Почему контакты выключателей делали с серебром?

Материалы, используемые для изготовления электрических контактов

От материала контакта в сильной степени зависят его срок службы и надежность работы.

Требования, предъявляемые к материалам контактных соединений:

2. Стойкость против коррозии.

3. Стойкость против образования пленок с высоким r.

4. Малая твердость материала, для уменьшения силы нажатия.

5. Высокая твердость для уменьшения механического износа при частых включениях и отключениях.

7. Высокая дугостойкость (температура плавления).

8. Высокое значение тока и напряжения, необходимые для дугообразования.

9. Простота обработки и низкая стоимость.

Перечисленные требования противоречивы, и почти невозможно найти материал, который удовлетворял бы всем этим требованиям.

Для контактных соединений применяются следующие материалы:

Медь. Удовлетворяет почти всем перечисленным выше требованиям, за исключением коррозионной стойкости. Оксиды меди имеют низкую проводимость. Медь — самый распространенный контактный материал, используется как для разборных, так и для коммутирующих контактов. В разборных соединениях применяют антикоррозионные покрытия рабочих поверхностей.

В коммутирующих контактах медь применяется при нажатиях свыше 3 Н для всех режимов работы, кроме продолжительного. Для продолжительного режима медь не рекомендуется, но если она применена, то следует принять меры по борьбе с окислением рабочих поверхностей. Медь может использоваться и для дугогасительных контактов. При малых контактных нажатиях (Р

Серебро. Очень хороший контактный материал, удовлетворяющий всем требованиям, за исключением дугостойкости при значительных токах. При малых токах обладает хорошей износостойкостью. Оксиды серебра имеют почти такую же проводимость, как и чистое серебро. Серебро используется для главных контактов в аппаратах на большие токи, для всех контактов продолжительного режима работы. В контактах на малые токи при малых нажатиях (контакты реле, контакты вспомогательных цепей).

Серебро обычно применяется в виде накладок — вся деталь выполняется из меди или другого материала, на который приваривается (припаивается) серебряная накладка, образующая рабочую поверхность.

Алюминий. По сравнению с медью обладает значительно меньшими проводимостью и механической прочностью. Образует плохо проводящую твердую оксидную пленку, что существенно ограничивает его применение. Может использоваться в разборных контактных соединениях (шинопроводы, монтажные провода). Для этого контактные рабочие поверхности серебрятся, меднятся или армируются медью.

Следует, однако, иметь в виду невысокую механическую прочность алюминия, вследствие чего соединения могут со временем ослабнуть и контакт нарушится (не следует завышать контактное нажатие). Для коммутирующих контактов алюминий непригоден.

Платина, золото, молибден. Применяются для коммутирующих контактов на очень малые токи при малых нажатиях. Платина и золото не образуют оксидных пленок. Контакты из этих металлов имеют малое переходное сопротивление.

Вольфрам и сплавы из вольфрама. При большой твердости и высокой температуре плавления обладают высокой электрической износостойкостью. Вольфрам и сплавы вольфрам — молибден, вольфрам — платина, и другие применяются при малых токах для контактов с большой частотой размыкания. При средних и больших токах они используются в качестве дугогасительных контактов на отключаемые токи до 100 кА и более.

Металлокерамика — механическая смесь двух практически не сплавляющихся металлов, получаемая методом спекания смеси их порошков или пропиткой одного расплавом другого. При этом один из металлов имеет хорошую проводимость, а другой обладает большой механической прочностью, является тугоплавким и дугостойким. Металлокерамика, таким образом, сочетает высокую дугостойкость с относительно хорошей проводимостью.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:

Где применяют серебряные контакты и как за ними ухаживать

Серебряные контакты широко используются в процессе изготовлении электронных деталей. Это связано с тем, что такие детали слабо подвержены окислению. Окись данного металла обладает хорошей электропроводностью, что способствует отличному соединению даже при незначительном давлении. Применение технического металла в радиодеталях способствует увеличению надежности и срока службы изделий.

Особенности контактов из серебра

В контактах электронных деталей может содержаться разное количество чистого материала. Соединения из него можно условно разделить на группы:

1. Не обладающие способностью к намагничиванию. В этом их виде содержится большая доля чистого материала.
2. Намагничивающиеся. Такой вид содержит меньшую долю чистого металла.
3. На меди. Напайки на таких контактах представляют собой пластинку меди, покрытую тонким слоем металла.

Серебряные контакты применяют в маломощных устройствах. Кроме того, в небольших и ответственных контактных электрических аппаратах используют золото, платину и другие драгоценные материалы.

Можно выделить несколько видов деталей, содержащих в своем составе данный материал:

• электромагнитные пускатели;
• электрические автоматы;
• реле;
• термодатчики;
• серебряно-цинковые аккумуляторы.

На поверхности деталей и контактов с содержанием этого благородного металла, которые соприкасаются с серосодержащими резинами, а также эбонитом, происходит образование сульфида серебра в виде мелких кристаллов.

Этот процесс также сопровождается коррозией. Под воздействием двуокиси серы из контактов в ходе атмосферной коррозии образуется сульфат серебра.

Уход за деталями

Необходимо периодически проверять, в каком состоянии находятся серебряные контакты. В случае появления загрязнений осуществляется очистка замшевой или тканевой салфеткой, слегка смоченной в бензине. Также для очистки допускается использование жесткой волосяной щетки. В случае возникновения наплывов на серебряных контактах их следует аккуратно удалить напильником с мелкой насечкой.

