Materiály pro elektrické kontakty

Materiály pro elektrické kontakty

Elektrické kontakty patří mezi nejdůležitější konstrukční prvky rozváděčů. Musí zapojit elektrický obvod, po určitou dobu vést elektrický proud a poté obvod odpojit. Kontaktní (přechodový) odpor vzniká při dotyku kontaktních ploch. Na povrchu kontaktů se vytváří nevodivá vrstva oxidu, jejíž vodivost se dále zhoršuje elektrickým obloukem vznikajícím při spínání.

Proto jsou na materiály použité k výrobě kontaktů kladeny náročné požadavky:

•  dobrá elektrická vodivost,
• vysoká teplota tání,
• vysoká tepelná vodivost,
• vysoká odolnost proti elektrickému oblouku,
• vysoká tvrdost a pružnost ,
• odolnost proti opotřebení, oxidaci a různým chemickým vlivům.

Žádný materiál nemá všechny tyto vlastnosti současně. V praxi se proto vybírá z dostupných materiálů, které se svými vlastnostmi nejvíce blíží požadovaným. Jako kontaktní materiály se používají čisté kovy, slitiny kovů, pseudoslitiny, plátkové kovy (dvojkovy) a pokovené materiály.

Z čistých kovů se používá stříbro Ag, měď Cu, zlato Au, platina Pt, wolfram W a molybden Mo. Ve slaboproudé elektrotechnice se pro kontakty nejčastěji používá stříbro, v silnoproudé elektrotechnice měď. Zlato, platina, molybden a wolfram se používají pro kontakty velmi náročných přístrojů, kde je vyžadována extrémně vysoká spolehlivost. nosnice

Slitiny kovů používané k výrobě kontaktů mají lepší vlastnosti a jsou levnější než čisté kovy. Tvoří největší skupinu kontaktních materiálů. Nejčastěji se používají slitiny mědi (např. fosforový bronz, beryliový bronz, mosaz), stříbra Ag-Cu (stříbro-měď), Ag-Cd (stříbro-kadmium), Ag-Pd (stříbro-paladium), Ag-Ni (stříbro-nikl), Ag-Cu-Ni (stříbro-měď-nikl), Au-Ni (zlato-nikl), Au-Ag-Ni (zlato-stříbro-nikl).

Pseudoslitiny (nelegované nebo slinuté kovy) jsou materiály vyráběné práškovou metalurgií, které kombinují vysokou tvrdost a odolnost proti oblouku s vysokou elektrickou a tepelnou vodivostí. Jako příklad lze uvést pseudoslitinu W-Cu (wolfram-měď). Wolfram dodává pseudoslitině velkou tvrdost a odolnost proti oblouku, opotřebení a svařování, měď dobrou elektrickou a tepelnou vodivost. Podobně vznikají W-Ag (wolfram-stříbro), Ag-Ni (stříbro-nikl), Mo-Ag (molybden-stříbro) a další pseudoslitiny.

Dělené kovy (dvojčata) se používají z ekonomických důvodů. Ušlechtilý a drahý materiál (např. stříbro Ag, zlato Au, platina Pt a jejich slitiny) je v tomto případě válcován za tepla na podložce z levnějšího materiálu (měď, mosaz, bronz, ocel).

Pokovené materiály, které vznikají nanášením Au zlata nebo Ag stříbra na kontakty z mědi a slitin mědi, mají vyšší vodivost, odolnost proti opaření kontaktů a lepší chemickou odolnost.