Material för elektriska kontakter

Material för elektriska kontakter

Elektriska kontakter är bland de viktigaste konstruktionselementen i ställverk. De måste ansluta en elektrisk krets, leda en elektrisk ström under en viss tid och sedan koppla bort kretsen. Kontaktresistans (transient resistans) uppstår när kontaktytorna vidrör varandra. På kontaktytan bildas ett icke-ledande oxidskikt, vars ledningsförmåga ytterligare förvärras av den ljusbåge som uppstår vid omkopplingen.

Därför ställs höga krav på de material som används för att tillverka kontakterna:

•  god elektrisk ledningsförmåga,
• hög smälttemperatur,
• hög värmeledningsförmåga,
• hög motståndskraft mot ljusbåge,
• hög hårdhet och flexibilitet,
• motståndskraft mot slitage, oxidation och olika kemiska påverkan.

Inget material har alla dessa egenskaper samtidigt. I praktiken väljer man därför de tillgängliga material som har de egenskaper som ligger närmast de önskade. Rena metaller, metallegeringar, pseudolegeringar, skivade metaller (tvillingmetaller) och pläterade material används som kontaktmaterial.

Bland de rena metallerna används silver Ag, koppar Cu, guld Au, platina Pt, volfram W och molybden Mo. Inom lågströmsteknik används oftast silver för kontakter, inom högströmsteknik koppar. Guld, platina, molybden och volfram används för kontakter i mycket krävande instrument där extremt hög tillförlitlighet krävs. värphöns

De metallegeringar som används för att tillverka kontakterna har bättre egenskaper och är billigare än rena metaller. De utgör den största gruppen av kontaktmaterial. De vanligaste legeringarna är koppar (t.ex. fosforbrons, berylliumbrons, mässing), silver Ag-Cu (silver-koppar), Ag-Cd (silver-kadmium), Ag-Pd (silver-palladium), Ag-Ni (silver-nickel), Ag-Cu-Ni (silver-koppar-nickel), Au-Ni (guld-nickel), Au-Ag-Ni (guld-silver-nickel).

Pseudolegeringar (olegerade eller sintrade metaller) är material som framställs genom pulvermetallurgi och som kombinerar hög hårdhet och ljusbågsresistens med hög elektrisk och termisk ledningsförmåga. Som exempel kan nämnas pseudolegeringen W-Cu (volfram-koppar). Volfram ger pseudolegeringen stor hårdhet och motståndskraft mot ljusbåge, slitage och svetsning, koppar god elektrisk ledningsförmåga och värmeledningsförmåga. På liknande sätt bildas W-Ag (volfram-silver), Ag-Ni (silver-nickel), Mo-Ag (molybden-silver) och andra pseudolegeringar.

Skivade metaller (kolon) används av ekonomiska skäl. Ädla och dyra material (t.ex. silver Ag, guld Au, platina Pt och deras legeringar) varmvalsas i detta fall på ett underlag av billigare material (koppar, mässing, brons, stål).

De pläterade materialen, som bildas genom deponering av Au-guld eller Ag-silver på kontakter av koppar och kopparlegeringar, har bättre ledningsförmåga, motståndskraft mot kontaktbränning och bättre kemisk beständighet.