Материалы для скользящих контактов

Материалы для подвижных контактов в процессе эксплуатации подвергаются электрической эрозии, свариванию, коррозии и механическому износу. Интенсивность этих процессов зависит от природы материала и величины разрываемого тока.

Электрическая эрозия – это разрушение контактных материалов (КМ), связанное с расплавлением и переносом металла в газообразном и жидком (в виде мелких капель) состояниях с одной контактирующей поверхности на другую под действием электрических разрядов. На контактирующих поверхностях образуются наросты и кратеры.

Дугообразование характеризуется минимальными значениями тока и напряжения, при которых возникает дуговой разряд. Дугообразование зависит от природы КМ и окружающей среды, состояния контактирующих поверхностей и индуктивности цепи.

Сваривание КМ происходит под действием температуры и силы контактного нажатия и может вызвать частичное расплавление и даже потерю способности к размыканию. Поэтому очень важно, чтобы КМ обладали высокой стойкостью к свариванию.

Механический износ происходит в результате удара контактных поверхностей, последующего нажатия и их трения, поэтому КМ должны обладать высокими значениями износостойкости, ударной вязкости и твердости.

Все подвижные контакты по условиям работы делятся на скользящие и разрывные.

3.8.1. Скользящие контакты

Скользящие контакты нужны для перехода электрического тока от неподвижной части электротехнического устройства к подвижной, например, в реостатах – от обмотки к движку, в электрических машинах – от щеток к коллектору, у электрифицированного транспорта – от контактного провода к токосъемнику.

Материалы для скользящих контактов должны иметь низкие значения электросопротивления и падения напряжения на контактах, высокие значения минимального тока и напряжения дугообразования, высокую стойкость к истиранию, электрической эрозии и коррозии. Они делятся на металлические и электротехнические угольные.

К металлическим скользящим контактам относятся коллекторные пластины электрических машин, которые изготавливают из твердой меди, бронзы и других материалов.

Пружинные металлические контакты выполняют из кадмиевой (БрКд1), бериллиевой (БрБ2), хромистой (БрХ0,5) и других видов бронзы, обладающих высокими упругостью, стойкостью к истиранию и низкими значениями удельного сопротивления. Сплав Сu – Сd (Сd – 1 %) образует твердый раствор, который в три раза более стоек к истиранию, чем медь, а его электропроводность – 95 % меди. Для скользящих контактов применяют также латуни (например, ЛС59-1, ЛМц 58-2). Металлические скользящие контакты имеют наиболее высокую стойкость к истиранию в паре с электротехническими угольными материалами.

Электротехнические угольные материалы обладают высокой электро- и теплопроводностью, низким коэффициентом трения, значительным напряжением дугообразования, высокой химической стойкостью. Эти материалы широко используют для изготовления угольных электродов различного назначения, щеток для электрических машин и автотрансформаторов и т. п. Щетки выпускают угольно-графитные, графитные, медно-графитные и т. п.

Для производства электроугольных изделий в основном используют графит и сажу. Графит и сажу смешивают со связующим веществом – каменноугольной смолой или жидким стеклом, прессуют и подвергают обжигу при температуре 2200 – 2500°С. Этот процесс называют графитированием. Далее полученные изделия используют по назначению.

3.8.2. Разрывные контакты

Разрывные контакты предназначаются для периодического замыкания и размыкания цепи. Они работают в наиболее трудных условиях – возникающие дуга или искра вызывают коррозию и эрозию. Коррозия приводит к окислению контакта, т. е. иногда к разогреву и свариванию. Эрозия может вызвать появление кратера на одном и иглы на другом контакте.

Разрывные контакты подразделяют на слабонагруженные (слаботочные – от долей до единиц ампер) и тяжелонагруженные (сильноточные – от единиц до тысяч ампер).