Серебро в радиодеталях зачастую встречается в форме крупных серебряных контактов или посеребренных покрытий. Извлечение белого металла из электронных комплектующих — непростой процесс. Это драгоценный металл с высокой степенью инертности. Он неохотно вступает в химическую реакцию с другими элементами и совсем не вступает в реакцию с кислотами и щелочами.

Химическая инертность серебра создает трудности при его извлечении из радиозапчастей. Выгодно ли извлечение серебра из них с целью последующей продажи? Извлечение его из электронных частей целесообразно лишь в том случае, когда оно содержится в больших составляющих и агрегатах, потому как посеребренные части в своем составе имеют низкую долю металла. Зачастую крупные детали в радиоэлектронике — это серебро в форме соединений с другими элементами. Мелкие детали или поверхности, покрытые серебряным слоем, содержат, в основном, серебро в чистом виде. Серебро в радиодеталях используется уже достаточно давно.

Как отделить серебро от больших деталей? Стоит помнить, что серебро хорошо взаимодействует с азотной кислотой (имеющей в своем составе кислород). Извлечь данный материал из больших элементов радиодеталей (например, пускателей и автоматов) можно с использованием азотной кислоты.

Для того чтобы ускорить реакцию, кислоту следует подогреть. Для подогрева необходимо тару с кислотой поставить в теплую воду (водяная баня).

Следует учесть, что в тару не стоит наливать очень большой объем кислоты. Процесс реакции серебра и азотной кислоты сопровождается значительным подогреванием. В случае если в емкости будет слишком много кислоты, она будет переливаться через край.

Серебряные контакты: как извлечь?

включайся в дискуссию

Поделись с друзьями

1. Особенности
2. Правила ухода
3. Как отделить серебро?
   • Купелирование
   • Электролитический метод
   • Химический

Многие люди до сих пор хранят у себя дома радиодетали времен СССР. В них присутствуют серебряные контакты, которые можно извлечь в домашних условиях. Чтобы получить драгметалл, потребуется изучить порядок действий и подготовить специальные предметы.

Особенности

Контакты электродеталей могут содержать в себе чистое серебро. Есть несколько типов соединений.

• Те, что не магнитятся. Содержание серебра в данной группе самое большое.
• Намагничивающиеся. В них меньше всего чистых металлов.
• Медные. Напайки представляют собой медную пластину, которая покрыта небольшим слоем серебра.

Серебряные контакты используются в устройствах с небольшой мощностью. Чистый металл можно добыть из:

• электромагнитных пускателей;
• электроавтоматов;
• реле;
• термодатчиков;
• серебряно-цинковых аккумуляторных батарей.

Правила ухода

За серебряными контактами нужно следить. Уход заключается в периодической проверке их состояния. Если они загрязнены, следует прибегнуть к чистке при помощи салфетки из замши или ткани. Ее потребуется немного смочить в бензине. Можно чистить жесткой волосяной щеткой.

Как отделить серебро?

Уже давно практикуется извлечение чистого серебра из сплавов контактов. Чтобы добыть чистый металл, потребуются особые техники очищения, которые называют аффинажем. Такую процедуру разделяют на несколько шагов, итогом которых всегда выступает выделение серебра.

Хоть аффинаж является промышленной процедурой, можно отпаять драгметалл и самостоятельно у себя дома. Существуют разные способы.

Купелирование

Выделить серебро из низкопробных сплавов можно за счет купелирования. Такой метод основан на способности расплавленного серебра со свинцом начинать окисляться на воздухе. При подобном контактировании металл будет отделяться. Для работы потребуется специальная печь, оборудованная тиглем в виде чаши. Чаша должна быть с мергельевым покрытием, основанным на пористой известняковой глине.

Процесс делится на несколько этапов:

• печь разогревается;
• затем в нее помещают пробирный тигель, в котором уже лежат техническое серебро и свинец;
• разогревают тигель до тех пор, пока не произойдет полноценное расплавление;
• после этого в печь запускают воздушные массы.

В процесс включается термическая реакция. Когда она закончится, можно вытаскивать тигель и разливать его содержимое по формам.

Остыв, сплав принимает радужную цветовую гамму. Подобное сообщает, что, помимо серебра, в его составе есть иные драгметаллы.

Электролитический метод

Чтобы извлечь металл таким способом, потребуются специальные пластиковые или песчаниковые ячейки с нитратом серебра. Содержание драгоценного металла в жидкости составляет как минимум 50 г/литр. В качестве анода будет использоваться загрязненное серебро. Катодом в данной ситуации является нержавейка, нарезанная полосами небольшой толщины.

Аноды помещаются в текстильные мешочки. В данные мешочки затем соберутся загрязненные серебряные частицы, которые не смогли раствориться. В катодах отложатся серебряные макрокристаллы. Они будут расти в сторону противоположного полюса до короткого замыкания. Чтобы замыкания не случилось, ветви кристаллов подвергаются излому во время смешивания раствора. Подобные кристаллы самостоятельно оседают на дне, откуда их убирают. Непосредственно с данных компонентов и можно выплавить слитки.

Химический

Добыча серебряного металла из растворов или соли будет осуществляться с применением химического способа. В итоге будет получен черный сульфат серебра. Чтобы воспользоваться таким методом, потребуется обязательное применение сульфата натрия. Вся процедура будет длиться до момента, пока сульфат серебра прекратит выделяться.

Если выбран такой способ, драгметалл получается только в форме хлорида и только после того, как будет произведена добавка определенного вещества. Можно воспользоваться хлоридом аммония или поваренной солью. В итоге получится жидкость, которая должна отстаиваться, пока не разделится на две части: мутноватую и чистую.

