Prüfverfahren gemessen wurde, wurde ein Relativwert von 1,0 - 1,2 hinsichtlich des Vergleichsbeispiels B13 erhalten. Wenn jedoch eine Stromunterbrechungsprüfung durchgeführt wurde, fand starkes Verschweißen statt (Vergleichsbeispiel B14).
Wie oben beschrieben wurde, kann eine Haltespannungseigenschaft erhalten werden, die stabiler ist als jene von Kontaktmaterial, in dem es keine Diffusion gibt, und eine bessere Stromunterbrechungsleistung kann ebenso durch gegenseitige Diffusion einer Vielzahl an lichtbogenfesten Bestandteilen durch die Lösung eines leitenden Bestandteils erhalten werden. Offensichtlich sind die Kombinationen der lichtbogenfesten Bestandteile nicht auf jene beschränkt, die in den Beispielen beschrieben wurden.
Wie oben bei einer weiteren Ausführung dieser Erfindung beschrieben wurde, kann ein Kontaktmaterial für ein Vakuumventil und ein Verfahren zur Fertigung desselben geliefert werden, in dem eine Mischung von lichtbogenfesten Bestandteilen aus zumindest zwei oder mehreren Arten gesintert wird, wodurch so die Mischung der Bestandteile in die Lösung des leitenden Bestandteils diffundiert, wodurch ermöglicht wird, daß ein Kontaktmaterial erhalten wird, das eine ausgezeichnete Haltespannungseigenschaft und Stromunterbrechungsleistung aufweist.
Wie oben beschrieben wurde, kann entsprechend dieser Erfindung ein Kontaktmaterial für ein Vakuumventil und ein Verfahren zur Fertigung desselben geliefert werden, wobei die Häufigkeit des Auftretens von Nachzündungen verringert werden kann.
Es kann des weiteren ein Kontaktmaterial für ein Vakuumventil und ein Verfahren zur Fertigung desselben geliefert werden, das eine stabile, hohe Haltespannungseigenschaft und eine überraschend bessere Stromunterbrechungsleistung aufweist.

Claims

1. Kontaktmaterial (14a, 14b) für ein Vakuumventil (1, 2), umfassend:

einen leitenden Bestandteil, der zumindest Kupfer umfaßt; und

einen lichtbogenfesten Bestandteil, der 20 bis 50 Volums% ausmacht;

wobei das Kontaktmaterial durch Abschreckverfestigung eines zusammengesetzten Körpers gebildet wird;

dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktmaterial des weiteren einen Hilfsbestandteil umfaßt, der zumindest einen umfaßt, der aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Molybdän, Tantal und Niob gewählt wird;

wobei die Menge des Hilfsbestandteils 1 bis 10 Volums% ist, und

die Menge des leitenden Bestandteils den Rest bildet, und

der zusammengesetzte Körper aus dem leitenden Bestandteil, dem lichtbogenfesten Bestandteil und dem Hilfsbestandteil besteht.

2. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktmaterials (14a, 14b) für ein Vakuumventil (1,2) nach Anspruch 1, umfassend die Schritte:

Herstellung eines zusammengesetzten Körpers, umfassend

den leitenden Bestandteil,

den lichtbogenfesten Bestandteil, und

den Hilfsbestandteil; und

Abschreckverfestigen des zusammengesetzten Körpers, um das Kontaktmaterial zu erhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 2, in dem

im Herstellungsschritt als der zusammengesetzte Körper eine Abbrandelektrode hergestellt wird; und

im Abschreckverfestigungsschritt die Abbrandelektrode verwendet wird, um das Kontaktmaterial durch ein Abbrandlichtbogenschmelzverfahren zu erhalten.

4. Verfahren nach Anspruch 2, in dem im Abschreckverfestigungsschritt der zusammengesetzte Körper verwendet wird, um das Kontaktmaterial in einem Elektroschlackenverfahren zu erhalten.