3. Материалы контактов

При выборе материала контактов необходимо обеспечить выполнение целого ряда требований: большая механическая прочность, высокая температура плавления, хорошие теплопроводность и электропроводность, устойчивость против коррозии и эрозии. Низкая стоимость, конечно, желательна, но она не относится к основным требованиям. Основные требования — это те, которые обеспечивают высокую надежность. Известны случаи, когда отказ одного единственного контакта приводил к потерям, в миллионы раз превышающим стоимость этого контакта.

Перечисленным выше требованиям в наибольшей степени удовлетворяют серебро, золото, платина и их сплавы, вольфрам, медь (табл. 1).

Таблица 1. Материалы для контактов

Материалы	Плотность, г/см^3	Твердость по Виккерсу	Точка плавления, °С	Удельное сопротивление, Ом см 10^6	Теплопроводность, Вт/(см с град)
Серебро	10,5	26	960	1,6	4,186
Платина	21,3	65	1770	11,6	0,71
Палладий	11,9	40	1554	10,7	0,71
Золото	19,3	20	1063	2,4	2,92
Серебро-золото (10%)	11,4	29	965	3,6	1,98
Серебро - палладий(10 %)	10,6	40	1000	6,8	1,46
Серебро-медь (10%)	10,3	62	778	2,0	3,42
Платина - иридий (20 %)	21,6	120	1780	24,5	0,3
Платина - серебро(40 %)	11,0	95	1290	35,8	0,312
Золото - серебро(30 %)	16,6	32	1025	10,4	0,667

Сопротивление контактного перехода определяется по формуле

(1)

где а — коэффициент, зависящий от материала и обработки поверхности контакта; F — контактное усилие; b — коэффициент формы контактов.

Для точечных контактов ; для линейных; для плоскостных.

Коэффициент а для меди, например, находится в пределах от 0,07 до 0,28, т. е. может изменяться в четыре раза. Наименьшие значения а (и соответственно сопротивления R_K) обеспечиваются при покрытии меди слоем олова (лужение). Слой олова препятствует образованию оксида, поэтому для луженых медных контактов коэффициент а < 0,1. Большие значения а получаются для нелуженых плоскостных медных контактов, поскольку у них имеются участки, покрытые слоем окиси. Для серебряных контактов а = 0,06. Интересно отметить, что электропроводность оксида серебра и чистого серебра примерно равны.

Для малых контактных усилий в высокочувствительных реле применяются благородные металлы (платина, золото, платиноиридий) при контактных усилиях Н. Эти материалы не окисляются и мало подвержены эрозии. При контактных усилиях Н и малой частоте срабатывания применяется серебро, которое имеет хорошую электропроводность, легко обрабатывается, но имеет невысокую твердость и подвержено эрозии. При контактных усилиях Н и большой частоте срабатывания используются металлокерамические контакты, получаемые методами порошковой металлургии (путем спекания смеси порошков двух металлов: серебра с вольфрамом, молибденом или никелем, меди с вольфрамом или молибденом). При контактных усилиях F> 1 H и большой частоте срабатывания применяется вольфрам.

Наиболее дешевым материалом является медь, она применяется для мощных контактов, имеющих сравнительно большие размеры и требующих большого расхода материала. Контактные усилия для меди F>3 H. Для защиты от коррозии кроме лужения применяется серебрение или кадмирование медных контактов.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ НЕЙТРАЛЬНЫЕ РЕЛЕ