Совет! Если в дальнейшем прибавляется соль и раствор не мутнеет, значит, весь драгметалл осел на дно.

Если потребуется работать с хлоридом, есть два метода:

• литье – с использованием карбоната щелочного металла;
• при помощи раствора – нужно будет доводить пробу до наибольших значений.

Каждый из описанных методов можно проводить и самостоятельно у себя дома. Для работы потребуются специальные вещества и инструменты. Самым простым методом для людей, которые не обладают опытом аффинажа, является электролитический.

Он делится на три этапа:

• изначально в азотной кислоте растворяется драгоценный металл;
• затем производится его цементирование;
• завершающий этап — сплавление.

Для того чтобы провести первый этап, потребуется взять раствор азотной кислоты, концентрация которого составляет 68,8%. Вместе с этим нужно подготовить стеклянную емкость и кварцевую палочку. Работая с кислотой, нужно соблюдать технику безопасности и находиться в хорошо проветриваемом помещении. Самый оптимальный вариант — это взаимодействие на открытом воздухе. Кожа рук должна защищаться при помощи перчаток, а глаза закрываться очками. Совет! Следует помнить о том, что кислота заливается в воду. Лить воду в кислоту запрещается.

Чтобы разбавить азотную кислоту, потребуется взять деионизированную воду и чистую кислоту. Нужно соблюдать соотношение 1: 1. Образованная жидкость перемешивается при помощи кварцевой палочки. Далее кислота разливается по стеклянным емкостям, предназначенным для реактивов. Нитрат серебра должен производиться с таким условием, чтобы его хватило на всю процедуру. Приблизительная концентрация составляет 50 граммов на литр. Теперь потребуется растворить серебро в жидкости. Обычно во время такой процедуры происходит выделение NO2, после чего раствор приобретает голубой оттенок. Сразу нужно быть готовым к тому, что процедуре требуется большое количество времени. Целиком драгметалл растворится только спустя 10 часов. Образованный раствор закрывается в банке для химических реагентов.

Следующий этап — цементирование серебра. Для него потребуется произвести отделение металлического серебра из нитрата, в котором присутствует медь. Для этого нужно к нитрату серебра добавить медь. Можно использовать старые трубы для водопровода, которые предварительно очистили до блеска. Когда добавляется медь, реакция ускоряется. В итоге на трубках образовывается цементное серебро, которое внешне похоже на порошок. Чтобы скорость реакции не понижалась, потребуется периодически снимать цемент с трубок в раствор.

Весь процесс становится возможным за счет того, что трубки передают медь нитрату серебра, что постепенно приводит к полному растворению. Если трубочки исчезли, их нужно заменить. Пока серебро вытесняется, реакция начинает замедляться. По этой причине можно не следить за процессом и оставить его на пару дней.

Все что нужно – это наблюдать за присутствием меди и за тем, чтобы в растворе не присутствовали лишние предметы.

Определить, что реакция завершена, можно по остывшему раствору, в котором нет никаких признаков действующего процесса: наверху жидкость приобретет голубой и чистый цвет, а внизу будет располагаться цемент. Когда реакция завершилась, потребуется отфильтровать цемент.

Для работы нужно подготовить:

• воронку;
• кофейные фильтры;
• емкость, куда производится снятие сырья.

Совет! Нужно помнить о том, что фильтрация проводится неоднократно. Как минимум потребуется пять процедур.

Такой подход позволит снять все частицы нитрата меди из цемента. По завершении фильтрования нужно выпарить излишки влаги или подождать, пока она удалится естественным образом.

В следующем видео вас ждет очистка технического серебра в домашних условиях.

Все о техническом серебре: где содержится и сколько стоит 1 грамм + инструкция по извлечению из радиодеталей

Доброго дня! Поговорим о разновидности серебра, которую не встретишь в шкатулках среди драгоценных камней, зато можно найти там, где есть электротехническое оборудование, — то есть почти везде. Это техническое серебро.

В отличие от золота, которое считается главным образом ювелирным и инвестиционным драгметаллом, серебро широко востребовано в промышленности. Его используют при изготовлении:

• проводов;
• аккумуляторов;
• контактов;
• проволоки;
• припоев и многого другого.

Огромное количество серебра разной чистоты находится вокруг нас в виде крупинок, тонкой пленки, лома и напыления. Его объем в десятки, а то и сотни раз превышает объем металла, который мы носим в виде украшений.

Что это за серебро

Строго говоря, такой разновидности серебра, как «техническое», не существует. Так называют любой серебряный сплав, применяющийся не в ювелирном деле, а в производстве.

Состав и свойства

Основной легирующий компонент в ювелирном сплаве — медь. Ассортимент технического шире: могут присутствовать кадмий, цинк, олово, никель, алюминий. Их пропорции рассчитывают исходя из желаемого результата.

Кадмий, цинк и олово понижают температуру плавления, что делает сплавы с их участием ценными припоями. Правда, кадмий удорожает продукт, а цинк негативно влияет на его прочность, поэтому универсальных припоев нет — состав подбирается индивидуально под задачу.

Железо не объединятся с Ag в гомогенную массу и считается нежелательной примесью.

Прочность

Прочность тоже определяется составом сплава. Некоторые металлы существенно повышают ломкость серебра, и ими его не легируют или вводят ограниченно. Это:

• свинец;
• алюминий;
• олово (при содержании более 9 %);
• цинк (при содержании более 14 %).

Какая проба у данного серебра

Чистота сплава варьируется в зависимости от функции, которую он выполняет. «Магнитное техническое серебро», используемое в контактных пластинах, кнопках и переключателях, имеет чистоту 60–65 % — это проба 600–650 в метрической системе. Оно достаточно низкопробное для того, чтобы введенная лигатура проявляла на магнитные свойства.

