Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 41. 12 oktober 1946 - Pulvermetaller för kontakter, av P O B
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
1018
TEKNISK TIDSKRIFT
En höjning av kontakternas temperatur nedsätter
gräns-strömstyrkan, vilket beror på att elektronemissionen ökar
vid ökad temperatur. En oxidfilm underlättar bildandet
av en ljusbåge och sänker alltså gränsströmstyrkan.
Upphettningen av kontaktmaterialet blir liten, om dess
elektriska och värmeledningsförmåga är stora. Elektriska
ledningsförmågan erhålles ur uttrycket
V =
2 m • v
neff ■ l
(0
där e
m
v
I
= elektronens laddning,
= elektronens massa,
= elektronens medelhastighet,
= elektronernas fria medelväg,
neff — elektronernas effektiva antal.
Den fria medelvägen / är en funktion av temperaturen,
bearbetningsgraden (deformationen av kristallgittret) och
metallens renhet (frånvaron av främmande ämnen i
gittret).
Den elektriska ledningsförmågan sammanhänger med
värmeledningsförmågan enligt
L =
y T
(2)
där L = Wiedemann—Franz’ konstant,
Å t= värmeledningsförmåga,
T t= absolut temperatur.
Värmeledningsförmågan erhålles ur
n2 k2 -T
o m v
där k i= Boltzmann’s konstant.
Insättes (1) och (3) i (2) erhålles
A
L =
yT
-1 (!)’
(3)
(4)
L har ungefär samma värde för alla metaller, medan det
varierar för legeringar.
Förhållandet mellan y och A i sintrade metalliska pulver
är sådant, att konstanten L för dessa har ett högt värde,
vilket är gynnsamt för kontaktegenskaperna.
Om kontaktöppningen är kort, alstrar de lättrörliga
primära elektronerna en stark förångning på anodytan,
medan en längre gnista alstrar en kraftig jonisation av
gasen och orsakar en kraftig förångning på katoden. Det
kommer alltså att bero på den hastighet, med vilken
kontakten öppnas, om materialföiiusten sker från anoden eller
från katoden.
Materialtransporten beror dels på ljusbågens elektriska
karakteristika, dels på kontaktmaterialets fysikaliska
egenskaper. De orsaker, på vilka materialtransporten beror, kan
uttryckas genom formlerna (5), (6) och (7)
Gc=qF (5)
där G ■= mängd transporterat material,
q — elektricitetsmängd, som passerar genom ljusbågen,
F i= viktsförlust i milligram per coulomb.
Storheten F beror först och främst på materialet i
kontakten och växer med atomvolymen men sjunker med
kontaktmaterialets hårdhet.
En tillfredsställande empirisk formel, som ger
viktsförlusten, är
Vo
F=K^V>A (6)
där Vo = karakteristisk ljusbågsspänning,
atomvikt
Va atomvolym i= -.-—
sp. vikt
c= brinellhårdhet,
Ki en konstant, som bland annat beror på
kontaktens utseende.
Kvantiteten q i uttrycket (5) erhålles ur
„ Elo
q = K i-
(7)
där E — elektromotorisk kraft i den krets, som innehåller
kontaktbrytstället,
lo 1= ljusbågens strömstyrka,
v i= den hastighet (cm/s), med vilken kontakterna
skiljs från varandra,
Ä2 fc= en konstant.
Vid tillräckligt stort ohmskt motstånd i kretsen förhåller
sig strömstyrkan i ljusbågen I0 till strömstyrkan i kretsen
/ såsom
lo =
E — Vo
E
(8)
Det karakteristiska spänningsfallet Vo i ljusbågen och
viktsförlusten för olika kontaktmaterial är följande
Material Vo voit Sp. viktsförlust mg/Cb
C ........ ....... 18 0,0013
Al ....... ....... 14 0,014
Ni ....... ...... 14 0,02
Gu ....... ...... 12,3 0,045
Mo ...... ...... 17 0,01
Ag ....... ...... 11,5 0,17
W ....... ...... 16 0,07
Pt ....... ...... 16 0,13
Alla de olika egenskaper, som ett gott kontaktmaterial
måste äga, har ej någon ren metall. Förutom vissa
ädel-metaller såsom platina existerar blott två grupper
metaller, vilka användas till kontakter, nämligen dels de hårda
metallerna, såsom volfram och molybden, dels metaller
med hög elektrisk ledningsförmåga såsom silver och
koppar. Egenskaperna hos dessa metaller framgår av följande
W Mo Cu S
specifik vikt ........... 19,1 10,2 8,9 10,5
elektrisk ledningsför-
måga ..... ohm m/mm2 18 17,5 58 61,5
specifikt motstånd
/Mohm/cm3 5,51 5,7 1,72 1,62
värmeledningsförmåga
gcal/°C cm s 0,38 0,35 0,92 0,97
brinellhårdhet .. kp/mnr 290 147 32 30
smältpunkt ......... °C 3 380 2 620 1 083 960
Det finns ingen ren metall, som förenar hög
ledningsförmåga med hög hårdhet. Pulvermetaller (sintrade) med
två eller flera av de komponenter, som finns angivna i
tabellen, kan emellertid förena dessa båda egenskaper,
hårdhet och god elektrisk ledningsförmåga. Genom att
variera sammansättningen på pulvermetallerna, variera
pressning, värmebehandling m.fl. faktorer, kan de fysikaliska
egenskaperna varieras. Fig. 1 visar förhållandet mellan
brinellhårdhet och ledningsförmåga för blandningar
mellan volfram—silver. Pulverlegeringar mellan
volfram-koppar är trots hög hårdhet och specifik vikt (ända till
17 g/cm3) lätt bearbetbara och har hög brotthållfasthet. De
goda mekaniska egenskaperna gör det möjligt för dessa
metaller att arbeta under mycket ansträngande
förhållanden. Förhållandet mellan kontaktmotstånd och
kontakttryck kan uttryckas genom
R ■ F’1 — C (9)
där R c= kontaktmotstånd,
F .= mekaniskt tryck på kontakten,
n = en exponent,
C = en konstant.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
