Реле материал контактов: Характеристика материалов контакта реле Finder — — База знаний

P. S. Любопытно почем одна Такамисава?

Нажмите для раскрытия…

Ну можно и OMRON

А где все люди? Здесь еще кто-то остался?
Дак, ото-ж…

<—http://altor.sytes.net OR http://altor1.narod.ru—>

Промежуточное реле Finder PCB катушка 24V в Сочи

Промежуточные реле Finder PCB предназначены для коммутации более мощных цепей по управляющему сигналу подаваемого на катушку.
Изделия Финдер обладают компактными габаритами и большим ресурсом работы, обеспечивающим бесперебойную работу оборудования.

Они могут устанавливаться в печатные платы с фиксацией методом пайки или устанавливаться в розетки, монтируемых на стандартных ДИН-рейках. Большой ассортимент промежуточных реле Finder позволяет подобрать требуемое оборудование для решения любой задачи.

Уточнить стоимость
можно по телефону: 8 (862) 264-86-00

247,97 ₽

Нет в наличии

• Характеристики
• Подключение
• Документация

Каталог

НЕДАВНО СМОТРЕЛИ

• Клеммы

  Клемма вводная силовая КСВ 16-50 синяя EKF

  Технические характеристики

  • Способ монтажа: DIN-рейка
  • Цвет: Синий
  • Номин. (расчетное) напряжение: 800 В
  • Длина: 49 мм
  • Рабочая температура: -40…80 °C
  • Класс негорючести изоляц. материала согл. UL94: V0
  • Ширина/размер ячейки: 17,8 мм
  • Высота (на мин. возможной высоте установки): 43 мм
  • Требуется торцевая пластина: Нет
  • Тип электрич. соединения 1: Винтовое соединение
  • Тип электрич. соединения 2: Винтовое соединение
  • Количество уровней: 1
  • Количество зажимов на 1 уровень: 2
  • Соединенные внутри уровни (между собой): Нет
  • Поперечн. сечение подключ. однопроволочного (жесткого) провода: 2.5…50 мм²
  • Поперечн. сечение подключ. тонкопроволочного провода с наконечником: 2.5…50 мм²
  • Поперечн. сечение подключ. тонкопроволочного провода без наконечника: 2.5…50 мм²
  • Поперечн. сечение подключ. многопроволочного (гибкого) провода: 2.5…50 мм²
  • Материал изоляции корпуса: Полиамид (PA)
  • Позиция соединения: Сбоку (поперечное)
  • Номин. ток In: 160 А
  • Проверено на взрывобезопасность по версии “Ex e”: Нет

  156,80 ₽В корзину

• Клеммы

  Клемма вводная силовая КСВ 16-50 серая EKF

  Технические характеристики

  • Способ монтажа: DIN-рейка
  • Цвет: Серый
  • Номин. (расчетное) напряжение: 800 В
  • Длина: 49 мм
  • Рабочая температура: -40…80 °C
  • Класс негорючести изоляц. материала согл. UL94: V0
  • Ширина/размер ячейки: 17,8 мм
  • Высота (на мин. возможной высоте установки): 43 мм
  • Требуется торцевая пластина: Нет
  • Тип электрич. соединения 1: Винтовое соединение
  • Тип электрич. соединения 2: Винтовое соединение
  • Количество уровней: 1
  • Количество зажимов на 1 уровень: 2
  • Соединенные внутри уровни (между собой): Нет
  • Материал изоляции корпуса: Полиамид (PA)
  • Позиция соединения: Сбоку (поперечное)
  • Номин. ток In: 160 А
  • Поперечн. сечение подключ. однопроволочного (жесткого) провода: 2.5…50 мм²
  • Поперечн. сечение подключ. тонкопроволочного провода с наконечником: 2.5…50 мм²
  • Поперечн. сечение подключ. тонкопроволочного провода без наконечника: 2.5…50 мм²
  • Поперечн. сечение подключ. многопроволочного (гибкого) провода: 2.5…50 мм²
  • Проверено на взрывобезопасность по версии “Ex e”: Нет

  131,04 ₽В корзину

• Галогеновые лампы

  Лампа галогеновая R7s 1500W РАСПРОДАЖА !!!

  Технические характеристики

  • Мощность лампы: 1500 Вт
  • Напряжение лампы с: 240 В
  • Напряжение лампы по: 240 В
  • Цоколь: R7s
  • Форма колбы лампы: Линейная
  • Цветовая температура: 3000 К
  • Световой поток: 22500 лм
  • Диаметр: 10 мм
  • Рабочее положение: Любое
  • Общая длина: 254 мм
  • Средний номинальный срок службы: 2000 ч

  150,00 ₽В корзину

Материалы для контактов реле — Прецизионная автоматизация

Реле — это выключатель с электрическим приводом. Он состоит из набора входных клемм для одного или нескольких управляющих сигналов и набора рабочих контактных клемм. Переключатель может иметь любое количество контактов в нескольких контактных формах, таких как замыкающие контакты, размыкающие контакты или их комбинации. Реле применяют там, где необходимо управлять цепью независимым маломощным сигналом, или там, где одним сигналом необходимо управлять несколькими цепями.

