Vật liệu dùng để làm tiếp điểm điện
Tuổi thọ và độ tin cậy của tiếp điểm phần lớn phụ thuộc vào vật liệu của tiếp điểm.
Yêu cầu nguyên liệu liên hệ:
1. Độ dẫn điện cao và dẫn nhiệt.
2. Chống ăn mòn.
3. Khả năng chống tạo màng cao.
4. Độ cứng của vật liệu thấp, để giảm lực ép.
5. Độ cứng cao để giảm mài mòn cơ khí trong quá trình bật và tắt thường xuyên.
6. Xói mòn thấp.
7. Điện trở hồ quang cao (điểm nóng chảy).
8. Cần có dòng điện và điện áp cao để phóng điện hồ quang.
9. Xử lý dễ dàng và chi phí thấp.
Các yêu cầu được liệt kê là trái ngược nhau và hầu như không thể tìm thấy một tài liệu đáp ứng tất cả các yêu cầu này.
Các vật liệu sau đây được sử dụng cho các kết nối tiếp xúc:
y tế. Đáp ứng gần như tất cả các yêu cầu trên, ngoại trừ khả năng chống ăn mòn. Oxit đồng có độ dẫn điện thấp. Đồng là vật liệu tiếp xúc phổ biến nhất và được sử dụng cho cả tiếp điểm có thể tháo rời và chuyển mạch.Trong các khớp có thể tháo rời, lớp phủ chống ăn mòn được sử dụng trên bề mặt làm việc.
Trong các tiếp điểm chuyển mạch, đồng được sử dụng khi nhấn trên 3 N cho tất cả các chế độ hoạt động ngoại trừ dài hạn. Đối với hoạt động liên tục, không nên sử dụng đồng, nhưng nếu sử dụng, cần thực hiện các biện pháp chống oxy hóa bề mặt làm việc. Đồng cũng có thể được sử dụng cho các tiếp điểm hồ quang. Ở áp suất tiếp xúc thấp (P < 3 N), không nên sử dụng các tiếp điểm bằng đồng.
Bạc. Vật liệu tiếp xúc rất tốt đáp ứng tất cả các yêu cầu ngoại trừ khả năng chống hồ quang ở dòng điện cao. Nó có khả năng chống mài mòn tốt ở dòng điện thấp. Các oxit bạc có độ dẫn điện gần giống như bạc nguyên chất. Bạc được sử dụng cho các tiếp điểm chính trong các thiết bị có dòng điện cao, cho tất cả các tiếp điểm hoạt động liên tục. Trong các tiếp điểm cho dòng điện thấp ở áp suất thấp (tiếp điểm rơle, tiếp điểm mạch phụ).
Bạc thường được sử dụng ở dạng lớp phủ - toàn bộ phần được làm bằng đồng hoặc vật liệu khác trên đó lớp phủ bạc được hàn (hàn) để tạo thành bề mặt làm việc.
Nhôm. So với đồng, nó có độ dẫn điện và độ bền cơ học thấp hơn đáng kể. Nó tạo thành một màng oxit rắn dẫn điện kém, điều này hạn chế rất nhiều việc sử dụng nó. Có thể được sử dụng trong các kết nối tiếp điểm đóng mở (thanh cái, dây trường). Với mục đích này, các bề mặt làm việc tiếp xúc được làm bằng bạc, mạ đồng hoặc gia cố bằng đồng.
Tuy nhiên, cần tính đến độ bền cơ học thấp của nhôm, do đó các mối nối có thể yếu dần theo thời gian và tiếp điểm có thể bị đứt (không nên đánh giá quá cao áp suất tiếp xúc).Nhôm không thích hợp để chuyển đổi địa chỉ liên lạc.
Bạch kim, vàng, molypden. Chúng được sử dụng để chuyển đổi các tiếp điểm cho dòng điện rất thấp ở áp suất thấp. Bạch kim và vàng không tạo thành màng oxit. Các tiếp điểm làm bằng các kim loại này có điện trở thoáng qua thấp.
Vonfram và hợp kim vonfram. Với độ cứng cao và điểm nóng chảy cao, chúng có khả năng chống mài mòn điện cao.Vonfram và hợp kim vonfram-molypden, vonfram-bạch kim và các loại khác được sử dụng ở dòng điện thấp cho các tiếp điểm có tần số đứt gãy cao. Ở dòng điện trung bình và cao, chúng được sử dụng làm tiếp điểm hồ quang để ngắt dòng điện lên đến 100 kA và hơn thế nữa.
Điểm nóng chảy của các vật liệu dẫn điện khác nhau
Kim loại thiêu kết - một hỗn hợp cơ học của hai kim loại thực tế không hợp kim thu được bằng cách thiêu kết hỗn hợp bột của chúng hoặc ngâm tẩm kim loại này với sự nóng chảy của kim loại kia. Trong trường hợp này, một trong các kim loại có độ dẫn điện tốt, trong khi kim loại kia có độ bền cơ học cao, chịu lửa và chống hồ quang. Bằng cách này, gốm kim loại kết hợp khả năng chống hồ quang cao với độ dẫn điện tương đối tốt.
Các thành phần kim loại-gốm phổ biến nhất là: bạc - vonfram, bạc - molypden, bạc - niken, bạc cadmium oxit, bạc - than chì, bạc - than chì - niken, đồng - vonfram, đồng - molypden, v.v. Bạc, chủ yếu dùng cho dòng điện xoay chiều) cho dòng điện không liên tục trung bình và lớn, cũng như cho các tiếp điểm chính cho dòng điện định mức lên đến 600 A.