«Немагнитное техническое серебро» чистотой 80–85 % — драгметалл 800–850 пробы, близкой к 875, которая используется повсеместно, хоть и уступает по популярности 925 ювелирной пробе. Припои делают из сплавов, проба которых может составлять 400, 600, 620, 700 — в общем, любое количество метрических единиц.

Особняком в этом ряду стоит гальваническое покрытие, которым серебрят детали. Такой металл в силу особенностей технологического процесса может быть только чистейшим — 999 пробы. Пленка на изделии, полученная в результате электролитического воздействия, настолько тонка, что ее трудно снять и переплавить. Толщина измеряется в микронах (мкм) — тысячных долях миллиметра.

Где содержится

Из технических сплавов создается многое из того, чем мы пользуемся ежедневно. Если вы читаете статью на работе, оглянитесь вокруг и посмотрите на оргтехнику — серебро есть в каждом устройстве и микросхеме. В одном блоке питания содержится 1,5 г.

Чем современнее устройство, тем меньше в нем содержание драгметаллов и тем, соответственно, труднее их извлечь.

Государство контролирует утилизацию техники не только из соображений безопасности окружающей среды, но и для уменьшения потерь драгоценных металлов при переработке. Принимать у населения высокотехнологичный лом, содержащий драгметаллы, могут только лицензированные организации — к примеру, в Москве таких несколько десятков.

Как определить подлинность

Состав детали или покрытия определяется ГОСТами. Но таких понятий, как «подлинное» и «фальшивое» техническое серебро, не существует — по двум причинам:

1. Для каждой цели подбирается свой сплав. Примеси в нем меняют свойства основы, и не всегда «чище» здесь значит «лучше».
2. Подделывать благородный металл, используемый в микросхемах и выключателях, экономически нецелесообразно.

Если вам случайно попал в руки самодельный «технический» слиток и интересно, серебряный ли он, попробуйте воздействовать на него магнитом (высокопробный сплав не притянется) или растереть в руке с мелом (мел должен потемнеть).

Чем отличается от ювелирного серебра

Отличия технического сплава от ювелирного — в назначении и разнообразии. Теоретически из высокопробного сплава, полученного в результате очищения серебра из деталей, вы можете отлить себе кольцо или кулон.

Но есть опасность: закон предусматривает уголовную ответственность за самовольную добычу драгметаллов, даже если сырьем служит ваш собственный компьютер.

Куда сдать

Реализовать техническое серебро законным образом по рыночной цене вы не сможете. На небольшое количество технической стружки закроют глаза, но если вы займетесь сбором сырья всерьез и попытаетесь сбыть солидное количество — к примеру, 200 г — вас ждет преследование по ст. 191 УК РФ.

Тем не менее многие занимаются переплавкой металлов без лицензии, оборудовав рабочее место у себя на даче или в гараже. Возможно, ювелирное дело увлечет вас настолько, что вы станете создавать уникальные украшения (владеть которыми частное лицо может).

Преимущества и недостатки

Если вы хотите использовать технический лом для производства авторских вещей, то достоинством будет невысокая стоимость сырья в сравнении с ювелирным. Негативные черты:

• неоднородность проб материала и неожиданные примеси, неуместные в составе украшений;
• сложность извлечения металла из полуфабрикатов и очистки;
• незаконность проведения таких работ.

Как извлечь из радиодеталей

Чтобы добыть серебро из радиотехнического лома (например реле или микропереключателя типа МП), нужно определить, в каких частях (контактах) содержится серебро, и аккуратно отделить их кусачками или ножницами (в зависимости от прочности материала). Радиотехнический сплав имеет примерно 817 пробу, а одно реле наградит вас 0,5–3 г благородного металла.

Как выглядит типичный микропереключатель, содержащий серебро, можно посмотреть на фото.

Очистка серебра от примесей

Аффинаж в домашних условиях проводить трудно: реактивы доступны в магазинах, но они токсичны. Соблюдайте технику безопасности:

• наденьте защитную маску и перчатки;
• позаботьтесь о вентиляции или работайте на воздухе;
• при приготовлении раствора вливайте кислоту в воду, а не наоборот.

Методики очищения основаны на растворении исходного сырья в кислотах (азотной, серной) с последующим восстановлением из хлорида. Результатом будет металл пробой около 980, который можно дополнительно очистить электролитически, получив на выходе практически чистый элемент.

Где можно купить или продать

Существуют организации, занимающиеся скупкой в том числе технического серебра, интернет-аукционы, ломбарды. Большая их часть работает незаконно (без лицензии), и попытка продать самостоятельно добытое серебро может попасть в поле зрения Отдела по борьбе с экономическими преступлениями (ОБЭП).

Сколько стоит 1 грамм тех. серебра на сегодня

Стоимость серебра на мировом рынке растет, и сегодня оно считается хорошей инвестицией. Отследить колебания цены поможет график.

Цена 999 пробы по ЦБ	Рыночная стоимость пробы на сегодня	Цена на лом	Цена в ювелирных

Рекомендации по уходу и хранению

Чтобы изделия не портились, их достаточно:

• беречь от контакта с кислой и щелочной средами;
• время от времени очищать от налета и грязи;
• хранить отдельно от других металлических предметов, в футляре или чехле, чтобы избежать механических повреждений.

Также смотрите в видео, как можно отпаять серебро:

Заключение

Если вы хотите стать ювелиром, не лейте воду в кислоту, орудуйте кусачками аккуратно и не забывайте почаще выходить на свежий воздух! А еще — подписывайтесь на мои материалы. До встречи!

