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Werkstoffe auf Silber-Basis

2025-09-08T08:26:48Z

Doduco Admin:

===Feinsilber===
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch
Kurzschlüsse verursachen.

Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/>). Silber
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>). Weitere Angaben zu den verschiedenen
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.

Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> und <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>).
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.

Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen
verbreitet Anwendung.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Bezeichnung</th><th>Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</th><th>Beimengungen[ppm]</th><th>Hinweise für die Verwendung</th></tr><tr><td>SpektralreinesSilber</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</td></tr><tr><td>Hochreines Silber, sauerstofffrei</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Barren und Granalien für Legierungszwecke</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Verunreinigungen
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Schüttdichte
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Stampfvolumen
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten
|-
|Pressdichte
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinterdichte
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volumenschrumpfung
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Glühverlust
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung 
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse 
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silber-Legierungen===
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Durch die metallische Zusatzkomponente
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silber-Anteil [wt%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
!E-Modul [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi 0,15 
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24,5Ni0,5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99,5NiMg ARGODUR 32 unvergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 vergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand
a) geglüht und abgeschreckt
b) bei 280°C angelassen</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm [MPa]</th><th>Dehnung A [%] min.</th><th>VickershärteHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi 0,15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Feinkornsilber====
Unter Feinkornsilber versteht man eine Silberlegierung mit
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.

====Hartsilber-Legierungen====
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des
Silbers deutlich erhöht (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> und <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>).
Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit
auf.

Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.

Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.

Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch
bei Feinsilber angewandt werden.

Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der
Luft- und Raumfahrt.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Kupfer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu5
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von ARGODUR 27
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|Ag AgNi0,15 
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit
|-
|Ag-Legierungen
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag AgNi0,15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relais, Mikroschalter, Hilfsstromschalter, Befehlsschalter, Schalter für Hausgeräte, Lichtschalter (≤ 20A), Hauptschalter
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Spezielle Anwendungen
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|Ag99,5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile
|}
</figtable>

====Silber-Palladium-Legierungen====
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.

AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Allerdings
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft
auswirkt.

AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Draht- oder
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.

AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>). Aufgrund des hohen
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage ersetzt.
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte
gefunden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Palladiumanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm[MPa]</th><th>Dehnung A[%]min.</th><th>VickershärteHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|AgPd30-60
|Korrosionsbeständig, mit steigendem Pd-Anteil nimmt „brown-powder“-Bildung zu, geringere Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, hohe Verformbarkeit
|beständig gegenüber Ag2S Bildung, niedriger Kontaktwiderstand, hohe Härte bei höherem Pd-Anteil, Abbrandfestigkeit von AgPd30 am höchsten, gut schweiß- und plattierbar
|-
|AgPd30Cu5
|hohe mechanische Verschleißfestigkeit
|hohe Härte
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferformen</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Schalter, Relais, Taster,Steckverbinder, Gleitkontakte</td><td>'''Halbzeuge:'''Drähte, Mikroprofile, Kontaktbimetalle,rollennahtgeschweißte Profile'''Kontaktteile:'''Massive- und Bimetallniete,plattierte und geschweißte Kontaktteile, Stanzteile</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Gleitkontakte, Gleitbahnen</td><td>Drahtbiegeteile, Kontaktfedern,massive und plattierte Stanzteile</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Verbundwerkstoffe===

====Silber-Nickel Werkstoffe====
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>).

Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). Das
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Ag/Ni Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von
10-40 Massen-% hergestellt. Ag/Ni 10 und Ag/Ni 20, die am häufigsten
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>,  <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). Sie
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni Werkstoffe mit Nickel-
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden
können.

Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Silberanteil</th><th>Dichte</th><th>Schmelztemperatur</th><th>Spez. elektr.
Widerstandp</th><th colspan="2">Elektrische
Leitfähigkeit (weich)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Festigkeitszustand
!Zugfestigkeit Rm [Mpa]
!Dehnung (weichgeglüht) [%] min.
!Vickershärte HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/Ni 
|Hohe Abbbrandfestigkeit bei Schaltströmen bis 100A,
Sicherheit gegen Verschweißen bei Einschaltströmen bis 100A,
niedriger und über die Schaltstücklebensdauer nahezu konstanter
Kontaktwiderstand bei Ag/Ni 90/10 und Ag/Ni 80/20,
geringe flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
nichtleitende Abbrandrückstände auf Isolierstoffen, daher nur geringe
Beeinträchtigung der Spannungsfestigkeit des Schaltgerätes,
gutes Lichtbogenlaufverhalten,
günstige Lichtbogenlöscheigenschaften,
gute bis ausreichende Verformbarkeit entsprechend der
Werkstoffzusammensetzung, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Schalt- bzw.
Bemessungsströme
!Lieferform
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relais Kfz-Relais
-Widerstandslast
-Motorlast
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Halbzeuge:''' Drähte, Profile,
Kontaktbimetalle,
rollennahtgeschweißte
Profile,
Toplay-Profile '''Kontaktteile::''' Kontaktauflagen,
Massiv-und
Bimetallniete,
Aufschweißkontakte, 
plattierte,
geschweißte,
gelötete und genietete
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Hilfsstromschalter
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Schalter für Hausgeräte
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Lichtschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Hauptschalter,
Treppenhausautomaten
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Regel- und Steuerschalter,
Thermostate
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Lastschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Motorschalter (Schütze)
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motorschutzschalter
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fehlerstromschutzschalter
|≤ 100A
|rowspan="2" | Stangen, Profile,
Kontaktauflagen,
Formteile, gelötete
und geschweißte
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Leistungsschalter
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:
Silber-Cadmiumoxid, Silber-Zinnoxid und Silber-Zinkoxid.
Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silber-Cadmiumoxid'''

Silber-Cadmiumoxid Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem
Wege hergestellt.

Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>).
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu
einer bestimmten Tiefe ausgeführt. Die so erhaltenen Zweischichtbänder
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.

Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>). Die für Bänder und Plättchen
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem
Strangpressvorgang erzielt.

Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<captionVerfestigungsverhalten
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und
unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich
b) innerer Bereich</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

*'''Silber-Zinnoxid Werkstoffe'''
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO2-Werkstoffe mit 2-14
Massen-% SnO2 ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,
dass Ag/SnO2 -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>).
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO2-
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/> und <xr id="tab:tab2.29"/>).

Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO2-Werkstoffe sind sehr
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO2-Einlagerungen
herzustellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/>). Dies gelingt durch Optimierung des
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid Werkstoffen spielt die
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO3,
MoO3, CuO und/oder Bi2O3 zugemischt, die im Schaltbetrieb an der
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen
und Schalteigenschaften der Ag/SnO2 -Werkstoffe (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physikalische und mechanische Eigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinn-Oxid-Kontaktmaterialien'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Zusätze
!Theoretische Dichte [g/cm3]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte 
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsprozess
!Art der Bereitstellung
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15 HV0,1
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15 HV0,1
|270
|20
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|68 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 und WO3
|
|
|60 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 und WO3
|9,9
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 und WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 und CuO
|10,4
|57 ± 2
|45 ± 15 HV5
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 und CuO
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 und CuO
|10,0
|53 ± 2
|58 ± 15 HV0,1
|230
|30
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 und CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15 HV0,1
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,9
|46 ± 5
|75 ± 15 HV5
|260
|20
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100 HV0,1
|230 - 330
|28
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106 HV0,1
|235 - 330
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|
|95 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 und In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15 HV0,1
|310
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15 HV0,1
|325
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15 HV0,1
|330
|20
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stäbe, Kontaktnieten 2 = Bänder, Profile, Kontaktstifte

Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben. Einige
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' Bei diesem klassischen Verfahren der Pulvermetallurgie werden alle, in den Werkstoff eingebrachten Komponenten, einschließlich der Zusätze, als Einzelpulver miteinander vermischt. Das Mischen der Pulver erfolgt üblicherweise trocken in Mischern unterschiedlicher Bauart.

:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' Für den Einbau von Zusatzoxiden in das Zinnoxid hat sich das Reaktions-Sprüh-Verfahren (RSV) als vorteilhaft erwiesen. Bei diesem Verfahren wird von einer wässrigen Lösung ausgegangen, in der Zinn sowie die als Zusätze verwendeten Metalle in Form chemischer Verbindungen vorliegen. Diese wässrige Lösung wird unter hohem Druck in einer heißen Reaktionskammer verdüst. Durch die schlagartige Verdampfung des Wassers entsteht aus jedem einzelnen Tröpfchen zunächst ein Salzkristall und hieraus durch Oxidation ein Zinnoxid-Partikel, in dem die Zusatzmetalle in oxidierter Form gleichmäßig verteilt vorliegen. Das so erhaltene „dotierte“ Zinnoxidpulver wird anschließend mit Silberpulver vermischt.

:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag2 MoO4 , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.

:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' Dieses Verfahren schließt sowohl Arbeitsschritte der Pulvermetallurgie als auch der inneren Oxidation ein. Ausgegangen wird dabei von einer Silber-Metall-Legierung, die geschmolzen und anschließend zu feinkörnigem Pulver verdüst wird. Dieses Legierungspulver wird in sauerstoffhaltiger Atmosphäre geglüht, wobei sich das im Silber gelöste Zinn sowie weitere Zusatzmetalle als Oxidpartikel ausscheiden.

:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO2 werden eine Silbersalzlösungzusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.

Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen
Verfahren angewandt, wie bei Ag/CdO beschrieben (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).

Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
hergestellt werden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur S trangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 SPW: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung,1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel zur Strangpressrichtung,
1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Werkstoff</th><th rowspan="2">Metalloxid-Zusätze</th><th rowspan="2">Dichte[ g/cm3]</th><th rowspan="2">Spez. elektr.Widerstand[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElektrischeLeitfähigkeit (weich)</th><th rowspan="2">VickershärteHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO undBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO undBi2O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Lieferformen: Formteile, Pressteile, Plättchen
</figtable>

*'''Silber-Zinkoxid Werkstoffe'''
Silber-Zinkoxid Werkstoffe mit 6-10 Massen-% Oxidanteil,
einschließlich geringer Metalloxidzusätze, werden ausschließlich auf
pulvermetallurgischem Wege gefertigt ([[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]). Besonders bewährt hat sich der Zusatz
Ag2WO4 - nach Verfahrensweg c) in den Werkstoff eingebracht - für Anwendungen in Wechselstrom-Relais, Lichtschaltern und Schaltern für Hausgeräte.
Wie bei den anderen Silber-Metalloxid-Werkstoffen werden zunächst Halbzeuge
hergestellt, aus denen dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt werden.
Ag/ZnO-Werkstoffe stellen aufgrund ihrer hohen Verschweißresistenz und
Abbrandfestigkeit in manchen Anwendungen eine wirtschaftlich günstige
Alternative zu Ag/SnO2 dar (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> und <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silberanteil [Massen-%]
!Zusätze
!Dichte [g/cm3]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte Hv1
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsverfahren
!Lieferform
|-
|Ag/ZnO 92/8SP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Pulvermetallurgie
a) Einzelpulver
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8SP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken a) Einzelpulver
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stangen, Niete, 2) Streifen, Bänder, Profile, Plättchen

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 WPW25
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/ZnO 92/8 WPW25 nach 1h Glühdauer
und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 PW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 WPW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/ZnO-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff/Werkstoffgruppe</th><th>Spezielle Eigenschaften<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Besonders geeignet für Kfz-Relais
(Lampenlast)</td><td>gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td>sehr gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Besonders geeignet für Schwerlastbetrieb
(AC-4) und hohe Schaltströme</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/SnO2 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
sehr hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen,
Sicherheit gegenüber Verschweißungen mit steigendem Oxidgehalt zunehmend,
niedriger und über die Gerätelebensdauer weitgehend stabiler Kontaktwiderstand
und günstiges Übertemperaturverhalten durch spezielle Oxidzusätze,
hohe Abbrandfestigkeit und Schaltstücklebensdauer,
sehr geringe, flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
günstige Lichtbogenlaufeigenschaften, sehr gutes Lichtbogenlöschverhalten
|-
|Ag/ZnO 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen (Kondensatorschütze),
niedriger und konstanter Kontaktwiderstand durch spezielle Oxidzusätze,
besonders hohe Abbrandfestigkeit bei hohen Schaltströmen,
hinsichtlich Materialwanderung und Lebensdauer bei Gleichstromlast ungünstiger
als Ag/SnO2 ,mit Zusatz Ag2WO4 besonders geeignet für Wechselstrom-Relais und Schalter in Hausgeräten,
in den sonstigen Eigenschaften vergleichbar mit Ag/SnO2
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Mikroschalter, Elementarrelais, Kfz-Relais, Schalter für Hausgeräte,
Hauptschalter, Motorschalter ( Schütze ), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Lichtschalter, Wechselstrom-Relais, Schalter für Hausgeräte
Motorschutzschalter ( gepaart mit Ag/Ni bzw. Ag/C), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr></table>
</figtable>

====Silber-Grafit Werkstoffe====
Ag/C Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/>). Die früher
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine
gewisse Bedeutung.

Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren
für Ag/C-Halbzeuge. Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]). Je nach Art des Strangpressens, als Band
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht
oder parallel zur Schaltfläche angeordnet
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.

Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer
gleichbleibend niedrig.

Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern in den
Werkstoff (Ag/C DF) eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). Das Schweißverhalten wird dabei durch
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.

Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/>). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit
im Schaltbetrieb erfordern.

Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,
können die Ag/C-Profile auch mit einer dünnen
Hartlotschicht versehen werden.

In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet
werden.

Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/>). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C 96/4 D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C 96/4 D</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C DF</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 97/3 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 95/5 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 96/4 D a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C DF a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag/Ni 90/10-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Silberanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelztemperatur [°C]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte HV10
|-
|Ag/C 98/2 
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 45
|-
|Ag/C 97/3 
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|42 - 44
|-
|Ag/C 96/4 
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|41 - 43
|-
|Ag/C 95/5 
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 42
|-
|AgC DF*)
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|40 - 60
|}
</figtable>

<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche 

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Höchste Sicherheit gegenüber Verschweißungen beim Einschalten hoher Ströme,
hohe Sicherheit hinsichtlich Verschweißen geschlossener Kontakte im
Kurzschlussfall,

Zunahme der Verschweißresistenz mit steigendem Grafit-Anteil,
niedriger Kontaktwiderstand,

ungünstiges Abbrandverhalten insbesondere beim Ausschalten,
mit zunehmendem Grafit-Anteil erhöhter Abbrand;

gleichzeitig nimmt die Verrußung der Schaltkammerwände zu,

Ag/C mit senkrechter Orientierung der Grafit-Partikel weist Vorteile
hinsichtlich Abbrandfestigkeit,
mit paralleler Orientierung Vorteile
hinsichtlich Verschweißresistenz auf,

ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten; daher Einsatz in unsymmetrischer
Paarung,
begrenzte Umformbarkeit,

löt- und schweißbar durch ausgebrannten Rücken,
Ag/C ist hinsichtlich Abbrandfestigkeit und
Verschweißverhalten optimiert.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff
</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferform</th></tr><tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motorschutzschalter, gepaart mit
Ag/Ni</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontakniete</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Leitungsschutzschalter, gepaart mit
Cu,
Motorschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni,
Fehlerstromschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni, Ag/W, Ag/W</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontaktniete bei Ag/C 97/3<td/></tr></table>
</figtable>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Silver_Based_Materials]]

Silver Based Materials

2025-08-20T14:13:00Z

Doduco Admin:

=== Pure Silver===
Pure silver (also called fine silver) exhibits the highest electrical and thermal conductivity of all metals. It is also resistant against oxidation. Major disadvantages are its low mechanical wear resistance, the low softening temperature, and especially its strong affinity to sulfur and sulfur compounds. In the presence of sulfur and sulfur containing compounds brownish to black silver sulfide layer are formed on its surface. These can cause increased contact resistance or even total failure of a switching device if they are not mechanically, electrically, or thermally destroyed. Other weaknesses of silver contacts are the tendency to weld under the influence of over-currents and the low resistance against material transfer when switching DC loads. In humid environments and under the influence of an electrical field silver can creep (silver migration) and cause electrical shorting between adjacent current paths.

<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/> shows the typically available quality grades of silver. In certain economic areas, i.e. China, there are additional grades with varying amounts of impurities available on the market. In powder form silver is used for a wide variety of silver based composite contact materials. Different manufacturing processes result in different grades of Ag powder as shown in <xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>. Additional properties of silver powders and their usage are described in [[ Precious Metal Powders and Preparations#Precious_Metal_Powders|Precious Metal Powders ]] und [[Precious_Metal_Powders_and_Preparations|Table Different Types of Silver Powders.]]

Semi-finished silver materials can easily be warm or cold formed and can be clad to the usual base materials (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> and <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>). For attachment of silver to contact carrier materials welding of wire or profile cut-offs and brazing are most widely applied. Besides these mechanical processes such as wire insertion (wire staking) and the riveting (staking) of solid or composite contact rivets are used in the manufacture of contact components.

Contacts made from fine silver are applied in various electrical switching devices such as relays, pushbuttons, appliance and control switches for
currents < 2 A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Electroplated silver coatings are widely used to reduce the contact resistance and improve the brazing behavior of other contact materials and components.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Overview of the Most Widely Used Silver Grades'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Designation</th><th>Composition minimum Ag [wt%]</th><th>Impurities[ppm]</th><th>Notes on Usage</th></tr><tr><td>SpectroscopicallyPure Ag</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Sheets, strips, rods, wires for electronic applications</td></tr><tr><td>High Purity Ag, oxygen-free</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Ingots, bars, granulate for alloying purposes</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Quality Criteria of Differently Manufactured Silver Powders'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Impurities
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Particle Size Distribution (screen analysis)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Apparent Density
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Tap Density
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press/Sintering Behavior
|-
|Press Density
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinter Density
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volume Shrinkage
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Annealing Loss
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> Manufactured by chemical precipitation 
<nowiki>**</nowiki> Manufactured by electrolytic deposition 
<nowiki>***</nowiki> Manufactured by atomizing of a melt

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag 99.95 - cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag 99.95 after annealing for 1 hr after different degrees of strain hardening</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silver Alloys===
To improve the physical and contact properties of fine silver, melt-metallurgical produced silver alloys are used (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). By adding metal components, the mechanical properties such as hardness and tensile strength as well as typical contact properties such as erosion resistance and resistance against material transfer in DC circuits are increased (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). On the other hand however, other properties such as electrical conductivity and chemical corrosion resistance can be negatively impacted by alloying (<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> and <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point or Range [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Thermal Conductivity [W/mK]
!Temp. Coefficient of the Electr.Resistance [10-3/K]
!Modulus of Elasticity [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi0.15
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24.5Ni0.5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99.5NiMg ARGODUR 32 Not heat treated
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 Heat treated
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Influence of 1-10 atom% of different alloying metals on the electrical resistivity of silver</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Electrical resistivity p of AgCu alloys with 0-20 weight% Cu in the soft annealed and tempered stage a) Annealed and quenched b) Tempered at 280°C</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>HardnessCondition</th><th>Tensile StrengthRm [MPa]</th><th>Elongation A [%] min.</th><th>Vickers HardnessHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi0.15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Fine-Grain Silver====
Fine-Grain silver is defined as a silver alloy with an addition of 0.15 wt% of nickel. Silver and nickel are not soluble in each other in solid form. In liquid silver, only a small amount of nickel is soluble as the phase diagram illustrates (<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). During solidification of the melt, this nickel addition gets finely dispersed in the silver matrix and eliminates the pronounce coarse grain growth after prolonged influence of elevated temperatures (<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> and <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Coarse grain micro structure of Ag 99.97 after 80% cold working and 1 hr annealing at 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Fine grain microstructure of AgNi0.15 after 80% cold working and 1 hr annealing at 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Fine-Grain silver has almost the same chemical corrosion resistance as fine silver. Compared to pure silver, it exhibits a slightly increased hardness and tensile strength (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). The electrical conductivity is just slightly decreased by this low nickel addition. Because of its significantly improved contact properties, fine grain silver has replaced pure silver in many applications.

====Hard-Silver Alloys====
Using copper as an alloying component increases the mechanical stability of silver significantly (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> and <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>). The most important among the binary AgCu alloys is that of AgCu3, in europe also known as hard-silver. This material still has a chemical corrosion resistance close to that of fine silver. In comparison to pure silver and fine-grain silver, AgCu3 exhibits increased mechanical strength as well as higher arc erosion resistance and mechanical wear resistance.

Increasing the Cu content further also increases the mechanical strength of AgCu alloys and improves arc erosion resistance and resistance against material transfer while simultaneously the tendency to oxide formation becomes detrimental. This causes - during switching under arcing conditions - an increase in contact resistance with rising numbers of operation. In special applications, where highest mechanical strength is recommended and a reduced chemical resistance can be tolerated, the eutectic AgCu alloy with 28 wt% of copper is used (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, also known as coin silver, has been replaced in many applications by composite silver-based materials while sterling silver (AgCu7.5) has never extended its important usage from decorative table wear and jewelry to industrial applications in electrical contacts.

Besides these binary alloys, ternary AgCuNi alloys are used in electrical contact applications. From this group, the material ARGODUR 27, an alloy of 98 wt% Ag with a 2 wt% Cu and nickel addition has found practical importance close to that of AgCu3. This material is characterized by high resistance to oxidation and low tendency to re-crystallization during exposure to high temperatures. Besides high mechanical stability this AgCuNi alloy also exhibits a strong resistance against arc erosion. Because of its high resistance against material transfer, the alloy AgCu24.5Ni0.5 has been used in the automotive industry for an extended time in the North American market. Caused by miniaturization and the related reduction in available contact forces in relays and switches, this material has been replaced widely because of its tendency to oxide formation.

The attachment methods used for the hard silver materials are mostly close to those applied for fine silver and fine grain silver.