Многие пользователи реле выбирают стандартный продукт, а вместе с ним и стандартное предложение в отношении материала контактов. Чаще всего они совершенно счастливы — никогда не имеют проблем — и не задумываются об альтернативных материалах. Однако для некоторых приложений доступ к альтернативным контактным материалам может быть очень полезным.

Контакты реле доступны из различных металлов и сплавов, размеров и стилей. Универсального контакта не существует. Пользователь реле должен выбирать материалы контактов, номинальные характеристики и стили, чтобы максимально точно соответствовать требованиям конкретного применения. Невыполнение этого требования может привести к проблемам с контактом и даже к его преждевременному выходу из строя.

Реле серии Finder 55

Например, для некоторых контактных материалов требуется дуга, чтобы защитить их от сульфидирования, окисления и загрязнения. Такие материалы на контактах, используемых в сухой цепи или цепи низкого уровня, могут привести к тому, что контакты не смогут электрически замкнуть цепь, даже если они физически замыкаются. Контакты могут выглядеть чистыми, но это обманчиво. В реальности на поверхности контактов имеется очень тонкая пленка изолирующего сульфидирования, окисления или загрязнений. Эта пленка должна быть удалена для обеспечения непрерывности цепи, и это может быть достигнуто при возникновении дуги. (Для сухих цепей и цепей низкого уровня следует использовать раздвоенные контакты.)

Коммутация мощности до 50 А обычно возможна с помощью промышленных реле, в то время как более высокие токи обычно используются контакторами. Основными контактными материалами, используемыми для реле с номинальным током контактов в диапазоне от 5 до 50 А, чаще всего являются никель-серебро, оксид серебра-кадмия и оксид серебра-олова.

Чистое серебро

Чистое серебро обладает самыми высокими электрическими и термическими свойствами среди всех металлов. Это лучший из доступных материалов общего назначения. Однако на него влияет сульфидейшн. Скорость сульфидирования внутри помещений в мегаполисе составляет примерно 70 микрограммов на квадратный сантиметр в день. Это сульфидирование образует пленку на поверхности серебра, которая увеличивает сопротивление поверхности контакта.

Реле с тонкими серебряными контактами

Поскольку серебро и серебряные сплавы сульфатируются, контактное давление должно быть достаточно большим, чтобы пробить эту пленку. (Контролируемое дугообразование также будет полезно, поскольку оно выжигает сульфидирование, а чрезмерное перемещение контакта стирает остатки.) Хотя такие давления не оказывают заметного влияния на серебряно-кадмиевые контакты, они приводят к повышенному износу материала контактов из тонкого серебра. Кроме того, из-за сульфидной пленки на тонких серебряных контактах может возникнуть интерфейсное напряжение в несколько десятых долей вольта. Известно, что эта пленка улавливает и впитывает переносимую по воздуху грязь. Прорыв этой пленки вызывает электрический шум. Из-за этого тонкие серебряные контакты не используются для коммутации низкого уровня, например, в аудиосхемах. Скорее, тонкие контакты из серебра и серебряного сплава предназначены для использования в цепях на 12 вольт, 0,4 ампера или более.

Серебро с золотым отливом

Для реле, которые должны простаивать в течение длительного периода времени перед вводом в эксплуатацию, сульфидирование серебряных контактов может привести к неприступному сопротивлению контактного интерфейса. Вместо того, чтобы указывать серебряные контакты для таких применений, следует указывать серебряные контакты с золотым напылением. Золотое напыление на каждом контакте приводит к минимальному сульфидированию и обеспечивает хорошее электрическое замыкание при контакте. Так как золото имеет низкую температуру кипения, оплавление сгорит уже через несколько циклов переключения, если напряжение и ток дуги превышены. Затем обнажается серебряная подложка, на которой может образовываться сульфидная пленка. Если эту ситуацию нельзя допустить, контакты с золотым напылением не должны подвергаться искрению.

Реле с позолоченными серебряными контактами

Золотая накладка

Обычным контактом для использования в сухих цепях и цепях низкого уровня является позолоченная накладка. Наплавка имеет достаточную толщину, чтобы она не изнашивалась до основного металла, если только она не подвергается воздействию дугового разряда.

