Materiały na styki elektryczne

Materiały na styki elektryczne

Styki elektryczne są jednym z najważniejszych elementów konstrukcyjnych rozdzielnic. Muszą podłączyć obwód elektryczny, przewodzić prąd elektryczny przez określony czas, a następnie rozłączyć obwód. Opór kontaktowy (przejściowy) powstaje w momencie zetknięcia się powierzchni styku. Na powierzchni styków tworzy się nieprzewodząca warstwa tlenku, której przewodność jest dodatkowo pogłębiana przez łuk elektryczny powstający podczas przełączania.

W związku z tym stawiane są wysokie wymagania dotyczące materiałów używanych do produkcji styków:

•  dobra przewodność elektryczna,
• wysoka temperatura topnienia,
• wysoka przewodność cieplna,
• wysoka odporność na łuk elektryczny,
• wysoka twardość i elastyczność,
• odporność na zużycie, utlenianie i różne wpływy chemiczne.

Żaden materiał nie posiada wszystkich tych właściwości jednocześnie. W praktyce wybiera się więc spośród dostępnych materiałów te, które mają właściwości najbardziej zbliżone do pożądanych. Jako materiały kontaktowe stosowane są czyste metale, stopy metali, pseudostopy, metale w plastrach (metale bliźniacze) oraz materiały platerowane.

Wśród czystych metali stosuje się srebro Ag, miedź Cu, złoto Au, platynę Pt, wolfram W i molibden Mo. W elektrotechnice niskoprądowej na styki najczęściej stosuje się srebro, w elektrotechnice wysokoprądowej miedź. Złoto, platyna, molibden i wolfram są używane do styków bardzo wymagających instrumentów, w których wymagana jest bardzo wysoka niezawodność. kury nioski

Stopy metali użyte do wykonania styków mają lepsze właściwości i są tańsze niż czyste metale. Stanowią one największą grupę materiałów kontaktowych. Najczęściej stosowane stopy to miedź (np. brąz fosforowy, brąz berylowy, mosiądz), srebro Ag-Cu (srebro-miedź), Ag-Cd (srebro-kadm), Ag-Pd (srebro-pallad), Ag-Ni (srebro-nikiel), Ag-Cu-Ni (srebro-miedź-nikiel), Au-Ni (złoto-nikiel), Au-Ag-Ni (złoto-srebro-nikiel).

Pseudostopy (metale niestopowe lub spiekane) to materiały wytwarzane metodą metalurgii proszków, które łączą w sobie wysoką twardość i odporność na działanie łuku elektrycznego z wysoką przewodnością elektryczną i cieplną. Jako przykład można wymienić pseudostop W-Cu (wolfram-miedź). Wolfram daje pseudostopu wielką twardość i odporność na łuk, zużycie i spawanie, miedź dobrą przewodność elektryczną i cieplną. Podobnie powstają W-Ag (wolfram-srebro), Ag-Ni (srebro-nikiel), Mo-Ag (molibden-srebro) i inne pseudostopy.

Metale cię te (bliźniaki) są stosowane ze względów ekonomicznych. Szlachetny i drogi materiał (np. srebro Ag, złoto Au, platyna Pt i ich stopy) jest w tym przypadku walcowany na gorąco na wsporniku wykonanym z tańszego materiału (miedź, mosiądz, brąz, stal).

Materiały platerowane, które powstają w wyniku osadzania złota Au lub srebra Ag na stykach miedzianych i ze stopów miedzi, charakteryzują się większą przewodnością, odpornością na zaparzenie styków i lepszą odpornością chemiczną.