Hard-silver alloys are widely used for switching applications in the information and energy technology for currents up to 10 A, in special cases also for higher current ranges (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersion hardened alloys of silver with 0.5 wt% MgO and NiO (ARGODUR 32) are produced by internal oxidation. While the melt-metallurgical alloy is easy to cold-work and form, the material becomes very hard and brittle after dispersion hardening. Compared to fine silver and hard-silver, this material has a greatly improved temperature stability and can be exposed to brazing temperatures up to 800°C without decreasing its hardness and tensile strength.
Because of these mechanical properties and its high electrical conductivity ARGODUR 32 is mainly used in the form of contact springs that are exposed to high thermal and mechanical stresses in relays and contactors for aeronautic applications.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-copper</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu3 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu5 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu 10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu28 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi0.15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgNiO15 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi0.15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgNiO15 after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu1.8Ni0.2 (ARGODUR 27) by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu1.8Ni0.2 (ARGODUR 27) after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!colspan="2" | Properties
|-
|Ag AgNi0.15
|Highest electrical and thermal conductivity, high affinity to sulfur (sulfide formation), low welding resistance, low contact resistance, very good formability
|Oxidation resistant at higher make currents, limited arc erosion resistance, tendency to material transfer in DC circuits, easy to braze and weld to carrier materials
|-
|Ag Alloys
|Increasing contact resistance with increasing
Cu content, compared to fine Ag higher arc erosion resistance and mechanical strength, lower tendency to material transfer
|Good formability, good brazing and welding properties
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Form of Supply
|-
|Ag AgNi0.15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relays, Micro switches, Auxiliary current switches, Control circuit devices, Appliance switches, Wiring devices (≤ 20A), Main switches
|'''Semi-finished Materials:''' Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, toplay profiles, seam- welded strips '''Contact Parts:''' Contact tips, solid and composite rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Special applications
|'''Semi-finished Materials:''' Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, seam-welded strips '''Contact parts:''' Contact tips, solid contact rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts
|-
|Ag99.5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniature relays, aerospace relays and contactors, erosion wire for injection nozzles
|Contact springs, contact carrier parts
|}
</figtable>

====Silver-Palladium Alloys====
The addition of 30 wt% Pd increases the mechanical properties as well as the resistance of silver against the influence of sulfur and sulfur containing compounds significantly (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> and <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Alloys with 40-60 wt% Pd have an even higher resistance against silver sulfide formation. At these percentage ranges however, the catalytic properties of palladium can influence the contact resistance behavior negatively. The formability also decreases with increasing Pd contents.

AgPd alloys are hard, arc erosion resistant, and have a lower tendency towards material transfer under DC loads (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). On the other hand, the electrical conductivity is decreased at higher Pd contents. The ternary alloy AgPd30Cu5 has an even higher hardness, which makes it suitable for use in sliding contact systems.

AgPd alloys are mostly used in relays for the switching of medium to higher loads (> 60V, > 2A) as shown in <xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>. Because of the high palladium price, these formerly solid contacts have been widely replaced by multi-layer designs such as AgNi0.15 or AgNi10 with a thin Au surface layer. A broader field of application for AgPd alloys remains in the wear resistant sliding contact systems.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd50 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgPd30, AgPd50, and AgPd30Cu5 after annealing of 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>''' Physical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Palladium Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point or Range [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Thermal Conductivity [W/m·K]
!Temp. Coefficient of the Electr. Resistance [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>HardnessCondition</th><th>Tensile StrengthRm[MPa]</th><th>Elongation A[%]min.</th><th>Vickers HardnessHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!colspan="2" | Properties
|-
|AgPd30-60
|Corrosion resistant, tendency to Brown Powder formation increases with Pd content, low tendency to material transfer in DC circuits, high ductility
|Resistant against Ag2S formation, low contact resistance, increasing hardness with higher Pd content, AgPd30 has highest arc erosion resistance, easy to weld and clad
|-
|AgPd30Cu5
|High mechanical wear resistance
|High Hardness
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th><th>Form of Supply</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Switches, relays, push-buttons,connectors, sliding contacts</td><td>'''Semi-finished Materials:'''Wires, micro profiles (weld tapes), cladcontact strips, seam-welded strips'''Contact Parts:'''Solid and composite rivets, weld buttons;clad and welded contact parts, stamped parts</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Sliding contacts, slider tracks</td><td>Wire-formed parts, contact springs, solidand clad stamped parts</td></tr></table>
</figtable>

===Silver Composite Materials===

====Silver-Nickel Materials====
Since silver and nickel are not soluble in each other in solid form and also show very limited solubility in the liquid phase, silver nickel composite materials with higher Ni contents can only be produced by powder metallurgy. During extrusion of sintered Ag/Ni billets into wires, strips and rods, the Ni particles embedded in the Ag matrix are stretched and oriented in the microstructure into a pronounced fiber structure (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> and <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>)

The high density produced during hot extrusion, aids the arc erosion resistance of these materials (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). The typical application of Ag/Ni contact materials is in devices for switching currents of up to 100A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). In this range, they are significantly more erosion resistant than silver or silver alloys. In addition, they exhibit with nickel contents < 20 wt% a low and over their operational lifetime consistent contact resistance and good arc moving properties. In DC applications Ag/Ni materials exhibit a relatively low tendency of material transfer distributed evenly over the contact surfaces (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Typically Ag/Ni materials are usually produced with contents of 10-40 wt% Ni. The most common used materials Ag/Ni 10 and Ag/Ni 20- and also Ag/Ni 15, mostly used in north america-, are easily formable and applied by cladding (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>, <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). They can be, without any additional welding aids, economically welded and brazed to the commonly used contact carrier materials.
The Ag/Ni materials with nickel contents of 30 and 40 wt% are used in switching devices, requiring a higher arc erosion resistance and where increases in contact resistance can be compensated through higher contact forces.

The most important applications for Ag/Ni contact materials are typically in relays, wiring devices, appliance switches, thermostatic controls, auxiliary switches and small contactors with nominal currents > 20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physical Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Silver Content</th><th>Density</th><th>Melting Point</th><th>ElectricalResistivityp</th><th colspan="2">Electrical Resistivity (soft)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Hardness Condition
!Tensile Strength Rm [Mpa]
!Elongation A (soft annealed) [%] min.
!Vickers Hardness HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Softening of Ag/Ni 90/10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Softening of Ag/Ni 80/20 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Ni 90/10 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Ni 80/20 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Properties
|-
|Ag/Ni 
|High arc erosion resistance at switching currents up to 100A, Resistance against welding for starting current up to 100A, low and over the electrical contact life nearly constant contact resistance for Ag/Ni 90/10 and Ag/Ni 80/20, ow and spread-out material transfer under DC load, non-conductive erosion residue on isolating components resulting in only minor change of the dielectric strength of switching devices, good arc moving properties, good arc extinguishing properties, good or sufficient ductility depending on the Ni content, easy to weld and braze
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Switching or Nominal Current
!Form of Supply
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relays Automotive Relays - Resistive load - Motor load
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Semi-finisched Materials:''' Wires, profiles, clad strips, Seam-welded strips, Toplay strips '''Contact Parts:''' Contact tips, solid and composite rivets, Weld buttons, clad, welded, brazed, and riveted contact parts
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Auxiliary current switches
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Appliance switches
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Wiring devices
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Main switches, Automatic staircase illumination switches
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Control Thermostats
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Load switches
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Contactors circuit breakers
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motor protective circuit breakers
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fault current circuit breakers
|≤ 100A
|rowspan="2" | Rods, Profiles, Contact tips, Formed parts, brazed and welded contact parts
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Power switches
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silver-Metal Oxide Materials Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
The family of silver-metal oxide contact materials includes the material groups: silver-cadmium oxide, silver-tin oxide, and silverzinc oxide. Because of their very good contact and switching properties like high resistance against welding, low contact resistance, and high arc erosion resistance, silver-metal oxides have gained an outstanding position in a broad field of applications. They are mainly used in low voltage electrical switching devices like relays, installation and distribution switches, appliances, industrial controls, motor controls, and protective devices (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silver-cadmium oxide materials'''

Silver-cadmium oxide materials with 10-15 wt% are produced by both, internal oxidation and powder metallurgical methods.

The manufacturing of strips and wires by internal oxidation starts with a molten alloy of silver and cadmium. During a heat treatment below it's melting point in an oxygen rich atmosphere of such a homogeneous alloy, the oxygen diffuses from the surface into the bulk of the material and oxidizes the Cd to CdO in a more or less fine particle precipitation inside the Ag matrix. The CdO particles are rather fine in the surface area and getting larger towards the center of the material (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

During the manufacturing of Ag/CdO contact material by internal oxidation, the processes vary depending on the type of semi-finished material. For Ag/CdO wires, a complete oxidation of the AgCd wire is performed, followed by wire-drawing to the required diameter (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> and <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>). The resulting material is used for example, in the production of contact rivets. For Ag/CdO strip materials two processes are commonly used: Cladding of an AgCd alloy strip with fine silver, followed by complete oxidation, results in a strip material with a small depletion area in the center of it's thickness and an Ag backing suitable for easy attachment by brazing (sometimes called "Conventional Ag/CdO"). Using a technology that allows the partial oxidation of a dual-strip AgCd alloy material in a higher pressure pure oxygen atmosphere, yields a composite Ag/CdO strip material that has - besides a relatively fine CdO precipitation - also an easily brazable AgCd alloy backing. These materials are mainly used as the basis for contact profiles and contact tips.

During powder metallurgical production, the powder mixed made by different processes are typically converted by pressing, sintering and extrusion to wires and strips. The high degree of deformation during hot extrusion, produces a uniform and fine dispersion of CdO particles in the Ag matrix while at the same time achieving a high density which is advantageous for good contact properties (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/>). To obtain a backing suitable for brazing, a fine silver layer is applied by either com-pound extrusion or hot cladding prior to or right after the extrusion.

For larger contact tips, and especially those with a rounded shape, the single tip Press-Sinter-Repress process (PSR) offers economical advantages. The powder mix is pressed into a die close to the final desired shape, the "green" tips are sintered, and in most cases, the repress process forms the exact final shape while at the same time, increasing the contact density and hardness.

Using different silver powders and minor additives for the basic Ag and CdO, starting materials can help influence certain contact properties for specialized applications.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Softening of internally oxidized (i.o.) Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of powder metallurgical (p.m.) Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of powder metallurgical Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of powder metallurgical Ag/CdO 88/12</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of powder metallurgical Ag/CdO 88/12 after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 i.o. a) close to surface b) in center area</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 p.m.: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

*'''Silver–tin oxide materials'''
Over the past years, many Ag/CdO contact materials have been replaced by Ag/SnO2 based materials with 2-14 wt% SnO2 because of the toxicity of Cadmium. This changeover was further favored by the fact that Ag/SnO2 contacts quite often show improved contact and switching properties such as lower arc erosion, higher weld resistance and a significant lower tendency towards material transfer in DC switching circuits (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>). Ag/SnO2 materials have been optimized for a broad range of applications by other metal oxide additives and modification in the manufacturing processes that result in different metallurgical, physical and electrical properties (<xr id="tab:tab2.28"/> and <xr id="tab:tab2.29"/>).

Manufacturing of Ag/SnO2 by ''internal oxidation'' is possible in principle, but during heat treatment of alloys containing > 5 wt% of tin in oxygen, dense oxide layers formed on the surface of the material prohibit the further diffusion of oxygen into the bulk of the material. By adding Indium or Bismuth to the alloy, the internal oxidation is possible and results in materials that typically are rather hard and brittle and may show somewhat elevated contact resistance and is limited to applications in relays. Adding a brazable fine silver layer to such materials results in a semifinished material, suitable for the manufacture as smaller weld profiles (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Because of their resistance to material transfer and low arc erosion, these materials find for example a broader application in automotive relays (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

''Powder metallurgy'' plays a significant role in the manufacturing of Ag/SnO2 contact materials. Besides SnO2 a smaller amount (<1 wt%) of one or more other metal oxides such as WO3, MoO3, CuO and/or Bi2O3 are added. These
additives improve the wettability of the oxide particles and increase the viscosity of the Ag melt. They also provide additional benefits to the mechanical and arcing contact properties of materials in this group (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide Contact Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Additives
!Theoretical Density [g/cm3]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV0,1]
!Tensile Strength [MPa]
!Elongation (soft annealed) A[%]min.
!Manufacturing Process
!Form of Supply
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15
|215
|35
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15
|270
|20
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 and WO3
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 and WO3
|9,9
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 and WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 and CuO
|10,4
|57 ± 2
|
|215
|35
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 and CuO
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 and CuO
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 and CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15
|240
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 and CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15
|240
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 and CuO
|9,9
|46 ± 5
|
|260
|20
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 and CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100
|230 - 330
|28
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 and CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106
|235 - 330
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 and CuO
|9,8
|
|95 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 and In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15
|310
|25
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15
|325
|25
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15
|330
|20
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips

In the manufacture for the initial powder mixes, different processes are applied which provide specific advantages of the resulting materials in respect to their contact properties . Some of them are described here as follows:
:'''a) Powder blending from single component powders''' In this common process all components, including additives that are part of the powder mix, are blended as single powders. The blending is usually performed in the dry stage in blenders of different design.

:'''b) Powder blending on the basis of doped powders''' For incorporation of additive oxides in the SnO2 powder, the reactive spray process has shown advantages. This process starts with a waterbased solution of the tin and other metal compounds. This solution is nebulized under high pressure and temperature in a reactor chamber. Through the rapid evaporation of the water, each small droplet is converted into a salt crystal and from there gets transformed by oxidation into a tin oxide particle in which the additive metals are distributed evenly as oxides. The so created doped AgSnO2 powder is then mechanically mixed with silver powder.

:'''c) Powder blending based on coated oxide powders''' In this process, tin oxide powder is blended with lower melting additive oxides such as for example Ag2 MoO4 and then heat treated. The SnO2 particles are coated in this step with a thin layer of the additive oxide.

:'''d) Powder blending based on internally oxidized alloy powders''' A combination of powder metallurgy and internal oxidation this process starts with atomized Ag alloy powder which is subsequently oxidized in pure oxygen. During this process the Sn and other metal components are transformed to metal oxide and precipitated inside the silver matrix of each powder particle.

:'''e) Powder blending based on chemically precipitated compound powders''' A silver salt solution is added to a suspension of for example SnO2 together with a precipitation agent. In a chemical reaction, silver and silver oxide respectively are precipitated around the additive metal oxide particles, who act as crystallization sites. Further chemical treatment then reduces the silver oxide with the resulting precipitated powder, being a mix of Ag and SnO2.

Further processing of these differently produced powders follows the conventional processes of pressing, sintering and hot extrusion to wires and strips. From these contact parts, contact rivets and tips are manufactured. To obtain a brazable backing, the same processes as used for Ag/CdO are applied. As for Ag/CdO, larger contact tips can also be manufactured using the press-sinter-repress (PSR) process (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).
<div id="figures">

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 92/8 PE by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 88/12 PE by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of oxidized Ag/SnO2 88/12 PW4 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO2 88/12 TOS F by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO2 88/12P by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 SP after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 88/12 WPD by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 SPW: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Material</th><th rowspan="2">Additives</th><th rowspan="2">Density[ g/cm3]</th><th rowspan="2">ElectricalResistivity[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElectricalConductivity</th><th rowspan="2">VickersHardnessHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO andBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO andBi2 O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Form of Support: formed parts, stamped parts, contact tips
</figtable>

*'''Silver–zinc oxide materials'''
Silver zinc oxide contact materials with mostly 6 - 10 wt% oxide content, including other small metal oxides, are produced exclusively by powder metallurgy [[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]. Adding WO3 or Ag2WO4 in the process - as described in the preceding chapter on Ag/SnO2 - has proven most effective for applications in AC relays, wiring devices, and appliance controls. Just like with the other Ag metal oxide materials, semi-finished materials in strip and wire form are used to manufacture contact tips and rivets. Because of their high resistance against welding and arc erosion Ag/ZnO materials present an economic alternative to Cd free Ag-tin oxide contact materials (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> and <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Zinc Oxide Contact'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Additives
!Density [g/cm3]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical Conductivity [% IACS] [MS/m]
!Vickers Hardness Hv1
!Tensile Strength [MPa]
!Elongation (soft annealed) A[%]min.
!Manufacturing Process
!Form of Supply
|-
|Ag/ZnO 92/8P 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Powder Metallurgy a) indiv. powders
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Powder Metallurgy c) coated
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Powder Metallurgy c) coated
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8WP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Powder Metallurgy with Ag backing a) individ.
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Powder Metallurgy c) coated
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Powder Metallurgy c) coated
|2
|}
</figtable>

1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 PW25 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/ZnO 92/8 PW25 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 after annealing for 1hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/ZnO 92/8 PW25: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/ZnO 92/8 WPW25:a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/ZnO contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimizing of Silver–Tin Oxide Materials Regarding their Switching Properties and Forming Behavior'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material/Material Group</th><th>Special Properties<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Especially suitable for automotive relays(lamp loads)</td><td>Good formability (contact rivets)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Especially suited for high inductiveDC loads</td><td>Very good formability (contact rivets)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Especially suited for severe loads (AC-4)and high switching currents</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Especially suitable for high inductive DCloads</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Properties
|-
|Ag/SnO2 
|Environmentally friendly materials, 
Very high resistance against welding during current-on-switching, Weld resistance increases with higher oxide contents, 
Low and stable contact resistance over the life of the device and good temperature rise properties through use of special additives, 
High arc erosion resistance and contact life, 
Very low and flat material transfer during DC load switching, 
Good arc moving and very good arc extinguishing properties
|-
|Ag/ZnO 
|Environmentally friendly materials, 
High resistance against welding during current-on-switching (capacitor contactors), 
Low and stable contact resistance through special oxide additives, Very high arc erosion resistance at high switching currents, 
Less favorable than Ag/SnO2 for electrical life and material transfer, 
With Ag2WO4 additive especially suitable for AC relays
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired againstAg/C), (Main) Power switches</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuitbreakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</td></tr></table>
</figtable>

====Silver–Graphite Materials====
Ag/C contact materials are usually produced by powder metallurgy with graphite contents of 2 – 6 wt% (<xr id="tab:tab2.32"/>). The earlier typical manufacturing process of single pressed tips by pressing - sintering - repressing (PSR) has been replaced in Europe for quite some time by extrusion. In North America and some other regions however the PSR process is still used to some extend mainly for cost reasons.

The extrusion of sintered billets is now the dominant manufacturing method for semi-finished AgC materials. The hot extrusion process results in a high density material with graphite particles stretched and oriented in the extrusion direction [[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]. Depending on the extrusion method in either rod or strip form, the graphite particles can be oriented in the finished contact tips perpendicular or parallel to the switching contact surface (<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> and <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Since the graphite particles in the Ag matrix of Ag/C materials prevent contact tips from directly being welded or brazed, a graphite free bottom layer is required. This is achieved by burning out (de-graphitizing) the graphite selectively on one side of the tips.

Ag/C contact materials exhibit on the one hand an extremely high resistance to contact welding but on the other have a low arc erosion resistance. This is caused by the reaction of graphite with the oxygen in the surrounding atmosphere at the high temperatures created by the arcing. The weld resistance is especially high for materials with the graphite particle orientation parallel to the arcing contact surface. Since the contact surface after arcing consists of pure silver, the contact resistance stays consistantly low during the electrical life of the contact parts.

A disadvantage of the Ag/C materials is their rather high erosion rate. In materials with parallel graphite orientation this can be improved, if a part of the graphite is incorporated into the material (Ag/C DF) in the form of fibers (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). The weld resistance is determined by the total content of graphite particles.

Ag/C tips with vertical graphite particle orientation are produced in a specific sequence: Extrusion to rods, cutting of double thickness tips, burning out of graphite to a controlled layer thickness, and a second cutting to single tips. Such contact tips are especially well suited for applications which require both, a high weld resistance and a sufficiently high arc erosion resistance (<xr id="tab:tab2.33"/>). For attachment of Ag/C tips welding and brazing techniques are applied.

Welding the actual process depends on the material's graphite orientation. For Ag/C tips with vertical graphite orientation the contacts are assembled with single tips. For parallel orientation a more economical attachment starting with contact material in strip or profile tape form is used in integrated stamping and welding operations with the tape fed into the weld station, cut off to tip form and then welded to the carrier material before forming the final contact assembly part. For special low energy welding, the Ag/C profile tapes can be pre-coated with a thin layer of high temperature brazing alloys such as CuAgP.

In a rather limited way, Ag/C with 2 – 3 wt% graphite can be produced in wire form and headed into contact rivet shape with low head deformation ratios.

The main applications for Ag/C materials are protective switching devices such as miniature molded case circuit breakers, motor-protective circuit breakers, and fault current circuit breakers, where during short circuit failures, highest resistance against welding is required (<xr id="tab:tab2.34"/>). For higher currents the low arc erosion resistance of Ag/C is compensated by asymmetrical pairing with more erosion resistant materials such as Ag/Ni, Ag/W and Ag/WC.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C 96/4 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C 96/4 after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C DF by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C DF after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 97/3: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 95/5: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 96/4: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C DF: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag/Ni 90/10 backing layer</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physical Properties of Silver–Graphite Contact Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical Conductivity [% IACS] [MS/m]
!Vickers-Hardnes HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF[[#text-reference1|1]]
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|-
|}
<div id="text-reference1">1 Graphite particles and fibers parallel to switching surface</div>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Contact and Switching properties of Silver–Graphite Contact Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Properties</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Highest resistance against welding during make operations at high currents,High resistance against welding of closed contacts during short circuit,Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,Low arc erosion resistance, especially during break operations, Higher arc erosion with increasing graphite contents, at the same time carbon build-up on switching chamber walls increases, silver-graphite with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,Limited formability,Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply of Silver– Graphite Contact Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th><th>Form of Supply</th></tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</td><td>Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO2, Ag/ZnO,(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</td><td>Contact tips, brazed and welded contactparts, some contact rivets withAg/C97/3</td></tr></table>
</figtable>

==References==
[[Contact Materials for Electrical Engineering#References|References]]

[[de:Werkstoffe_auf_Silber-Basis]]

Werkstoffe auf Silber-Basis

2025-08-20T14:12:10Z

Doduco Admin:

===Feinsilber===
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch
Kurzschlüsse verursachen.

Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/>). Silber
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>). Weitere Angaben zu den verschiedenen
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.

Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> und <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>).
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.

Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen
verbreitet Anwendung.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Bezeichnung</th><th>Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</th><th>Beimengungen[ppm]</th><th>Hinweise für die Verwendung</th></tr><tr><td>SpektralreinesSilber</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</td></tr><tr><td>Hochreines Silber, sauerstofffrei</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Barren und Granalien für Legierungszwecke</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Verunreinigungen
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Schüttdichte
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Stampfvolumen
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten
|-
|Pressdichte
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinterdichte
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volumenschrumpfung
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Glühverlust
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung 
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse 
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silber-Legierungen===
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Durch die metallische Zusatzkomponente
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silber-Anteil [wt%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
!E-Modul [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi 0,15 
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24,5Ni0,5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99,5NiMg ARGODUR 32 unvergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 vergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand
a) geglüht und abgeschreckt
b) bei 280°C angelassen</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm [MPa]</th><th>Dehnung A [%] min.</th><th>VickershärteHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi 0,15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Feinkornsilber====
Unter Feinkornsilber versteht man eine Silberlegierung mit
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.

====Hartsilber-Legierungen====
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des
Silbers deutlich erhöht (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> und <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>).
Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit
auf.

Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.

Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.

Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch
bei Feinsilber angewandt werden.

Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der
Luft- und Raumfahrt.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Kupfer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu5
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von ARGODUR 27
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|Ag AgNi0,15 
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit
|-
|Ag-Legierungen
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag AgNi0,15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relais, Mikroschalter, Hilfsstromschalter, Befehlsschalter, Schalter für Hausgeräte, Lichtschalter (≤ 20A), Hauptschalter
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Spezielle Anwendungen
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|Ag99,5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile
|}
</figtable>

====Silber-Palladium-Legierungen====
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.

AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Allerdings
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft
auswirkt.

AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Draht- oder
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.

AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>). Aufgrund des hohen
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage ersetzt.
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte
gefunden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Palladiumanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm[MPa]</th><th>Dehnung A[%]min.</th><th>VickershärteHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|AgPd30-60
|Korrosionsbeständig, mit steigendem Pd-Anteil nimmt „brown-powder“-Bildung zu, geringere Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, hohe Verformbarkeit
|beständig gegenüber Ag2S Bildung, niedriger Kontaktwiderstand, hohe Härte bei höherem Pd-Anteil, Abbrandfestigkeit von AgPd30 am höchsten, gut schweiß- und plattierbar
|-
|AgPd30Cu5
|hohe mechanische Verschleißfestigkeit
|hohe Härte
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferformen</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Schalter, Relais, Taster,Steckverbinder, Gleitkontakte</td><td>'''Halbzeuge:'''Drähte, Mikroprofile, Kontaktbimetalle,rollennahtgeschweißte Profile'''Kontaktteile:'''Massive- und Bimetallniete,plattierte und geschweißte Kontaktteile, Stanzteile</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Gleitkontakte, Gleitbahnen</td><td>Drahtbiegeteile, Kontaktfedern,massive und plattierte Stanzteile</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Verbundwerkstoffe===

====Silber-Nickel Werkstoffe====
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>).

Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). Das
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Ag/Ni Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von
10-40 Massen-% hergestellt. Ag/Ni 10 und Ag/Ni 20, die am häufigsten
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>,  <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). Sie
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni Werkstoffe mit Nickel-
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden
können.

Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Silberanteil</th><th>Dichte</th><th>Schmelztemperatur</th><th>Spez. elektr.
Widerstandp</th><th colspan="2">Elektrische
Leitfähigkeit (weich)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Festigkeitszustand
!Zugfestigkeit Rm [Mpa]
!Dehnung (weichgeglüht) [%] min.
!Vickershärte HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/Ni 
|Hohe Abbbrandfestigkeit bei Schaltströmen bis 100A,
Sicherheit gegen Verschweißen bei Einschaltströmen bis 100A,
niedriger und über die Schaltstücklebensdauer nahezu konstanter
Kontaktwiderstand bei Ag/Ni 90/10 und Ag/Ni 80/20,
geringe flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
nichtleitende Abbrandrückstände auf Isolierstoffen, daher nur geringe
Beeinträchtigung der Spannungsfestigkeit des Schaltgerätes,
gutes Lichtbogenlaufverhalten,
günstige Lichtbogenlöscheigenschaften,
gute bis ausreichende Verformbarkeit entsprechend der
Werkstoffzusammensetzung, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Schalt- bzw.
Bemessungsströme
!Lieferform
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relais Kfz-Relais
-Widerstandslast
-Motorlast
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Halbzeuge:''' Drähte, Profile,
Kontaktbimetalle,
rollennahtgeschweißte
Profile,
Toplay-Profile '''Kontaktteile::''' Kontaktauflagen,
Massiv-und
Bimetallniete,
Aufschweißkontakte, 
plattierte,
geschweißte,
gelötete und genietete
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Hilfsstromschalter
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Schalter für Hausgeräte
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Lichtschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Hauptschalter,
Treppenhausautomaten
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Regel- und Steuerschalter,
Thermostate
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Lastschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Motorschalter (Schütze)
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motorschutzschalter
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fehlerstromschutzschalter
|≤ 100A
|rowspan="2" | Stangen, Profile,
Kontaktauflagen,
Formteile, gelötete
und geschweißte
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Leistungsschalter
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:
Silber-Cadmiumoxid, Silber-Zinnoxid und Silber-Zinkoxid.
Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silber-Cadmiumoxid'''

Silber-Cadmiumoxid Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem
Wege hergestellt.

Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>).
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu
einer bestimmten Tiefe ausgeführt. Die so erhaltenen Zweischichtbänder
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.

Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>). Die für Bänder und Plättchen
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem
Strangpressvorgang erzielt.

Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<captionVerfestigungsverhalten
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und
unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich
b) innerer Bereich</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

*'''Silber-Zinnoxid Werkstoffe'''
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO2-Werkstoffe mit 2-14
Massen-% SnO2 ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,
dass Ag/SnO2 -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>).
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO2-
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/> und <xr id="tab:tab2.29"/>).

Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO2-Werkstoffe sind sehr
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO2-Einlagerungen
herzustellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/>). Dies gelingt durch Optimierung des
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid Werkstoffen spielt die
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO3,
MoO3, CuO und/oder Bi2O3 zugemischt, die im Schaltbetrieb an der
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen
und Schalteigenschaften der Ag/SnO2 -Werkstoffe (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physikalische und mechanische Eigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinn-Oxid-Kontaktmaterialien'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Zusätze
!Theoretische Dichte [g/cm3]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte 
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsprozess
!Art der Bereitstellung
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15 HV0,1
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15 HV0,1
|270
|20
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|68 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 und WO3
|
|
|60 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 und WO3
|9,9
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 und WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 und CuO
|10,4
|57 ± 2
|45 ± 15 HV5
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 und CuO
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 und CuO
|10,0
|53 ± 2
|58 ± 15 HV0,1
|230
|30
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 und CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15 HV0,1
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,9
|46 ± 5
|75 ± 15 HV5
|260
|20
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100 HV0,1
|230 - 330
|28
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106 HV0,1
|235 - 330
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|
|95 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 und In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15 HV0,1
|310
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15 HV0,1
|325
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15 HV0,1
|330
|20
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stäbe, Kontaktnieten 2 = Bänder, Profile, Kontaktstifte

Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben. Einige
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' Bei diesem klassischen Verfahren der Pulvermetallurgie werden alle, in den Werkstoff eingebrachten Komponenten, einschließlich der Zusätze, als Einzelpulver miteinander vermischt. Das Mischen der Pulver erfolgt üblicherweise trocken in Mischern unterschiedlicher Bauart.

:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' Für den Einbau von Zusatzoxiden in das Zinnoxid hat sich das Reaktions-Sprüh-Verfahren (RSV) als vorteilhaft erwiesen. Bei diesem Verfahren wird von einer wässrigen Lösung ausgegangen, in der Zinn sowie die als Zusätze verwendeten Metalle in Form chemischer Verbindungen vorliegen. Diese wässrige Lösung wird unter hohem Druck in einer heißen Reaktionskammer verdüst. Durch die schlagartige Verdampfung des Wassers entsteht aus jedem einzelnen Tröpfchen zunächst ein Salzkristall und hieraus durch Oxidation ein Zinnoxid-Partikel, in dem die Zusatzmetalle in oxidierter Form gleichmäßig verteilt vorliegen. Das so erhaltene „dotierte“ Zinnoxidpulver wird anschließend mit Silberpulver vermischt.

:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag2 MoO4 , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.

:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' Dieses Verfahren schließt sowohl Arbeitsschritte der Pulvermetallurgie als auch der inneren Oxidation ein. Ausgegangen wird dabei von einer Silber-Metall-Legierung, die geschmolzen und anschließend zu feinkörnigem Pulver verdüst wird. Dieses Legierungspulver wird in sauerstoffhaltiger Atmosphäre geglüht, wobei sich das im Silber gelöste Zinn sowie weitere Zusatzmetalle als Oxidpartikel ausscheiden.

:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO2 werden eine Silbersalzlösungzusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.

Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen
Verfahren angewandt, wie bei Ag/CdO beschrieben (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).

Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
hergestellt werden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur S trangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 SPW: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung,1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel zur Strangpressrichtung,
1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Werkstoff</th><th rowspan="2">Metalloxid-Zusätze</th><th rowspan="2">Dichte[ g/cm3]</th><th rowspan="2">Spez. elektr.Widerstand[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElektrischeLeitfähigkeit (weich)</th><th rowspan="2">VickershärteHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO undBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO undBi2O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Lieferformen: Formteile, Pressteile, Plättchen
</figtable>

*'''Silber-Zinkoxid Werkstoffe'''
Silber-Zinkoxid Werkstoffe mit 6-10 Massen-% Oxidanteil,
einschließlich geringer Metalloxidzusätze, werden ausschließlich auf
pulvermetallurgischem Wege gefertigt ([[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]). Besonders bewährt hat sich der Zusatz
Ag2WO4 - nach Verfahrensweg c) in den Werkstoff eingebracht - für Anwendungen in Wechselstrom-Relais, Lichtschaltern und Schaltern für Hausgeräte.
Wie bei den anderen Silber-Metalloxid-Werkstoffen werden zunächst Halbzeuge
hergestellt, aus denen dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt werden.
Ag/ZnO-Werkstoffe stellen aufgrund ihrer hohen Verschweißresistenz und
Abbrandfestigkeit in manchen Anwendungen eine wirtschaftlich günstige
Alternative zu Ag/SnO2 dar (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> und <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silberanteil [Massen-%]
!Zusätze
!Dichte [g/cm3]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte Hv1
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsverfahren
!Lieferform
|-
|Ag/ZnO 92/8SP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Pulvermetallurgie
a) Einzelpulver
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8SP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken a) Einzelpulver
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stangen, Niete, 2) Streifen, Bänder, Profile, Plättchen

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 WPW25
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/ZnO 92/8 WPW25 nach 1h Glühdauer
und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 PW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 WPW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/ZnO-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff/Werkstoffgruppe</th><th>Spezielle Eigenschaften<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Besonders geeignet für Kfz-Relais
(Lampenlast)</td><td>gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td>sehr gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Besonders geeignet für Schwerlastbetrieb
(AC-4) und hohe Schaltströme</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/SnO2 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
sehr hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen,
Sicherheit gegenüber Verschweißungen mit steigendem Oxidgehalt zunehmend,
niedriger und über die Gerätelebensdauer weitgehend stabiler Kontaktwiderstand
und günstiges Übertemperaturverhalten durch spezielle Oxidzusätze,
hohe Abbrandfestigkeit und Schaltstücklebensdauer,
sehr geringe, flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
günstige Lichtbogenlaufeigenschaften, sehr gutes Lichtbogenlöschverhalten
|-
|Ag/ZnO 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen (Kondensatorschütze),
niedriger und konstanter Kontaktwiderstand durch spezielle Oxidzusätze,
besonders hohe Abbrandfestigkeit bei hohen Schaltströmen,
hinsichtlich Materialwanderung und Lebensdauer bei Gleichstromlast ungünstiger
als Ag/SnO2 ,mit Zusatz Ag2WO4 besonders geeignet für Wechselstrom-Relais und Schalter in Hausgeräten,
in den sonstigen Eigenschaften vergleichbar mit Ag/SnO2
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Mikroschalter, Elementarrelais, Kfz-Relais, Schalter für Hausgeräte,
Hauptschalter, Motorschalter ( Schütze ), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Lichtschalter, Wechselstrom-Relais, Schalter für Hausgeräte
Motorschutzschalter ( gepaart mit Ag/Ni bzw. Ag/C), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr></table>
</figtable>

====Silber-Grafit Werkstoffe====
Ag/C Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/>). Die früher
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine
gewisse Bedeutung.

Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren
für Ag/C-Halbzeuge. Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]). Je nach Art des Strangpressens, als Band
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht
oder parallel zur Schaltfläche angeordnet
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.

Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer
gleichbleibend niedrig.

Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern in den
Werkstoff (Ag/C DF) eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). Das Schweißverhalten wird dabei durch
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.

Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/>). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit
im Schaltbetrieb erfordern.

Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,
können die Ag/C-Profile auch mit einer dünnen
Hartlotschicht versehen werden.

In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet
werden.

Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/>). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C 96/4 D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C 96/4 D</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C DF</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 97/3 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 95/5 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 96/4 D a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C DF a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag/Ni 90/10-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Silberanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelztemperatur [°C]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2 
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3 
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4 
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5 
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF*)
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|
|}
</figtable>

<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche 

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Höchste Sicherheit gegenüber Verschweißungen beim Einschalten hoher Ströme,
hohe Sicherheit hinsichtlich Verschweißen geschlossener Kontakte im
Kurzschlussfall,

Zunahme der Verschweißresistenz mit steigendem Grafit-Anteil,
niedriger Kontaktwiderstand,

ungünstiges Abbrandverhalten insbesondere beim Ausschalten,
mit zunehmendem Grafit-Anteil erhöhter Abbrand;

gleichzeitig nimmt die Verrußung der Schaltkammerwände zu,

Ag/C mit senkrechter Orientierung der Grafit-Partikel weist Vorteile
hinsichtlich Abbrandfestigkeit,
mit paralleler Orientierung Vorteile
hinsichtlich Verschweißresistenz auf,

ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten; daher Einsatz in unsymmetrischer
Paarung,
begrenzte Umformbarkeit,

löt- und schweißbar durch ausgebrannten Rücken,
Ag/C ist hinsichtlich Abbrandfestigkeit und
Verschweißverhalten optimiert.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff
</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferform</th></tr><tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motorschutzschalter, gepaart mit
Ag/Ni</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontakniete</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Leitungsschutzschalter, gepaart mit
Cu,
Motorschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni,
Fehlerstromschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni, Ag/W, Ag/W</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontaktniete bei Ag/C 97/3<td/></tr></table>
</figtable>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Silver_Based_Materials]]

Silver Based Materials

2025-08-20T14:11:25Z

Doduco Admin:

=== Pure Silver===
Pure silver (also called fine silver) exhibits the highest electrical and thermal conductivity of all metals. It is also resistant against oxidation. Major disadvantages are its low mechanical wear resistance, the low softening temperature, and especially its strong affinity to sulfur and sulfur compounds. In the presence of sulfur and sulfur containing compounds brownish to black silver sulfide layer are formed on its surface. These can cause increased contact resistance or even total failure of a switching device if they are not mechanically, electrically, or thermally destroyed. Other weaknesses of silver contacts are the tendency to weld under the influence of over-currents and the low resistance against material transfer when switching DC loads. In humid environments and under the influence of an electrical field silver can creep (silver migration) and cause electrical shorting between adjacent current paths.

<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/> shows the typically available quality grades of silver. In certain economic areas, i.e. China, there are additional grades with varying amounts of impurities available on the market. In powder form silver is used for a wide variety of silver based composite contact materials. Different manufacturing processes result in different grades of Ag powder as shown in <xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>. Additional properties of silver powders and their usage are described in [[ Precious Metal Powders and Preparations#Precious_Metal_Powders|Precious Metal Powders ]] und [[Precious_Metal_Powders_and_Preparations|Table Different Types of Silver Powders.]]

Semi-finished silver materials can easily be warm or cold formed and can be clad to the usual base materials (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> and <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>). For attachment of silver to contact carrier materials welding of wire or profile cut-offs and brazing are most widely applied. Besides these mechanical processes such as wire insertion (wire staking) and the riveting (staking) of solid or composite contact rivets are used in the manufacture of contact components.

Contacts made from fine silver are applied in various electrical switching devices such as relays, pushbuttons, appliance and control switches for
currents < 2 A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Electroplated silver coatings are widely used to reduce the contact resistance and improve the brazing behavior of other contact materials and components.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Overview of the Most Widely Used Silver Grades'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Designation</th><th>Composition minimum Ag [wt%]</th><th>Impurities[ppm]</th><th>Notes on Usage</th></tr><tr><td>SpectroscopicallyPure Ag</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Sheets, strips, rods, wires for electronic applications</td></tr><tr><td>High Purity Ag, oxygen-free</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Ingots, bars, granulate for alloying purposes</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Quality Criteria of Differently Manufactured Silver Powders'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Impurities
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Particle Size Distribution (screen analysis)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Apparent Density
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Tap Density
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press/Sintering Behavior
|-
|Press Density
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinter Density
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volume Shrinkage
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Annealing Loss
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> Manufactured by chemical precipitation 
<nowiki>**</nowiki> Manufactured by electrolytic deposition 
<nowiki>***</nowiki> Manufactured by atomizing of a melt

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag 99.95 - cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag 99.95 after annealing for 1 hr after different degrees of strain hardening</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silver Alloys===
To improve the physical and contact properties of fine silver, melt-metallurgical produced silver alloys are used (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). By adding metal components, the mechanical properties such as hardness and tensile strength as well as typical contact properties such as erosion resistance and resistance against material transfer in DC circuits are increased (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). On the other hand however, other properties such as electrical conductivity and chemical corrosion resistance can be negatively impacted by alloying (<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> and <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point or Range [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Thermal Conductivity [W/mK]
!Temp. Coefficient of the Electr.Resistance [10-3/K]
!Modulus of Elasticity [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi0.15
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24.5Ni0.5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99.5NiMg ARGODUR 32 Not heat treated
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 Heat treated
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Influence of 1-10 atom% of different alloying metals on the electrical resistivity of silver</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Electrical resistivity p of AgCu alloys with 0-20 weight% Cu in the soft annealed and tempered stage a) Annealed and quenched b) Tempered at 280°C</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>HardnessCondition</th><th>Tensile StrengthRm [MPa]</th><th>Elongation A [%] min.</th><th>Vickers HardnessHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi0.15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Fine-Grain Silver====
Fine-Grain silver is defined as a silver alloy with an addition of 0.15 wt% of nickel. Silver and nickel are not soluble in each other in solid form. In liquid silver, only a small amount of nickel is soluble as the phase diagram illustrates (<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). During solidification of the melt, this nickel addition gets finely dispersed in the silver matrix and eliminates the pronounce coarse grain growth after prolonged influence of elevated temperatures (<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> and <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Coarse grain micro structure of Ag 99.97 after 80% cold working and 1 hr annealing at 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Fine grain microstructure of AgNi0.15 after 80% cold working and 1 hr annealing at 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Fine-Grain silver has almost the same chemical corrosion resistance as fine silver. Compared to pure silver, it exhibits a slightly increased hardness and tensile strength (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). The electrical conductivity is just slightly decreased by this low nickel addition. Because of its significantly improved contact properties, fine grain silver has replaced pure silver in many applications.

====Hard-Silver Alloys====
Using copper as an alloying component increases the mechanical stability of silver significantly (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> and <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>). The most important among the binary AgCu alloys is that of AgCu3, in europe also known as hard-silver. This material still has a chemical corrosion resistance close to that of fine silver. In comparison to pure silver and fine-grain silver, AgCu3 exhibits increased mechanical strength as well as higher arc erosion resistance and mechanical wear resistance.

Increasing the Cu content further also increases the mechanical strength of AgCu alloys and improves arc erosion resistance and resistance against material transfer while simultaneously the tendency to oxide formation becomes detrimental. This causes - during switching under arcing conditions - an increase in contact resistance with rising numbers of operation. In special applications, where highest mechanical strength is recommended and a reduced chemical resistance can be tolerated, the eutectic AgCu alloy with 28 wt% of copper is used (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, also known as coin silver, has been replaced in many applications by composite silver-based materials while sterling silver (AgCu7.5) has never extended its important usage from decorative table wear and jewelry to industrial applications in electrical contacts.

Besides these binary alloys, ternary AgCuNi alloys are used in electrical contact applications. From this group, the material ARGODUR 27, an alloy of 98 wt% Ag with a 2 wt% Cu and nickel addition has found practical importance close to that of AgCu3. This material is characterized by high resistance to oxidation and low tendency to re-crystallization during exposure to high temperatures. Besides high mechanical stability this AgCuNi alloy also exhibits a strong resistance against arc erosion. Because of its high resistance against material transfer, the alloy AgCu24.5Ni0.5 has been used in the automotive industry for an extended time in the North American market. Caused by miniaturization and the related reduction in available contact forces in relays and switches, this material has been replaced widely because of its tendency to oxide formation.

The attachment methods used for the hard silver materials are mostly close to those applied for fine silver and fine grain silver.

Hard-silver alloys are widely used for switching applications in the information and energy technology for currents up to 10 A, in special cases also for higher current ranges (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersion hardened alloys of silver with 0.5 wt% MgO and NiO (ARGODUR 32) are produced by internal oxidation. While the melt-metallurgical alloy is easy to cold-work and form, the material becomes very hard and brittle after dispersion hardening. Compared to fine silver and hard-silver, this material has a greatly improved temperature stability and can be exposed to brazing temperatures up to 800°C without decreasing its hardness and tensile strength.
Because of these mechanical properties and its high electrical conductivity ARGODUR 32 is mainly used in the form of contact springs that are exposed to high thermal and mechanical stresses in relays and contactors for aeronautic applications.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-copper</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu3 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu5 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu 10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu28 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi0.15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgNiO15 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi0.15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgNiO15 after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu1.8Ni0.2 (ARGODUR 27) by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu1.8Ni0.2 (ARGODUR 27) after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!colspan="2" | Properties
|-
|Ag AgNi0.15
|Highest electrical and thermal conductivity, high affinity to sulfur (sulfide formation), low welding resistance, low contact resistance, very good formability
|Oxidation resistant at higher make currents, limited arc erosion resistance, tendency to material transfer in DC circuits, easy to braze and weld to carrier materials
|-
|Ag Alloys
|Increasing contact resistance with increasing
Cu content, compared to fine Ag higher arc erosion resistance and mechanical strength, lower tendency to material transfer
|Good formability, good brazing and welding properties
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Form of Supply
|-
|Ag AgNi0.15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relays, Micro switches, Auxiliary current switches, Control circuit devices, Appliance switches, Wiring devices (≤ 20A), Main switches
|'''Semi-finished Materials:''' Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, toplay profiles, seam- welded strips '''Contact Parts:''' Contact tips, solid and composite rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Special applications
|'''Semi-finished Materials:''' Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, seam-welded strips '''Contact parts:''' Contact tips, solid contact rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts
|-
|Ag99.5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniature relays, aerospace relays and contactors, erosion wire for injection nozzles
|Contact springs, contact carrier parts
|}
</figtable>

====Silver-Palladium Alloys====
The addition of 30 wt% Pd increases the mechanical properties as well as the resistance of silver against the influence of sulfur and sulfur containing compounds significantly (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> and <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Alloys with 40-60 wt% Pd have an even higher resistance against silver sulfide formation. At these percentage ranges however, the catalytic properties of palladium can influence the contact resistance behavior negatively. The formability also decreases with increasing Pd contents.

AgPd alloys are hard, arc erosion resistant, and have a lower tendency towards material transfer under DC loads (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). On the other hand, the electrical conductivity is decreased at higher Pd contents. The ternary alloy AgPd30Cu5 has an even higher hardness, which makes it suitable for use in sliding contact systems.