Слабонагруженные контакты изготавливают из благородных металлов (серебра, золота, платины и различных сплавов на их основе, например, сплавы систем: «золото – серебро», «платина – рутений», «серебро – палладий», «серебро – магний – никель» и др.). Эти сплавы имеют низкое переходное электросопротивление, стойки к окислению, но стойкостью к эрозии они не обладают.

Наибольшее распространение при производстве контактов имеют серебро и сплавы на его основе (окисел серебра тоже электропроводен), а также сплавы серебра с медью, которые имеют высокие электропроводность, твердость и сопротивление эрозии, но медь снижает стойкость против окисления.

Высоконагруженные контакты изготавливаются из вольфрама, молибдена, их сплавов и металлокерамических композиций. Вольфрам достаточно электропроводен, имеет устойчивое низкое переходное электросопротивление, высокое сопротивление эрозии, не сваривается и применяется для изготовления контактов, подвергающихся частым переключениям. Недостатком молибдена является образование в нем рыхлых оксидных пленок, которые могут внезапно полностью нарушить контактную проводимость.

В наиболее мощных контактах используют спеченные композиции вольфрама с серебром или медью или спекают пористый вольфрам, который затем пропитывают жидкой медью или серебром в вакууме. Применяют тройные композиции: «серебро – никель – графит», «серебро – вольфрам – никель». В мощных высоковольтных масляных и воздушных выключателях используются сплавы «медь – вольфрам», в высоковольтных масляных выключателях – «медь – молибден».

Для изготовления разрывных контактов, эксплуатируемых при повышенных напряжениях и контактных давлениях, используют твердую медь, что существенно удешевляет электротехнические устройства.

Материалы для скользящих контактов — раздел Образование, Виды связи Скользящие Контакты Обеспечивают Переход Электрического Тока От Неподвижной Ч.

Скользящие контакты обеспечивают переход электрического тока от неподвижной части устройства к подвижной.

При работе скользящих контактов их поверхности подвергаются механическому износу и коррозии.

К скользящим контактам относят пружинные металлические и электротехнические угольные.

Материалыдля пружинных скользящих контактов должны обладать следующими свойствами: высокая прочность и твердость, высокая упругость, низкое удельное электрическое сопротивление, малое падение напряжения на контакте, высокая стойкость к истиранию, выдерживают работу на больших скоростях, стойкость к окислению.

В качестве пружинных металлических контактных материалов применяют твёрдотянутую электролитическую медь, специальные сорта бронз (кадмиевые, кадмиево-оловянистые, бериллиевые), а также материалы соединения серебро-окись кадмия.

Основное применение пружинные контактные материалы находят в проволочных потенциометрах, реостатах, переключателях.

Электротехнические угольные материалы широко используют для изготовления щёток электрических машин, угольных электродов для гальванических элементов, дуговых печей и т. п.

Эта тема принадлежит разделу:

Виды связи

Общие сведения о строение вещества.. электро и радиоматериалы обладают большим разнообразием свойств эти свойства.. виды связи из атомов сроятся молекулы..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Материалы для скользящих контактов

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Виды связи
Все вещества состоят из атомов. Электроны притягиваются к ядру и отталкиваются друг от друга. Внешние электроны могут отрываться от одного атома и присоединяться к другому атому, изменяя число его

Кристаллические вещества
К кристаллическим веществам относят все металлы и металлические сплавы. Кристалл состоит из множества сопряженных друг с другом элементарных кристаллических ячеек. В элементарной кристалли

Аморфные и аморфно-кристаллические вещества
Аморфные вещества. В аморфных веществах атомы и молекулы расположены беспорядочно. В отличие от кристаллических аморфные вещества не имеют строго определенной температуры пере­хода

Материалы с высокой проводимостью
К материалам этого типа предъявляются следующие требования: минимальное значение удельного электрического сопротивления; достаточно высокие механические свойства (главным образом пр

Медь и ее сплавы
Медь.Медь является одним из самых распространенных материалов высокой проводимости. Она обладает следующими свойствами: — малым удельным электрическим сопр

Алюминий и его сплавы
Алюминий.Алюминий относится к так называемым легким металлам (плотность литого алюминия около 2600, прокатанного — 2700 кг/м3). Алюминий

Железо и его сплавы
Железо обладает следующими свойствами: — более высокое по сравнению с медью и алюминием удельное элек­трическое сопротивление (ρ примерно 0,1 мкОм×м), что ограни

Проводниковые резистивные материалы
Проводниковые резистивные материалы разделяют на сплавы для проволочных резисторов (манганин, константан) и для элект­ронагревательных элементов (нихром, фехраль, хромаль).