Серебро Никель

В зависимости от области применения перенос материала может быть весьма распространенным с тонкими серебряными контактами. Как правило, материал имеет тенденцию накапливаться в центре одного контакта, в то время как потеря материала на другом контакте оставляет дыру или «ямку». Эта точечная коррозия может привести к преждевременному выходу из строя контактов. В таком случае желательно использовать мелкозернистые серебряные контакты. Эти контакты легированы 0,15% никеля, что придает контактам мелкозернистую структуру. В результате перенос материала равномерно распределяется по всей поверхности контакта, и контакты служат дольше.

Finder 34 Series Relays

Silver Nickel существует «почти всегда». Относительно небольшое содержание никеля (10%) в первую очередь предназначено для механического упрочнения серебра и повышения устойчивости к электрической эрозии контактных поверхностей, что делает его намного более прочным при более высоких электрических нагрузках. Он идеально подходит для резистивных нагрузок при полном номинальном токе контакта, а также для других нагрузок, где ток нагрузки не так высок. Это экономичный материал общего назначения с хорошими характеристиками, который довольно часто является стандартным материалом для многих силовых реле.

Оксид кадмия серебра

Контакты из оксида кадмия серебра уже давно используются для коммутации нагрузок, создающих дугу высокой энергии. Контакты из оксида кадмия и серебра менее электропроводны, чем контакты из тонкого серебра, но имеют более высокую устойчивость к переносу материала и потере материала из-за искрения. Они демонстрируют большее сопротивление интерфейса между сопрягаемыми контактами, а также немного больший нагрев контактного узла. Минимальное номинальное напряжение дуги оксида серебра и кадмия составляет 10 вольт, и, как и тонкие серебряные контакты, серебро в этом сплаве будет окисляться и сульфидироваться. Следовательно, дуга необходима для поддержания этих контактов в чистоте.

Серебряный оксид кадмия Релейные контакты

Серебряный оксид кадмия пользуется популярностью уже около 50 лет, особенно благодаря его очень хорошим характеристикам при переключении индуктивных и двигательных нагрузок. Уменьшается эрозия материала контактов, и, в частности, материал имеет повышенную стойкость к сварке контактов в условиях кратковременных высоких пиковых пусковых токов, возникающих в результате включения больших катушек контактора, ламп накаливания и небольших двигателей.

Серебро Олово Оксид индия

Контакты из оксида серебра и олова и индия, хотя и недоступны, обладают лучшей стойкостью к дуговой эрозии и сварке, чем контакты из оксида серебра и кадмия. Однако они еще менее электропроводны и тверже, чем контакты из оксида серебра и кадмия. Они имеют большее сопротивление интерфейса между ответными контактами и, следовательно, большее падение напряжения и нагрев. В настоящее время оксид серебра и олова-индия дороже, чем оксид серебра-кадмия, и многие пользователи реле ограничивают его использование такими приложениями, как нагрузки ламп накаливания и конденсаторы, где существует большой пусковой ток во время дребезга контактов. Для резистивных и индуктивных нагрузок малой и средней мощности по-прежнему наиболее часто используется оксид серебра и кадмия, который рекомендуется компанией Siemens Electromechanical Components (SEC).

Олово-серебро Оксид индия Контакты реле

Оксид серебра-олова является более поздней инновацией, и, как и AgCdO, производится методом порошка/спекания, в отличие от AgNi, который представляет собой настоящий сплав. Невероятно тонкое измельчение оксида олова до субмикронных частиц, его равномерное распределение в порошкообразном серебре и окончательное формование под высоким давлением для обеспечения контакта — процедура, требующая самого тщательного контроля процесса. На заре AgSnO2 контроль качества и, следовательно, характеристик этих спеченных материалов не всегда был таким постоянным, как это должно было быть. Однако сегодня на высокие характеристики AgSnO2 можно положиться, особенно при работе с большими пиковыми пусковыми токами, в основном вызванными конденсаторами коррекции коэффициента мощности, связанными с люминесцентными и другими газоразрядными лампами, а также входными цепями, связанными с современными энергосберегающие лампы, CFL (компактные люминесцентные лампы) или LED (светоизлучающие диоды).

Серебро Медь Никель

Серебристо-медно-никелевые контакты предназначены для использования в устройствах с высоким пусковым током, таких как лампы накаливания и емкостные нагрузки. Эти контакты обладают хорошей стойкостью к сварке.

Золото Серебро Никелевый сплав

Золото серебро Контакты из сплава никеля предназначены для коммутации нагрузки, как правило, менее одного ампера, и характеризуются меньшим электрическим шумом при замыкании и размыкании, чем контакты из тонкого серебра. Золотые диффузионные серебряные контакты обладают характеристиками, аналогичными сплаву золото-серебро-никель, но они дешевле.