AgPd alloys are mostly used in relays for the switching of medium to higher loads (> 60V, > 2A) as shown in <xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>. Because of the high palladium price, these formerly solid contacts have been widely replaced by multi-layer designs such as AgNi0.15 or AgNi10 with a thin Au surface layer. A broader field of application for AgPd alloys remains in the wear resistant sliding contact systems.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd50 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgPd30, AgPd50, and AgPd30Cu5 after annealing of 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>''' Physical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Palladium Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point or Range [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Thermal Conductivity [W/m·K]
!Temp. Coefficient of the Electr. Resistance [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>HardnessCondition</th><th>Tensile StrengthRm[MPa]</th><th>Elongation A[%]min.</th><th>Vickers HardnessHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!colspan="2" | Properties
|-
|AgPd30-60
|Corrosion resistant, tendency to Brown Powder formation increases with Pd content, low tendency to material transfer in DC circuits, high ductility
|Resistant against Ag2S formation, low contact resistance, increasing hardness with higher Pd content, AgPd30 has highest arc erosion resistance, easy to weld and clad
|-
|AgPd30Cu5
|High mechanical wear resistance
|High Hardness
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th><th>Form of Supply</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Switches, relays, push-buttons,connectors, sliding contacts</td><td>'''Semi-finished Materials:'''Wires, micro profiles (weld tapes), cladcontact strips, seam-welded strips'''Contact Parts:'''Solid and composite rivets, weld buttons;clad and welded contact parts, stamped parts</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Sliding contacts, slider tracks</td><td>Wire-formed parts, contact springs, solidand clad stamped parts</td></tr></table>
</figtable>

===Silver Composite Materials===

====Silver-Nickel Materials====
Since silver and nickel are not soluble in each other in solid form and also show very limited solubility in the liquid phase, silver nickel composite materials with higher Ni contents can only be produced by powder metallurgy. During extrusion of sintered Ag/Ni billets into wires, strips and rods, the Ni particles embedded in the Ag matrix are stretched and oriented in the microstructure into a pronounced fiber structure (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> and <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>)

The high density produced during hot extrusion, aids the arc erosion resistance of these materials (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). The typical application of Ag/Ni contact materials is in devices for switching currents of up to 100A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). In this range, they are significantly more erosion resistant than silver or silver alloys. In addition, they exhibit with nickel contents < 20 wt% a low and over their operational lifetime consistent contact resistance and good arc moving properties. In DC applications Ag/Ni materials exhibit a relatively low tendency of material transfer distributed evenly over the contact surfaces (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Typically Ag/Ni materials are usually produced with contents of 10-40 wt% Ni. The most common used materials Ag/Ni 10 and Ag/Ni 20- and also Ag/Ni 15, mostly used in north america-, are easily formable and applied by cladding (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>, <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). They can be, without any additional welding aids, economically welded and brazed to the commonly used contact carrier materials.
The Ag/Ni materials with nickel contents of 30 and 40 wt% are used in switching devices, requiring a higher arc erosion resistance and where increases in contact resistance can be compensated through higher contact forces.

The most important applications for Ag/Ni contact materials are typically in relays, wiring devices, appliance switches, thermostatic controls, auxiliary switches and small contactors with nominal currents > 20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physical Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Silver Content</th><th>Density</th><th>Melting Point</th><th>ElectricalResistivityp</th><th colspan="2">Electrical Resistivity (soft)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Hardness Condition
!Tensile Strength Rm [Mpa]
!Elongation A (soft annealed) [%] min.
!Vickers Hardness HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Softening of Ag/Ni 90/10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Softening of Ag/Ni 80/20 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Ni 90/10 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Ni 80/20 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Properties
|-
|Ag/Ni 
|High arc erosion resistance at switching currents up to 100A, Resistance against welding for starting current up to 100A, low and over the electrical contact life nearly constant contact resistance for Ag/Ni 90/10 and Ag/Ni 80/20, ow and spread-out material transfer under DC load, non-conductive erosion residue on isolating components resulting in only minor change of the dielectric strength of switching devices, good arc moving properties, good arc extinguishing properties, good or sufficient ductility depending on the Ni content, easy to weld and braze
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Switching or Nominal Current
!Form of Supply
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relays Automotive Relays - Resistive load - Motor load
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Semi-finisched Materials:''' Wires, profiles, clad strips, Seam-welded strips, Toplay strips '''Contact Parts:''' Contact tips, solid and composite rivets, Weld buttons, clad, welded, brazed, and riveted contact parts
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Auxiliary current switches
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Appliance switches
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Wiring devices
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Main switches, Automatic staircase illumination switches
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Control Thermostats
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Load switches
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Contactors circuit breakers
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motor protective circuit breakers
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fault current circuit breakers
|≤ 100A
|rowspan="2" | Rods, Profiles, Contact tips, Formed parts, brazed and welded contact parts
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Power switches
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silver-Metal Oxide Materials Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
The family of silver-metal oxide contact materials includes the material groups: silver-cadmium oxide, silver-tin oxide, and silverzinc oxide. Because of their very good contact and switching properties like high resistance against welding, low contact resistance, and high arc erosion resistance, silver-metal oxides have gained an outstanding position in a broad field of applications. They are mainly used in low voltage electrical switching devices like relays, installation and distribution switches, appliances, industrial controls, motor controls, and protective devices (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silver-cadmium oxide materials'''

Silver-cadmium oxide materials with 10-15 wt% are produced by both, internal oxidation and powder metallurgical methods.

The manufacturing of strips and wires by internal oxidation starts with a molten alloy of silver and cadmium. During a heat treatment below it's melting point in an oxygen rich atmosphere of such a homogeneous alloy, the oxygen diffuses from the surface into the bulk of the material and oxidizes the Cd to CdO in a more or less fine particle precipitation inside the Ag matrix. The CdO particles are rather fine in the surface area and getting larger towards the center of the material (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

During the manufacturing of Ag/CdO contact material by internal oxidation, the processes vary depending on the type of semi-finished material. For Ag/CdO wires, a complete oxidation of the AgCd wire is performed, followed by wire-drawing to the required diameter (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> and <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>). The resulting material is used for example, in the production of contact rivets. For Ag/CdO strip materials two processes are commonly used: Cladding of an AgCd alloy strip with fine silver, followed by complete oxidation, results in a strip material with a small depletion area in the center of it's thickness and an Ag backing suitable for easy attachment by brazing (sometimes called "Conventional Ag/CdO"). Using a technology that allows the partial oxidation of a dual-strip AgCd alloy material in a higher pressure pure oxygen atmosphere, yields a composite Ag/CdO strip material that has - besides a relatively fine CdO precipitation - also an easily brazable AgCd alloy backing. These materials are mainly used as the basis for contact profiles and contact tips.

During powder metallurgical production, the powder mixed made by different processes are typically converted by pressing, sintering and extrusion to wires and strips. The high degree of deformation during hot extrusion, produces a uniform and fine dispersion of CdO particles in the Ag matrix while at the same time achieving a high density which is advantageous for good contact properties (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/>). To obtain a backing suitable for brazing, a fine silver layer is applied by either com-pound extrusion or hot cladding prior to or right after the extrusion.

For larger contact tips, and especially those with a rounded shape, the single tip Press-Sinter-Repress process (PSR) offers economical advantages. The powder mix is pressed into a die close to the final desired shape, the "green" tips are sintered, and in most cases, the repress process forms the exact final shape while at the same time, increasing the contact density and hardness.

Using different silver powders and minor additives for the basic Ag and CdO, starting materials can help influence certain contact properties for specialized applications.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Softening of internally oxidized (i.o.) Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of powder metallurgical (p.m.) Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of powder metallurgical Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of powder metallurgical Ag/CdO 88/12</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of powder metallurgical Ag/CdO 88/12 after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 i.o. a) close to surface b) in center area</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 p.m.: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

*'''Silver–tin oxide materials'''
Over the past years, many Ag/CdO contact materials have been replaced by Ag/SnO2 based materials with 2-14 wt% SnO2 because of the toxicity of Cadmium. This changeover was further favored by the fact that Ag/SnO2 contacts quite often show improved contact and switching properties such as lower arc erosion, higher weld resistance and a significant lower tendency towards material transfer in DC switching circuits (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>). Ag/SnO2 materials have been optimized for a broad range of applications by other metal oxide additives and modification in the manufacturing processes that result in different metallurgical, physical and electrical properties (<xr id="tab:tab2.28"/> and <xr id="tab:tab2.29"/>).

Manufacturing of Ag/SnO2 by ''internal oxidation'' is possible in principle, but during heat treatment of alloys containing > 5 wt% of tin in oxygen, dense oxide layers formed on the surface of the material prohibit the further diffusion of oxygen into the bulk of the material. By adding Indium or Bismuth to the alloy, the internal oxidation is possible and results in materials that typically are rather hard and brittle and may show somewhat elevated contact resistance and is limited to applications in relays. Adding a brazable fine silver layer to such materials results in a semifinished material, suitable for the manufacture as smaller weld profiles (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Because of their resistance to material transfer and low arc erosion, these materials find for example a broader application in automotive relays (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

''Powder metallurgy'' plays a significant role in the manufacturing of Ag/SnO2 contact materials. Besides SnO2 a smaller amount (<1 wt%) of one or more other metal oxides such as WO3, MoO3, CuO and/or Bi2O3 are added. These
additives improve the wettability of the oxide particles and increase the viscosity of the Ag melt. They also provide additional benefits to the mechanical and arcing contact properties of materials in this group (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide Contact Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Additives
!Theoretical Density [g/cm3]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV0,1]
!Tensile Strength [MPa]
!Elongation (soft annealed) A[%]min.
!Manufacturing Process
!Form of Supply
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15
|215
|35
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15
|270
|20
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 and WO3
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 and WO3
|9,9
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 and WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 and CuO
|10,4
|57 ± 2
|
|215
|35
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 and CuO
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 and CuO
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 and CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15
|240
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 and CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15
|240
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 and CuO
|9,9
|46 ± 5
|
|260
|20
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 and CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100
|230 - 330
|28
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 and CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106
|235 - 330
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 and CuO
|9,8
|
|95 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 and In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15
|310
|25
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15
|325
|25
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15
|330
|20
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips

In the manufacture for the initial powder mixes, different processes are applied which provide specific advantages of the resulting materials in respect to their contact properties . Some of them are described here as follows:
:'''a) Powder blending from single component powders''' In this common process all components, including additives that are part of the powder mix, are blended as single powders. The blending is usually performed in the dry stage in blenders of different design.

:'''b) Powder blending on the basis of doped powders''' For incorporation of additive oxides in the SnO2 powder, the reactive spray process has shown advantages. This process starts with a waterbased solution of the tin and other metal compounds. This solution is nebulized under high pressure and temperature in a reactor chamber. Through the rapid evaporation of the water, each small droplet is converted into a salt crystal and from there gets transformed by oxidation into a tin oxide particle in which the additive metals are distributed evenly as oxides. The so created doped AgSnO2 powder is then mechanically mixed with silver powder.

:'''c) Powder blending based on coated oxide powders''' In this process, tin oxide powder is blended with lower melting additive oxides such as for example Ag2 MoO4 and then heat treated. The SnO2 particles are coated in this step with a thin layer of the additive oxide.

:'''d) Powder blending based on internally oxidized alloy powders''' A combination of powder metallurgy and internal oxidation this process starts with atomized Ag alloy powder which is subsequently oxidized in pure oxygen. During this process the Sn and other metal components are transformed to metal oxide and precipitated inside the silver matrix of each powder particle.

:'''e) Powder blending based on chemically precipitated compound powders''' A silver salt solution is added to a suspension of for example SnO2 together with a precipitation agent. In a chemical reaction, silver and silver oxide respectively are precipitated around the additive metal oxide particles, who act as crystallization sites. Further chemical treatment then reduces the silver oxide with the resulting precipitated powder, being a mix of Ag and SnO2.

Further processing of these differently produced powders follows the conventional processes of pressing, sintering and hot extrusion to wires and strips. From these contact parts, contact rivets and tips are manufactured. To obtain a brazable backing, the same processes as used for Ag/CdO are applied. As for Ag/CdO, larger contact tips can also be manufactured using the press-sinter-repress (PSR) process (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).
<div id="figures">

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 92/8 PE by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 88/12 PE by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of oxidized Ag/SnO2 88/12 PW4 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO2 88/12 TOS F by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO2 88/12P by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 SP after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 88/12 WPD by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 SPW: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Material</th><th rowspan="2">Additives</th><th rowspan="2">Density[ g/cm3]</th><th rowspan="2">ElectricalResistivity[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElectricalConductivity</th><th rowspan="2">VickersHardnessHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO andBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO andBi2 O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Form of Support: formed parts, stamped parts, contact tips
</figtable>

*'''Silver–zinc oxide materials'''
Silver zinc oxide contact materials with mostly 6 - 10 wt% oxide content, including other small metal oxides, are produced exclusively by powder metallurgy [[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]. Adding WO3 or Ag2WO4 in the process - as described in the preceding chapter on Ag/SnO2 - has proven most effective for applications in AC relays, wiring devices, and appliance controls. Just like with the other Ag metal oxide materials, semi-finished materials in strip and wire form are used to manufacture contact tips and rivets. Because of their high resistance against welding and arc erosion Ag/ZnO materials present an economic alternative to Cd free Ag-tin oxide contact materials (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> and <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Zinc Oxide Contact'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Additives
!Density [g/cm3]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical Conductivity [% IACS] [MS/m]
!Vickers Hardness Hv1
!Tensile Strength [MPa]
!Elongation (soft annealed) A[%]min.
!Manufacturing Process
!Form of Supply
|-
|Ag/ZnO 92/8P 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Powder Metallurgy a) indiv. powders
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Powder Metallurgy c) coated
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Powder Metallurgy c) coated
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8WP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Powder Metallurgy with Ag backing a) individ.
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Powder Metallurgy c) coated
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Powder Metallurgy c) coated
|2
|}
</figtable>

1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 PW25 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/ZnO 92/8 PW25 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 after annealing for 1hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/ZnO 92/8 PW25: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/ZnO 92/8 WPW25:a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/ZnO contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimizing of Silver–Tin Oxide Materials Regarding their Switching Properties and Forming Behavior'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material/Material Group</th><th>Special Properties<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Especially suitable for automotive relays(lamp loads)</td><td>Good formability (contact rivets)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Especially suited for high inductiveDC loads</td><td>Very good formability (contact rivets)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Especially suited for severe loads (AC-4)and high switching currents</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Especially suitable for high inductive DCloads</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Properties
|-
|Ag/SnO2 
|Environmentally friendly materials, 
Very high resistance against welding during current-on-switching, Weld resistance increases with higher oxide contents, 
Low and stable contact resistance over the life of the device and good temperature rise properties through use of special additives, 
High arc erosion resistance and contact life, 
Very low and flat material transfer during DC load switching, 
Good arc moving and very good arc extinguishing properties
|-
|Ag/ZnO 
|Environmentally friendly materials, 
High resistance against welding during current-on-switching (capacitor contactors), 
Low and stable contact resistance through special oxide additives, Very high arc erosion resistance at high switching currents, 
Less favorable than Ag/SnO2 for electrical life and material transfer, 
With Ag2WO4 additive especially suitable for AC relays
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired againstAg/C), (Main) Power switches</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuitbreakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</td></tr></table>
</figtable>

====Silver–Graphite Materials====
Ag/C contact materials are usually produced by powder metallurgy with graphite contents of 2 – 6 wt% (<xr id="tab:tab2.32"/>). The earlier typical manufacturing process of single pressed tips by pressing - sintering - repressing (PSR) has been replaced in Europe for quite some time by extrusion. In North America and some other regions however the PSR process is still used to some extend mainly for cost reasons.

The extrusion of sintered billets is now the dominant manufacturing method for semi-finished AgC materials. The hot extrusion process results in a high density material with graphite particles stretched and oriented in the extrusion direction [[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]. Depending on the extrusion method in either rod or strip form, the graphite particles can be oriented in the finished contact tips perpendicular or parallel to the switching contact surface (<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> and <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Since the graphite particles in the Ag matrix of Ag/C materials prevent contact tips from directly being welded or brazed, a graphite free bottom layer is required. This is achieved by burning out (de-graphitizing) the graphite selectively on one side of the tips.

Ag/C contact materials exhibit on the one hand an extremely high resistance to contact welding but on the other have a low arc erosion resistance. This is caused by the reaction of graphite with the oxygen in the surrounding atmosphere at the high temperatures created by the arcing. The weld resistance is especially high for materials with the graphite particle orientation parallel to the arcing contact surface. Since the contact surface after arcing consists of pure silver, the contact resistance stays consistantly low during the electrical life of the contact parts.

A disadvantage of the Ag/C materials is their rather high erosion rate. In materials with parallel graphite orientation this can be improved, if a part of the graphite is incorporated into the material (Ag/C DF) in the form of fibers (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). The weld resistance is determined by the total content of graphite particles.

Ag/C tips with vertical graphite particle orientation are produced in a specific sequence: Extrusion to rods, cutting of double thickness tips, burning out of graphite to a controlled layer thickness, and a second cutting to single tips. Such contact tips are especially well suited for applications which require both, a high weld resistance and a sufficiently high arc erosion resistance (<xr id="tab:tab2.33"/>). For attachment of Ag/C tips welding and brazing techniques are applied.

Welding the actual process depends on the material's graphite orientation. For Ag/C tips with vertical graphite orientation the contacts are assembled with single tips. For parallel orientation a more economical attachment starting with contact material in strip or profile tape form is used in integrated stamping and welding operations with the tape fed into the weld station, cut off to tip form and then welded to the carrier material before forming the final contact assembly part. For special low energy welding, the Ag/C profile tapes can be pre-coated with a thin layer of high temperature brazing alloys such as CuAgP.

In a rather limited way, Ag/C with 2 – 3 wt% graphite can be produced in wire form and headed into contact rivet shape with low head deformation ratios.

The main applications for Ag/C materials are protective switching devices such as miniature molded case circuit breakers, motor-protective circuit breakers, and fault current circuit breakers, where during short circuit failures, highest resistance against welding is required (<xr id="tab:tab2.34"/>). For higher currents the low arc erosion resistance of Ag/C is compensated by asymmetrical pairing with more erosion resistant materials such as Ag/Ni, Ag/W and Ag/WC.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C 96/4 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C 96/4 after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C DF by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C DF after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 97/3: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 95/5: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 96/4: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C DF: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag/Ni 90/10 backing layer</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physical Properties of Silver–Graphite Contact Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical Conductivity [% IACS] [MS/m]
!Vickers-Hardnes HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF[[#text-reference1|1]]
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|-
|}
<div id="text-reference1">1 Graphite content 3.8 wt%, Graphite particles and fibers parallel to switching surface</div>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Contact and Switching properties of Silver–Graphite Contact Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Properties</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Highest resistance against welding during make operations at high currents,High resistance against welding of closed contacts during short circuit,Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,Low arc erosion resistance, especially during break operations, Higher arc erosion with increasing graphite contents, at the same time carbon build-up on switching chamber walls increases, silver-graphite with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,Limited formability,Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply of Silver– Graphite Contact Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th><th>Form of Supply</th></tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</td><td>Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO2, Ag/ZnO,(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</td><td>Contact tips, brazed and welded contactparts, some contact rivets withAg/C97/3</td></tr></table>
</figtable>

==References==
[[Contact Materials for Electrical Engineering#References|References]]

[[de:Werkstoffe_auf_Silber-Basis]]

Werkstoffe auf Silber-Basis

2025-05-09T12:46:04Z

Doduco Admin:

===Feinsilber===
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch
Kurzschlüsse verursachen.

Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/>). Silber
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>). Weitere Angaben zu den verschiedenen
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.

Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> und <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>).
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.

Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen
verbreitet Anwendung.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Bezeichnung</th><th>Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</th><th>Beimengungen[ppm]</th><th>Hinweise für die Verwendung</th></tr><tr><td>SpektralreinesSilber</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</td></tr><tr><td>Hochreines Silber, sauerstofffrei</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Barren und Granalien für Legierungszwecke</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Verunreinigungen
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Schüttdichte
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Stampfvolumen
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten
|-
|Pressdichte
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinterdichte
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volumenschrumpfung
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Glühverlust
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung 
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse 
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silber-Legierungen===
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Durch die metallische Zusatzkomponente
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silber-Anteil [wt%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
!E-Modul [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi 0,15 
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24,5Ni0,5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99,5NiMg ARGODUR 32 unvergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 vergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand
a) geglüht und abgeschreckt
b) bei 280°C angelassen</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm [MPa]</th><th>Dehnung A [%] min.</th><th>VickershärteHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi 0,15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Feinkornsilber====
Unter Feinkornsilber versteht man eine Silberlegierung mit
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.

====Hartsilber-Legierungen====
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des
Silbers deutlich erhöht (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> und <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>).
Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit
auf.

Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.

Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.

Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch
bei Feinsilber angewandt werden.

Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der
Luft- und Raumfahrt.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Kupfer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu5
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von ARGODUR 27
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|Ag AgNi0,15 
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit
|-
|Ag-Legierungen
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag AgNi0,15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relais, Mikroschalter, Hilfsstromschalter, Befehlsschalter, Schalter für Hausgeräte, Lichtschalter (≤ 20A), Hauptschalter
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Spezielle Anwendungen
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|Ag99,5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile
|}
</figtable>

====Silber-Palladium-Legierungen====
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.

AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Allerdings
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft
auswirkt.

AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Draht- oder
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.

AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>). Aufgrund des hohen
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage ersetzt.
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte
gefunden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Palladiumanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm[MPa]</th><th>Dehnung A[%]min.</th><th>VickershärteHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|AgPd30-60
|Korrosionsbeständig, mit steigendem Pd-Anteil nimmt „brown-powder“-Bildung zu, geringere Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, hohe Verformbarkeit
|beständig gegenüber Ag2S Bildung, niedriger Kontaktwiderstand, hohe Härte bei höherem Pd-Anteil, Abbrandfestigkeit von AgPd30 am höchsten, gut schweiß- und plattierbar
|-
|AgPd30Cu5
|hohe mechanische Verschleißfestigkeit
|hohe Härte
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferformen</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Schalter, Relais, Taster,Steckverbinder, Gleitkontakte</td><td>'''Halbzeuge:'''Drähte, Mikroprofile, Kontaktbimetalle,rollennahtgeschweißte Profile'''Kontaktteile:'''Massive- und Bimetallniete,plattierte und geschweißte Kontaktteile, Stanzteile</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Gleitkontakte, Gleitbahnen</td><td>Drahtbiegeteile, Kontaktfedern,massive und plattierte Stanzteile</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Verbundwerkstoffe===

====Silber-Nickel Werkstoffe====
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>).

Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). Das
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Ag/Ni Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von
10-40 Massen-% hergestellt. Ag/Ni 10 und Ag/Ni 20, die am häufigsten
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>,  <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). Sie
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni Werkstoffe mit Nickel-
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden
können.

Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Silberanteil</th><th>Dichte</th><th>Schmelztemperatur</th><th>Spez. elektr.
Widerstandp</th><th colspan="2">Elektrische
Leitfähigkeit (weich)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Festigkeitszustand
!Zugfestigkeit Rm [Mpa]
!Dehnung (weichgeglüht) [%] min.
!Vickershärte HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/Ni 
|Hohe Abbbrandfestigkeit bei Schaltströmen bis 100A,
Sicherheit gegen Verschweißen bei Einschaltströmen bis 100A,
niedriger und über die Schaltstücklebensdauer nahezu konstanter
Kontaktwiderstand bei Ag/Ni 90/10 und Ag/Ni 80/20,
geringe flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
nichtleitende Abbrandrückstände auf Isolierstoffen, daher nur geringe
Beeinträchtigung der Spannungsfestigkeit des Schaltgerätes,
gutes Lichtbogenlaufverhalten,
günstige Lichtbogenlöscheigenschaften,
gute bis ausreichende Verformbarkeit entsprechend der
Werkstoffzusammensetzung, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Schalt- bzw.
Bemessungsströme
!Lieferform
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relais Kfz-Relais
-Widerstandslast
-Motorlast
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Halbzeuge:''' Drähte, Profile,
Kontaktbimetalle,
rollennahtgeschweißte
Profile,
Toplay-Profile '''Kontaktteile::''' Kontaktauflagen,
Massiv-und
Bimetallniete,
Aufschweißkontakte, 
plattierte,
geschweißte,
gelötete und genietete
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Hilfsstromschalter
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Schalter für Hausgeräte
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Lichtschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Hauptschalter,
Treppenhausautomaten
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Regel- und Steuerschalter,
Thermostate
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Lastschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Motorschalter (Schütze)
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motorschutzschalter
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fehlerstromschutzschalter
|≤ 100A
|rowspan="2" | Stangen, Profile,
Kontaktauflagen,
Formteile, gelötete
und geschweißte
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Leistungsschalter
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:
Silber-Cadmiumoxid, Silber-Zinnoxid und Silber-Zinkoxid.
Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silber-Cadmiumoxid'''

Silber-Cadmiumoxid Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem
Wege hergestellt.

Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>).
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu
einer bestimmten Tiefe ausgeführt. Die so erhaltenen Zweischichtbänder
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.

Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>). Die für Bänder und Plättchen
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem
Strangpressvorgang erzielt.

Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<captionVerfestigungsverhalten
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und
unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich
b) innerer Bereich</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

*'''Silber-Zinnoxid Werkstoffe'''
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO2-Werkstoffe mit 2-14
Massen-% SnO2 ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,
dass Ag/SnO2 -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>).
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO2-
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/> und <xr id="tab:tab2.29"/>).

Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO2-Werkstoffe sind sehr
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO2-Einlagerungen
herzustellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/>). Dies gelingt durch Optimierung des
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid Werkstoffen spielt die
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO3,
MoO3, CuO und/oder Bi2O3 zugemischt, die im Schaltbetrieb an der
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen
und Schalteigenschaften der Ag/SnO2 -Werkstoffe (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physikalische und mechanische Eigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinn-Oxid-Kontaktmaterialien'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Zusätze
!Theoretische Dichte [g/cm3]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte 
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsprozess
!Art der Bereitstellung
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15 HV0,1
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15 HV0,1
|270
|20
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|68 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 und WO3
|
|
|60 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 und WO3
|9,9
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 und WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 und CuO
|10,4
|57 ± 2
|45 ± 15 HV5
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 und CuO
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 und CuO
|10,0
|53 ± 2
|58 ± 15 HV0,1
|230
|30
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 und CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15 HV0,1
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,9
|46 ± 5
|75 ± 15 HV5
|260
|20
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100 HV0,1
|230 - 330
|28
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106 HV0,1
|235 - 330
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|
|95 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 und In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15 HV0,1
|310
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15 HV0,1
|325
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15 HV0,1
|330
|20
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stäbe, Kontaktnieten 2 = Bänder, Profile, Kontaktstifte

Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben. Einige
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' Bei diesem klassischen Verfahren der Pulvermetallurgie werden alle, in den Werkstoff eingebrachten Komponenten, einschließlich der Zusätze, als Einzelpulver miteinander vermischt. Das Mischen der Pulver erfolgt üblicherweise trocken in Mischern unterschiedlicher Bauart.

:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' Für den Einbau von Zusatzoxiden in das Zinnoxid hat sich das Reaktions-Sprüh-Verfahren (RSV) als vorteilhaft erwiesen. Bei diesem Verfahren wird von einer wässrigen Lösung ausgegangen, in der Zinn sowie die als Zusätze verwendeten Metalle in Form chemischer Verbindungen vorliegen. Diese wässrige Lösung wird unter hohem Druck in einer heißen Reaktionskammer verdüst. Durch die schlagartige Verdampfung des Wassers entsteht aus jedem einzelnen Tröpfchen zunächst ein Salzkristall und hieraus durch Oxidation ein Zinnoxid-Partikel, in dem die Zusatzmetalle in oxidierter Form gleichmäßig verteilt vorliegen. Das so erhaltene „dotierte“ Zinnoxidpulver wird anschließend mit Silberpulver vermischt.

:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag2 MoO4 , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.

:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' Dieses Verfahren schließt sowohl Arbeitsschritte der Pulvermetallurgie als auch der inneren Oxidation ein. Ausgegangen wird dabei von einer Silber-Metall-Legierung, die geschmolzen und anschließend zu feinkörnigem Pulver verdüst wird. Dieses Legierungspulver wird in sauerstoffhaltiger Atmosphäre geglüht, wobei sich das im Silber gelöste Zinn sowie weitere Zusatzmetalle als Oxidpartikel ausscheiden.

:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO2 werden eine Silbersalzlösungzusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.

Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen
Verfahren angewandt, wie bei Ag/CdO beschrieben (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).

Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
hergestellt werden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur S trangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 SPW: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung,1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel zur Strangpressrichtung,
1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Werkstoff</th><th rowspan="2">Metalloxid-Zusätze</th><th rowspan="2">Dichte[ g/cm3]</th><th rowspan="2">Spez. elektr.Widerstand[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElektrischeLeitfähigkeit (weich)</th><th rowspan="2">VickershärteHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO undBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO undBi2O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Lieferformen: Formteile, Pressteile, Plättchen
</figtable>

*'''Silber-Zinkoxid Werkstoffe'''
Silber-Zinkoxid Werkstoffe mit 6-10 Massen-% Oxidanteil,
einschließlich geringer Metalloxidzusätze, werden ausschließlich auf
pulvermetallurgischem Wege gefertigt ([[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]). Besonders bewährt hat sich der Zusatz
Ag2WO4 - nach Verfahrensweg c) in den Werkstoff eingebracht - für Anwendungen in Wechselstrom-Relais, Lichtschaltern und Schaltern für Hausgeräte.
Wie bei den anderen Silber-Metalloxid-Werkstoffen werden zunächst Halbzeuge
hergestellt, aus denen dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt werden.
Ag/ZnO-Werkstoffe stellen aufgrund ihrer hohen Verschweißresistenz und
Abbrandfestigkeit in manchen Anwendungen eine wirtschaftlich günstige
Alternative zu Ag/SnO2 dar (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> und <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silberanteil [Massen-%]
!Zusätze
!Dichte [g/cm3]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte Hv1
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsverfahren
!Lieferform
|-
|Ag/ZnO 92/8SP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Pulvermetallurgie
a) Einzelpulver
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8SP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken a) Einzelpulver
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stangen, Niete, 2) Streifen, Bänder, Profile, Plättchen

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 WPW25
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/ZnO 92/8 WPW25 nach 1h Glühdauer
und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 PW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 WPW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/ZnO-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff/Werkstoffgruppe</th><th>Spezielle Eigenschaften<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Besonders geeignet für Kfz-Relais
(Lampenlast)</td><td>gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td>sehr gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Besonders geeignet für Schwerlastbetrieb
(AC-4) und hohe Schaltströme</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/SnO2 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
sehr hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen,
Sicherheit gegenüber Verschweißungen mit steigendem Oxidgehalt zunehmend,
niedriger und über die Gerätelebensdauer weitgehend stabiler Kontaktwiderstand
und günstiges Übertemperaturverhalten durch spezielle Oxidzusätze,
hohe Abbrandfestigkeit und Schaltstücklebensdauer,
sehr geringe, flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
günstige Lichtbogenlaufeigenschaften, sehr gutes Lichtbogenlöschverhalten
|-
|Ag/ZnO 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen (Kondensatorschütze),
niedriger und konstanter Kontaktwiderstand durch spezielle Oxidzusätze,
besonders hohe Abbrandfestigkeit bei hohen Schaltströmen,
hinsichtlich Materialwanderung und Lebensdauer bei Gleichstromlast ungünstiger
als Ag/SnO2 ,mit Zusatz Ag2WO4 besonders geeignet für Wechselstrom-Relais und Schalter in Hausgeräten,
in den sonstigen Eigenschaften vergleichbar mit Ag/SnO2
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Mikroschalter, Elementarrelais, Kfz-Relais, Schalter für Hausgeräte,
Hauptschalter, Motorschalter ( Schütze ), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Lichtschalter, Wechselstrom-Relais, Schalter für Hausgeräte
Motorschutzschalter ( gepaart mit Ag/Ni bzw. Ag/C), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr></table>
</figtable>

====Silber-Grafit Werkstoffe====
Ag/C Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/>). Die früher
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine
gewisse Bedeutung.

Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren
für Ag/C-Halbzeuge. Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]). Je nach Art des Strangpressens, als Band
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht
oder parallel zur Schaltfläche angeordnet
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.

Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer
gleichbleibend niedrig.

Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern in den
Werkstoff (Ag/C DF) eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). Das Schweißverhalten wird dabei durch
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.

Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/>). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit
im Schaltbetrieb erfordern.

Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,
können die Ag/C-Profile auch mit einer dünnen
Hartlotschicht versehen werden.

In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet
werden.

Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/>). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C 96/4 D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C 96/4 D</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C DF</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 97/3 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 95/5 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 96/4 D a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C DF a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag/Ni 90/10-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Silberanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelztemperatur [°C]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2 
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3 
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4 
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5 
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF GRAPHOR DF*)
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|
|}
</figtable>

<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche 

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Höchste Sicherheit gegenüber Verschweißungen beim Einschalten hoher Ströme,
hohe Sicherheit hinsichtlich Verschweißen geschlossener Kontakte im
Kurzschlussfall,

Zunahme der Verschweißresistenz mit steigendem Grafit-Anteil,
niedriger Kontaktwiderstand,

ungünstiges Abbrandverhalten insbesondere beim Ausschalten,
mit zunehmendem Grafit-Anteil erhöhter Abbrand;

gleichzeitig nimmt die Verrußung der Schaltkammerwände zu,

Ag/C mit senkrechter Orientierung der Grafit-Partikel weist Vorteile
hinsichtlich Abbrandfestigkeit,
mit paralleler Orientierung Vorteile
hinsichtlich Verschweißresistenz auf,

ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten; daher Einsatz in unsymmetrischer
Paarung,
begrenzte Umformbarkeit,

löt- und schweißbar durch ausgebrannten Rücken,
Ag/C ist hinsichtlich Abbrandfestigkeit und
Verschweißverhalten optimiert.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff
</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferform</th></tr><tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motorschutzschalter, gepaart mit
Ag/Ni</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontakniete</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Leitungsschutzschalter, gepaart mit
Cu,
Motorschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni,
Fehlerstromschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni, Ag/W, Ag/W</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontaktniete bei Ag/C 97/3<td/></tr></table>
</figtable>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Silver_Based_Materials]]

Physical Properties of the Most Important Metals

2025-04-17T13:44:25Z

Doduco Admin:

The following tables list the physical properties of the most technically significant pure metals as well as carbon. The values given may vary considerably, depending on the degree of purity and sometimes they are also difficult to determine. In compiling the data from the available literature, we selected those that are currently the most probable. Some properties are anisotropic and vary with the crystalline structure of the metal.</onlyinclude> In those cases, we listed the value applicable to the poly-crystalline stage. 

<figtable id="tab:Mechanical Properties of the Most Important Metals">
<caption>'''Mechanical Properties of the Most Important Metals'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Element/Metal
!Density [[#text-reference|1]]
[g/cm³]
!Modulus of
Elasticity [[#text-reference|1]][GPa]
!Shear Modulus
[GPa]
!Transvers Contraction Coeffic.
|-
|Aluminum
|2.70
|65
|27
|0.34
|-
|Antimony
|6.62
|56
|20.4
|0.28
|-
|Beryllium
|1.85
|298
|150
|0.12
|-
|Lead
|11.36
|14.5
|6
|0.44
|-
|Cadmium
|8.65
|57.5
|29
|0.30
|-
|Chromium
|7.19
|160
|
|0.25
|-
|Iron
|7.89
|208
|83
|0.28
|-
|Gallium
|5.91
|9.6
|
|0.46
|-
|Gold
|19.32
|79
|28
|0.42
|-
|Indium
|7.31
|11
|
|0.45
|-
|Iridium
|22.65
|538
|214
|0.26
|-
|Cobalt
|8.85
|216
|
|0.31
|-
|Carbon (Graphite)
|2.1-2.3
|5
|
|
|-
|Copper
|8.95
|115
|48
|0.34
|-
|Magnesium
|1.74
|46
|18
|0.28
|-
|Manganese
|7.43
|165
|77
|0.24
|-
|Molybdenum
|10.21
|347
|122
|0.30
|-
|Nickel
|8.90
|216
|83
|0.31
|-
|Niobium
|8.57
|113
|39
|0.38
|-
|Osmium
|22.61
|570
|220
|0.25
|-
|Palladium
|12.02
|124
|51
|0.39
|-
|Platinum
|21.45
|173
|67
|0.39
|-
|Mercury
|13.55
|
|
|
|-
|Rhenium
|21.04
|480
|215
|0.26
|-
|Rhodium
|12.41
|386
|153
|0.26
|-
|Ruthenium
|12.45
|485
|172
|0.29
|-
|Silver
|10.49
|82
|27
|0.37
|-
|Tantalum
|16.60
|188
|70
|0.35
|-
|Titanium
|4.51
|120
|43
|0.34
|-
|Vanadium
|6.10
|136
|52
|0.36
|-
|Bismuth
|9.80
|33
|13
|0.33
|-
|Tungsten
|19.32
|360
|158
|0.30
|-
|Zinc
|7.13
|96
|36
|0.29
|-
|Tin
|7.30
|47
|18
|0.33
|-
|Zirconium
|6.49
|98
|36
|0.33
|-
|}
<div id="text-reference">1 at 20°C</div>
</figtable>
 
 
<figtable id="tab:Atomic properties of the most important metals">
<caption>'''Atomic properties of the most important metals'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Element/Metal
!Chemical Symbol
!Atomic Number
!Atomic Weight
!Crystal Structure [[#text-reference1|1]]
!Lattic Parameters [[#text-reference1|1]] a or b [[#text-reference2|2]] [1010m]
!Lattic Parameters [[#text-reference1|1]] a or b [[#text-reference2|2]] [10-10m]
!Work Function [eV]
!Ionization Potential [eV]
|-
|Aluminum
|Al
|13
|26,98
|foc
|4,049
|
|4,08 - 4,3
|5,98
|-
|Antimony
|Sb
|51
|121,75
|rhl
|4,507
|
|4,1
|8,64
|-
|Beryllium
|Be
|4
|9,01
|hcp
|2,286
|3,584
|3,2 - 3,9
|9,32
|-
|Lead
|Pb
|87
|207,19
|fcc
|4,949
|
|4,0 - 4,1
|7,42
|-
|Cadmium
|Cd
|48
|112,40
|hcp
|2,979
|5,617
|3,7 - 4,1
|8,99
|-
|Chromium
|Cr
|24
|52,00
|bcc
|2,884
|
|4,4 - 4,7
|6,76
|-
|Iron
|Fe
|26
|55,85
|bcc
|2,866
|
|4,1 - 4,5
|7,9
|-
|Gallium
|Ga
|31
|69,72
|ort
|4,524
|7,661
|3,8 - 4,1
|6,0
|-
|Gold
|Au
|79
|196,97
|fcc
|4,078
|
|4,3 - 5,1
|9,22
|-
|Indium
|In
|49
|114,82
|tet
|4,594
|4,951
|4,0
|5,79
|-
|Iridium
|Ir
|77
|192,20
|fcc
|3,839
|
|4,6 - 5,3
|9,1
|-
|Cobalt
|Co
|27
|58,93
|hcp
|2,507
|4,069
|4,4 - 4,6
|7,86
|-
|Carbon (Graphite)
|C
|6
|12,01
|hcp-layered lattic[[#text-reference3|3]]
|2,456
|6,696
|4,8
|11,27
|-
|Copper
|Cu
|29
|63,54
|fcc
|3,615
|
|4,4
|7,72
|-
|Magnesium
|Mg
|12
|24,31
|hcp
|3,209
|5,210
|3,7
|7,64
|-
|Manganese
|Mn
|25
|54,94
|complex cubic
|8,912
|
|3,8 - 4,1
|6,0
|-
|Molybdenum
|Mo
|42
|95,94
|bcc
|3,147
|
|4,1 - 4,5
|7,18
|-
|Nickel
|Ni
|28
|58,71
|fcc
|3,524
|
|5,0 - 5,2
|7,63
|-
|Niobium
|Nb
|41
|92,91
|bcc
|3,301
|
|4,0
|6,77
|-
|Osmium
|Os
|76
|190,23
|hcp
|2,734
|4,320
|4,5
|8,7
|-
|Palladium
|Pd
|46
|106,40
|fcc
|3,890
|
|4,5 - 5,0
|8,34
|-
|Platinum
|Pt
|78
|195,09
|fcc
|3,931
|
|4,1 - 5,5
|9,0
|-
|Mercury
|Hg
|80
|200,59
|rhl[[#text-reference4|4]]
|3,061[[#text-reference4|4]]
|
|4,5
|10,44
|-
|Rhenium
|Re
|75
|186,20
|hcp
|2,760
|4,458
|4,7 - 5,0
|7,8
|-
|Rhodium
|Rh
|45
|102,91
|fcc
|3,804
|
|4,6 - 4,9
|7,46
|-
|Ruthenium
|Ru
|44
|101,07
|hcp
|2,704
|4,281
|4,5
|7,37
|-
|Silver
|Ag
|47
|107,87
|fcc
|4,086
|
|4,3
|7,57
|-
|Tantalum
|Ta
|73
|180,95
|bcc
|3,303
|
|4,0 - 4,2
|7,89
|-
|Titanium
|Ti
|2
|47,90
|hcp
|2,950
|4,683
|4,0 - 4,4
|6,83
|-
|Vanadium
|V
|23
|50,94
|bcc
|3,039
|
|3,8 - 4,2
|6,71
|-
|Bismuth
|Bi
|83
|208,98
|rhl
|4,746
|
|4,1 - 4,5
|8,0
|-
|Tungsten
|W
|74
|183,85
|bcc
|3,158
|
|4,3 - 5,0
|7,98
|-
|Zinc
|Zn
|30
|65,37
|hcp
|2,665
|4,947
|3,1 - 4,3
|9,39
|-
|Tin
|Sn
|50
|118,69
|tet
|5,831
|3,181
|3,6 - 4,1
|7,33
|-
|Zirconium
|Zr
|40
|91,22
|hcp
|3,231
|5,148
|3,7 - 4,3
|6,92
|-
|}
<div id="text-reference1">1 at 20°C</div>
<div id="text-reference2">2 for rhombohedral crystals, the rhombohedra angle α is given in angle degrees and minutes; for orthorhombic crystals the parameter β is shown in m x 10-10</div>
<div id="text-reference3">3 α-crystal</div>
<div id="text-reference4">4 at -50°C</div>
</figtable>
fcc = cubic face cenered // bcc = cubic body centered // hcp = hexagonal dense spherical
ort = orthorhombic // tet = tetragonal // rhl = rhombohedral
 
 
<figtable id="tab:Thermal properties of the most important metals">
<caption>'''Thermal properties of the most important metals'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Element/Metal
!Specific Heat [[#text-reference5|1]] [kJ/(K*kg)]
!Softening Temperature [°C]
!Melting Point [°C]
!Heat of Fusion [kJ/kg]
!Vapor Pressure at Melting Point [Pa]
!Boiling Point [°C]
!Heat of Vaporizing [kJ/g]
!Thermal Conductivity [W/(m*K)]
!Linear Expansion Coefficient[[#text-reference6|2]] [10-6m/K]
!Volume Change at Solidification [%]
|-
|Aluminum
|0,900
|150
|660
|398
|2,5x10-6
|2467
|10,47
|237
|23,6
| -6,5
|-
|Antimony
|0,210
|
|630
|163
|2,5x10-9
|1587
|1,97
|24,3
|10,5
| +9,5
|-
|Beryllium
|1,824
|
|1277
|1090
|4,3
|2477
|
|200
|12,3
|
|-
|Lead
|0,130
|200
|327
|25
|4,21x10-7
|1750
|24,70
|35,3
|29,3
| -3,5
|-
|Cadmium
|0,230
|
|321
|54
|14,8
|767
|0,88
|96,8
|41,0
| -4,0
|-
|Chromium
|0,450
|
|1857
|314
|990
|2672
|5,86
|93,7
|6,2
|
|-
|Iron
|0,444
|500
|1537
|268
|7,05
|2750
|80,2
|12,2
| -3,0
|
|-
|Gallium
|0,370
|
|29,8
|80,4
|9,6x10-36
|2204
|3,90
|40,6
|18,0
| +3,0
|-
|Gold
|0,128
|100
|1064
|63
|2,4x10-3
|3080
|1,55
|317
|14,3
| -5,1
|-
|Indium
|0,233
|
|157
|28,5
|1,5x10-17
|2072
|1,97
|81,6
|
| -2,5
|-
|Iridium
|0,130
|
|2410
|144
|1,5
|4130
|3,31
|147
|6,5
|
|-
|Cobalt
|0,420
|
|1495
|260
|175
|2927
|6,66
|100
|13,8
|
|-
|Carbon (Graphite)
|0,720
|
|
|
|
|3825 sublimiert
|119 - 165
|155
|
|
|-
|Copper
|0,385
|190
|1084
|205
|5,2x10-2
|2567
|4,77
|401
|16,5
| -4,2
|-
|Magnesium
|1,020
|
|650
|373
|361
|1107
|5,44
|156
|26,0
| -4,1
|-
|Manganese
|0,480
|
|1244
|264
|121
|1962
|4,10
|7,8
|23,0
| -1,7
|-
|Molybdenum
|0,250
|900
|2623
|292
|3,6
|4639
|5,61
|138
|5,2
|
|-
|Nickel
|0,440
|520
|1453
|301
|237
|2913
|6,45
|90,7
|13,0
| -2,5
|-
|Niobium
|0,272
|
|2477
|289
|7,9x10-2
|4744
|7,79
|53,7
|7,3
|
|-
|Osmium
|0,130
|
|3045
|141
|2,52
|5012
|3,81
|87,6
|6,5
|
|-
|Palladium
|0,244
|
|1554
|143
|1,33
|2970
|3,48
|71,8
|11,1
| -5,5
|-
|Platinum
|0,130
|540
|1772
|113
|3,2x10-2
|3827
|2,62
|71,6
|9,0
| -6,0
|-
|Mercury
|0,140
|
| -38,9
|11,7
|3,1x10-4
|357
|0,29
|8,34
|60,8
| -3,7
|-
|Rhenium
|0,137
|
|3186
|178
|3,24
|5596
|3,42
|72
|6,7
|
|-
|Rhodium
|0,242
|
|1966
|211
|6,36x10-1
|3695
|5,19
|150
|8,5
| -10,8
|-
|Ruthenium
|0,238
|
|2310
|252
|1,4
|4150
|6,62
|117
|9,5
|
|-
|Silver
|0,232
|180
|961,9
|105
|3,4x10-1
|2212
|2,39
|429
|19,5
| -3,8
|-
|Tantalum
|0,140
|850
|3017
|157
|7,86x10-1
|5448
|4,32
|57,5
|6,5
|
|-
|Titanium
|0,520
|
|1668
|403
|4,9x10-1
|2830
|8,80
|21,9
|10,8
|
|-
|Vanadium
|0,490
|
|1902
|330
|3,06
|3287
|10,3
|30,7
|8,3
|
|-
|Bismuth
|0,122
|
|271
|54
|6,5x10-4
|1564
|1,43
|7,87
|14,0
| -0,33
|-
|Tungsten
|0,138
|1000
|3422
|193
|4,27
|5555
|3,98
|174
|4,5
|
|-
|Zinc
|0,385
|170
|420
|100
|3,06
|907
|1,76
|116
|36,0
| -4,7
|-
|Tin
|0,228
|100
|222
|59
|6x10-21
|2602
|1,95
|66,6
|26,7
| -2,8
|-
|Zirconium
|0,281
|
|1852
|224
|1,7x10-3
|4409
|4,6
|22,7
|5,9
|
|-
|}
<div id="text-reference5">1 at 20°C</div>
<div id="text-reference6">2 between 20°C and 100°C</div>
</figtable>
 