Пленочные резистивные материалы
Пленочные резистивные материалы получают из исходных ма­териалов в процессе получения самих резистивных пленок. Свой­ства таких резистивных пленок значительно отличаются от свойств

Материалы для термопар
Для термопар применяют чистые металлы и различные сплавы с высоким электрическим сопротивлением. Материалы для термопар выбирают по следующим характерис­тикам: доп

Благородные металлы
Группу благородных металлов (серебро, платина, палладий, зо­лото) составляют металлы, обладающие наибольшей химической стойкостью к условиям окружающей среды и действию агрессив­ных сред (кислот, щ

Тугоплавкие металлы
К тугоплавким относят металлы с температурой плавления бо­лее 1700°С. Эти металлы, как правило, химически устойчивы при низких температурах, но при повышенных температурах активно взаимодействуют с

Сверхпроводники
При понижении температуры удельное электрическое сопротив­ление металлов уменьшается и при весьма низких (криогенных) тем­пературах электрическое сопротивление металлов приближается

Криопроводники
Некоторые металлы могут достигать при низких (криогенных) температурах весьма малого значения удельного электрического сопротивления ρ, которое в сотни и тысячи раз меньше, чем удель­ное элект

Материалы для электроугольных изделий
К электроугольным изделиям относятся щетки электрических машин, электроды для прожекторов и электролитических ванн, аноды гальванических элементов, микрофоны, содержащие угольный порошок, уголь­ные

Проводящие и резистивные композиционные материалы
Проводящие композиционные материалы представляют собой механические смеси мелкодисперсных порошков металлов и их со­единений с органической или неорганической связкой. Композиционные матер

Материалы для подвижных контактов
Все контактные материалы при работе подвергаются износу (раз­рушению). Принято различать механический, химический и элект­рический износы. Механический износ связан с истиранием и деформир

Материалы для размыкающих контактов
Материалы для размыкающих контактов работают в сложных условиях, поскольку в процессе работы между контактными поверхностями размыкающих контактов могут возникать электрические разряды в виде искры

Металлокерамика
Металлокерамические или порошковые сплавы получают из металлических порошков методом их прессования и последующего спекания при температуре ниже температуры плавления исходных материа

Полупроводниковые материалы
Полупроводниковые материалы обладают проводимостью, кото­рой можно управлять, изменяя напряжение, температуру, освещенность и другие факторы. По способности проводить электрический ток по­лупроводн

Свойства полупроводников
Свойства полупроводниковых материалов характеризуются сле­дующими показателями: собственная и примесная проводимости полупроводников, электропроводность полупроводников, оптичес­кие и фотооптически

Простые полупроводники
Простыми называют такие полупроводники, основной состав которых образован атомами одного химического элемента. Большинство полупроводниковых материалов представляют со­бой кристаллические

Полупроводниковые соединения
Простые полупроводники не всегда отвечают требованиям совре­менного производства полупроводниковых приборов. Для создания материалов с различными свойствами широко используют сложные неорганические

Диэлектрические материалы
По назначению диэлектрические материалы можно разде­лить на электроизоляционные материалы и активные диэлектрики. По агрегатному состоянию диэлектрические материа­лы подраз

Электрические свойства
К электрическим свойствам диэлектриков относят поляризацию, электропроводность, диэлектрические потери и пробой. Поляризация диэлектриков. Диэлектрик, поме