Золото Серебро Никелевый сплав Контакты реле

Палладий

Палладиевые контакты не сульфидируются и не окисляются, что обеспечивает чрезвычайно низкий уровень электрических помех. Их ожидаемый электрический срок службы примерно в 10 раз больше, чем у тонких серебряных контактов. Однако из-за относительно плохой проводимости ток нагрузки ограничен примерно 5 амперами. Палладиевые контакты

Палладиевые контакты

требуют перебега от 0,006 до 0,012 дюйма, чтобы обеспечить хорошее очищающее действие. Из-за этого они используются в основном в реле телефонного типа, то есть в реле, у которых контактные плечи параллельны длине катушки и у которых такой перебег легко получить. Кроме того, палладиевые контакты должны быть раздвоены, чтобы обеспечить непрерывность цепи при замыкании контактов.

Вольфрам

Вольфрамовые контакты предназначены для использования в устройствах с высоким напряжением, обычно там, где требуется частое переключение. Вольфрам имеет температуру плавления 3380°C, что придает ему превосходную стойкость к дуговой эрозии. Вольфрам может образовывать неприятные оксидные пленки, особенно при использовании в качестве контакта анода в некоторых приложениях постоянного тока. Поэтому в качестве катодного контакта часто используют вольфрам, а в качестве анодного — сплав палладия. Такая комбинация также сводит к минимуму сопротивление поверхности контакта и перенос материала.

Вольфрамовые контакты реле

Ртуть

Ртуть имеет температуру плавления -38,87°C. Таким образом, при использовании в реле он находится в жидком состоянии. Ртуть прилипает к поверхности любого чистого металла и используется в качестве контактов в герконовых реле, смоченных ртутью. Он обладает хорошей электропроводностью и, будучи жидким, не образует скоплений материала от контакта к контакту. Любой такой перенос материала сводится на нет тем фактом, что когда контакты размыкаются и ртуть возвращается в бассейн на дне реле, свежая ртуть занимает свое место при следующем срабатывании переключателя. Ртуть имеет температуру кипения 357°C. Из-за этого ртутные контакты не могут коммутировать токи больше нескольких ампер.

Контакты реле Mercury

Нравится:

Нравится Загрузка…

Материалы для электрических контактов для легких применений

Материалы для электрических контактов для легких применений — technology.matthey.com

Материалы для электрических контактов для легких условий эксплуатации

Архив журнала

Platinum Metals Rev. , 1957,
1 , (3), 74

Материалы для электрических контактов для легких условий эксплуатации

ВЛИЯНИЕ ОКСИДНЫХ ПЛЕНОК НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ

Поделиться этой страницей:

• Твиттер

• Фейсбук

• LinkedIn

• Реддит

• Дигг

• СМЕШИВАНИЕ

Успешная работа практически любого электрооборудования требует размыкания и замыкания цепи с помощью контактов. Обязанности, возлагаемые на контакты, могут сильно различаться, но почти в каждом случае основные требования можно свести к трем простым функциям: контакты должны успешно замыкать цепь, должны проводить ток в течение требуемого времени без перегрева и должны размыкать цепь. без чрезмерного износа, повторяя этот цикл необходимое количество операций.

Выполнение этих функций, даже при небольшой электрической нагрузке, может привести к исключительно высоким электрическим напряжениям, а также к чрезмерным температурам и сложным химическим реакциям в очень ограниченных точках на контактах или между ними, и многое еще предстоит сделать, прежде чем достигается полное понимание контактных явлений. Однако были установлены определенные обобщения, в то время как практический опыт с рядом металлов и сплавов, обычно используемых в качестве контактных материалов, позволил разработать рабочие теории и сделать широкие рекомендации для удовлетворения заданного набора условий.

Как известно, при превышении некоторых критических значений напряжений и токов при разрыве цепи образуется устойчивая дуга. Эти «критические значения» гораздо менее определены, чем это часто предполагают, и на них сильно влияет влажность атмосферы и наличие окисных или других пленок на контактных поверхностях, а также природа контактного материала. Кроме того, часто бывает так, что хотя стабильная дуга не может поддерживаться в определенном наборе условий, при прерывании может образоваться переходная или кратковременная дуга. Таким образом, сложно дать краткое определение «легких» контактов, но в целом можно считать, что это описание применимо к контактам, работающим с токами, измеряемыми в миллиамперах, а не с токами, измеряемыми в миллиамперах, при напряжении до 250 В или, конечно, несколько ампер только при более низких напряжениях, при условии, что нагрузка порядка 50 вольт-ампер не превышается.