 
<figtable id="tab:Electrical Properties of the Most Important Metals">
<caption>'''Electrical Properties of the Most Important Metals'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Element/Metal
!Electrical Resistivity [[#text-reference7|1]] [Ω*mm2/m]
!Electrical Conductivity[[#text-reference7|1]] [MS/m]
!Temperatur Coeff. of Electrical Resistance[[#text-reference8|2]] [10-3/K]
!Absolute thermal e.m.f.[[#text-reference9|3]] [µV/K]
!Critical Superconductor Temperatur [K]
!Softening Voltage (measured) [V]
!Melting Voltage (measured) [V]
!Melting Voltage (calculated)[[#text-reference10|4]] [V]
!Minimum Arc Voltage [V]
!Minimum Arc Current [A]
|-
|Aluminum
|2,65
|37,7
|4,6
| -1,6
|1,18
|0,1
|0,3
|0,29
|11,2
|0,4
|-
|Antimony
|38,6
|2,6
|5,4
| +20,6 - +46,8
|
|0,2
|
|0,28
|10,5
|
|-
|Beryllium
|4,2
|23,8
|10,0
| -3,3
|0,026
|
|
|0,48
|
|
|-
|Lead
|19,2
|5,2
|4,2
| -1,2
|7,196
|
|0,19
|0,17
|11,5
|0,1
|-
|Cadmium
|7,50
|13,30
|4,3
| -0,1 - +3,6
|0,52
|0,12
|
|0,17
|12
|0,4
|-
|Chromium
|14,95
|6,7
|3,0
| +14,0
|3,0
|
|
|0,67
|16
|0,45
|-
|Iron
|9,72
|10,3
|6,6
| +16,0
|
|0,19
|0,6
|0,54
|11,5
|
|-
|Gallium
|43,2
|2,3
|4,0
|
|1,08
|
|
|0,04
|
|0,35
|-
|Gold
|2,35
|42,6
|4,0
| +1,7
|
|0,08
|0,43
|0,42
|15
|
|-
|Indium
|8,37
|11,94
|4,9
|
|3,41
|
|
|0,11
|
|
|-
|Iridium
|5,31
|18,83
|4,1
| +1,5
|0,11
|
|
|0,86
|11,5
|
|-
|Cobalt
|6,24
|16,0
|6,6
| -18,5
|
|
|
|0,54
|
|0,01 - 0,02
|-
|Carbon (Graphite)
|30,0
|3,33
|
|
|
|
|
|
|20
|0,4
|-
|Copper
|1,67
|59,9
|4,3
| +1,7
|
|0,12
|0,43
|0,42
|12 - 13
|
|-
|Magnesium
|4,42
|22,62
|4,2
| +3,4
|
|
|
|0,28
|
|
|-
|Manganese
|185,0
|0,54
|0,5
|
|
|
|
|0,47
|
|0,75
|-
|Molybdenum
|5,20
|19,2
|4,7
| +5,9
|0,92
|0,3
|0,75
|0,91
|12
|0,4 -0,5
|-
|Nickel
|6,85
|14,6
|6,8
| -18,9
|
|0,16
|0,65
|0,54
|14
|
|-
|Niobium
|13,1
|7,6
|3,4
| -0,5
|9,2
|
|
|0,778
|
|
|-
|Osmium
|8,12
|12,31
|4,2
|
|0,66
|
|
|1,04
|
|0,8 -0,9
|-
|Palladium
|10,82
|9,24
|3,8
| -0,9
|3,3
|
|0,57
|0,57
|15 - 16
|0,8 -1,0
|-
|Platinum
|10,54
|9,58
|3,9
| -4,4
|0,0019
|0,25
|0,71
|0,64
|17
|
|-
|Mercury
|94,9
|1,14
|1,0
| +8,5
|4,15
|
|
|
|
|0,35
|-
|Rhenium
|19,3
|5,2
|4,6
|
|1,7
|
|
|1,09
|
|
|-
|Rhodium
|4,51
|22,2
|4,4
| +1,7
|0,000325
|
|
|0,70
|14
|
|-
|Ruthenium
|7,62
|13,12
|4,6
| -18,0
|0,49
|
|
|0,81
|
|0,4
|-
|Silver
|1,59
|62,9
|4,3
| +1,4
|
|0,09
|0,37
|0,38
|12
|
|-
|Tantalum
|12,4
|8,1
|3,5
| -2,3
|4,47
|0,3
|
|1,03
|12
|
|-
|Titanium
|43,5
|2,3
|5,5
| +7,3
|0,4
|
|
|0,61
|
|
|-
|Vanadium
|26,0
|3,8
|3,9
| +1,0
|5,3
|
|
|0,68
|
|
|-
|Bismuth
|12,1
|8,36
|4,5
| -53 - -110
|
|
|
|0,15
|
|
|-
|Tungsten
|5,65
|17,7
|4,8
| +0,8
|0,0154
|1,1
|1,16
|1,16
|
|0,8 - 1,2
|-
|Zinc
|5,92
|16,9
|4,2
| +0,4 - +2,3
|0,85
|0,17
|0,2
|0,20
|15 - 16
|0,1
|-
|Tin
|11,0
|9,09
|4,6
| -0,6 - -1,5
|3,72
|0,13
|0,14
|0,14
|11
|
|-
|Zirconium
|43,5
|2,3
|4,4
| +9,5
|0,55
|
|0,67
|0,67
|12,5
|
|-
|}
<div id="text-reference7">1 at 20°C</div>
<div id="text-reference8">2 near room temperature</div>
<div id="text-reference9">3 near room temperature, however values for metals with non-cubic structure can vary widely</div>
<div id="text-reference10">4 Calculated according to UMelt = [4L * (T2Melt - T20)]1/2 mit
UMelt= Melting Voltage, L = Lorenz Constant (2,45x10-8[V/K], TMelt= Melting Temperature, T0= Temperature at a point distant from the constriction spot</div>
</figtable>

===References===

Metals Handbook, Desk Edition: Chicago, IL, American Society of Metal, 1985

Landolt-Börnstein: Zahlenwerte und Funktionen. Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg, 1959

Handbook of Chemistry and Physics, 70th Edition: CRC Press., Inc. Boca Raton, Florida, 1989 - 1990

Fluck, E.; Heumann, K., G.: Periodensystem der Elemente. Weinheim: VCH-Verlagsgesellschaft, 1986

Kieffer, R.; Jangg, G.; Ettmayer, P.: Sondermetalle. Springer- Verlag, Wien-New York, 1963

Hering, E.; Schulz, W.: Physik für Ingenieure (Periodensystem der Elemente). Düsseldorf: VDI-Verlag, 1988

Degussa AG (Hrsg.): Edelmetall-Taschenbuch. Hüthig-Verlag, Heidelberg, 1995

Slade, P.; G. (editor): Electrical Contacts Principles and Applications. Marcel Dekker, Inc., New York-Basel, 1999

Gerritsen, A.; N.: Metallic Conductivity in: Flügge, S.: Handbuch der Physik, Bd. 19, Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg, 1956

Köster, W.; Franz, H.: Poisson,s Ratio for Metals and Alloys. Metallurg. Reviews 6 (1961)

Nesmeyanow, A., N.: Vapor Pressure of the Chemical Elements: Elsevier, Amsterdam-London-New York, 1963

Wyckoff, R., W., G.: Crystal Structures. Vol 1,New York, 1963

[[de:Physikalische_Eigenschaften_der_wichtigsten_Metalle]]

Physical Properties of the Most Important Metals

2025-04-17T13:42:56Z

Doduco Admin:

The following tables list the physical properties of the most technically significant pure metals as well as carbon. The values given may vary considerably, depending on the degree of purity and sometimes they are also difficult to determine. In compiling the data from the available literature, we selected those that are currently the most probable. Some properties are anisotropic and vary with the crystalline structure of the metal.</onlyinclude> In those cases, we listed the value applicable to the poly-crystalline stage. 

<figtable id="tab:Mechanical Properties of the Most Important Metals">
<caption>'''Mechanical Properties of the Most Important Metals'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Element/Metal
!Density [[#text-reference|1]]
[g/cm³]
!Modulus of
Elasticity [[#text-reference|1]][GPa]
!Shear Modulus
[GPa]
!Transvers Contraction Coeffic.
|-
|Aluminum
|2.70
|65
|27
|0.34
|-
|Antimony
|6.62
|56
|20.4
|0.28
|-
|Beryllium
|1.85
|298
|150
|0.12
|-
|Lead
|11.36
|14.5
|6
|0.44
|-
|Cadmium
|8.65
|57.5
|29
|0.30
|-
|Chromium
|7.19
|160
|
|0.25
|-
|Iron
|7.89
|208
|83
|0.28
|-
|Gallium
|5.91
|9.6
|
|0.46
|-
|Gold
|19.32
|79
|28
|0.42
|-
|Indium
|7.31
|11
|
|0.45
|-
|Iridium
|22.65
|538
|214
|0.26
|-
|Cobalt
|8.85
|216
|
|0.31
|-
|Carbon (Graphite)
|2.1-2.3
|5
|
|
|-
|Copper
|8.95
|115
|48
|0.34
|-
|Magnesium
|1.74
|46
|18
|0.28
|-
|Manganese
|7.43
|165
|77
|0.24
|-
|Molybdenum
|10.21
|347
|122
|0.30
|-
|Nickel
|8.90
|216
|83
|0.31
|-
|Niobium
|8.57
|113
|39
|0.38
|-
|Osmium
|22.61
|570
|220
|0.25
|-
|Palladium
|12.02
|124
|51
|0.39
|-
|Platinum
|21.45
|173
|67
|0.39
|-
|Mercury
|13.55
|
|
|
|-
|Rhenium
|21.04
|480
|215
|0.26
|-
|Rhodium
|12.41
|386
|153
|0.26
|-
|Ruthenium
|12.45
|485
|172
|0.29
|-
|Silver
|10.49
|82
|27
|0.37
|-
|Tantalum
|16.60
|188
|70
|0.35
|-
|Titanium
|4.51
|120
|43
|0.34
|-
|Vanadium
|6.10
|136
|52
|0.36
|-
|Bismuth
|9.80
|33
|13
|0.33
|-
|Tungsten
|19.32
|360
|158
|0.30
|-
|Zinc
|7.13
|96
|36
|0.29
|-
|Tin
|7.30
|47
|18
|0.33
|-
|Zirconium
|6.49
|98
|36
|0.33
|-
|}
<div id="text-reference">1 at 20°C</div>
</figtable>
 
 
<figtable id="tab:Atomic properties of the most important metals">
<caption>'''Atomic properties of the most important metals'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Element/Metal
!Chemical Symbol
!Atomic Number
!Atomic Weight
!Crystal Structure [[#text-reference1|1]]
!Lattic Parameters [[#text-reference1|1]] a or b [[#text-reference2|2]] [1010m]
!Lattic Parameters [[#text-reference1|1]] a or b [[#text-reference2|2]] [10-10m]
!Work Function [eV]
!Ionization Potential [eV]
|-
|Aluminum
|Al
|13
|26,98
|foc
|4,049
|
|4,08 - 4,3
|5,98
|-
|Antimony
|Sb
|51
|121,75
|rhl
|4,507
|
|4,1
|8,64
|-
|Beryllium
|Be
|4
|9,01
|hcp
|2,286
|3,584
|3,2 - 3,9
|9,32
|-
|Lead
|Pb
|87
|207,19
|fcc
|4,949
|
|4,0 - 4,1
|7,42
|-
|Cadmium
|Cd
|48
|112,40
|hcp
|2,979
|5,617
|3,7 - 4,1
|8,99
|-
|Chromium
|Cr
|24
|52,00
|bcc
|2,884
|
|4,4 - 4,7
|6,76
|-
|Iron
|Fe
|26
|55,85
|bcc
|2,866
|
|4,1 - 4,5
|7,9
|-
|Gallium
|Ga
|31
|69,72
|ort
|4,524
|7,661
|3,8 - 4,1
|6,0
|-
|Gold
|Au
|79
|196,97
|fcc
|4,078
|
|4,3 - 5,1
|9,22
|-
|Indium
|In
|49
|114,82
|tet
|4,594
|4,951
|4,0
|5,79
|-
|Iridium
|Ir
|77
|192,20
|fcc
|3,839
|
|4,6 - 5,3
|9,1
|-
|Cobalt
|Co
|27
|58,93
|hcp
|2,507
|4,069
|4,4 - 4,6
|7,86
|-
|Carbon (Graphite)
|C
|6
|12,01
|hcp-layered lattic[[#text-reference3|3]]
|2,456
|6,696
|4,8
|11,27
|-
|Copper
|Cu
|29
|63,54
|fcc
|3,615
|
|4,4
|7,72
|-
|Magnesium
|Mg
|12
|24,31
|hcp
|3,209
|5,210
|3,7
|7,64
|-
|Manganese
|Mn
|25
|54,94
|complex cubic
|8,912
|
|3,8 - 4,1
|6,0
|-
|Molybdenum
|Mo
|42
|95,94
|bcc
|3,147
|
|4,1 - 4,5
|7,18
|-
|Nickel
|Ni
|28
|58,71
|fcc
|3,524
|
|5,0 - 5,2
|7,63
|-
|Niobium
|Nb
|41
|92,91
|bcc
|3,301
|
|4,0
|6,77
|-
|Osmium
|Os
|76
|190,23
|hcp
|2,734
|4,320
|4,5
|8,7
|-
|Palladium
|Pd
|46
|106,40
|fcc
|3,890
|
|4,5 - 5,0
|8,34
|-
|Platinum
|Pt
|78
|195,09
|fcc
|3,931
|
|4,1 - 5,5
|9,0
|-
|Mercury
|Hg
|80
|200,59
|rhl[[#text-reference4|4]]
|3,061[[#text-reference4|4]]
|
|4,5
|10,44
|-
|Rhenium
|Re
|75
|186,20
|hcp
|2,760
|4,458
|4,7 - 5,0
|7,8
|-
|Rhodium
|Rh
|45
|102,91
|fcc
|3,804
|
|4,6 - 4,9
|7,46
|-
|Ruthenium
|Ru
|44
|101,07
|hcp
|2,704
|4,281
|4,5
|7,37
|-
|Silver
|Ag
|47
|107,87
|fcc
|4,086
|
|4,3
|7,57
|-
|Tantalum
|Ta
|73
|180,95
|bcc
|3,303
|
|4,0 - 4,2
|7,89
|-
|Titanium
|Ti
|2
|47,90
|hcp
|2,950
|4,683
|4,0 - 4,4
|6,83
|-
|Vanadium
|V
|23
|50,94
|bcc
|3,039
|
|3,8 - 4,2
|6,71
|-
|Bismuth
|Bi
|83
|208,98
|rhl
|4,746
|
|4,1 - 4,5
|8,0
|-
|Tungsten
|W
|74
|183,85
|bcc
|3,158
|
|4,3 - 5,0
|7,98
|-
|Zinc
|Zn
|30
|65,37
|hcp
|2,665
|4,947
|3,1 - 4,3
|9,39
|-
|Tin
|Sn
|50
|118,69
|tet
|5,831
|3,181
|3,6 - 4,1
|7,33
|-
|Zirconium
|Zr
|40
|91,22
|hcp
|3,231
|5,148
|3,7 - 4,3
|6,92
|-
|}
<div id="text-reference1">1 at 20°C</div>
<div id="text-reference2">2 for rhombohedral crystals, the rhombohedra angle α is given in angle degrees and minutes; for orthorhombic crystals the parameter β is shown in m x 10-10</div>
<div id="text-reference3">3 α-crystal</div>
<div id="text-reference4">4 at -50°C</div>
</figtable>
fcc = cubic face cenered // bcc = cubic body centered // hcp = hexagonal dense spherical
ort = orthorhombic // tet = tetragonal // rhl = rhombohedral
 
 
<figtable id="tab:Thermal properties of the most important metals">
<caption>'''Thermal properties of the most important metals'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Element/Metal
!Specific Heat [[#text-reference5|1]] [kJ/(K*kg)]
!Softening Temperature [°C]
!Melting Point [°C]
!Heat of Fusion [kJ/kg]
!Vapor Pressure at Melting Point [Pa]
!Boiling Point [°C]
!Heat of Vaporizing [kJ/g]
!Thermal Conductivity [W/(m*K)]
!Linear Expansion Coefficient[[#text-reference6|2]] [10-6m/K]
!Volume Change at Solidification [%]
|-
|Aluminum
|0,900
|150
|660
|398
|2,5x10-6
|2467
|10,47
|237
|23,6
| -6,5
|-
|Antimony
|0,210
|
|630
|163
|2,5x10-9
|1587
|1,97
|24,3
|10,5
| +9,5
|-
|Beryllium
|1,824
|
|1277
|1090
|4,3
|2477
|
|200
|12,3
|
|-
|Lead
|0,130
|200
|327
|25
|4,21x10-7
|1750
|24,70
|35,3
|29,3
| -3,5
|-
|Cadmium
|0,230
|
|321
|54
|14,8
|767
|0,88
|96,8
|41,0
| -4,0
|-
|Chromium
|0,450
|
|1857
|314
|990
|2672
|5,86
|93,7
|6,2
|
|-
|Iron
|0,444
|500
|1537
|268
|7,05
|2750
|80,2
|12,2
| -3,0
|
|-
|Gallium
|0,370
|
|29,8
|80,4
|9,6x10-36
|2204
|3,90
|40,6
|18,0
| +3,0
|-
|Gold
|0,128
|100
|1064
|63
|2,4x10-3
|3080
|1,55
|317
|14,3
| -5,1
|-
|Indium
|0,233
|
|157
|28,5
|1,5x10-17
|2072
|1,97
|81,6
|
| -2,5
|-
|Iridium
|0,130
|
|2410
|144
|1,5
|4130
|3,31
|147
|6,5
|
|-
|Cobalt
|0,420
|
|1495
|260
|175
|2927
|6,66
|100
|13,8
|
|-
|Carbon (Graphite)
|0,720
|
|
|
|
|3825 sublimiert
|119 - 165
|155
|
|
|-
|Copper
|0,385
|190
|1084
|205
|5,2x10-2
|2567
|4,77
|401
|16,5
| -4,2
|-
|Magnesium
|1,020
|
|650
|373
|361
|1107
|5,44
|156
|26,0
| -4,1
|-
|Manganese
|0,480
|
|1244
|264
|121
|1962
|4,10
|7,8
|23,0
| -1,7
|-
|Molybdenum
|0,250
|900
|2623
|292
|3,6
|4639
|5,61
|138
|5,2
|
|-
|Nickel
|0,440
|520
|1453
|301
|237
|2913
|6,45
|90,7
|13,0
| -2,5
|-
|Niobium
|0,272
|
|2477
|289
|7,9x10-2
|4744
|7,79
|53,7
|7,3
|
|-
|Osmium
|0,130
|
|3045
|141
|2,52
|5012
|3,81
|87,6
|6,5
|
|-
|Palladium
|0,244
|
|1554
|143
|1,33
|2970
|3,48
|71,8
|11,1
| -5,5
|-
|Platinum
|0,130
|540
|1772
|113
|3,2x10-2
|3827
|2,62
|71,6
|9,0
| -6,0
|-
|Mercury
|0,140
|
| -38,9
|11,7
|3,1x10-4
|357
|0,29
|8,34
|60,8
| -3,7
|-
|Rhenium
|0,137
|
|3186
|178
|3,24
|5596
|3,42
|72
|6,7
|
|-
|Rhodium
|0,242
|
|1966
|211
|6,36x10-1
|3695
|5,19
|150
|8,5
| -10,8
|-
|Ruthenium
|0,238
|
|2310
|252
|1,4
|4150
|6,62
|117
|9,5
|
|-
|Silver
|0,232
|180
|961,9
|105
|3,4x10-1
|2212
|2,39
|429
|19,5
| -3,8
|-
|Tantalum
|0,140
|850
|3017
|157
|7,86x10-1
|5448
|4,32
|57,5
|6,5
|
|-
|Titanium
|0,520
|
|1668
|403
|4,9x10-1
|2830
|8,80
|21,9
|10,8
|
|-
|Vanadium
|0,490
|
|1902
|330
|3,06
|3287
|10,3
|30,7
|8,3
|
|-
|Bismuth
|0,122
|
|271
|54
|6,5x10-4
|1564
|1,43
|7,87
|14,0
| -0,33
|-
|Tungsten
|0,138
|1000
|3422
|193
|4,27
|5555
|3,98
|174
|4,5
|
|-
|Zinc
|0,385
|170
|420
|100
|3,06
|907
|1,76
|116
|36,0
| -4,7
|-
|Tin
|0,228
|100
|222
|59
|6x10-21
|2602
|1,95
|66,6
|26,7
| -2,8
|-
|Zirconium
|0,281
|
|1852
|224
|1,7x10-3
|4409
|4,6
|22,7
|5,9
|
|-
|}
<div id="text-reference5">1 at 20°C</div>
<div id="text-reference6">2 between 20°C and 100°C</div>
</figtable>
 