Механические свойства диэлектрика
К основным механическим свойствам диэлектрика относятся упругость, прочность и вязкость. Упругость при небольших механических напряжениях выполняется закон Гука, который устанавлива

Тепловые свойства
К основным тепловым свойствам диэлектрика относят нагрево-стойкость, теплопроводность, тепловое расширение и холодостой­кость (морозостойкость). Нагревостойкость — это способность д

Влажностные свойства
Все изолирующие материалы поглощают влагу. Размер молеку­лы воды примерно 2,1 * 10-9 м, что позволяет ей проникать даже в поры таких диэлектриков, как стекло. Наличие пор,

Физико-химические свойства
К основным физико-химическим свойствам относят кислотное число, растворимость, химостойкость, светостойкость и радиаци­онную стойкость. Кислотное число определяется количес

Полимеризационные синтетические полимеры
Получают в процессе полимеризации под действием теплоты, давления, ультрафиолетовых лучей, а также инициаторов и катализаторов. При полимеризации двойные и тройные связи мономеров разрываются и мол

Полимерные углеводороды
К ним относят полистирол, полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид (ПВХ), винипласти др. Полистирол — твердый прозрачный материал, неполярный диэлектрик с высокими электроизоляционными св

Фторорганические полимеры
Одним из существенных недостатков органических синтетических полимеров является пониженная теплостойкость. Для большинства органических полимеров допустимые рабочие температуры от -60 до + 120°С. У

Фенолформальдегидные смолы
Фенолформальдегидные смолы получают путем поликонденсации фенола в водном растворе формальдегида при температуре 70. 90°С в присутствии катализатора (кислоты или щелочи). Они могут быть термореакт

Полиэфирные смолы
Полиэфирные смолы получают в результате реакции поликонденсации различных многоатомных спиртов (гликоля, глицерина и др.) и многоосновных органических кислот (фталевой, малеиновой и

Эпоксидные смолы
В чистом виде эпоксидные смолы представляют собой термопластичные низкоплавкие жидкие материалы. После добавления отвердителей эпоксидные смолы быстро отвердевают, приобретая пространствен

Полиамиды
Полиамиды — термопластичные полярные диэлектрики с линейной структурой. Среди полиамидов наиболее распространены капрон и найлон. Капрон имеет температуру размягчения 215…2

Полиимиды
Полиимиды органические полимеры, которые обладают высокой нагревостойкостью (длительно выдерживают температуру до 300°С, а кратковременно до температуры 500°С); очень высокой холодостойкостью (сохр

Электроизоляционные пластмассы
Пластические массы (пластмассы) объединяют группу твердых или упругих материалов, которые состоят полностью или частично из полимерных соединений и формуются в изделия методами, основанными на испо

Слоистые пластики и фольгированные материалы
Слоистые пластики являются одной из разновидностей пластмасс, которые получают горячим прессованием листовых волокнистых материалов, предварительно пропитанных синтетическими смолам

Электроизоляционные материалы на основе каучуков
Полимеры, которые при нормальной температуре подвержены большим обратным деформациям растяжения (до многих сотен процентов), называются эластомерами. Эластомерами являются все каучуки и резины. На

Компаунды
Компаунды представляют собой механические смеси из электроизоляционных материалов, не содержащих растворителей. По сравнению с лаками компаунды обеспечивают лучшую влагостойкость и влагоне

Твердые неорганические соединения
К твердым неорганическим диэлектрикам относят стекла; стеклокристаллические материалы, получаемые с использованием специальной термообработки стекла; оксидные электроизоляционные пленки; керамику;

Ситаллы
Ситаллы («ситалл» — сокращение от слов «силикат» и «кристалл») – продукт частичной кристаллизации стекломассы, в которую кроме обычных оксидов вводят тонкодисперсные примеси, служащие для образован

Керамика
Керамика – твердый плотный материал, который получают спеканием неорганических солей с минералами и оксидами металлов. В качестве исходных материалов используют непластичные кристалообразу