Контакты реле. Материалы контактов электромагнитных реле

Контакты реле. Материалы контактов электромагнитных реле

Контакты реле. Материалы контактов электромагнитных реле

Предисловие

Любое электромагнитное реле, как правило, состоит из трех основных частей (органов):
— воспринимающая часть (система) – это та часть реле, которая воспринимает управляющее воздействие (сигнал) и преобразует его в воздействие на промежуточный орган. В простейшем электромеханическом реле воспринимающей системой является катушка с обмоткой, надетая на ферромагнитный магнитопровод;
— промежуточный орган (передающая часть) – эта часть реле, которая при достижении управляющим воздействием заданной величины передает это воздействие исполнительному органу. В электромагнитных реле промежуточным органом, как правило, является якорь и связанные с ним толкатели;
— исполнительный орган – часть реле, осуществляющая, как правило, скачкообразное изменение управляемой величины. Исполнительным органом являются контакты реле.
В данной статье речь идет именно об исполнительном органе электромагнитных реле, а именно об электрических контактах. Если быть более конкретным, то в статье в краткой форме рассмотрены материалы, из которых изготавливаются контакты реле, которые непосредственно соприкасаются друг с другом. В статье не описаны материалы, из которых изготовляются контактные пружины, это отдельная большая тема, и о них я напишу в другой статье.
О параметрах (сопротивление, коммутируемые токи и т.д.), износе контактов, форме, конструкции и размерах контактов электромагнитных реле, а также о других частях электрических реле мы также поговорим в других статьях.

Введение

Электрические контакты, применяемые в электрических аппаратах, к которым относится реле, различаются между собой по принципу действия и конструкции и в соответствии с этим могут быть разделены на три основные группы:
— неподвижные;
— разрывные контакты;
— скользящие контакты.
Наибольшую группу представляют собой разрывные контакты, применяемые в электрических реле, контакторах, переключателях, включателях и других электрических аппаратах. В замкнутом, неподвижном состоянии разрывные и скользящие контакты, очевидно, должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к неподвижным контактам.
Характер износа разрывных контактов существенно зависит от величины коммутируемых мощностей, тока и напряжения.
По величине коммутируемой мощности разрывные контакты разделяются на маломощные (слаботочные), средненагруженные и высоконагруженные (сильноточные).
К электрическим разрывным контактам предъявляются следующие основные требования: очень малое и постоянное по величине переходное сопротивление, малая эрозия и коррозия, большая износоустойчивость, малая склонность к иглообразованию и привариванию, высокая электро- и теплопроводность, высокая температура плавления, отсутствие искажений при работе (отсутствие дребезжания контактов), большая надежность и большой срок службы.

Таблица 1. Характеристики материалов, применяемых для изготовления контактов реле

Удельное электрическое сопротивление при 20° С ρ, ом*мм 2 /м

Предел прочности при растяжении
σ_пч, кг/мм 2

Для контактов реле, работающих при небольших токах, меньше тока возникновения дуги (слаботочные контакты), применяются драгоценные металлы: серебро, платина, палладий, золото и сплавы на их основе.
Для контактов электрических реле, работающих при токах, превышающих ток возникновения дуги, наиболее подходящими являются твердые и тугоплавкие металлы и их сплавы типа твердых растворов: вольфрам, рений, молибден, платина-иридий, палладий-серебро и тому подобные материалы.
При больших токах металлы и их сплавы оказываются недостаточно износоустойчивыми, они быстро окисляются, оплавляются, имеют большой износ вследствие испарения и разбрызгивания и обладают способностью свариваться. В таких случаях обычно используются двухфазные системы, так называемые композиции.
Характеристики некоторых контактных материалов даны в таблице 1.
Далее рассмотрим конкретные материалы, используемые для изготовления контактов реле, их особенности, достоинства и недостатки.

Контакты реле из серебра и сплавов на его основе.