 
<figtable id="tab:Electrical Properties of the Most Important Metals">
<caption>'''Elektrische Eigenschaften der wichtigsten Metalle'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Element/Metal
!Electrical Resistivity [[#text-reference7|1]] [Ω*mm2/m]
!Electrical Conductivity[[#text-reference7|1]] [MS/m]
!Temperatur Coeff. of Electrical Resistance[[#text-reference8|2]] [10-3/K]
!Absolute thermal e.m.f.[[#text-reference9|3]] [µV/K]
!Critical Superconductor Temperatur [K]
!Softening Voltage (measured) [V]
!Melting Voltage (measured) [V]
!Melting Voltage (calculated)[[#text-reference10|4]] [V]
!Minimum Arc Voltage [V]
!Minimum Arc Current [A]
|-
|Aluminum
|2,65
|37,7
|4,6
| -1,6
|1,18
|0,1
|0,3
|0,29
|11,2
|0,4
|-
|Antimony
|38,6
|2,6
|5,4
| +20,6 - +46,8
|
|0,2
|
|0,28
|10,5
|
|-
|Beryllium
|4,2
|23,8
|10,0
| -3,3
|0,026
|
|
|0,48
|
|
|-
|Lead
|19,2
|5,2
|4,2
| -1,2
|7,196
|
|0,19
|0,17
|11,5
|0,1
|-
|Cadmium
|7,50
|13,30
|4,3
| -0,1 - +3,6
|0,52
|0,12
|
|0,17
|12
|0,4
|-
|Chromium
|14,95
|6,7
|3,0
| +14,0
|3,0
|
|
|0,67
|16
|0,45
|-
|Iron
|9,72
|10,3
|6,6
| +16,0
|
|0,19
|0,6
|0,54
|11,5
|
|-
|Gallium
|43,2
|2,3
|4,0
|
|1,08
|
|
|0,04
|
|0,35
|-
|Gold
|2,35
|42,6
|4,0
| +1,7
|
|0,08
|0,43
|0,42
|15
|
|-
|Indium
|8,37
|11,94
|4,9
|
|3,41
|
|
|0,11
|
|
|-
|Iridium
|5,31
|18,83
|4,1
| +1,5
|0,11
|
|
|0,86
|11,5
|
|-
|Cobalt
|6,24
|16,0
|6,6
| -18,5
|
|
|
|0,54
|
|0,01 - 0,02
|-
|Carbon (Graphite)
|30,0
|3,33
|
|
|
|
|
|
|20
|0,4
|-
|Copper
|1,67
|59,9
|4,3
| +1,7
|
|0,12
|0,43
|0,42
|12 - 13
|
|-
|Magnesium
|4,42
|22,62
|4,2
| +3,4
|
|
|
|0,28
|
|
|-
|Manganese
|185,0
|0,54
|0,5
|
|
|
|
|0,47
|
|0,75
|-
|Molybdenum
|5,20
|19,2
|4,7
| +5,9
|0,92
|0,3
|0,75
|0,91
|12
|0,4 -0,5
|-
|Nickel
|6,85
|14,6
|6,8
| -18,9
|
|0,16
|0,65
|0,54
|14
|
|-
|Niobium
|13,1
|7,6
|3,4
| -0,5
|9,2
|
|
|0,778
|
|
|-
|Osmium
|8,12
|12,31
|4,2
|
|0,66
|
|
|1,04
|
|0,8 -0,9
|-
|Palladium
|10,82
|9,24
|3,8
| -0,9
|3,3
|
|0,57
|0,57
|15 - 16
|0,8 -1,0
|-
|Platinum
|10,54
|9,58
|3,9
| -4,4
|0,0019
|0,25
|0,71
|0,64
|17
|
|-
|Mercury
|94,9
|1,14
|1,0
| +8,5
|4,15
|
|
|
|
|0,35
|-
|Rhenium
|19,3
|5,2
|4,6
|
|1,7
|
|
|1,09
|
|
|-
|Rhodium
|4,51
|22,2
|4,4
| +1,7
|0,000325
|
|
|0,70
|14
|
|-
|Ruthenium
|7,62
|13,12
|4,6
| -18,0
|0,49
|
|
|0,81
|
|0,4
|-
|Silver
|1,59
|62,9
|4,3
| +1,4
|
|0,09
|0,37
|0,38
|12
|
|-
|Tantalum
|12,4
|8,1
|3,5
| -2,3
|4,47
|0,3
|
|1,03
|12
|
|-
|Titanium
|43,5
|2,3
|5,5
| +7,3
|0,4
|
|
|0,61
|
|
|-
|Vanadium
|26,0
|3,8
|3,9
| +1,0
|5,3
|
|
|0,68
|
|
|-
|Bismuth
|12,1
|8,36
|4,5
| -53 - -110
|
|
|
|0,15
|
|
|-
|Tungsten
|5,65
|17,7
|4,8
| +0,8
|0,0154
|1,1
|1,16
|1,16
|
|0,8 - 1,2
|-
|Zinc
|5,92
|16,9
|4,2
| +0,4 - +2,3
|0,85
|0,17
|0,2
|0,20
|15 - 16
|0,1
|-
|Tin
|11,0
|9,09
|4,6
| -0,6 - -1,5
|3,72
|0,13
|0,14
|0,14
|11
|
|-
|Zirconium
|43,5
|2,3
|4,4
| +9,5
|0,55
|
|0,67
|0,67
|12,5
|
|-
|}
<div id="text-reference7">1 at 20°C</div>
<div id="text-reference8">2 near room temperature</div>
<div id="text-reference9">3 near room temperature, however values for metals with non-cubic structure can vary widely</div>
<div id="text-reference10">4 Calculated according to UMelt = [4L * (T2Melt - T20)]1/2 mit
UMelt= Melting Voltage, L = Lorenz Constant (2,45x10-8[V/K], TMelt= Melting Temperature, T0= Temperature at a point distant from the constriction spot</div>
</figtable>

===References===

Metals Handbook, Desk Edition: Chicago, IL, American Society of Metal, 1985

Landolt-Börnstein: Zahlenwerte und Funktionen. Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg, 1959

Handbook of Chemistry and Physics, 70th Edition: CRC Press., Inc. Boca Raton, Florida, 1989 - 1990

Fluck, E.; Heumann, K., G.: Periodensystem der Elemente. Weinheim: VCH-Verlagsgesellschaft, 1986

Kieffer, R.; Jangg, G.; Ettmayer, P.: Sondermetalle. Springer- Verlag, Wien-New York, 1963

Hering, E.; Schulz, W.: Physik für Ingenieure (Periodensystem der Elemente). Düsseldorf: VDI-Verlag, 1988

Degussa AG (Hrsg.): Edelmetall-Taschenbuch. Hüthig-Verlag, Heidelberg, 1995

Slade, P.; G. (editor): Electrical Contacts Principles and Applications. Marcel Dekker, Inc., New York-Basel, 1999

Gerritsen, A.; N.: Metallic Conductivity in: Flügge, S.: Handbuch der Physik, Bd. 19, Springer-Verlag, Berlin-Göttingen-Heidelberg, 1956

Köster, W.; Franz, H.: Poisson,s Ratio for Metals and Alloys. Metallurg. Reviews 6 (1961)

Nesmeyanow, A., N.: Vapor Pressure of the Chemical Elements: Elsevier, Amsterdam-London-New York, 1963

Wyckoff, R., W., G.: Crystal Structures. Vol 1,New York, 1963

[[de:Physikalische_Eigenschaften_der_wichtigsten_Metalle]]

Electrical Contacts:Privacy policy

2025-03-19T09:17:14Z

Doduco Admin:

'''Datenschutzerklärung'''

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Datenschutzbeauftragter
Dr.-Külz-Ring 10
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Telefon: 0049 351 484 585 190
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(4) Falls wir für einzelne Funktionen unseres Angebots auf beauftragte Dienstleister zurückgreifen oder Ihre Daten für werbliche Zwecke nutzen möchten, werden wir Sie untenstehend im Detail über die jeweiligen Vorgänge informieren. Dabei nennen wir auch die festgelegten Kriterien der Speicherdauer.

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Recht auf Auskunft,
Recht auf Berichtigung oder Löschung,
Recht auf Einschränkung der Verarbeitung,
Recht auf Widerspruch gegen die Verarbeitung,
Recht auf Datenübertragbarkeit.

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jeweils übertragene Datenmenge
Website, von der die Anforderung kommt
Browser
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Sprache und Version der Browsersoftware

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__

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A transfer of your personal data to third parties for purposes other than those mentioned does not occur. We only share your personal information with third parties if:

• You have expressly agreed

• the processing is necessary for the execution of a contract with you

• the processing is necessary to fulfill a legal obligation,

• the processing is necessary to safeguard legitimate interests, and there is no reason to believe that you have a primary legitimate interest in the non-proliferation of your data

Deletion or blocking of data.

We adhere to the principles of data avoidance and data economy. We only store your personal data as long as necessary for the purpose stated herein or as stipulated by the various storage periods provided for by the legislator. After the

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Electrical Contacts:General disclaimer

2025-03-19T08:21:11Z

Doduco Admin:

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Silver Based Materials

2024-08-19T13:19:01Z

Doduco Admin:

=== Pure Silver===
Pure silver (also called fine silver) exhibits the highest electrical and thermal conductivity of all metals. It is also resistant against oxidation. Major disadvantages are its low mechanical wear resistance, the low softening temperature, and especially its strong affinity to sulfur and sulfur compounds. In the presence of sulfur and sulfur containing compounds brownish to black silver sulfide layer are formed on its surface. These can cause increased contact resistance or even total failure of a switching device if they are not mechanically, electrically, or thermally destroyed. Other weaknesses of silver contacts are the tendency to weld under the influence of over-currents and the low resistance against material transfer when switching DC loads. In humid environments and under the influence of an electrical field silver can creep (silver migration) and cause electrical shorting between adjacent current paths.

<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/> shows the typically available quality grades of silver. In certain economic areas, i.e. China, there are additional grades with varying amounts of impurities available on the market. In powder form silver is used for a wide variety of silver based composite contact materials. Different manufacturing processes result in different grades of Ag powder as shown in <xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>. Additional properties of silver powders and their usage are described in [[ Precious Metal Powders and Preparations#Precious_Metal_Powders|Precious Metal Powders ]] und [[Precious_Metal_Powders_and_Preparations|Table Different Types of Silver Powders.]]

Semi-finished silver materials can easily be warm or cold formed and can be clad to the usual base materials (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> and <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>). For attachment of silver to contact carrier materials welding of wire or profile cut-offs and brazing are most widely applied. Besides these mechanical processes such as wire insertion (wire staking) and the riveting (staking) of solid or composite contact rivets are used in the manufacture of contact components.

Contacts made from fine silver are applied in various electrical switching devices such as relays, pushbuttons, appliance and control switches for
currents < 2 A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Electroplated silver coatings are widely used to reduce the contact resistance and improve the brazing behavior of other contact materials and components.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Overview of the Most Widely Used Silver Grades'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Designation</th><th>Composition minimum Ag [wt%]</th><th>Impurities[ppm]</th><th>Notes on Usage</th></tr><tr><td>SpectroscopicallyPure Ag</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Sheets, strips, rods, wires for electronic applications</td></tr><tr><td>High Purity Ag, oxygen-free</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Ingots, bars, granulate for alloying purposes</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Quality Criteria of Differently Manufactured Silver Powders'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Impurities
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Particle Size Distribution (screen analysis)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Apparent Density
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Tap Density
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press/Sintering Behavior
|-
|Press Density
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinter Density
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volume Shrinkage
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Annealing Loss
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> Manufactured by chemical precipitation 
<nowiki>**</nowiki> Manufactured by electrolytic deposition 
<nowiki>***</nowiki> Manufactured by atomizing of a melt

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag 99.95 - cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag 99.95 after annealing for 1 hr after different degrees of strain hardening</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silver Alloys===
To improve the physical and contact properties of fine silver, melt-metallurgical produced silver alloys are used (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). By adding metal components, the mechanical properties such as hardness and tensile strength as well as typical contact properties such as erosion resistance and resistance against material transfer in DC circuits are increased (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). On the other hand however, other properties such as electrical conductivity and chemical corrosion resistance can be negatively impacted by alloying (<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> and <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point or Range [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Thermal Conductivity [W/mK]
!Temp. Coefficient of the Electr.Resistance [10-3/K]
!Modulus of Elasticity [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi0.15
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24.5Ni0.5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99.5NiMg ARGODUR 32 Not heat treated
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 Heat treated
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Influence of 1-10 atom% of different alloying metals on the electrical resistivity of silver</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Electrical resistivity p of AgCu alloys with 0-20 weight% Cu in the soft annealed and tempered stage a) Annealed and quenched b) Tempered at 280°C</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>HardnessCondition</th><th>Tensile StrengthRm [MPa]</th><th>Elongation A [%] min.</th><th>Vickers HardnessHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi0.15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Fine-Grain Silver====
Fine-Grain silver is defined as a silver alloy with an addition of 0.15 wt% of nickel. Silver and nickel are not soluble in each other in solid form. In liquid silver, only a small amount of nickel is soluble as the phase diagram illustrates (<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). During solidification of the melt, this nickel addition gets finely dispersed in the silver matrix and eliminates the pronounce coarse grain growth after prolonged influence of elevated temperatures (<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> and <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Coarse grain micro structure of Ag 99.97 after 80% cold working and 1 hr annealing at 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Fine grain microstructure of AgNi0.15 after 80% cold working and 1 hr annealing at 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Fine-Grain silver has almost the same chemical corrosion resistance as fine silver. Compared to pure silver, it exhibits a slightly increased hardness and tensile strength (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). The electrical conductivity is just slightly decreased by this low nickel addition. Because of its significantly improved contact properties, fine grain silver has replaced pure silver in many applications.

====Hard-Silver Alloys====
Using copper as an alloying component increases the mechanical stability of silver significantly (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> and <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>). The most important among the binary AgCu alloys is that of AgCu3, in europe also known as hard-silver. This material still has a chemical corrosion resistance close to that of fine silver. In comparison to pure silver and fine-grain silver, AgCu3 exhibits increased mechanical strength as well as higher arc erosion resistance and mechanical wear resistance.

Increasing the Cu content further also increases the mechanical strength of AgCu alloys and improves arc erosion resistance and resistance against material transfer while simultaneously the tendency to oxide formation becomes detrimental. This causes - during switching under arcing conditions - an increase in contact resistance with rising numbers of operation. In special applications, where highest mechanical strength is recommended and a reduced chemical resistance can be tolerated, the eutectic AgCu alloy with 28 wt% of copper is used (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, also known as coin silver, has been replaced in many applications by composite silver-based materials while sterling silver (AgCu7.5) has never extended its important usage from decorative table wear and jewelry to industrial applications in electrical contacts.

Besides these binary alloys, ternary AgCuNi alloys are used in electrical contact applications. From this group, the material ARGODUR 27, an alloy of 98 wt% Ag with a 2 wt% Cu and nickel addition has found practical importance close to that of AgCu3. This material is characterized by high resistance to oxidation and low tendency to re-crystallization during exposure to high temperatures. Besides high mechanical stability this AgCuNi alloy also exhibits a strong resistance against arc erosion. Because of its high resistance against material transfer, the alloy AgCu24.5Ni0.5 has been used in the automotive industry for an extended time in the North American market. Caused by miniaturization and the related reduction in available contact forces in relays and switches, this material has been replaced widely because of its tendency to oxide formation.

The attachment methods used for the hard silver materials are mostly close to those applied for fine silver and fine grain silver.

Hard-silver alloys are widely used for switching applications in the information and energy technology for currents up to 10 A, in special cases also for higher current ranges (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersion hardened alloys of silver with 0.5 wt% MgO and NiO (ARGODUR 32) are produced by internal oxidation. While the melt-metallurgical alloy is easy to cold-work and form, the material becomes very hard and brittle after dispersion hardening. Compared to fine silver and hard-silver, this material has a greatly improved temperature stability and can be exposed to brazing temperatures up to 800°C without decreasing its hardness and tensile strength.
Because of these mechanical properties and its high electrical conductivity ARGODUR 32 is mainly used in the form of contact springs that are exposed to high thermal and mechanical stresses in relays and contactors for aeronautic applications.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-copper</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu3 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu5 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu 10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu28 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi0.15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgNiO15 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi0.15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgNiO15 after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu1.8Ni0.2 (ARGODUR 27) by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu1.8Ni0.2 (ARGODUR 27) after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!colspan="2" | Properties
|-
|Ag AgNi0.15
|Highest electrical and thermal conductivity, high affinity to sulfur (sulfide formation), low welding resistance, low contact resistance, very good formability
|Oxidation resistant at higher make currents, limited arc erosion resistance, tendency to material transfer in DC circuits, easy to braze and weld to carrier materials
|-
|Ag Alloys
|Increasing contact resistance with increasing
Cu content, compared to fine Ag higher arc erosion resistance and mechanical strength, lower tendency to material transfer
|Good formability, good brazing and welding properties
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Form of Supply
|-
|Ag AgNi0.15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relays, Micro switches, Auxiliary current switches, Control circuit devices, Appliance switches, Wiring devices (≤ 20A), Main switches
|'''Semi-finished Materials:''' Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, toplay profiles, seam- welded strips '''Contact Parts:''' Contact tips, solid and composite rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Special applications
|'''Semi-finished Materials:''' Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, seam-welded strips '''Contact parts:''' Contact tips, solid contact rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts
|-
|Ag99.5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniature relays, aerospace relays and contactors, erosion wire for injection nozzles
|Contact springs, contact carrier parts
|}
</figtable>

====Silver-Palladium Alloys====
The addition of 30 wt% Pd increases the mechanical properties as well as the resistance of silver against the influence of sulfur and sulfur containing compounds significantly (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> and <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Alloys with 40-60 wt% Pd have an even higher resistance against silver sulfide formation. At these percentage ranges however, the catalytic properties of palladium can influence the contact resistance behavior negatively. The formability also decreases with increasing Pd contents.

AgPd alloys are hard, arc erosion resistant, and have a lower tendency towards material transfer under DC loads (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). On the other hand, the electrical conductivity is decreased at higher Pd contents. The ternary alloy AgPd30Cu5 has an even higher hardness, which makes it suitable for use in sliding contact systems.

AgPd alloys are mostly used in relays for the switching of medium to higher loads (> 60V, > 2A) as shown in <xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>. Because of the high palladium price, these formerly solid contacts have been widely replaced by multi-layer designs such as AgNi0.15 or AgNi10 with a thin Au surface layer. A broader field of application for AgPd alloys remains in the wear resistant sliding contact systems.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd50 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgPd30, AgPd50, and AgPd30Cu5 after annealing of 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>''' Physical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Palladium Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point or Range [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Thermal Conductivity [W/m·K]
!Temp. Coefficient of the Electr. Resistance [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>HardnessCondition</th><th>Tensile StrengthRm[MPa]</th><th>Elongation A[%]min.</th><th>Vickers HardnessHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!colspan="2" | Properties
|-
|AgPd30-60
|Corrosion resistant, tendency to Brown Powder formation increases with Pd content, low tendency to material transfer in DC circuits, high ductility
|Resistant against Ag2S formation, low contact resistance, increasing hardness with higher Pd content, AgPd30 has highest arc erosion resistance, easy to weld and clad
|-
|AgPd30Cu5
|High mechanical wear resistance
|High Hardness
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th><th>Form of Supply</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Switches, relays, push-buttons,connectors, sliding contacts</td><td>'''Semi-finished Materials:'''Wires, micro profiles (weld tapes), cladcontact strips, seam-welded strips'''Contact Parts:'''Solid and composite rivets, weld buttons;clad and welded contact parts, stamped parts</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Sliding contacts, slider tracks</td><td>Wire-formed parts, contact springs, solidand clad stamped parts</td></tr></table>
</figtable>

===Silver Composite Materials===

====Silver-Nickel Materials====
Since silver and nickel are not soluble in each other in solid form and also show very limited solubility in the liquid phase, silver nickel composite materials with higher Ni contents can only be produced by powder metallurgy. During extrusion of sintered Ag/Ni billets into wires, strips and rods, the Ni particles embedded in the Ag matrix are stretched and oriented in the microstructure into a pronounced fiber structure (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> and <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>)

The high density produced during hot extrusion, aids the arc erosion resistance of these materials (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). The typical application of Ag/Ni contact materials is in devices for switching currents of up to 100A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). In this range, they are significantly more erosion resistant than silver or silver alloys. In addition, they exhibit with nickel contents < 20 wt% a low and over their operational lifetime consistent contact resistance and good arc moving properties. In DC applications Ag/Ni materials exhibit a relatively low tendency of material transfer distributed evenly over the contact surfaces (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Typically Ag/Ni materials are usually produced with contents of 10-40 wt% Ni. The most common used materials Ag/Ni 10 and Ag/Ni 20- and also Ag/Ni 15, mostly used in north america-, are easily formable and applied by cladding (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>, <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). They can be, without any additional welding aids, economically welded and brazed to the commonly used contact carrier materials.
The Ag/Ni materials with nickel contents of 30 and 40 wt% are used in switching devices, requiring a higher arc erosion resistance and where increases in contact resistance can be compensated through higher contact forces.

The most important applications for Ag/Ni contact materials are typically in relays, wiring devices, appliance switches, thermostatic controls, auxiliary switches and small contactors with nominal currents > 20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physical Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Silver Content</th><th>Density</th><th>Melting Point</th><th>ElectricalResistivityp</th><th colspan="2">Electrical Resistivity (soft)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Hardness Condition
!Tensile Strength Rm [Mpa]
!Elongation A (soft annealed) [%] min.
!Vickers Hardness HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Softening of Ag/Ni 90/10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Softening of Ag/Ni 80/20 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Ni 90/10 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Ni 80/20 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Properties
|-
|Ag/Ni 
|High arc erosion resistance at switching currents up to 100A, Resistance against welding for starting current up to 100A, low and over the electrical contact life nearly constant contact resistance for Ag/Ni 90/10 and Ag/Ni 80/20, ow and spread-out material transfer under DC load, non-conductive erosion residue on isolating components resulting in only minor change of the dielectric strength of switching devices, good arc moving properties, good arc extinguishing properties, good or sufficient ductility depending on the Ni content, easy to weld and braze
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Switching or Nominal Current
!Form of Supply
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relays Automotive Relays - Resistive load - Motor load
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Semi-finisched Materials:''' Wires, profiles, clad strips, Seam-welded strips, Toplay strips '''Contact Parts:''' Contact tips, solid and composite rivets, Weld buttons, clad, welded, brazed, and riveted contact parts
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Auxiliary current switches
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Appliance switches
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Wiring devices
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Main switches, Automatic staircase illumination switches
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Control Thermostats
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Load switches
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Contactors circuit breakers
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motor protective circuit breakers
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fault current circuit breakers
|≤ 100A
|rowspan="2" | Rods, Profiles, Contact tips, Formed parts, brazed and welded contact parts
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Power switches
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silver-Metal Oxide Materials Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
The family of silver-metal oxide contact materials includes the material groups: silver-cadmium oxide, silver-tin oxide, and silverzinc oxide. Because of their very good contact and switching properties like high resistance against welding, low contact resistance, and high arc erosion resistance, silver-metal oxides have gained an outstanding position in a broad field of applications. They are mainly used in low voltage electrical switching devices like relays, installation and distribution switches, appliances, industrial controls, motor controls, and protective devices (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silver-cadmium oxide materials'''

Silver-cadmium oxide materials with 10-15 wt% are produced by both, internal oxidation and powder metallurgical methods.