Жидкие диэлектрики
Жидкие диэлектрики представляют собой низкомолекулярные вещества органического происхождения, которые бывают полярными и не полярными. Их электрофизические свойства в значительной степени зависит о

Газообразные диэлектрики
Они должны быть химически инертны, не образовывать активных веществ, разрушающих твердые мат

Пробой газов в однородном электрическом поле
Однородное поле образуется между электродами одинаковой геометрической фор­мы с большой площадью поверхности (например, плоскость-плос­кость, шар-шар), когда их диаметр D в 10 раз больше расстояния

Пробой газа в неоднородном поле
Неоднородное поле образует­ся между электродами, если хотя бы один из которых имеет малую площадь. В основном неоднородные электрические поля существу­ют в газоразрядных приборах, между контактами

Относительная плотность воздуха 1
В ряде случаев воздух является основным изолирующим материа­лом, например в воздушных конденсаторах, на участках воздушных линий электропередачи воздух образует единственную изоляцию между голыми п

Сигнетодиэлектрики
Сигнетодиэлектриками называются материалы, которые обла­дают спонтанной (самопроизвольной) поляризацией в определен­ном интервале температур. Спонтанная поляризация — это поляризаци

Пьезодиэлектрики
Пьезоэлектриками называют твердые, анизотропные кристалли­ческие вещества, обладающие пьезоэффектом. Пьезоэффект был открыт братьями Кюри в 1880 г. Явление образования электрическ

Электреты
Электретами называются диэлектрики, которые длительное вре­мя создают в окружающем пространстве электрическое поле за счет предварительной электризации или поляризации.

Основные характеристики магнитных материалов
Магнитные свойства материалов характеризуются петлей гис­терезиса, кривой намагничивания, магнитной проницаемостью, потерями энергии при перемагничивании.

Магнитотвердые материалы
К магнитотвердым материалам относится магнитные материа­лы с широкой гистерезисной петлей и большой коэрцитивной си­лой Нс (рис. 6.3, г). Основными характеристиками магни

Магнитомягкие материалы
Основным видом потерь в магнитомягких материалах являются на вихревые токи, которые для листового образца про­порциональны квадрату частоты перемагничивания. Это явление связано с магнитным поверхн

Магнитомягкие материалы для низкочастотных магнитных полей
В постоянных и низкочастотных магнитных полях (на частотах до единиц килогерц) применяют металлические магнитомягкие ма­териалы: технически чистое, электролитическое и карбонильное

Материалы для подвижных контактов в процессе эксплуатации подвергаются электрической эрозии, свариванию, коррозии и механическому износу. Интенсивность этих процессов зависит от природы материала и величины разрываемого тока.

Электрическая эрозия – это разрушение контактных материалов (КМ), связанное с расплавлением и переносом металла в газообразном и жидком (в виде мелких капель) состояниях с одной контактирующей поверхности на другую под действием электрических разрядов. На контактирующих поверхностях образуются наросты и кратеры.

Дугообразование характеризуется минимальными значениями тока и напряжения, при которых возникает дуговой разряд. Дугообразование зависит от природы КМ и окружающей среды, состояния контактирующих поверхностей и индуктивности цепи.

Сваривание КМ происходит под действием температуры и силы контактного нажатия и может вызвать частичное расплавление и даже потерю способности к размыканию. Поэтому очень важно, чтобы КМ обладали высокой стойкостью к свариванию.

Механический износ происходит в результате удара контактных поверхностей, последующего нажатия и их трения, поэтому КМ должны обладать высокими значениями износостойкости, ударной вязкости и твердости.

Все подвижные контакты по условиям работы делятся на скользящие и разрывные.

3.8.1. Скользящие контакты

Скользящие контакты нужны для перехода электрического тока от неподвижной части электротехнического устройства к подвижной, например, в реостатах – от обмотки к движку, в электрических машинах – от щеток к коллектору, у электрифицированного транспорта – от контактного провода к токосъемнику.

