186467. lajstromszámú szabadalom • Szerkezeti anyag érintkezők számára
2 186467 3 A találmány tárgya közelebbről megjelölve olyan anyag villamos érintkezők számára, amely ezüstből, ónoxidból és egy vagy több további fémoxidból áll. Számos alkalmazási területen használt villamos érintkezők előállítására eddig a legjobban bevált az ezüst-kadmiumoxid keverék. A kadmiumoxid (CdO) környezetszennyező hatása miatt azonban megkísérelték a CdO-t más fémoxidokkal helyettesíteni. E kísérletek során kitűnt, hogy az ónoxid (SnOa) alkalmas CdO helyettesítésére. Az SnCh nagyobb hőellenállása alapján a CdO-val szemben jelentős mértékben csökkent a beégési arány, amely hosszabb élettartamhoz vezetett a kapcsolóeszközben. Az Ag/SnOí érintkezők nagyon lényeges hátránya azonban abban van, hogy az átmeneti ellenállás, az érintkezés néhány ezer kapcsolás után fedőrétegképzódés miatt, nagyon megnövekszik. Ez azután rendszerint magasabb hőmérsékletekhez (túlmelegedéshez) vezet a kapcsolókészülékben, amely a készülék tönkremenetelét okozhatja és ezért nem megfelelő. Egy további hátránya ezeknek az Ag/SnOj szerkezeti anyagoknak Ag/CdO szerkezeti anyagokhoz képest abban van, hogy kevésbé biztonságos összehegedéssel szemben. A hegedési hidak szétszakításához szükséges erő kétszer olyan nagy, mint az Ag/CdO érintkezőknél. Ezért fennáll a kapcsolási zavarok veszélye Ag/SnOj alkalmazása esetén. Éppen ezért megkísérelték az összehegedés veszélyét úgy csökkenteni, hogy további fémoxidokat adtak az Ag/SnOj szerkezeti anyaghoz, így például bizmutoxidot (27 54 335 számú NSZK-beli nyilvánosságrahozalali irat) vagy indiumoxidot (24 28 147 számú NSZK-beli nyilvánosságrahozatali irat). Ezek az adalékok javítják ugyan az összehegedéssel szembeni ellenállási, de emelik az érintkező kapcsolási hőmérsékletét a kapcsolókészülékben, amely befolyásolja a készülék élettartamát. Volfrámoxid (WO3) Ag/SnOs szerkezeti anyaghoz való hozzáadásával elérhető (29 33 338 számú NSZK-beli közzétételi irat), hogy mind a túlmelegedési hőmérséklet, mind az összehegedési erő az Ag/SnCh anyaghoz képest csökken. Ily módon egy az Ag/CdO- val összehasonlítható anyag keverékhez jutnak érintkezők számára, amely jóval nagyobb élettartamú is annál. Olyan szerkezeti anyagra van azonban szükség érintkezők készítésénél, amelynek még kisebb az összehegedési hajlama és alacsonyabb a túlmelegedési hőmérséklete. A találmány kidolgozásánál az volt a feladatunk, hogy olyan szerkezeti anyagot hozzunk létre villamos érintkezők számára ezüslből, ónoxidból és egy vagy több további fémoxidból, amelynek az élettartama hoszszabb, összehegedési hajlama kisebb és kapcsolásnál még alacsonyabb a hőmérséklete, mint az ismert anyagoké. Ezt a feladatot olyan szerkezeti anyag megteremtésével oldottuk meg, amely 0,05-4 súly% molibdénoxidot és/vagy germániuinoxidol tartalmaz. Ez az anyag előnyösen 8-20 súly% ónoxidol, 0,05-4 súly% molibdénoxidot és/vagy germániumoxidol tartalmaz, a maradék pedig ezüstből áll. Meglepő módon azt találtuk, hogy a molibdénoxid és mindenek előtt a germániumoxid a túlmelegedési hőmérsékletet a kapcsolókészülékben a volfrámoxid dal szemben még tovább csökkenti és az összehegedési erőit is kisebb értéken tartja, jóllehet e kél oxid olvadás-, forrás- és szubliműciópontjából, valamint a (ló-értékéből (onlalpia-érlékéból) ilyen viselkedés nem volt elvárható. A volfrámoxidhoz hasonló termodinamikai tulajdonságokkal rendelkező más fémoxidok ugyanis növelik a túlmelegedési hőmérsékletet. Előnyös összetételeknek bizonyultak azok, amelyek 0,05-0,9 súly% molibdénoxidot és 0,05-1,5 súly% germániumoxidol tartalmaznak. Lehetőség van arra is, hogy a molibdénoxid és/vagy germániumoxid-tarlalom egy részét volfrámoxiddal helyettesítsük anélkül, hogy a megjavult tulajdonságok veszendőbe mennének. Az Ag/SnOí alapú szerkezeti anyagok, amelyek molibdénoxid és/vagy germániumoxid adalékot tartalmaznak, mind porkohászati úton, mind az egyes érintkezők sajtolása és szinterelése, mind pedig színtereit darabok szalagpréselése útján előállithatók. Germániumoxid használata esetén még az a további előny is jelentkezik, hogy mivel a germánium oldódik az ezüstben ennek az adaléknak az alkalmazásával lehetővé válik oxidált anyagnak belsőleg történő előállítása. Kísérleti céllal bevitt 0,1% Ge 7,5% AgSn-re számítva a fémoxidok egyenletes kiválását teszi lehetővé a szerkezeti anyagban. Fedőrétegképzódés nem megy végbe, sőt meglepő módon azt találtuk, hogy a germánium a belső oxidáció meggyorsítását segíti elő és olyan oxidáció sebességet érünk el, mint Ag/CdO esetén. Ezenkívül germánium hozzáadásával a belsőleg oxidálható nem nemesfémtartalom a lehető legnagyobb mértékben növelhető és ezzel az összehegedéssel szembeni biztonság javítható. A következő példák a találmány szerinti szerkezeti anyag közelebbi bemutatására szolgálnak. 1. példa 88% Ag-ből, 11,5% SnOj-böl és 0,5 MoOsbcl álló szerkezeti anyagot állítunk elő porkehászati úton és ezt sajtolással, szintereléssel és ulósajlolással érinlkezőrálélekké dolgozzuk fel. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
