logo
Тса заочники / ЛекцииТСАDoc

3. Материалы контактов

При выборе материала контактов необходимо обеспечить выполнение целого ряда требований: большая механическая прочность, высокая температура плавления, хорошие теплопроводность и электропроводность, устойчивость против коррозии и эрозии. Низкая стоимость, конечно, желательна, но она не относится к основным требованиям. Основные требования — это те, которые обеспечивают высокую надежность. Известны случаи, когда отказ одного единственного контакта приводил к потерям, в миллионы раз превышающим стоимость этого контакта.

Перечисленным выше требованиям в наибольшей степени удовлетворяют серебро, золото, платина и их сплавы, вольфрам, медь (табл. 1).

Таблица 1. Материалы для контактов

Материалы

Плотность, г/см3

Твердость по Виккерсу

Точка плавления, °С

Удельное сопротивление, Ом см 106

Теплопроводность, Вт/(см с град)

Серебро

10,5

26

960

1,6

4,186

Платина

21,3

65

1770

11,6

0,71

Палладий

11,9

40

1554

10,7

0,71

Золото

19,3

20

1063

2,4

2,92

Серебро-золото (10%)

11,4

29

965

3,6

1,98

Серебро - палладий(10 %)

10,6

40

1000

6,8

1,46

Серебро-медь (10%)

10,3

62

778

2,0

3,42

Платина - иридий (20 %)

21,6

120

1780

24,5

0,3

Платина - серебро(40 %)

11,0

95

1290

35,8

0,312

Золото - серебро(30 %)

16,6

32

1025

10,4

0,667

Сопротивление контактного перехода определяется по формуле

(1)

где а — коэффициент, зависящий от материала и обработки поверхности контакта; F — контактное усилие; b — коэффициент формы контактов.

Для точечных контактов ; для линейных; для плоскостных.

Коэффициент а для меди, например, находится в пределах от 0,07 до 0,28, т. е. может изменяться в четыре раза. Наименьшие значения а (и соответственно сопротивления RK) обеспечиваются при покрытии меди слоем олова (лужение). Слой олова препятствует образованию оксида, поэтому для луженых медных контактов коэффициент а < 0,1. Большие значения а получаются для нелуженых плоскостных медных контактов, поскольку у них имеются участки, покрытые слоем окиси. Для серебряных контактов а = 0,06. Интересно отметить, что электропроводность оксида серебра и чистого серебра примерно равны.

Для малых контактных усилий в высокочувствительных реле применяются благородные металлы (платина, золото, платиноиридий) при контактных усилиях Н. Эти материалы не окисляются и мало подвержены эрозии. При контактных усилиях Н и малой частоте срабатывания применяется серебро, которое имеет хорошую электропроводность, легко обрабатывается, но имеет невысокую твердость и подвержено эрозии. При контактных усилиях Н и большой частоте срабатывания используются металлокерамические контакты, получаемые методами порошковой металлургии (путем спекания смеси порошков двух металлов: серебра с вольфрамом, молибденом или никелем, меди с вольфрамом или молибденом). При контактных усилиях F> 1 H и большой частоте срабатывания применяется вольфрам.

Наиболее дешевым материалом является медь, она применяется для мощных контактов, имеющих сравнительно большие размеры и требующих большого расхода материала. Контактные усилия для меди F>3 H. Для защиты от коррозии кроме лужения применяется серебрение или кадмирование медных контактов.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ НЕЙТРАЛЬНЫЕ РЕЛЕ