Materiály používané k výrobě elektrických kontaktů
Životnost a spolehlivost kontaktu do značné míry závisí na materiálu kontaktu.
Požadavky na kontaktní materiál:
1. Vysoká elektrická vodivost a tepelnou vodivostí.
2. Odolné proti korozi.
3. Odolnost vůči tvorbě vysokého r filmu.
4. Nízká tvrdost materiálu pro snížení lisovací síly.
5. Vysoká tvrdost pro snížení mechanického opotřebení při častém zapínání a vypínání.
6. Nízká eroze.
7. Vysoká odolnost proti oblouku (bod tání).
8. Vysoký proud a napětí potřebné pro oblouk.
9. Snadná manipulace a nízká cena.
Uvedené požadavky jsou protichůdné a je téměř nemožné najít materiál, který by všechny tyto požadavky splňoval.
Pro připojení kontaktů se používají následující materiály:
Med. Splňuje téměř všechny výše uvedené požadavky, kromě odolnosti proti korozi. Oxidy mědi mají nízkou vodivost. Měď je nejběžnějším kontaktním materiálem a používá se jak pro odnímatelné, tak pro spínací kontakty.V rozebíratelných spojích se na pracovních plochách používají antikorozní nátěry.
Ve spínacích kontaktech se měď používá při stlačení nad 3 N pro všechny režimy provozu kromě dlouhodobého. Pro nepřetržitý provoz se měď nedoporučuje, ale pokud je použita, měla by být přijata opatření proti oxidaci pracovních ploch. Měď lze také použít pro obloukové kontakty. Při nízkém kontaktním tlaku (P < 3 N) se použití měděných kontaktů nedoporučuje.
Stříbrný. Velmi dobrý kontaktní materiál, který splňuje všechny požadavky kromě odolnosti proti oblouku při vysokých proudech. Má dobrou odolnost proti opotřebení při nízkých proudech. Oxidy stříbra mají téměř stejnou vodivost jako čisté stříbro. Stříbro se používá pro hlavní kontakty ve silnoproudých zařízeních, pro všechny kontakty s nepřetržitým provozem. V kontaktech pro nízké proudy při nízkém tlaku (kontakty relé, kontakty pomocného obvodu).
Stříbro se obvykle používá ve formě povlaků — celá část je vyrobena z mědi nebo jiného materiálu, na který je navařen (pájen) stříbrný povlak, aby vytvořil pracovní plochu.
Hliník. Oproti mědi má výrazně nižší vodivost a mechanickou pevnost. Tvoří špatně vodivý pevný oxidový film, který značně omezuje jeho použití. Lze použít ve skládacích kontaktních spojeních (přípojnice, polní vodiče). Pro tento účel jsou kontaktní pracovní plochy stříbrné, poměděné nebo vyztužené mědí.
Je však třeba vzít v úvahu nízkou mechanickou pevnost hliníku, v důsledku čehož mohou spoje časem slábnout a styk se zlomit (není třeba přeceňovat kontaktní tlak).Hliník není vhodný pro spínání kontaktů.
Platina, zlato, molybden. Používají se pro spínání kontaktů pro velmi nízké proudy při nízkém tlaku. Platina a zlato netvoří oxidové filmy. Kontakty vyrobené z těchto kovů mají nízký přechodový odpor.
Wolfram a slitiny wolframu. S vysokou tvrdostí a vysokým bodem tání mají vysokou elektrickou odolnost proti opotřebení Wolfram a slitiny wolfram-molybden, wolfram-platina a další se používají při nízkých proudech pro kontakty s vysokou frekvencí vypínání. Při středních a vysokých proudech se používají jako obloukové kontakty k přerušení proudů do 100 kA a více.
Teploty tání různých vodivých materiálů
Slinutý kov — mechanická směs dvou prakticky nelegovaných kovů získaná slinováním směsi jejich prášků nebo impregnací jednoho taveninou druhého. V tomto případě má jeden z kovů dobrou vodivost, zatímco druhý má vysokou mechanickou pevnost, je žáruvzdorný a odolný proti oblouku. Tímto způsobem metalokeramika kombinuje vysokou odolnost proti oblouku s relativně dobrou vodivostí.
Nejběžnější kovokeramické kompozice jsou: stříbro - wolfram, stříbro - molybden, stříbro - nikl, oxid kadmia stříbro, stříbro - grafit, stříbro - grafit - nikl, měď - wolfram, měď - molybden atd. Stříbrná, hlavně pro střídavý proud) pro střední a velké přerušované proudy, jakož i pro hlavní kontakty pro jmenovité proudy do 600 A.