191998. lajstromszámú szabadalom • Vákuumkamrás megszakító és eljárás annak előállítására
9 191998 10 A rézötvözetet, amellyel a vázszerkezetet telíteni kívánjuk, célszerűen eleve ilyen összetételű, dermesztett olvadt rézőtvözetból képezzük ki. Általában nehéz kis olvadáspontú és nagy gőznyomású elemeket rézzel, ezüsttel ötvözni, ha ez utóbbi olvadt állapotban van dermesztve, ezért célszerű előzetesen egy úgynevezett anyagötvözetet készíteni, amely rézből és ezüstből áll, és amelynek kicsi az olvadáspontja és nagy a gőznyomása. A telítésnél nagy jelentősége van mind az olvadt fürdő hőmérsékletének, mind pedig a bemártás idejének. Általában célszerű az olyan ötvözésnél, ahol az ötvözet 5 tömeg% vagy kevesebb, célszerűen 3 tömeg%, a kobalt tartalmat ellenőrizni. Előnyös továbbá, ha a vázszerkezetben lévő gázokat teljes egészében eltávolítjuk, mivel a bennmaradó gázok üzem közben kiszabadulva a vákuumkamrában a vákuumot lerontják. Előnyös továbbá az is, ha a fő elemként kobaltot tartalmazó vázszerkezet lényegében kobaltból van. A kobalt számos rendkívül előnyös tulajdonsággal rendelkezik, nevezetesen jó az áramvezető képessége, és a fémek között a legnagyobb árammegszakitás vele valósítható meg. Az elektródához célszerű, ha 30-70 mikron átmérőjű kobaltszemcséket tartalmazó port választunk, még előnyösebb azonban, ha egyenletes szemcseátmérőjű, optimálisan 40- -50 pm átmérőjű szemcsékből álló port választunk. Ilyen szemcsenagyságú kobaltból kiképezett vázszerkezet esetében könnyedén elérhető, hogy a vázszerkezet, amelybe a rézötvözetet bevisszük, olyan elektródák létrehozását teszi lehetővé, amelynek nagy lesz az átütési feszültsége és ugyanakkor nagy a megszakitási árama is. A találmány szerinti elektródát a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével a mellékelt ábrákon ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra az átütési feszültség és az ötvözet mennyisége közötti összefüggést mutatja be, a 2. ábra a megszakitási áram és az ötvőzőanyag közötti összefüggés látható, a 3. ábra működtető áramot mutatja be az ötvözés függvényében, a 4. ábra az Ag-tartalom függvényében látható az átütési feszültség és a működtető áram, az 5. ábra egy a találmány szerint kiképezett vákuumkamrás kapcsoló oldalirányú metszetét mutatja, a 6. ábrán a találmány szerinti elektróda rajza látható, mig a 7. ábrán a találmány szerinti vákuumkamrás megszakító elektródája elemeinek egy térbeli rajza látható. 1. példa A Co vázszerkezetet, amely lényegében mátrixként szolgál, mechanikus úton állítottuk elő 250-350 mesh hálóméretű Co csoportból, amelyet 500-700 °C-os hidrogén atmoszférában temperáltunk, majd alakítottunk úgy, hogy az előre megadott pórusságot hidraulikus préssel állítottuk be. Az ily módon kialakított anyagot azután hidrogén atmoszférában kb. 900-1000 °C-on szintereztük. Szinterezés után 1000-11000 °C-os hőmérsékleten végeztük el a gáznak a vázszerkezetből való eltávolítását úgy, hogy a gáz teljes mértékben eltávozzon a vázszerkezetből. A telítéshez használt ötvözet, amely Cu-Ag-t tartalmazott és a kis olvadáspontú és nagy gőznyomású elem, a következő módon készült: Oxigénmentes rezet és 99,99 tómeg% tisztaságú Ag-t helyeztünk olyan szénolvasztó tégelybe, amelynek a belső átmérője 60 mm. A behelyezett anyagokat nagyfrekvenciás indukciós úton Ixl0~5...5xl0~5 Hgmm nyomású vákuumban megolvasztottuk. Amikor a Cu-Ag keverék teljes egészében megolvadt, nagy tisztaságú Ar-gázt vezettünk a tégelybe egy atmoszférás nyomásnál és ekkor adtuk hozzá a kis olvadáspontú és nagy gőznyomású elemet, előre meghatározott mennyiségben. Ily módon az elem, például Bi gőzvesztesége megelőzhető és gyakorlatilag gázmentes telített ötvözet hozható létre. Az eljárás, ahogyan a fent említett Co-szerkezetű anyagból az elektródát létrehoztuk, a következő: A Co-vázszerkezetű anyagot egy szén tartóba helyeztük, és nagyfrekvenciás energiával előmelegítettük. Ekkor a fent említett telítő ötvözetet, amely az anyagötvözetet tartalmazó olvasztó tégelyben volt, a vázszerkezetet tartó elem alá helyeztük és vákuumban nagy energiával nagyfrekvenciásán megolvasztottuk. A Co-váz, amely 1000 °C-ra volt elömelegitve, és ezt kővetően az impregnáló ötvözetet tartalmazó olvadt fürdőbe merítettük, amikor az már teljes egészében megolvadt. A bemártás után, amely előre meghatározott ideig tartott, előre megadott hőmérsékleten a vázszerkezetet felemeltük és lehűtőttük. A fenti lépésekkel 97-99%-os telítést értünk el. A mikroszerkezet megfigyelésének eredményeként (100-szoros nagyításban) úgy tapasztaltuk, hogy az ötvözet nagy szürke részecskékből és fehér Cu-Ag-Bi ötvözött alaprészecskékből állt. Az összetétel a következő volt: impregnáló ötvözet 70%, Co 30% (84% Cu- 15% Ag- 1% Bi). Különböző Co-tartalmú ötvözetekből képeztünk ki a találmány szerinti eljárással elektródákat, amelyeknek szférikus alakját az ötvözetből vágtuk ki. Mindegyik elektróda szférikus kialakítású volt, átmérője 20 mm, és az érintkező elektróda sugara 10 mm volt. A különböző összetételű elektródákat megvizsgáltuk a vákuumkamrás megszakítókat vizsgáló berendezésben. A vizsgálat eredményét az 1. táblázat mutatja. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