Благодаря низкому контактному сопротивлению, высокой электропроводности и теплопроводности, хорошим технологическим свойствам и невысокой стоимости серебряные контакты получили наибольшее распространение почти во всех типах электрических реле.
Драгоценный металл серебро для контактов реле в основном применяется нескольких марок:
— технически чистое серебро 99,9% (Ср99,99 или Ср999);
— серебряно-медный сплав 92,2-92,8% серебра – 6,98-7,69% меди (СрМ92.5);
— серебряно-медный сплав 89,7-90,3% серебра – 9,48-10,19% меди (СрМ90 или СрМ900);
— серебряно-палладиево-магниевый сплав 77,65-81,9% серебра – 18-22% палладия – 0,1-0,35% магния (СрПдМг20-0,3);
Контакты из сплава СрМ900 встречаются, например, у таких реле как РЭН-18, РЭН-19, РЭН-20, РКС-3, МКУ-48, РА-1, РА-2, РАД-4П и других.
Сплав СрПдМг20-0,3 пришел на смену более дорогому сплаву ПлИ-10 и стал применяться в реле РЭС-8, РЭС-9, РЭС-10, РПС-34, РПС-36, РКМП, РЭА-11, РПС-58, РЭС-90 и других.
Под действием электрических разрядов серебро окисляется (темнеет), но окислы серебра электропроводны и легко диссоциируют (растворяются) при невысокой температуре приблизительно 150-200° С.
Поэтому окисление почти не сказывается на величине (устойчивости) сопротивления серебряных контактов реле за исключением случаев с очень малым контактным давлением.
В присутствии кислорода и влаги серебро взаимодействует с сероводородом, следы которого всегда имеются в воздухе, образуя черно-серую пленку сернистого серебра, обладающего очень большим сопротивлением. Эта пленка может достигать достаточно большой толщины, чтобы нарушить проводимость контакта реле. Поэтому серебряные контакты не рекомендуется применять при малых контактных давлениях (менее 5 Г) и напряжении коммутации меньше 7-10 В.
Содержащие серу материалы (например, вулканизированная резина, эбонит и т. п.) не следует помещать вблизи серебряных контактов. Сухой сернистый газ не действует на серебро.
Недостатком серебра является его свариваемость при коммутации больших токов (> 20 А).
Примесь меди увеличивает твердость и понижает эрозию серебра, но при образовании дуги сплавы серебра с медью сильно окисляются, и контактное сопротивление при малых давлениях становится неустойчивым.
Контакты реле, изготовленные из сплава серебра с кадмием, предназначены для средних нагрузок. Применение сплавов серебра с кадмием для контактов малой мощности несколько уменьшает иглообразование, но не дает никаких преимуществ в отношении эрозии и сваривания.
Пружинно-контактные сплавы на основе серебра:
— серебряно-магниево-никелевый сплав 99% серебра – 0,15-0,32% магния – 0,1-0,25% никеля (СрМгН-99 — тройной сплав);
— золото-серебряно-магниево-никелевый сплав 1,5-2,0% золота – 98% серебра – 0,15-0,32% магния – 0,10-0,25% никеля (ЗлСрМгН-2-97 — четверной сплав);
— серебряно-магниево-никелево-циркониевый сплав 99% серебра – 0,15-0,32% магния – 0,1-0,25% никеля – 0,03 — 0,3 цирконий (СрМгНЦр-99 — четверной сплав).
Такие пружинно-контактные сплавы обладают хорошими пружинными и контактными свойствами. Эти сплавы применялись для изготовления контактов миниатюрных и сверхминиатюрных электромагнитных реле, например, таких как РЭК-21, РЭК-23, РЭС-47, РЭС-49, РЭС-53, РЭС-54, РЭС-59, РЭС-60, РЭС-79, РЭС-80, РЭН-34, РПС-42, РПС-43, РПС-45, РПС-46, РПА-14 и других реле.

Фотография 1. Контактная система реле РЭС-47, выполненная с применением пружинно-контактного сплава СрМгН-99

Пружинно-контактные сплавы используются для коммутации широкого диапазона токов и напряжений, обладают повышенной износостойкостью и обеспечивают более стабильное сопротивление цепи и контактов.
Применение пружинно-контактных сплавов позволяет отойти от традиционной конструкции контактов реле, состоящих, как правило, из контактной пружины с вклепанными или приваренными контактами.
Вместо этого изготавливается одна деталь, совмещающая в себе функции контакта и пружины. При этом уменьшаются габариты контактных систем и повышается их устойчивость к внешним механическим воздействиям.
Контактные пружины, изготовленные из этих сплавов, приобретают максимальные упругие свойства после термообработки на воздухе при температуре 700-730° С (внутреннего окисления). При температуре окисления ниже 650° С сплавы склонны к хрупкому разрушению. Повышение пластичности сплава (отпуск) достигается нагревом при 800° С в течение 10 минут.
При длительном нахождении на воздухе пружины из этих сплавов становятся хрупкими, поэтому их следует применять в герметичных реле, заполненных инертным газом.
Твердость внутриокисленных сплавов сохраняется при температурах до 400° С, в то время, когда твердость негартованных материалов резко падает уже при температуре 200° С. Релаксационная стойкость внутриокисленных сплавов при 200° С в течение 100 часов выше, чем у бериллиевой бронзы, применяемой для изготовления контактных пружин обычных электромагнитных реле.
Сплавы, содержащие золото (ЗлСрМгН-2-97) и цирконий (СрМгНЦр-99), имеют меньшую релаксацию напряжений, больший предел прочности и меньшую склонность к хрупкому разрушению, но сплав, содержащий цирконий, непригоден для коммутации малых напряжений и токов и отличается повышенным распылением при нагрузке 0,3 ампера 250 вольт.
Сплавы на основе серебра, магния и никеля (СрМгН-99) не имеют склонности к иглообразованию, поверхность контактов реле из этих сплавов изнашивается равномерно, и поэтому они позволяют коммутировать сравнительно большие токи (1,2 А и 30 В) при очень малых расстояниях между контактами (0,05-0,15 мм).
Удельное сопротивление этих сплавов в два раза меньше, чем у бериллиевой бронзы, поэтому пружины из сплава СрМгН-99 допускают в 1,4 раза больший предельный ток.

Почему контакты выключателей делали с серебром?

2.3. Металлы и сплавы для электрических контактов

Различают три основные группы этих проводниковых мате­ри­­алов: для токоведущих и упругих элементов контактных устройств; для изготовления слаботочных контактов; для сильноточных контактов.

Проводниковые материалы для токоведущих и упругих элеме­н­тов контактных устройств. Для изготовления контактов-деталей (штырей и гнезд) при­бо­рных разъемов и упругих элементов пе­ре­­ключателей и якор­ных реле используют латуни и бронзы.

Латуни — это сплавы системы Cu-Zn с содержанием 10. 40% ци­­нка. Цинк кристаллизуется в ГПУ решетку и характеризуется ог­ра­ниченной растворимостью в меди. Практическое применение на­­шли сплавы Л85 и Л80, содержашие 15 и 20% Zn, со­от­ве­т­ст­вен­­­­но. Удельное сопротивление латуней r =(0,05. 0,06) × 10 -6 Ом × м, что в 3 раза превышает сопротивление чистой меди. Латунь хо­ро­­­шо обрабатывается дав­ле­нием, паяется и сваривается. Об­ла­да­­­ет сравнительно невысокими упругими свойствами, которые, выше чем у чистой меди.