Материалы для скользящих контактов должны иметь низкие значения электросопротивления и падения напряжения на контактах, высокие значения минимального тока и напряжения дугообразования, высокую стойкость к истиранию, электрической эрозии и коррозии. Они делятся на металлические и электротехнические угольные.

К металлическим скользящим контактам относятся коллекторные пластины электрических машин, которые изготавливают из твердой меди, бронзы и других материалов.

Пружинные металлические контакты выполняют из кадмиевой (БрКд1), бериллиевой (БрБ2), хромистой (БрХ0,5) и других видов бронзы, обладающих высокими упругостью, стойкостью к истиранию и низкими значениями удельного сопротивления. Сплав Сu – Сd (Сd – 1 %) образует твердый раствор, который в три раза более стоек к истиранию, чем медь, а его электропроводность – 95 % меди. Для скользящих контактов применяют также латуни (например, ЛС59-1, ЛМц 58-2). Металлические скользящие контакты имеют наиболее высокую стойкость к истиранию в паре с электротехническими угольными материалами.

Электротехнические угольные материалы обладают высокой электро- и теплопроводностью, низким коэффициентом трения, значительным напряжением дугообразования, высокой химической стойкостью. Эти материалы широко используют для изготовления угольных электродов различного назначения, щеток для электрических машин и автотрансформаторов и т. п. Щетки выпускают угольно-графитные, графитные, медно-графитные и т. п.

Для производства электроугольных изделий в основном используют графит и сажу. Графит и сажу смешивают со связующим веществом – каменноугольной смолой или жидким стеклом, прессуют и подвергают обжигу при температуре 2200 – 2500°С. Этот процесс называют графитированием. Далее полученные изделия используют по назначению.

3.8.2. Разрывные контакты

Разрывные контакты предназначаются для периодического замыкания и размыкания цепи. Они работают в наиболее трудных условиях – возникающие дуга или искра вызывают коррозию и эрозию. Коррозия приводит к окислению контакта, т. е. иногда к разогреву и свариванию. Эрозия может вызвать появление кратера на одном и иглы на другом контакте.

Разрывные контакты подразделяют на слабонагруженные (слаботочные – от долей до единиц ампер) и тяжелонагруженные (сильноточные – от единиц до тысяч ампер).

Слабонагруженные контакты изготавливают из благородных металлов (серебра, золота, платины и различных сплавов на их основе, например, сплавы систем: «золото – серебро», «платина – рутений», «серебро – палладий», «серебро – магний – никель» и др.). Эти сплавы имеют низкое переходное электросопротивление, стойки к окислению, но стойкостью к эрозии они не обладают.

Наибольшее распространение при производстве контактов имеют серебро и сплавы на его основе (окисел серебра тоже электропроводен), а также сплавы серебра с медью, которые имеют высокие электропроводность, твердость и сопротивление эрозии, но медь снижает стойкость против окисления.

Высоконагруженные контакты изготавливаются из вольфрама, молибдена, их сплавов и металлокерамических композиций. Вольфрам достаточно электропроводен, имеет устойчивое низкое переходное электросопротивление, высокое сопротивление эрозии, не сваривается и применяется для изготовления контактов, подвергающихся частым переключениям. Недостатком молибдена является образование в нем рыхлых оксидных пленок, которые могут внезапно полностью нарушить контактную проводимость.

В наиболее мощных контактах используют спеченные композиции вольфрама с серебром или медью или спекают пористый вольфрам, который затем пропитывают жидкой медью или серебром в вакууме. Применяют тройные композиции: «серебро – никель – графит», «серебро – вольфрам – никель». В мощных высоковольтных масляных и воздушных выключателях используются сплавы «медь – вольфрам», в высоковольтных масляных выключателях – «медь – молибден».

Для изготовления разрывных контактов, эксплуатируемых при повышенных напряжениях и контактных давлениях, используют твердую медь, что существенно удешевляет электротехнические устройства.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском: