Реферат
Предмет: Электроматериаловедение
Студент: Клевенский А.А.
ГОУ СПО политехнический колледж №42
Москва 2009
Введение
Размыкающийконтакт (ГОСТ 14312) — контакт электрической цепи, замкнутый в начальномположении реле и размыкающийся при переходе реле в конечное положение.
Материалыдля размыкающих контактов работают в сложных условиях, поскольку в процессеработы между контактными поверхностями размыкающих контактов могут возникатьэлектрические разряды в виде искры или дуги. Этот процесс сопровождаетсяэлектрической эрозией, которая я является причиной нормальной работысоответствующего прибора. На поверхностях размыкающих контактов образуютсяоксидные плёнки, поэтому они подвержены также эрозии или химическому износу.
Физико-химическиесвойства контактного материала, снижающие отрицательное влияние воздействияразрушающих факторов:
•высокие температуры плавления и кипения, теплоты плавления и испарения,теплоемкость, теплопроводность ;
•низкая упругость паров, высокое поверхностное натяжение расплава;
•высокие электропроводность, работа выхода электрона, потенциал ионизации;
•высокие прочность, усталостная прочность, ударная вязкость; оптимальнаятвердость;
•высокие коррозионная стойкость, летучесть продуктов коррозии и ихэлектропроводность, оптимальные прочность поверхностных слоев и сила их связи сосновой.
Материалыдля размыкающих контактов должны обладать следующими свойствами:
низкоезначение удельного электрического сопротивления;
малоепадение напряжения на контактов;
стойкостьк механическому и электрическому износу;
недопускать эрозии контактирующих поверхностей;
недопускать приваривания контактных поверхностей друг к другу под действиемэлектрической дуги при размыкании контактов;
постоянствоконтактного электрического сопротивления;
легкаяобмотка;
низкаястоимость.
Выборматериалов для материалов для размыкающих контактов ведут по значениюкоммутируемого тока или по мощности размыкания электрических цепей.
Позначению коммутируемого тока разрывные контакты делят на слаботочные (работаютпри токах до единиц ампер) и сильно точные (работают при токах, больше единицампер).
Вэлектротехнической промышленности из благородных металлов изготовляют контактыс большой степенью надёжности (стойкость против коррозии, устойчивость кдействию образующейся на контактах кратковременной электрической дуги). Втехнике слабых токов при малых напряжениях в цепях используются контакты изсплавов золота с серебром, золота с платиной, золота с серебром и платиной. Дляслаботочной и средненагруженной аппаратуры связи широко применяют сплавыпалладия с серебром (от 60 до 5 % палладия). Представляют интерес металлокерамическиеконтакты, изготовляемые на основе серебра как токопроводящего компонента.Магнитные сплавы благородных металлов с высокой коэрцитивной силой употребляютпри изготовлении малогабаритных электроприборов. Сопротивления (потенциометры)для автоматических приборов и тензометров делают из сплавов благородныхметаллов (главным образом палладия с серебром, реже с другими металлами). У нихмалый температурный коэффициент электрического сопротивления, малаятермоэлектродвижущая сила в паре с медью, высокое сопротивление износу, высокаятемпература плавления, они не окисляются.
Слаботочныеразмыкающие контакты
Слаботочные(маломощные) размыкающие контакты изготавливают из благородных и тугоплавкихметаллов и сплавов на их основе типа твердых растворов.
Вширокой номенклатуре контактов применяется чистое серебро, которое обеспечиваетвысокую электропроводимость и низкое переходное электрическое сопротивление,однако имеет недостаточную стойкость к эрозии, и серебряные контактныеповерхности легко свариваются между собой. Чистое серебро не используют такжедля особо точных размыкающих контактов с малой силой контактного нажатия(малонагруженных) и в сочетании с материалами, содержащими серу (например,резина, эбонит).
Серебро– слаботочные реле различного назначения, сигнальная аппаратура, контакты
вспомогательныхцепей, термостаты, бытовые приборы, управление флуоресцентными лампами,командоконтроллеры, нагреватели воды, светоустановочные аппараты; покрытияэлектра осаждением на контактные детали устройств радио- и электронной техники,работающих в без дуговом режиме.
Серебро-кадмий– реле, бензино- и маслоизмерители, контрольные реле легко- и средненагруженныеавиационного оборудования, выключатели перегрузки и термостаты холодильников,уличные сигналы, тепловые выключатели, стартеры.
Серебро-кадмий-никель-железо– реле-регуляторы напряжения, автоприборы.
Серебро-кадмий-никель,серебро-кадмий-индий – реле в диапазоне токов 0-30 А.
Серебро-палладий– сигнальная аппаратура, телефонные реле и номеронабиратели, регуляторынапряжения, управление флюоресцентными лампами, бензино- и маслоизмерители,защитные устройства электродвигателей, выключатели холодильников и термостатов,контактные кольца.
Серебро-магний-никель,серебро-золото-магний-никель, серебро-магний-цирконий,
серебро-магний-никель-цирконий,серебро-палладий-магний – заменители контактов из сплавов платина-иридий,золото-палладий-платина, золото-никель, золото-платина в малогабаритных иминиатюрных электромагнитных реле радиоэлектроники.
Серебро-оксидциркония – микровыключатели, реле на токи в диапазоне 0,01-100 А.
Серебро-медь– реле, сигнальная аппаратура, светотехнические выключатели, радиоаппаратура.
Серебро-медь-никель– стенные бытовые выключатели, реле уличных сигналов, тепловые
выключатели,преобразователи тока, выключатели связи, реле автоматики, выключатели и
релеавиационные легконагруженные, электромагнитные счетчики, управлениефлуоресцентными лампами, автомобильные и железнодорожные сигнальные реле,регуляторы освещения.
Существенноеулучшение электроконтактных свойств серебра путем его легирования
невозможно,поскольку достигаемое при этом улучшение твердости, износостойкости обязательносопровождается снижением температуры плавления, тепло- и электропроводности.
Композиционныематериалы сочетают свойства отдельных компонентов без их значительного снижения(электро- и теплопроводность,
Этисплавы обладают переходным электрическим сопротивлением такие же, как усеребра.
Слаботочныеразмыкающие контакты из серебра и его сплавов используют в устройствахэлектронной автоматики, а аппаратуре авиационного и морского оборудования.
/>
КТ-6012Б 100А, КТ-6022Б 160А
Контактор электромагнитный переменного тока двухполюсный с двумя замыкающими и двумя размыкающими вспомогательными контактами
/>
КТ-6013Б 100А, КТ-6023Б 160А
Контактор электромагнитный переменного тока с двумя замыкающими и двумя размыкающими вспомогательными контактами
/>
КТ-6633 250А
Контактор электромагнитный переменного тока с двумя замыкающими и двумя размыкающими вспомогательными контактами
/>
КТП-6633 250А, КТ-6633Г 250А
Контактор электромагнитный переменного тока с втягивающей катушкой постоянного тока и двумя замыкающими и двумя размыкающими вспомогательными контактами
/>
МК-1-10 40А
Контактор электромагнитный с втягивающей катушкой постоянного тока двумя замыкающими и двумя размыкающими вспомогательными контактами
/>
КТЭ 01-25 25А
Контактор электромагнитный постоянного тока однополюсной с одним замыкающим и одним размыкающим вспомогательным контактом
/>
КП-207У3 2500А
Контактор однополюсной постоянного тока для комутирования силовых цепей постоянного тока при номинальном напряжении 600В
Золотообладает коррозионной стойкостью к образованию сернистых плёнок при комнатнойтемпературе и нагревании, однако оно склонно к дугообразованию, и даже прималых токах на золотых контактах в результате эрозии образуются иглы и наросты.Поэтому золото в чистом виде применяют для изготовления прецизионных контактов,которые работают при малых напряжениях и малом контактном нажатии. В качествеконтактного материала золото используют главным образом в виде сплавов сплатиной, серебром, никелем, цирконием, которые имеют повышенную твердость,хорошую коррозионную и эрозионную стойкость.
Платинав чистом виде редко применяется для изготовление контактов. Она служит хорошейосновой для ряда контактных сплавов, так как не окисляется на воздухе и необразует сернистых пленок, а также обеспечивает платиновым контактам стабильноепереходное сопротивление. Платина-серебро– радиоаппаратура, приборы автоматикии радио, радиовибраторы и устройства питания от сети радиоаппаратуры,электромагнитные счетчики.
Наиболеераспространение получили сплавы платины с никелем, серебром, золотом, иридием,которые, обладают повышенной твердостью и удельным электрическимсопротивлением, применяются в прецизионных реле, работающих без дуговыхразрядов, контрольных реле авиационного электрооборудования, в малогабаритныхи миниатюрных реле радиоэлектронной аппаратуры.
Вольфрамдавно получил распространение в качестве контактного материала благодаря рядусвойств, удовлетворяющих совокупности наиболее нужных характеристик контактныхматериалов: вольфрамовые контакты не свариваются во время работы, так кактемпература плавления вольфрама 3380 градусов в не несколько раз более стойки кэрозии, чем платина; наилучшими свойствами обладают контакты из вольфрамовойпроволоки с продольно-волокнистым строением. Если зерна у нарезанных изпроволоки контактов вытянуты вдоль оси контакта, заметно повышают егоизносостойкость легирование вольфрама молибденом повышают его твердость,удельное электрическое сопротивление и снижает тугоплавкость. Однако молибденвводят в сплав с вольфрамом в ограниченных количествах, так как молибденкорридирует при комнатной температуре с образованием рыхлых окисных пленок.
Вольфрамовыеконтакты применяют в контрольных реле авиационного оборудования, в телеграфных,сигнальных реле, прерывателях и преобразователях тока, в вакуумных илигазонаполненных выключателях.
Сильноточные размыкающие контакты
Сильноточные(мощные) размыкающие контакты изготавливают из металлокерамических материалов,получаемых методами порошковой металлургии металлокерамические контактыобладают рядом преимуществ по сравнению с обычными металлическими:
болеестойки к оплавлению, привариванию и износу;
незаменимыпри высоких токовых и механических нагрузках;
значительноувеличивают срок службы контактов при умеренных нагрузках;
повышаютнадежность и долговечность аппаратов при значительной экономии серебра (от 10%до 100%)
металлокерамическиематериалы для сильноточных контактов должны состоять из невзаимодействующихдруг другу компонентов, один из которых обладает значительно большейтугоплавкостью, а другой обеспечивает хорошую проводимость материала. Менеетугоплавкий компонент удерживающего в порах более тугоплавкого силамиповерхностного натяжения.
Этисвойства достигаются за счет:
легирования;
использованияпорошков спецсплавов;
введенияв состав материала неметаллических добавок (типа нитридов, боридов, карбидов,графита, сульфидов и т.д.);
пропитокметаллами и неметаллами;
примененияразличных технологических приемов.
Композиции,содержащие серебро и медь, обеспечивают контактам высокую электро- итеплопроводность.
Композиции,содержащие тугоплавкие фазы в виде равномерных включений оксидов кадмия, меди,никеля, вольфрама, графита, припятствуют свариванию контактов, повышают ихизносо- и термостойкость. При этом оксид кадмия при температуре примерно 900С,а окись меди приболее высоких температурах, разлагалась на кадмий и кислород имедь и кислород, увеличивает скорость гашения дуги.
Композициясеребра с никелем хорошо поддается механической обработке и обладает высокойкоррозионной стойкостью.
Композициясеребра с окисью кадмия не образует непроводящих окислов и поэтому не требуетвысоких контактных давлений. Её используют для изготовления контактов,работающих в цепях постоянного тока (300А 500А). в процессе эксплуатацииконтакты на основе этой композиции нельзя зачищать наждачной бумагой.
Мелкодисперсныеконтакты материалы повышают срок службы размыкающих контактов 1.5… 3 раза, еслиисходные компоненты материала измельчены до размеров 0.5…2 мкм вместо обычныхразмеров 50…150 мкм.
Постойкости к свариванию (в порядке уменьшения) контактные материалы раполагаютсяследующим образом: графит, вольфрам, вольфрам – молибден, металлокерамика,вольфрам – медь (серебро), карбид вольфрама – серебро, сплавы серебро – кадмий,металлокерамика серебро – оксид кадмия, серебро (медь) – графит.
Сильноточныеметаллокерамические контакты используют для общепромышленных целей, в частностиавиационных реле и выключателях среднего и тяжелого режимов, в автоматическихреле и выключателях, контакторах, пускателях реле сигнализации.
Ферритыизготовляют методами холодного и горячего прессования из порошков чистогожелеза и сплавов на его основе или из порошков на основе окислов железа.Ферриты спекают в окислительной атмосфере.
Электроконтактныеметаллокерамические материалы изготовляют из смеси порошков тугоплавкихметаллов с медью, серебром, никелем. Тугоплавкие металлы (W, Мо, Со, Ni)определяют механические свойства, легкоплавкие металлы служат наполнителем ипридают материалам высокую электропроводимость. Получаемые материалы устойчивык эрозии. Контакты изготовляют монометаллическими или биметаллическими. Всоответствии с этим применяют различную технологию формования контактов.Металлокерамические контакты применяют в магнитных пускателях, тепловых реле иреле особо тяжелого режима, контроллерах, регуляторах напряжения, аппаратуреуправления, преобразователях тока и т. д.
Несуществует контактных материалов, удовлетворяющих всем необходимым требованиям.Удаётся только приблизится к созданию материалов с совокупностью наиболеенужных характеристик. Поэтому устройства с размыкающими и скользящими контактамистремятся заменять соответствующими схемотехническими решениями. Это позволяетэксплуатировать приборы в более жестких условиях, снижает число отказов иповышает срок службы приборов.
Список литературы
www.kompozit.spb.ru/catalog/por3.htm
elib.sfu-kras.ru:8080/bitstream/2311/1456/1/03_denisova.pdf
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%BB%D0%B0%D0%B3%D0%BE%D1%80%D0%BE%D0%B4%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%BB
modul-c.narod.ru/kontaktor.html
www.cncexpert.ru/m302.htm
Учебникначального проф. Образования. Журавлёва Л.В.
Дляподготовки данной работы были использованы материалы с сайта referat.ru/