Бронзы характеризуются более высокими упругими свой­ст­ва­ми, чем ла­­туни. К бронзам относятся сплавы системы Cu-Sn (3. 6% Sn). Находят также применение алю­ми­ни­­е­­вые бронзы Cu-Al (около 5% Al), а также кремнистые бронзы Cu-Si (1. 3% Si). Оло­во, алюминий, кремний, так же, как и цинк, об­­­ладают огра­ни­чен­ной растворимостью в меди. Для улучше­ния ха­­­рактеристик бронз в них, кроме перечисленных элементов, до­ба­­­вляют в не­боль­шом количестве фосфор, цинк, никель, ма­р­га­нец, железо.

Сплавы бронзы в технической документации обозначаются бу­к­ва­ми Бр с указанием дополнительных легирующих элементов и их ко­нцентрации. При этом пользуются следующими условными обоз­на­чениями легирующих элементов: О-олово, А-алюминий, К-кре­м­ний, Ф-фосфор, Ц-цинк, Н-никель, Мц-марганец, Ж-железо, Б-бе­риллий, Т-титан.

Широкое практическое применение нашли бро­нзы марок БрОЦ4-3 (содержит 4% Sn и 3% Zn), БрА7 (7% Al), БрКМц3-1 (3% Si и 1% Mn), БрБ2 (2% Be) — бериллиевая бронза. После тер­мо­обработки изделия из бронзы имеют в 1,25. 1,5 раза более вы­сокий модуль упругости, чем латуни. Однако удельное элек­т­ри­ческое сопротивление лент, пру­жин, токоведущих деталей из бро­нзы выше, чем у латуни при­мерно в 2 раза и составляет (0,09. 0,27) × 10 -6 Ом × м.

Для изготовления нетоковедущих элементов контактных уст­ройств используют прецизионные (т. е. точные) пружинные сплавы и ста­­­ли на основе железа марок 36НХТЮ (36% Ni, остальное Fe, Cr, Ti, Al), 40КНХМВ (40% Co, остальное Fe, Ni, Cr, Mo, W) и др. От­ме­­­тим, что в отличие от обозначений бронз в обозначениях марок спла­вов на основе железа ис­по­ль­зу­­ется несколько иная система ко­ди­­­рования легирующих эле­ме­н­тов, входящих в состав сплава, в час­т­­ности, Х-хром, Ю-алюминий, К-кобальт, М-молибден, В-воль­ф­рам.

Материалы для изготовления слаботочных контактов. Ла­ту­н­ные и бронзовые контакты в процессе эксплуатации до­во­­­ль­но бы­стро покрываются изолирующими пористыми плен­ка­ми оки­с­лов, прорастающими вглубь сплава, а также суль­фид­ны­ми (сер­ни­стыми) пленками, возникающими вслед­­ствие хи­ми­чес­ко­го ре­а­ги­рования материала контакта-детали с серой, всегда при­сут­ст­ву­ющей в атмосфере промышленных предприятий и го­родов. По­­явление плохо прово­дящих электрический ток пленок ведет к зна­­­чительному воз­растанию переходного со­про­тивления в месте кон­­та­к­ти­ро­вания контактов-деталей. По­э­тому контакты из ла­ту­ни и брон­зы малопригодны для со­е­ди­не­ния и коммутации эле­к­три­­­ческих цепей, в которых протекают не­большие токи (менее 0,5 А) при малых напряжениях (8. 25 В) на разомкнутых кон­та­к­тах. Электрические контакты, пред­на­зна­ченные для ком­му­тации ма­лых токов (коммутируемый ток око­ло 10 -8 . 10 -6 А) на­зывают «сухи­ми» контактами.

Для снижения переходного сопротивления латунные и бро­н­­­зо­вые контакты-детали покрывают тонким слоем специаль­ного ко­н­­тактного металла с высокой температурой плавления, устой­чи­­­вого к влиянию окисления. Слой защитного металлического по­­­крытия наносится на поверхность контакта-детали обычно пу­­тем электрохимического осаждения. Толщина покрытия со­с­та­­вляет 1. 10 мкм. Для улучшения адгезии (прилипания) на по­ве­р­хность латунного контакта предварительно эле­к­тро­хи­ми­че­с­ким способом наносится слой чистой меди толщиной 1. 2 мкм. Ме­­ханические свойства (например, износостойкость) эле­к­тро­ли­ти­­ческих покрытий гораздо выше, чем объемных материалов.

В при­­борных разъ­емах для покрытий обычно используются зо­ло­то, серебро, палладий, сплав серебро-палладий.

Наиболее широкое применение получили контактные по­к­ры­­­тия из серебра (Ag). Используется серебро марок Ср999. 999,9. Се­­ребро является полублагородным металлом. Это мягкий ма­­те­ри­ал белого цвета, кристаллизующийся в ГЦК ре­шетку. Те­м­пе­ра­­тура плавления серебра равна 960,5 о С, удельное эле­к­т­ро­­со­п­ро­тивление составляет 0,016 × 10 -6 Ом × м, плотность 10,5 × 10 3 кг/м 3 . Не­до­стат­ком серебра является склонность к образованию те­м­ных пле­нок сульфида Ag₂S в результате взаимодействия с вла­­жным се­ро­во­дородом. Добавление палладия в количестве 20% (сплав СрПд-20) повышает коррозионную стойкость сере­б­ра.