Часть системы управления наземным движением в лондонском аэропорту, установленная компанией Standard Telephones and Cables Limited. Платина используется в качестве контактного материала во многих закрытых реле

В этих условиях в цепях постоянного тока может возникнуть явление, известное как «тонкий переход» или иногда как «эрозия моста», при котором частицы положительного контактного материала переносятся. к отрицательному. Этот эффект, на который мы еще вернемся позже, обычно более выражен при значениях тока и напряжения чуть ниже тех, которые необходимы для возникновения дуги, и может иметь серьезные последствия, когда контакты используются с высокой скоростью в течение длительного времени.

Это, конечно, явление, совершенно отличное от «грубого переноса» металла, связанного с дуговым разрядом, когда материал с отрицательного контакта удаляется путем испарения или распыления и осаждается, по крайней мере частично, на положительном контакте. Масса материала, переносимого в этом направлении, обычно значительно превышает массу за счет «тонкого переноса» в обратном направлении. В цепях переменного тока любой тип эрозии естественным образом проявляется в виде общего износа обоих контактов.

В группе контактов с легким режимом работы платиновые металлы и некоторые их сплавы вместе с некоторыми сплавами золота составляют единственный подходящий тип контактных материалов для эффективной работы из-за отсутствия в них типа оксида или сульфидные пленки, которые, если они присутствуют, могут привести к высоким значениям контактного сопротивления. (Для средних и тяжелых режимов работы использование контактов из серебра и серебряного сплава является общепринятой практикой, так как образовавшаяся пленка сульфида довольно легко прокалывается и разрушается дугой, в то время как, конечно, используются более высокие контактные давления.)

Это чувствительное реле с подвижной катушкой производства Sangamo Weston Limited оснащено контактами из иридиево-платинового сплава. Номинальная мощность контактов составляет максимум 0,5 Вт при максимальном напряжении 250 В.

Контакты для легкого режима работы могут сами по себе варьироваться от тех, в которых обрабатываемые токи чрезвычайно малы (в этих случаях важно поддерживать низкое и стабильное контактное сопротивление, контактное давление часто низкая, срабатывание чувствительно и, возможно, нечасто, но надежность имеет первостепенное значение) для тех, кто работает с токами, не намного ниже критических значений, и в этом случае можно ожидать «точной передачи» при прерывании цепей постоянного тока, если количество операций достигает многих сотни тысяч.

Физика работы контакта

Хорошо известно, что при первом контакте он происходит лишь в нескольких микроскопических точках, и что ток сначала протекает только через мельчайшие области или сужения. Приложенное контактное давление, естественно, вызовет как упругую, так и пластическую деформацию двух поверхностей до тех пор, пока очень высокие локальные давления не упадут в достаточной степени для прекращения дальнейшей деформации. В ходе этой операции плотность тока будет очень высокой и может вызвать локальное плавление, а любые тонкие плохо проводящие оксидные или тусклые пленки на поверхностях могут быть прорваны под действием давления. Таким образом, в зависимости от их природы и толщины такие пленки будут определять степень, в которой могут существовать локальные соединения металл-металл между двумя контактами.

Существует довольно обширная литература по физическим явлениям, происходящим во время реальной работы электрических контактов. Здесь невозможно дать адекватный обзор этой работы, но исследования Холма (1), Беттериджа и Лэрда (2), Пирсона (3), Кертиса (4), Пфанна (5), Фэйрвезера (6), Ллевеллин Джонс (7) и другие установили фундаментальные факты, согласно которым при разрыве цепи контакт в конечном итоге ограничивается небольшой областью, что затем между размыкающимися контактами образуется расплавленный металлический мостик, который затем разрывается в самой горячей точке. . Эта точка разрыва обычно находится не в центре моста, а смещена в сторону положительного контакта (вероятно, из-за эффекта Томсона), в результате чего на отрицательном контакте остается незначительное количество материала. Тогда разумно предположить, что после образования такого нароста последующие действия контактов приведут к контакту в том же месте, так что дальнейшее образование мостика приведет к хорошо известному образованию ямки и кратера. по прошествии достаточного времени.

Аналогичным образом, при замыкании пары контактов образование крошечной области расплавленного металла, которая затвердевает до начала разделения, может вызвать прилипание или приваривание контактов, если имеющейся силы для размыкания контактов недостаточно для разрыва сварного шва. Это явление, вероятно, имеет место при подавляющем большинстве контактных операций; в большинстве случаев сварные швы легко разрушаются при вскрытии, но в некоторых типах оборудования сварка может быть основной причиной отказа. Следует иметь в виду, что на практике контакты редко, если вообще когда-либо, закрываются в ходе одной четкой операции; должен произойти некоторый «отскок», или контакты могут разойтись и снова замкнуться несколько раз, часто образуя и разрывая сварной шов, прежде чем установится статический контакт.

