Materiali utilizzati per realizzare contatti elettrici

La durata e l'affidabilità del contatto dipendono in gran parte dal materiale del contatto.

Requisiti del materiale di contatto:

1. Elevata conduttività elettrica e conducibilità termica.

2. Resistente alla corrosione.

3. Resistenza alla formazione di film ad alta r.

4. Bassa durezza del materiale, per ridurre la forza di pressione.

5. Elevata durezza per ridurre l'usura meccanica durante frequenti accensioni e spegnimenti.

6. Bassa erosione.

7. Elevata resistenza all'arco (punto di fusione).

8. Elevata corrente e tensione necessarie per l'arco.

9. Maneggevolezza e basso costo.

I requisiti elencati sono contraddittori ed è quasi impossibile trovare un materiale che soddisfi tutti questi requisiti.

Per le connessioni dei contatti vengono utilizzati i seguenti materiali:

Med. Soddisfa quasi tutti i requisiti di cui sopra, ad eccezione della resistenza alla corrosione. Gli ossidi di rame hanno una bassa conducibilità. Il rame è il materiale di contatto più comune e viene utilizzato sia per i contatti rimovibili che per quelli di commutazione.Nei giunti staccabili, vengono utilizzati rivestimenti anticorrosivi sulle superfici di lavoro.

Nei contatti di commutazione, il rame viene utilizzato quando si preme sopra 3 N per tutte le modalità di funzionamento tranne a lungo termine. Per il funzionamento continuo, il rame non è raccomandato, ma se utilizzato, è necessario adottare misure per combattere l'ossidazione delle superfici di lavoro. Il rame può essere utilizzato anche per i contatti ad arco. A bassa pressione di contatto (P < 3 N) si sconsiglia l'uso di contatti in rame.

Argento. Ottimo materiale di contatto che soddisfa tutti i requisiti tranne la resistenza all'arco a correnti elevate. Ha una buona resistenza all'usura a basse correnti. Gli ossidi d'argento hanno quasi la stessa conduttività dell'argento puro. L'argento viene utilizzato per i contatti principali nei dispositivi ad alta corrente, per tutti i contatti con funzionamento continuo. In contatti per basse correnti a bassa pressione (contatti relè, contatti circuiti ausiliari).

L'argento viene solitamente utilizzato sotto forma di sovrapposizioni: l'intera parte è realizzata in rame o altro materiale su cui viene saldato (saldato) un rivestimento d'argento per formare una superficie di lavoro.

Alluminio. Rispetto al rame, ha una conduttività e una resistenza meccanica significativamente inferiori. Forma un film di ossido solido scarsamente conduttivo, che ne limita notevolmente l'utilizzo. Può essere utilizzato in connessioni di contatti pieghevoli (sbarre collettrici, fili di campo). A tale scopo, le superfici di lavoro dei contatti sono argentate, ramate o rinforzate con rame.

Tuttavia, è necessario tenere conto della bassa resistenza meccanica dell'alluminio, per cui le giunzioni potrebbero indebolirsi nel tempo e il contatto potrebbe rompersi (la pressione di contatto non deve essere sopravvalutata).L'alluminio non è adatto per i contatti di commutazione.

Platino, oro, molibdeno. Sono utilizzati per la commutazione di contatti per correnti molto basse a bassa pressione. Il platino e l'oro non formano pellicole di ossido. I contatti realizzati con questi metalli hanno una bassa resistenza ai transitori.

Tungsteno e leghe di tungsteno. Con elevata durezza e alto punto di fusione, hanno un'elevata resistenza all'usura elettrica.Leghe di tungsteno e tungsteno-molibdeno, tungsteno-platino e altri sono utilizzate a basse correnti per contatti con un'elevata frequenza di rottura. A correnti medie e alte, vengono utilizzati come contatti ad arco per interrompere correnti fino a 100 kA e oltre.

Punti di fusione di vari materiali conduttori

Metallo sinterizzato - una miscela meccanica di due metalli praticamente non legati ottenuta sinterizzando una miscela delle loro polveri o impregnando l'uno con una fusione dell'altro. In questo caso, uno dei metalli ha una buona conduttività, mentre l'altro ha un'elevata resistenza meccanica, è refrattario e resistente all'arco. In questo modo, le ceramiche metalliche combinano un'elevata resistenza all'arco con una conduttività relativamente buona.

Le composizioni metallo-ceramiche più comuni sono: argento - tungsteno, argento - molibdeno, argento - nichel, ossido di cadmio argento, argento - grafite, argento - grafite - nichel, rame - tungsteno, rame - molibdeno, ecc. Argento, principalmente per corrente alternata) per medie e grandi correnti intermittenti, nonché per contatti principali per correnti nominali fino a 600 A.