Werkstoff für elektrische Kontakte

Abstract

 Es wird ein Werkstoff für elektrische Kontakte auf der Basis Silber mit 5 bis 20 Gew.-% Zinnoxid und 0,05 bis 5 Gew.-% Wolframoxid beschrieben, der die Verschweißkraft weiter mindert, ohne eine erhöhte Schalttemperatur zu erzeugen. Der Werkstoff enthält zusätzlich 0,1 bis 5 Gew.-% Wismutoxid.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Werkstoff für elektrische Kontakte aus Silber mit 5 bis 20 Gew.% Zinnoxid, und 0,05 bis 5 % Wolframoxid.

[0002] Für die Herstellung von elektrischen Kontaktstücken hat sich für eine Vielzahl von Anwendnngställen Ag/CdO bisher am besten bewährt. Aufgrund der Umweltbelastung durch Cd0 wird jedoch verstärkt versucht, CdO durch ein anderes Metalloxid zu ersetzen. Bei diesen Untersuchungen zeigte es sich, dass SnO₂ ein geeigneter Ersatz für Cd0 ist. Aufgrand der höheren thermisehen Stabilität von SnO₂ gegenüber Cd0 ergibt sich zudem eine deutlich verminderte Abbrandrate, die zur längeren Lebensdauer im Schaltgerät führt. Ein sehr wesentlicher Nachteil von Ag/SnO₂ besteht jedoch darin, dass der Übergangswiderstand am Kontakt nach einigen tausend Schaltungen durch Deckschichtbildung zu hoch wird. Dies führt dann in der Regel zu erhöhten Temperaturen im Schaltgerät, die zur Zerstörung des Gerätes führen können und somit naznlässig sind.

[0003] Ein weiterer Nachteil dieser Ag/Sn02-Werkstoffe gegenüber Ag/CdO besteht in der geringeren Sicherheit gegen Verschweissen. Die Kräfte, die zum Zerreissen der Schweissbrücke erforderlich sind, sind teilweise doppelt so hoch wie die bei Ag/CdO-Kontakten. Damit besteht die Gefahr von Schaltstörnagen bei Einsatz von Ag/SnO₂.

[0004] Es ist daher versucht worden, durch den Zusatz weiterer Metalloxide zu Aa/SnO₂ die Verschweißsicherheit zn erhöhen, wobei beispielsweise Vismutoxid (DE-OS 27 54 27 54 335) oder Indimaozid (DE-OS 24 28 147) verwendet werden. Diese Zusätze verbessern zwar die Verschweißsicherheit, bedingen jedoch eine erhöhte Temperatur am Kontakt und am Schaltgerät, was die Lebensdauer der Geräte beeinträchtigt.

[0005] Aus der DE-OS 29 33 338 ist ein elektrischer Bontaktwerkstöff aus Silber mit 8 bis 20 Gew.% Zinnoxid und 0,05 bis 5 Gew.% Wolframoxid bekannt. Mit diesem Werkstoff können die Übergangswiderstände von Silber-Zinnoxid-Werkstoffen im geschalteten Znstand nach einigen tausend Schaltungen bis zum Ende der Lebensdauer auf die Werte von Ag/Cd0 gesenkt werden. Dadurch wird dieser neue Silber-Zinnoxid-Werkstoff als direkter Ersatz für Silb er-Cadminmozid in einer Vielzahl von Anwendungsfällen in der elektrischen Energietechnik verwendbar.

[0006] Durch das Wolframoxid wurde darüberhinaus die Sicherheit gegen das Verschweissen von einschaltenden Kontakten gegenüber reinem Silber-Zinnoxid erhöht. Die zum Trennen der Kontakte erforderlichen Kräfte lagen jedoch im Durchschnitt noch über den Werten von speziellen Silber-Cadmiumoxid-Werkstoffen.

[0007] Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Werkstoff für elektrische Kontakte auf der Basis Silber mit 5 bis 20 Gew.% Zinnoxid und 0,05 bis 5 Gew.% Wolframoxid zu finden,der die Verschweißkraft weiter mindert, ohne dadurch eine erhöhte Temperatur am Kontakt zu erzeugen und damit die Lebensdauer des Schaltgerätes zu erniedrigen.

[0008] Erfindungsgemäss wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Werkstoff zusätzlich 0,1 bis 5 Gew.% Wismutoxid enthält.

[0009] Überraschenderweise zeigte sich, dass ein Zusatz von 0,1 bis 5 % Wismutoxid zu Silber-Zinnozid-Wolframoxid geeignet ist, die Verschweißkraft weiter zu senken auf Werte, die auch optimiertem Silber-Cadmiumoxid ebenbürtig sind. Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Wismutoxidzusatzes liegt darin, dass die Kontaktwiderstände, die durch Wolframoxid-Zusatz gesenkt wurden, nicht wieder erhöht werden, wie das bei anderen Metalloxiden gefunden wurde und an sich zu erwarten ist.

[0010] Der Werkstoff aus Silber mit 5 bis 20 Gew.% Zinnoxid, 0,05 bis 5 Gew.% Wolframoxid und 0,1 bis 5 Gew.% Wismutoxid stellt somit einen besonders abbrandfesten und verschweißeicheren Werkstoff mit niedrigen Übergaagswiderständea dar.

[0011] Folgende Tabelle soll die Eigenschaften des erfindnngsgemässen Werkstoffs im Vergleich zu bekannten Werkstoffen zeigen.

Ansprüche

1. Werkstoff für elektrische Kontakte aus Silber mit 5 bis 20 Gew.% Zinnoxid und 0,05 bis 5 Gev.% Wolframoxid, dadurch gekennzeiehnet, dass er znsätzlich 0,1 bis 5 Gew.% Wismutoxid enthält.