Важность поверхностных пленок

Приведенное выше довольно упрощенное описание физических явлений во время контактной операции предполагало, что речь идет об идеально чистых металлических поверхностях. На самом деле это условие никогда не может быть выполнено, за исключением, возможно, специально подготовленных и очищенных контактов, работающих в высоком вакууме, и во всех практических случаях поверхности в большей или меньшей степени загрязнены тонкими пленками адсорбированных газов, окисления или коррозии. продуктов или пыли и органических веществ. Такие пленки, как уже упоминалось, могут оказывать заметное влияние на контактное сопротивление; они также могут повышать вероятность образования дуги при напряжениях и токах ниже принятых критических значений, а также могут оказывать выраженное влияние на образование расплавленных перемычек и на склонность контактов к сварке. Возьмем крайний пример: обнаружено, что вольфрам, который легко образует прочную и прочную оксидную пленку, не поддерживает металлическую перемычку расплава при открытии и не проявляет заметного тонкого переноса, в то время как его относительная свобода от сваривания хорошо известна. С другой стороны, конечно, вольфрамовые контакты по той же причине обладают высоким контактным сопротивлением, что делает их совершенно непригодными для работы в чувствительных условиях.

Типичный пример «точной передачи» в реле телефонного типа после нескольких сотен тысяч операций. Выемка, образовавшаяся на отрицательном контакте, видна на левой фотографии, а соответствующий кратер на положительном контакте показан на правой фотографии. фотографий (увеличение × 65), показывающих этапы разделения пары контактов — платиновый катод слева и железный анод справа. (1) Контакты только что разъединились, показывая небольшой светящийся мостик. (2) Дальнейшее разделение увеличивает размер моста. (3) Ток был прерван из-за разрыва перемычки внутри полости в аноде. (4) Дальнейшее разделение показывает полный замороженный мостик, оставшийся на катоде; его отражение можно увидеть на аноде.

Эти фотографии были сделаны г-ном Р. Хиллом Джонсом с физического факультета Университетского колледжа Суонси и воспроизведены с любезного разрешения профессора Ф. Ллевеллина Джонса. поведение контактной поверхности в окружающей ее атмосфере и при высоких температурах, преобладающих в локализованных точках. В связи с этим накапливаются данные, показывающие, что в некоторых применениях с легким режимом работы, кроме очень чувствительных, существует преимущество в определенной степени окисления контактных поверхностей при условии, что контактные сопротивления при этом не увеличиваются заметно. . Здесь довольно необычное поведение некоторых платиновых металлов представляет значительный интерес и некоторую практическую ценность. В то время как платина и иридий полностью свободны от окисления при всех температурах вплоть до точки плавления, палладий и рутений оба образуют оксидные пленки, которые термически нестабильны. На палладии и его сплавах оксидная пленка образуется при нагревании выше примерно 400°С, но при температуре около 800°С разрушается. Точно так же оксид рутения образуется примерно при 600°С, но разлагается при температуре несколько выше 1000°С.

Известно, что поддерживать стабильную расплавленную перемычку с палладием сложнее, чем с платиной. Установлено также, что некоторые палладиевые сплавы, склонные к образованию оксидных пленок, особенно свободны от тонкого переноса в сложных условиях, в то время как сплавы как платины, так и палладия с добавками около 10% рутения оказались наиболее эффективными для снижения переноса. как, например, в автомобильных регуляторах напряжения.

Новый тип телефонного реле общего назначения, серийно производимого компанией Bell Telephone System. Палладий используется для изготовления всех контактных поверхностей и обеспечивает не только выдающуюся надежность, но и наилучший экономический баланс между стоимостью производства и обслуживанием из-за снижения затрат на техническое обслуживание

Из того, что было сказано ранее о механизме как переноса, так и сварки, можно сделать вывод, что образование тонкой или нестабильной оксидной пленки при повышенных температурах вполне может способствовать предотвращению образования мостиков. Очевидно, что допустимая степень окисления имеет решающее значение и будет зависеть от электрических и механических условий цепи. Оксидная пленка должна быть достаточно толстой, чтобы препятствовать образованию перемычек и защищать металлические поверхности от сварки, но не должна быть настолько толстой или сплошной, чтобы вызвать серьезное увеличение контактного сопротивления.

Выбор контактных материалов

Возвращаясь теперь к вопросу о попытке сопоставить физические и химические свойства того или иного доступного материала с электрическими и механическими факторами конкретной части аппарата, будет видно, что что требования к контактам для легкого режима работы можно резюмировать следующим образом:

• Поддержание низкого и устойчивого контактного сопротивления

• Минимальная склонность к тонкому переносу в результате образования мостиков

• Минимальная склонность к прилипанию или слипанию.

