Materialer, der bruges til at lave elektriske kontakter
Kontaktens levetid og pålidelighed afhænger i høj grad af kontaktens materiale.
Krav til kontaktmateriale:
1. Høj elektrisk ledningsevne og termisk ledningsevne.
2. Korrosionsbestandig.
3. Modstand mod høj r filmdannelse.
4. Lav hårdhed af materialet, for at reducere pressekraften.
5. Høj hårdhed for at reducere mekanisk slid ved hyppig tænding og slukning.
6. Lav erosion.
7. Høj lysbuemodstand (smeltepunkt).
8. Høj strøm og spænding påkrævet til lysbue.
9. Nem håndtering og lave omkostninger.
De anførte krav er modstridende, og det er næsten umuligt at finde et materiale, der opfylder alle disse krav.
Følgende materialer anvendes til kontaktforbindelser:
Med. Opfylder næsten alle ovenstående krav, bortset fra korrosionsbestandighed. Kobberoxider har lav ledningsevne. Kobber er det mest almindelige kontaktmateriale og bruges til både aftagelige og skiftende kontakter.I aftagelige samlinger anvendes korrosionsbeskyttende belægninger på arbejdsfladerne.
Ved omskiftning af kontakter bruges kobber, når der trykkes over 3 N for alle driftsformer undtagen langvarig. Til kontinuerlig drift anbefales kobber ikke, men hvis det anvendes, bør der træffes foranstaltninger for at bekæmpe oxidation af arbejdsfladerne. Kobber kan også bruges til lysbuekontakter. Ved lavt kontakttryk (P < 3 N) anbefales brug af kobberkontakter ikke.
Sølv. Meget godt kontaktmateriale, der opfylder alle krav undtagen lysbuemodstand ved høje strømme. Den har god slidstyrke ved lave strømme. Sølvoxider har næsten samme ledningsevne som rent sølv. Sølv bruges til hovedkontakter i højstrømsapparater, til alle kontakter med kontinuerlig drift. I kontakter til lave strømme ved lavt tryk (relækontakter, hjælpekredsløbskontakter).
Sølv bruges normalt i form af overlejringer - hele delen er lavet af kobber eller andet materiale, hvorpå en sølvbelægning er svejset (loddet) for at danne en arbejdsflade.
Aluminium. Sammenlignet med kobber har det væsentligt lavere ledningsevne og mekanisk styrke. Det danner en dårligt ledende fast oxidfilm, hvilket i høj grad begrænser dets anvendelse. Kan bruges i sammenklappelige kontaktforbindelser (samleskinner, feltledninger). Til dette formål er kontaktfladen sølv, kobberbelagt eller kobberforstærket.
Der bør dog tages højde for aluminiums lave mekaniske styrke, som følge heraf kan leddene svækkes over tid, og kontakten kan bryde (kontakttrykket bør ikke overvurderes).Aluminium er ikke egnet til at skifte kontakter.
Platin, guld, molybdæn. De bruges til at skifte kontakter til meget lave strømme ved lavt tryk. Platin og guld danner ikke oxidfilm. Kontakter lavet af disse metaller har lav transient modstand.
Wolfram og wolframlegeringer. Med høj hårdhed og højt smeltepunkt har de høj elektrisk slidstyrke.Tungsten og wolfram-molybdænlegeringer, wolfram-platin og andre bruges ved lave strømme til kontakter med høj brudfrekvens. Ved mellemstore og høje strømme bruges de som lysbuekontakter til at afbryde strømme op til 100 kA og mere.
Smeltepunkter af forskellige ledende materialer
Sintret metal — en mekanisk blanding af to praktisk talt ulegerede metaller opnået ved sintring af en blanding af deres pulvere eller imprægnering af det ene med en smelte af det andet. I dette tilfælde har et af metallerne god ledningsevne, mens det andet har høj mekanisk styrke, er ildfast og lysbuebestandigt. På denne måde kombinerer metalkeramik høj lysbuemodstand med relativt god ledningsevne.
De mest almindelige metal-keramiske sammensætninger er: sølv - wolfram, sølv - molybdæn, sølv - nikkel, sølv cadmiumoxid, sølv - grafit, sølv - grafit - nikkel, kobber - wolfram, kobber - molybdæn osv. Sølv, hovedsageligt til vekselstrøm) til mellemstore og store intermitterende strømme, samt til hovedkontakter til mærkestrømme op til 600 A.