Kad medžiagos būtų tinkamos naudoti elektriniams kontaktams jos turi atitikti šiuos reikalavimu:
- medžiaga padengtų kontaktų paviršiai neturi apdegti;
- veikiant elektros lankui, medžiaga padengtų kontaktų paviršiai neturi susivirinti;
- medžiaga padengtų kontaktų pora turi turėti kuo mažesnę kontakto varžą ir kuo didesnį savitąjį šiluminį laidį. Šių medžiagų yra nemažai.
Nikelis – sidabro spalvos baltas metalas, plačiai naudojamas elektrovakuuminėje technikoje. Labai lengva gauti gryną metalą (99,99 % Ni), tačiau kai kada dedamos specialios legiruojančios priemaišos (Si, Mn).
Iš rūdos gautas nikelis rafinuojamas elektrolitiniu būdu. Labai švarų miltelių pavidalo nikelį galima gauti 2200 C temperatūroje skaidant nikelio pentakarbonilą Ni(CO)5. Priklausomai nuo švarumo gaminamos nikelio juostos, plokštelės, vamzdeliai, strypai arba viela. Po terminio atkaitinimo nikelis pasižymi aukštomis mechaninėmis savybėmis (atsparumo riba tempimui 400-600 MPa, = 35-50 %). Netgi šaltoje būsenoje nikelis lengvai apdorojamas mechaniškai: kalimu, presavimu, valcavimu, štampavimu. Gali būti pagamintos įvairių gabaritų ir konfigūracijų aukšto tikslumo detalės. Be elektrovakuuminės technikos nikelis naudojamas kaip magnetinių ir laidininkinių lydinių komponentas, o taip pat iš jo atliekami apsauginiai ir dekoratyviniai padengimai.
Kobaltas – gaunamas metalurginiu būdu arba kobalto oksidų redukavimui. Atkaitinto kobalto atsparumo riba tempimui 500 MPa 50 %. Kobaltas chemiškai mažai aktyvus, naudojamas magnetinių, karščiui atsparių lydinių gamyboje. Iš jo gaminami lydiniai su mažu temperatūriniu plėtimosi koeficientu.
Paladis – pagal daugelį savybių artimas platinai, o kai kada ją pakeičia. Naudojamas elektrovakuuminėje technikoje vandenilio sugėrimui. Paladis bei jo lydiniai su sidabru ir variu naudojami kontaktų gamyboje. Paladžio kaip ir platinos pasta galima įdeginti į dielektrikus. Atkaitinto paladžio atsparumo riba tempimui 200 MPa, 40 %.
Indis– žemos lydymosi temperatūros metalas. Naudojamas kaip kontaktinė medžiaga puslaidininkinių prietaisų gamyboje.
Atsakingiausi elektronikoje naudojami kontaktai yra tokie, kurie periodiškai įjungia ir išjungia elektrines grandines. Kontaktų, naudojamų didelių srovių ir įtampų komutavimui, medžiagos turi užtikrinti aukštą patikimumą: išvengti kontaktuojančių paviršių erozijos, prikepimo, turėti mažą pereinamąją elektrinę varžą uždaroje būsenoje.
Šalia grynųjų sunkiai besilydančių metalų, kontaktams plačiai naudojami įvairūs lydiniai ir metalo keraminės kompozicijos. Paplitusi kontaktų medžiaga Ag-CdO sistemos lydiniai. Jis gaunamas oksiduojančioje atmosferoje kaitinant Ag-Cd lydinį. Didelio galingumo įrenginiuose naudojamos šios kompozicijos: Ag-Co, Ni, Cr, Mo, W-Ta; Cu-W-Mo; Au-W-Mo.
Šliaužiančių kontaktų medžiagoms keliamas atsparumo išsidėvėjimui reikalavimas. Tam tikslui naudojamas kietas varis, berilio bronza, Ag-CdO sistemos lydiniai.
Aliuminis naudojamas kaip vario pakaitalas, privalo būti labai švarus (be priemaišų). Elektrotechninis aliuminis naudojamas gaminant orinių elektros perdavimo linijų laidus, kabelius, transformatorių ir elektros mašinų apvijas, elektromagnetus. Elektronikos pramonėje aliuminis daugiausia naudojamas kaip kondensatorių elektrodų medžiaga bei telktinių grandynų laidžioji medžiaga. Daugeliu atveju aliuminis atlieka konstrukcinės (korpusai, tvirtinimo detalės ) arba apsauginės (kabelių apvalkalai) medžiagos funkcijas.
Priežastys, dėl kurių varis yra keičiamas aliuminiu, yra ekonominės ir strateginės. Varis priskiriamas prie santykinai brangių ir deficitinių medžiagų.