Материалы, удовлетворительно отвечающие первому из этих требований, не обязательно удовлетворят второму и третьему требованиям, в то время как, наоборот, материалы, полностью отвечающие второму и третьему требованиям, могут иметь неприемлемо высокое контактное сопротивление, и при выборе контактного материала обычно необходимо прийти к какому-то компромиссному решению или балансу свойств. Предполагается, что одним из важных факторов, который необходимо учитывать, является степень вероятности образования оксидной пленки — нестабильной или стабильной — на контактных поверхностях во время работы. Другими словами, необходимо попытаться решить, в какой степени можно допустить образование оксидной пленки в интересах минимальной склонности к переносу и спаиванию, принимая во внимание требуемые минимальные значения контактного сопротивления, которые необходимо поддерживать.

Основные физические свойства платиновых металлов и сплавов, обычно используемых в качестве контактных материалов, приведены в прилагаемой таблице. Он разделен на три части, чтобы ясно показать различие между теми материалами, которые полностью свободны от образования оксидов при всех температурах, теми, которые образуют термически неустойчивые оксидные пленки при высоких температурах, и теми, которые образуют стойкие оксидные пленки неблагородных металлов.

Там, где и токи, и механическое давление чрезвычайно малы, как, например, в контактах, приводимых в действие тонким инструментальным механизмом, и в подобных очень чувствительных устройствах, наиболее важным соображением является поддержание низкого и стабильного сопротивления контакта. В этих случаях температура на контактных поверхностях никогда не повышается настолько, чтобы разрушить какие-либо нестабильные оксидные пленки, и выбор материала должен производиться из материалов, приведенных в верхней части таблицы.

Для некоторых применений такого рода используются платиновые контакты, но чаще предпочтение отдается более твердому сплаву платины. Когда контактное давление измеряется только в миллиграммах, может возникнуть проблема из-за того, что частицы пыли или грязи оседают на контактных поверхностях или застревают в них. С мягким материалом это может привести к несовершенному контакту или, в крайних случаях, к постоянно разомкнутой цепи. Поэтому следует рекомендовать 10-процентный сплав иридия-платины из-за его большей твердости, в то время как 4-процентный сплав рутения с платиной обеспечивает почти идентичные характеристики твердости и полную свободу от окисления. Там, где требуется еще большая твердость, содержание иридия может быть увеличено до 20%.

Когда контактное давление имеет другой порядок величины, например, от 10 до 50 граммов, платина снова становится наиболее подходящим выбором для большинства применений, например, в легких реле, работающих с токами до 1 ампера. .

Платина, конечно, очень широко используется в устройствах этого типа, особенно в телефонных реле, и вообще там, где реле должно надежно работать после длительных периодов простоя даже в коррозионной атмосфере. Однако в некоторых условиях при высоких скоростях работы может произойти значительное забивание контактов, и тогда предпочтительнее использовать материал большей твердости — либо 10% иридий-платина, либо 4% рутений-платина.

Свойства материалов контактов для легких условий эксплуатации

		Удельный вес	Твердость по Виккерсу (отожженный)	Температура плавления, °С. (солидус)	Удельное сопротивление микроом-см.	Электропроводность, % IACS
Без оксидных пленок при любых температурах	Платина	21. 3	65	1769	11,6	15
	10% иридий-платина	21,6	120	1780	24,5	7.0
	20% иридий-платина	21,7	200	1815	30,0	5.7
	4% рутений-платина	20,8	130	1775	30,0	5. 7
Нестабильные оксидные пленки, образующиеся при высоких температурах 90 247	Палладий	11,9	40	1 552 90 247	10,7	16
	10% рутений-платина	19,9	200	1780	42.2	4.1
	10% рутений-палладий	12,0	160	1580	36,0	4,8
	40 % серебро-палладий	11. 0	95	1 290 90 247	43,0	4.0
Образуются стабильные оксидные пленки	15% Медь-палладий	11.2	100	1380	37,5	4.6
	40% Медь-палладий	10.4	145	1200	35,0	4.9
	8% никель-платина	19,3	175	1660	27,0	6,4

Автомобильный регулятор напряжения производства Ideal Manufacturing Company, Нью-Йорк. При этом используются контакты из рутениево-палладиевого сплава, работающие против вольфрамовых контактов

При больших добавках рутения к платине в ряде случаев установлено, что тонкий перенос снижается, а также склонность к привариванию, хотя некоторое увеличение контактных также присутствует сопротивление. Оказывается, что содержание рутения в 10 % обеспечивает оптимальный баланс сравнительной свободы от переноса и прилипания без заметного увеличения контактного сопротивления, при этом давая материалу эквивалентную твердость 20 % иридий-платина.