Золото (Au) применяют для покрытий при очень высоких тре­­­­­бо­­ва­ниях к надежности электрического контакта. Исполь­зу­е­т­ся зо­­лото марок Зл999. 999,9. Золото пластичный металл жел­­­то­го цвета, кристаллизуется в ГЦК решетку. Температура пла­­в­ле­ния золота равна 1063 о С, удельное электросопротивление равно 0,022 × 10 -6 Ом × м, плот­ность 19,3 × 10 3 кг/м 3 . Для увеличения тве­р­до­с­ти и износостойкости золотого покрытия применяются сплавы си­­­с­темы золото-серебро, например ЗлСр600-400 (60% Au, 40% Ag), а также сплавы системы золото-никель ЗлН95-5 (95% Au, 5% Ni). Применяется также золотое покрытие с зернами графита, что не только повышает износостойкость покрытия, но и снижа­ет ко­э­­ффициент трения при соединении или разъединении контактов-деталей разъема.

Палладий (Pd) не относится к благородным металлам, но об­ла­­дает хорошими электрическими свойствами и в 4. 5 раз де­ше­в­ле, чем золото. В качестве контактного покрытия используется па­­л­ладий марок Пд99,7. 99,8. Палладий кристаллизуется в ГЦК ре­­­шетку, температура плавления равна 1554 о С, удельное элек­т­ро­­со­п­ро­тив­ление составляет 0,1 × 10 -6 Ом × м, а плотность 12,2 × 10 3 кг/м 3 . Недостатком палладиевого покрытия яв­ляется склонность к образованию на его поверхности изо­ли­ру­ющих органических пленок при взаимодействии с ор­га­ни­чес­ки­ми соединениями.

Для изготовления покрытий разрывных электрических кон­та­­ктов коммутационных устройств (переключателей и реле) чи­с­тые металлы обычно не применяются, что связано с тре­бо­ва­ни­я­ми к повышенной износостойкости контактных материалов. Ко­н­­та­к­ты переключателей и реле должны иметь высокую твер­до­сть, сла­бую эрозию (разрушение поверхности) при ком­му­та­ции эле­ктри­чес­ких цепей с током. В данном случае широкое при­ме­­не­ние на­хо­дят сплавы систем Ag-Au, Ag-Cd, Ag-Pt, Ag-Pd-Cu, Au-Ag, Au-Ag-Mg-Ni.

В чистом виде для покрытия разрывных контактов ис­по­ль­зу­­­ет­ся лишь платина (Pt). Платина — это пластичный металл бе­ло­­го цве­та, кристаллизующийся в ГЦК решетку. Температура пла­в­ле­­ния платины составляет 1773 о С, удельное эле­к­т­ро­со­про­ти­в­ле­ние достигает 0,105 × 10 -6 Ом × м, плотность равна 21,4 × 10 3 кг/м 3 . На воз­ду­хе платина не окисляется и не образует сер­нис­тых пле­нок. Твер­дость платины почти в два раза выше, чем у серебра и зо­ло­та. Платина имеет пониженную способность к ду­го­об­ра­зо­ва­нию при размыкании контактов, находящихся под элек­т­ри­чес­ким на­п­ряжением, и является одной из лучших ос­нов при по­лу­че­нии кон­тактных сплавов. Практическое при­ме­не­ние получили спла­вы систем Pt-Ni, Pt-Ir и Pt-Rh. Никель, ири­дий и родий об­ра­зуют с платиной твердые растворы.

Иридий (Ir) — редкий металл, кристаллизующийся в ГЦК ре­­шетку, имеет температуру плавления 2410 о С и удельное элек­т­ро­­­­­­­сопро­тив­ле­ние 0,054 × 10 -6 Ом × м. Плотность иридия 22,4 × 10 3 кг/м 3 , а твердость почти в четыре раза выше, чем у платины. До­ба­­­­­вка иридия в платину в количестве 10. 25% позволяет по­лу­чить сплавы марок ПлИ-10 (10% Ir) и ПлИ-25 (25% Ir). Кон­та­к­т­ные сплавы этих марок характеризуются повышенной тве­р­до­с­тью и увеличенным в 2 раза удельным элек­тро­со­про­ти­в­ле­ни­ем по сра­внению с платиной.

Родий (Rh) применяется как самостоятельный контактный ма­те­­риал. По своим характеристикам он близок к иридию, но га­ль­ва­нические покрытия из родия обладают исключительной тве­р­до­стью и износостойкостью. Их твердость в 10 раз выше, чем у се­ребра или золота. Поэтому родий используется для по­кры­тия ко­нтактов-деталей герметизированных контактов (гер­ко­нов), из­готавливаемых из железо-никелевых сплавов.

В таблице 2.2 приведены значения основных физических параметров часто применяемых контактных материалов и сплавов.

Проводниковые материалы для сильноточных контактов. В ко­­н­тактных устройствах, предназначенных для силь­ното­ч­ных це­пей, в которых протекают токи более 0,5 А (при на­пря­же­нии на ра­­­зомкнутых контактах более 25 В), кон­та­­кты-де­­­тали используются преимущест­вен­но из ком­по­зи­ци­он­ных ма­те­ри­­алов, получаемых методами порошковой ме­тал­лу­р­гии.

Основные физические параметры контактных материалов [18]

adminsayta

06.06.2021

Совмещенное освещение производственных помещений

06.06.2021

Марки светодиодов для ламп освещения

Наименование материала	Марка	Плотность γ, г/см 3	Температура плавления θ,° С