Aliuminis yra vienas iš plačiausiai paplitusių Žemės plutos elementų ir kartu jis pigesnis už varį. Aliuminio laidas yra dvigubai lengvesnis už tokio pat laidumo varinį laidą. Aliuminis atsparus oksidavimuisi: nors aliuminio paviršius lengvai oksiduojasi, bet susidaręs oksido sluoksnis apsaugo nuo tolesnės oksidacijos. Didelis aliuminio privalumas yra jo anodinio oksidavimo (anodavimo ) galimybė. Anodavimo pagalba sukuriamas oksidinės izoliacijos sluoksnis, pasižymintis puikiu mechaniniu patvarumu, geromis elektroizoliacinėmis savybėmis bei terminiu atsparumu.
Svarbiausias aliuminio trūkumas lyginant su variu yra mažesnis lyginamasis elektrinis laidumas. Dėl to aliumininio laido skerspjūvio plotas gaunamas 64% didesnis, o skersmuo 28% didesnis negu to paties laidumo varinio laido. Akivaizdu, kad tai žymiai padidina elektroninių ir elektrotechninių gaminių matmenis bei reikalauja daugiau izoliacinių medžiagų. Kiti svarbesni aliuminio trūkumai: nedidelis mechaninis atsparumas (30% mažesnis už vario) ir polinkis į elektrokoroziją. Be to, aliuminio gaminiai žymiai sunkiau lituojami negu variniai.
Aliuminio lydiniai dažniausiai naudojami ten, kur gryno aliuminio mechaninės savybės yra nepakankamos. Plačiausiai paplitę aliuminio lydinių tipai yra Al – Mg – Si – Fe – Zn ir Al – Mg – Si – Fe.
Auksas – geltonos spalvos aukšto plastiškumo metalas (santykinis pailgėjimas tempiant iki 40 %). Elektronikoje auksas naudojamas kontaktų gamyboje, antikoroziniams padengimams, plėvelinių mikroschemų laidininkų vakuuminiam užgarinimui. Aukso kristalai kubinės singonijos, o ktaedrų, kubų formos. Blizgesys metalo. Kietumas pagal Moso skalę 2,5-3, lydymosi temperatūra 1046,5 °C, virimo temperatūra 2947 °C, tankis 19 320 kg/m³. Žemės plutoje aukso yra 4,3∙10-7 % masės.
Sidabras – baltos spalvos blizgantis, atsparus oksidavimuisi normalioje temperatūroje metalas. Sidabras pasižymi pačia mažiausia lyginamąja elektrine varža. Sidabro vielos mechaninės savybės: atsparumo riba tempiant 200 MPa, 50 %. Iš tokios vielos gaminami kontaktai silpnų srovių komutavimui.
Sidabras taip pat naudojamas aukštų dažnių įtaisų padengimams, o taip pat juo dengiami dielektrikai. Įdeginimo ir vakuuminio išgarinimo metodais gaminami keraminių ir žėrutinių kondensatorių elektrodai.
Sidabro trūkumas – migracija dielektriko paviršiuje arba į jo gylį, esant aukštai temperatūrai ir drėgmei. Cheminis atsparumas mažesnis negu kitų tauriųjų metalų.
Volframas -Tai ypač sunkus kietas pilkos spalvos metalas. Jis pasižymi aukščiausia lydymosi temperatūra (žiūr.priedą). Volframas gaunamas iš įvairių sudėčių rūdos. Tarpinis gamybos produktas volframo rūgštis H2WO4, iš kurios gaunamas miltelių pavidalo metalinis volframas. Iš miltelių presuojami strypai, kurie termiškai apdorojami, po to jie gali būti kalami, ištempiami, valcuojami.
Volframui būdingas silpnas ryšis tarp atskirų kristalų, todėl pakankamai stori volframo gaminiai yra trapūs. Mechaninio apdorojimo rezultate volframas įgauna siūlelių pavidalo struktūrą. Šie siūleliai yra lankstūs. Mažinant volframo vielos storį išauga jos atsparumo riba tempimui (apytikriai 500-600 MPa 5 mm strypams ir 3000-4000 MPa ploniems siūleliams), santykinis pailgėjimas tempiant siūleliams 4 %. Volframas yra vienas iš svarbiausių elektrovakuuminės technikos metalų. Kaip sunkiai besilydantis ir mechaniškai atsparus metalas volframas gali būti panaudojamas virš 20000 C temperatūros. Tačiau tam būtina aukštas vakuumas arba inertinių dujų atmosfera (N2, Ar2), kadangi veikiant deguoniui jis labai stipriai oksiduojasi
|
|