Палладий мягче даже, чем платина, и опыт показывает, что он не подходит для очень чувствительных приложений, но он широко и успешно используется в реле телефонного типа, особенно в Соединенных Штатах. Он имеет преимущества с точки зрения более низкой внутренней стоимости и меньшей плотности по сравнению с платиной. Здесь снова было обнаружено, что использование рутениево-палладиевых сплавов в определенных экспериментальных условиях уменьшает степень переноса в течение длительных периодов времени, а затем дает округлый, холмистый тип переноса, а не гораздо более нежелательное образование шипов. Эти результаты вполне можно было бы объяснить более высокой температурой разложения, связанной с оксидом рутения. По-видимому, нет никакого преимущества с точки зрения переноса в добавках рутения свыше 10%, тогда как контактное сопротивление может начать заметно увеличиваться при превышении такой доли. Большая твердость рутениево-палладиевого сплава также способствует повышению износостойкости.

Другие палладиевые сплавы, которые используются в настоящее время, были разработаны для экономии палладия и обеспечения по существу такой же стойкости к потускнению при нормальных температурах, характерных для исходного металла. 40-процентный серебряно-палладиевый сплав используется для контактов реле в условиях, граничащих с легкими и средними нагрузками, то есть там, где серебряные контакты недопустимы из-за тусклой пленки, но где и напряжение, и контактное давление достаточно высоки.

Добавление меди к палладию дает несколько возможных сплавов с интересными характеристиками. Ясно, что некоторое количество оксида меди, в дополнение к оксиду палладия, будет образовываться на поверхности таких сплавов при высоких температурах, и, хотя по этому вопросу проводилось мало экспериментальных работ или не проводилось совсем, имеется достаточно практических свидетельств того, что такие сплавы особенно хороши. хорошо ведет себя в плане передачи. Для некоторых применений рекомендуется 15-процентный медно-палладиевый сплав, но 40-процентный сплав меди, несомненно, демонстрирует минимальную передачу в условиях высокой скорости работы и при наличии значительной емкости и индуктивности. Такие факторы главным образом связаны с телеграфными реле, где необходимо поддерживать очень малый зазор между контактами, и было обнаружено, что 40-процентные медно-палладиевые контакты, обычно используемые в устройствах этого типа, сохраняют гладкую поверхность, в то время как другие материалы склонны к образованию острых краев. наросты. Естественно, такой сплав будет развивать контактное сопротивление более высокого порядка, чем сплавы, не содержащие какого-либо основного металла, но это не имеет первостепенного значения в телеграфных цепях. При использовании подобного реле в качестве «прерывателя» крайне низкие значения напряжения и тока делают необходимым применение платины для контактов.

Еще один важный материал, также склонный к образованию небольшой стойкой оксидной пленки при высоких температурах, представляет собой 8-процентный никель-платиновый сплав. Он был разработан в Германии для применений, где требуется материал значительной твердости, но при этом важна минимальная склонность к переносу. Опять же, будет достигнуто заметно более высокое контактное сопротивление по сравнению со сплавами иридий-платина, для замены которых он был разработан.

Из этого краткого обзора видно, что платиновые металлы и их сплавы обеспечивают достаточно широкие возможности выбора контактного материала для удовлетворения конкретных требований. Другие и более сложные сплавы используются в особых случаях, но те, что перечислены в таблице, составляют большую часть контактных приложений для легких условий эксплуатации.

Высокоскоростное реле Carpenter производства Telephone Manufacturing Co. Limited, снабженное 40-процентными медно-палладиевыми контактами

Можно дать только обобщенные рекомендации по выбору материала для данного набора условий , и всегда необходимо проводить практические испытания «короткого списка» сплавов, прежде чем можно будет принять окончательное решение. Некоторое внимание к влиянию оксидных пленок — термически нестабильных или более стойких — может, однако, помочь при первом выборе.

Каталожные номера

1. 1

   Р. Холм
   Электрические контакты (1946 г.), Стокгольм: Almqvist and Wiksells (Hugo Gebers Forlag)

2. 2

   У. Беттеридж и Дж. А. Лэрд
   Дж. Инст. Электр. англ. , 1938 г.,
   82 , 625

3. 3

   Г. Л. Пирсон
   Физ. , 1939 г.,
   56 , 471

4. 4

   А. М. Кертис
   Белл Сист. Тех. Дж. , 1940 г.,
   19 , 40

5. 5

   В. Г. Пфанн
   Пер. амер. Инст. Электр. англ. , 1948 г.,
   67 , ул. II, 1528 – 1533

6. 6

   А. Фэйрвезер
   Дж. Инст. Электр. англ. , 1945 г.,
   92 , я, 304

7. 7

   Ф. Ллевелин Джонс
   Специальный отчет по исследованиям в области радиосвязи № 24, HMSO.

   Реле материал контактов: Характеристика материалов контакта реле Finder — — База знаний