The manufacturing of strips and wires by internal oxidation starts with a molten alloy of silver and cadmium. During a heat treatment below it's melting point in an oxygen rich atmosphere of such a homogeneous alloy, the oxygen diffuses from the surface into the bulk of the material and oxidizes the Cd to CdO in a more or less fine particle precipitation inside the Ag matrix. The CdO particles are rather fine in the surface area and getting larger towards the center of the material (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

During the manufacturing of Ag/CdO contact material by internal oxidation, the processes vary depending on the type of semi-finished material. For Ag/CdO wires, a complete oxidation of the AgCd wire is performed, followed by wire-drawing to the required diameter (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> and <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>). The resulting material is used for example, in the production of contact rivets. For Ag/CdO strip materials two processes are commonly used: Cladding of an AgCd alloy strip with fine silver, followed by complete oxidation, results in a strip material with a small depletion area in the center of it's thickness and an Ag backing suitable for easy attachment by brazing (sometimes called "Conventional Ag/CdO"). Using a technology that allows the partial oxidation of a dual-strip AgCd alloy material in a higher pressure pure oxygen atmosphere, yields a composite Ag/CdO strip material that has - besides a relatively fine CdO precipitation - also an easily brazable AgCd alloy backing. These materials are mainly used as the basis for contact profiles and contact tips.

During powder metallurgical production, the powder mixed made by different processes are typically converted by pressing, sintering and extrusion to wires and strips. The high degree of deformation during hot extrusion, produces a uniform and fine dispersion of CdO particles in the Ag matrix while at the same time achieving a high density which is advantageous for good contact properties (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/>). To obtain a backing suitable for brazing, a fine silver layer is applied by either com-pound extrusion or hot cladding prior to or right after the extrusion.

For larger contact tips, and especially those with a rounded shape, the single tip Press-Sinter-Repress process (PSR) offers economical advantages. The powder mix is pressed into a die close to the final desired shape, the "green" tips are sintered, and in most cases, the repress process forms the exact final shape while at the same time, increasing the contact density and hardness.

Using different silver powders and minor additives for the basic Ag and CdO, starting materials can help influence certain contact properties for specialized applications.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Softening of internally oxidized (i.o.) Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of powder metallurgical (p.m.) Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of powder metallurgical Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of powder metallurgical Ag/CdO 88/12</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of powder metallurgical Ag/CdO 88/12 after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 i.o. a) close to surface b) in center area</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 p.m.: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

*'''Silver–tin oxide materials'''
Over the past years, many Ag/CdO contact materials have been replaced by Ag/SnO2 based materials with 2-14 wt% SnO2 because of the toxicity of Cadmium. This changeover was further favored by the fact that Ag/SnO2 contacts quite often show improved contact and switching properties such as lower arc erosion, higher weld resistance and a significant lower tendency towards material transfer in DC switching circuits (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>). Ag/SnO2 materials have been optimized for a broad range of applications by other metal oxide additives and modification in the manufacturing processes that result in different metallurgical, physical and electrical properties (<xr id="tab:tab2.28"/> and <xr id="tab:tab2.29"/>).

Manufacturing of Ag/SnO2 by ''internal oxidation'' is possible in principle, but during heat treatment of alloys containing > 5 wt% of tin in oxygen, dense oxide layers formed on the surface of the material prohibit the further diffusion of oxygen into the bulk of the material. By adding Indium or Bismuth to the alloy, the internal oxidation is possible and results in materials that typically are rather hard and brittle and may show somewhat elevated contact resistance and is limited to applications in relays. Adding a brazable fine silver layer to such materials results in a semifinished material, suitable for the manufacture as smaller weld profiles (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Because of their resistance to material transfer and low arc erosion, these materials find for example a broader application in automotive relays (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

''Powder metallurgy'' plays a significant role in the manufacturing of Ag/SnO2 contact materials. Besides SnO2 a smaller amount (<1 wt%) of one or more other metal oxides such as WO3, MoO3, CuO and/or Bi2O3 are added. These
additives improve the wettability of the oxide particles and increase the viscosity of the Ag melt. They also provide additional benefits to the mechanical and arcing contact properties of materials in this group (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide Contact Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Additives
!Theoretical Density [g/cm3]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV0,1]
!Tensile Strength [MPa]
!Elongation (soft annealed) A[%]min.
!Manufacturing Process
!Form of Supply
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15
|215
|35
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15
|270
|20
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 and WO3
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 and WO3
|9,9
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 and WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 and CuO
|10,4
|57 ± 2
|
|215
|35
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 and CuO
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 and CuO
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 and CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15
|240
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 and CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15
|240
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 and CuO
|9,9
|46 ± 5
|
|260
|20
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 and CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100
|230 - 330
|28
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 and CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106
|235 - 330
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 and CuO
|9,8
|
|95 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 and In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15
|310
|25
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15
|325
|25
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15
|330
|20
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips

In the manufacture for the initial powder mixes, different processes are applied which provide specific advantages of the resulting materials in respect to their contact properties . Some of them are described here as follows:
:'''a) Powder blending from single component powders''' In this common process all components, including additives that are part of the powder mix, are blended as single powders. The blending is usually performed in the dry stage in blenders of different design.

:'''b) Powder blending on the basis of doped powders''' For incorporation of additive oxides in the SnO2 powder, the reactive spray process has shown advantages. This process starts with a waterbased solution of the tin and other metal compounds. This solution is nebulized under high pressure and temperature in a reactor chamber. Through the rapid evaporation of the water, each small droplet is converted into a salt crystal and from there gets transformed by oxidation into a tin oxide particle in which the additive metals are distributed evenly as oxides. The so created doped AgSnO2 powder is then mechanically mixed with silver powder.

:'''c) Powder blending based on coated oxide powders''' In this process, tin oxide powder is blended with lower melting additive oxides such as for example Ag2 MoO4 and then heat treated. The SnO2 particles are coated in this step with a thin layer of the additive oxide.

:'''d) Powder blending based on internally oxidized alloy powders''' A combination of powder metallurgy and internal oxidation this process starts with atomized Ag alloy powder which is subsequently oxidized in pure oxygen. During this process the Sn and other metal components are transformed to metal oxide and precipitated inside the silver matrix of each powder particle.

:'''e) Powder blending based on chemically precipitated compound powders''' A silver salt solution is added to a suspension of for example SnO2 together with a precipitation agent. In a chemical reaction, silver and silver oxide respectively are precipitated around the additive metal oxide particles, who act as crystallization sites. Further chemical treatment then reduces the silver oxide with the resulting precipitated powder, being a mix of Ag and SnO2.

Further processing of these differently produced powders follows the conventional processes of pressing, sintering and hot extrusion to wires and strips. From these contact parts, contact rivets and tips are manufactured. To obtain a brazable backing, the same processes as used for Ag/CdO are applied. As for Ag/CdO, larger contact tips can also be manufactured using the press-sinter-repress (PSR) process (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).
<div id="figures">

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 92/8 PE by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 88/12 PE by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of oxidized Ag/SnO2 88/12 PW4 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO2 88/12 TOS F by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO2 88/12P by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 SP after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 88/12 WPD by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 SPW: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Material</th><th rowspan="2">Additives</th><th rowspan="2">Density[ g/cm3]</th><th rowspan="2">ElectricalResistivity[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElectricalConductivity</th><th rowspan="2">VickersHardnessHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO andBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO andBi2 O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Form of Support: formed parts, stamped parts, contact tips
</figtable>

*'''Silver–zinc oxide materials'''
Silver zinc oxide contact materials with mostly 6 - 10 wt% oxide content, including other small metal oxides, are produced exclusively by powder metallurgy [[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]. Adding WO3 or Ag2WO4 in the process - as described in the preceding chapter on Ag/SnO2 - has proven most effective for applications in AC relays, wiring devices, and appliance controls. Just like with the other Ag metal oxide materials, semi-finished materials in strip and wire form are used to manufacture contact tips and rivets. Because of their high resistance against welding and arc erosion Ag/ZnO materials present an economic alternative to Cd free Ag-tin oxide contact materials (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> and <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Zinc Oxide Contact'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Additives
!Density [g/cm3]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical Conductivity [% IACS] [MS/m]
!Vickers Hardness Hv1
!Tensile Strength [MPa]
!Elongation (soft annealed) A[%]min.
!Manufacturing Process
!Form of Supply
|-
|Ag/ZnO 92/8P 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Powder Metallurgy a) indiv. powders
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Powder Metallurgy c) coated
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Powder Metallurgy c) coated
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8WP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Powder Metallurgy with Ag backing a) individ.
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Powder Metallurgy c) coated
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Powder Metallurgy c) coated
|2
|}
</figtable>

1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 PW25 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/ZnO 92/8 PW25 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 after annealing for 1hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/ZnO 92/8 PW25: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/ZnO 92/8 WPW25:a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/ZnO contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimizing of Silver–Tin Oxide Materials Regarding their Switching Properties and Forming Behavior'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material/Material Group</th><th>Special Properties<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Especially suitable for automotive relays(lamp loads)</td><td>Good formability (contact rivets)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Especially suited for high inductiveDC loads</td><td>Very good formability (contact rivets)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Especially suited for severe loads (AC-4)and high switching currents</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Especially suitable for high inductive DCloads</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Properties
|-
|Ag/SnO2 
|Environmentally friendly materials, 
Very high resistance against welding during current-on-switching, Weld resistance increases with higher oxide contents, 
Low and stable contact resistance over the life of the device and good temperature rise properties through use of special additives, 
High arc erosion resistance and contact life, 
Very low and flat material transfer during DC load switching, 
Good arc moving and very good arc extinguishing properties
|-
|Ag/ZnO 
|Environmentally friendly materials, 
High resistance against welding during current-on-switching (capacitor contactors), 
Low and stable contact resistance through special oxide additives, Very high arc erosion resistance at high switching currents, 
Less favorable than Ag/SnO2 for electrical life and material transfer, 
With Ag2WO4 additive especially suitable for AC relays
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired againstAg/C), (Main) Power switches</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuitbreakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</td></tr></table>
</figtable>

====Silver–Graphite Materials====
Ag/C contact materials are usually produced by powder metallurgy with graphite contents of 2 – 6 wt% (<xr id="tab:tab2.32"/>). The earlier typical manufacturing process of single pressed tips by pressing - sintering - repressing (PSR) has been replaced in Europe for quite some time by extrusion. In North America and some other regions however the PSR process is still used to some extend mainly for cost reasons.

The extrusion of sintered billets is now the dominant manufacturing method for semi-finished AgC materials. The hot extrusion process results in a high density material with graphite particles stretched and oriented in the extrusion direction [[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]. Depending on the extrusion method in either rod or strip form, the graphite particles can be oriented in the finished contact tips perpendicular or parallel to the switching contact surface (<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> and <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Since the graphite particles in the Ag matrix of Ag/C materials prevent contact tips from directly being welded or brazed, a graphite free bottom layer is required. This is achieved by burning out (de-graphitizing) the graphite selectively on one side of the tips.

Ag/C contact materials exhibit on the one hand an extremely high resistance to contact welding but on the other have a low arc erosion resistance. This is caused by the reaction of graphite with the oxygen in the surrounding atmosphere at the high temperatures created by the arcing. The weld resistance is especially high for materials with the graphite particle orientation parallel to the arcing contact surface. Since the contact surface after arcing consists of pure silver, the contact resistance stays consistantly low during the electrical life of the contact parts.

A disadvantage of the Ag/C materials is their rather high erosion rate. In materials with parallel graphite orientation this can be improved, if a part of the graphite is incorporated into the material (Ag/C DF) in the form of fibers (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). The weld resistance is determined by the total content of graphite particles.

Ag/C tips with vertical graphite particle orientation are produced in a specific sequence: Extrusion to rods, cutting of double thickness tips, burning out of graphite to a controlled layer thickness, and a second cutting to single tips. Such contact tips are especially well suited for applications which require both, a high weld resistance and a sufficiently high arc erosion resistance (<xr id="tab:tab2.33"/>). For attachment of Ag/C tips welding and brazing techniques are applied.

Welding the actual process depends on the material's graphite orientation. For Ag/C tips with vertical graphite orientation the contacts are assembled with single tips. For parallel orientation a more economical attachment starting with contact material in strip or profile tape form is used in integrated stamping and welding operations with the tape fed into the weld station, cut off to tip form and then welded to the carrier material before forming the final contact assembly part. For special low energy welding, the Ag/C profile tapes can be pre-coated with a thin layer of high temperature brazing alloys such as CuAgP.

In a rather limited way, Ag/C with 2 – 3 wt% graphite can be produced in wire form and headed into contact rivet shape with low head deformation ratios.

The main applications for Ag/C materials are protective switching devices such as miniature molded case circuit breakers, motor-protective circuit breakers, and fault current circuit breakers, where during short circuit failures, highest resistance against welding is required (<xr id="tab:tab2.34"/>). For higher currents the low arc erosion resistance of Ag/C is compensated by asymmetrical pairing with more erosion resistant materials such as Ag/Ni, Ag/W and Ag/WC.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C 96/4 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C 96/4 after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C DF by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C DF after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 97/3: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 95/5: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 96/4: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C DF: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag/Ni 90/10 backing layer</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physical Properties of Silver–Graphite Contact Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical Conductivity [% IACS] [MS/m]
!Vickers-Hardnes HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF GRAPHOR DF[[#text-reference1|1]]
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|-
|}
<div id="text-reference1">1 Graphite content 3.8 wt%, Graphite particles and fibers parallel to switching surface</div>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Contact and Switching properties of Silver–Graphite Contact Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Properties</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Highest resistance against welding during make operations at high currents,High resistance against welding of closed contacts during short circuit,Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,Low arc erosion resistance, especially during break operations, Higher arc erosion with increasing graphite contents, at the same time carbon build-up on switching chamber walls increases, silver-graphite with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,Limited formability,Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply of Silver– Graphite Contact Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th><th>Form of Supply</th></tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</td><td>Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO2, Ag/ZnO,(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</td><td>Contact tips, brazed and welded contactparts, some contact rivets withAg/C97/3</td></tr></table>
</figtable>

==References==
[[Contact Materials for Electrical Engineering#References|References]]

[[de:Werkstoffe_auf_Silber-Basis]]

2023-04-03T10:40:49Z

Doduco Admin:

Soon after its founding in 1922 Electrical Contacts became the focal world for DODUCO.

Ever increasing requirements on the performance of contacts in electrical switching devices, the need for highly reliable interconnections between electro-mechanics and electronics, the minimizing of precious metal usage and the call for more environmentally compatible materials and manufacturing processes, defined in the past years the development of materials and technologies related to electrical contacts. These latest developments and repeated requests from our customers were the motivation to update the DODUCO Data Book by the Electrical Contacts Wiki. It includes now also materials whose properties and applications are mostly relevant in the North American and Asian markets. We also included materials which are needed for the manufacturing of contact parts and assemblies, but are outside of DODUCO's product offerings. These include contact carrier materials such as copper and nickel alloys, as well as thermostatic materials.

Even so, we felt it was necessary to add more detailed descriptive passages about products and technologies, which expanded the original focus on mostly data tables and diagrams. We updated and re-wrote most chapters of the Data Book. We also expanded and updated the references at the end of each chapter which are meant to aid those readers who want to benefit from more and deeper detailed published resources.

This updated Electrical Contacts Wiki again is meant to be a handy reference and data source for all those who need to work in the field of electrical contacts and their applications. It can however not be a full substitute for personal discussions with experts in electrical contact technology. For
such technical exchanges we offer the direct expertise and advice from our application engineers who are ready to answer your questions.

Please challenge us with your unique problems or special requests, because our world is the World of Electrical Contacts.

The Editors DODUCO Pforzheim, Germany, February 2023

#[[Physical Properties of the Most Important Metals|Physical Properties of the Most Important Metals ]]
#[[Contact Materials for Electrical Engineering| Contact Materials for Electrical Engineering ]]
#[[Manufacturing Technologies for Contact Parts|Manufacturing Technologies for Contact Parts ]]
#[[Brazing Alloys and Fluxes|Brazing Alloys and Fluxes ]]
#[[Contact Carrier Materials|Contact Carrier Materials ]]
#[[Application Tables and Guideline Data for Use of Electrical Contact Design |Application Tables and Guideline Data for Use of Electrical Contact Design ]]
#[[Surface Coating Technologies| Surface Coating Technologies ]]
#[[ Precious Metal Powders and Preparations|Precious Metal Powders and Preparations ]]
#[[Applications for Bonding Technologies|Applications for Bonding Technologies ]]
#[[Electromechanical Components | Electromechanical Components ]]
#[[Precious Metal Refining| Precious Metal Refining ]]
#[[Testing Procedures| Testing Procedures]]

[[de:Inhaltsverzeichnis]]

Inhaltsverzeichnis

2023-04-03T10:39:39Z

Doduco Admin:

Elektrische Kontakte waren bald nach der Firmengründung im Jahre 1922
die Welt von DODUCO.

Steigende Anforderungen an die Kontakte in Schaltgeräten, die Notwendigkeit
zuverlässiger Schnittstellen zwischen Elektromechanik und Elektronik, der sparsame
Einsatz von Edelmetallen sowie die Forderung nach umweltfreundlichen
Werkstoffen und Fertigungsverfahren prägten in den letzten Jahren maßgebend die
Entwicklung von Werkstoffen und Technologien für elektrische Kontakte. Diese
innovative Phase in Entwicklung und Produktion von Kontaktwerkstoffen sowie
häufige Nachfragen aus dem Kundenkreis waren für uns Ansporn, eine Neuauflage
des bewährten Datenbuches zu erstellen. Darin werden auch Werkstoffe berücksichtigt,
deren Eigenschaften und Anwendungen überwiegend auf dem nordamerikanischen
und asiatischen Markt zum Einsatz kommen. Ebenso werden Werkstoffe
beschrieben, die für die Herstellung von Schaltstücken und Kontaktteilen
unerlässlich sind, aber außerhalb des Fertigungsprogramms von DODUCO liegen.
Hierzu zählen u.a. Kontaktträgerwerkstoffe auf Kupfer- und Nickelbasis sowie
Thermobimetalle und Lote.

Das DODUCO Electrical Contacts Wiki ist als Arbeitshilfe und Nachschlagewerk für diejenigen
Interessenten gedacht, die sich mit elektrischen Kontakten und ihren Anwendungen
beschäftigen. Es kann jedoch nicht immer ein persönliches Gespräch mit Experten
auf dem Gebiet der elektrischen Kontakte ersetzen. Hierfür stehen Ihnen gerne
unsere Mitarbeiter aus der anwendungstechnischen Beratung zur Verfügung.

Fordern Sie uns heraus; denn unsere Welt ist die
Welt der elektrischen Kontakte.

DODUCO
Pforzheim, Dezember 2022

#[[Physikalische Eigenschaften der wichtigsten Metalle| Physikalische Eigenschaften der wichtigsten Metalle ]]
#[[Kontaktwerkstoffe für die Elektrotechnik| Kontaktwerkstoffe für die Elektrotechnik ]]
#[[Technologien für die Herstellung von Kontaktteilen| Technologien für die Herstellung von Kontaktteilen ]]
#[[Lote und Flussmittel| Lote und Flussmittel ]]
#[[Trägerwerkstoffe| Trägerwerkstoffe ]]
#[[Anwendungstabellen und Richtwerte für den Einsatz elektrischer Kontakte| Anwendungstabellen und Richtwerte für den Einsatz elektrischer Kontakte ]]
#[[Beschichtungsverfahren| Beschichtungsverfahren ]]
#[[Edelmetallpulver und -präparate| Edelmetallpulver und -präparate ]]
#[[Anwendungen in der Aufbau und Verbindungstechnik| Anwendungen in der Aufbau und Verbindungstechnik ]]
#[[Kunststoff-Metall-Verbundteile| Kunststoff-Metall-Verbundteile]]
#[[Edelmetall-Recycling| Edelmetall-Recycling ]]
#[[Prüfverfahren| Prüfverfahren ]]

[[en:Table_of_Contents]]

Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis

2023-03-27T14:23:47Z

Doduco Admin:

===Wolfram und Molybdän (reine Metalle)===
Wolfram zeichnet sich durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften, wie hoher
Schmelz- und Siedepunkt, ausreichend hohe elektrische und thermische
Leitfähigkeit, sehr hohe Härte und Dichte aus (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). Es wird überwiegend in Form
aufgelöteter Plättchen für solche Schaltaufgaben eingesetzt, die eine schnelle
Schaltfolge, z.B. in Hupen für Kfz, verlangen.

Molybdän hat als Kontaktwerkstoff eine wesentlich geringere Bedeutung als
Wolfram, da es gegen Oxidation weniger beständig ist.
Beide Elemente werden in großem Maße als hochschmelzende Komponenten
für Verbundwerkstoffe mit Silber bzw. Kupfer eingesetzt.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanische Eigenschaften von Wolfram und Molybdän'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Gefügezustand</th><th>VickershärteHV 10</th><th>Zugfestigkeit[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche > 1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Wolfram Werkstoffe===
Ag/W Kontaktwerkstoffe vereinigen in sich die hohe elektrische und
thermische Leitfähigkeit des Silbers mit der hohen Abbrandfestigkeit des hochschmelzenden
Wolframs (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Die Herstellung der Ag/W-Werkstoffe mit
üblicherweise 50-80 Massen-% Wolfram erfolgt auf pulvermetallurgischem
Wege entweder durch Sintern mit flüssiger Phase oder über das Tränkverfahren.
Kornform und Größe der Ausgangspulver bestimmen entscheidend das Gefüge
sowie die mechanischen und kontaktspezifischen Eigenschaften dieser Stoffgruppe (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).

Bei häufigem betriebsmäßigem Schalten unter Lichtbogenbelastung bilden sich
auf Ag/W-Kontaktoberflächen Wolframoxide sowie Mischoxide (Silber-Wolframate)
und damit schlecht leitende Oberflächenschichten, die eine deutliche
Erhöhung des Kontaktwiderstandes und dadurch bei Führung des Dauerstromes
eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben. Aus diesem Grunde wird Ag/W in vielen Schaltgeräten gepaart mit Ag/C- oder Ag/WC/C-Kontaktstücken eingesetzt.

Silber-Wolfram-Kontakte kommen als Einzelteile in Form nahezu beliebig
geformter Auflagen zum Einsatz. Zur besseren Weiterverarbeitung sind die
Auflagen meist auf der Verbindungsseite mit Ag angereichert oder mit einer
Lotauflage versehen.
Die Verbindung der Ag/W-Teile mit Kontaktträgern erfolgt durch Löten, bei
kleineren Abmessungen auch durch Widerstandsschweißen.

Ag/W-Werkstoffe werden vor allem als Abbrennkontakte in Leistungsschaltern
großer Leistung sowie als Hauptkontakte in Leistungschaltern kleinerer und
mittlerer Leistung und in Schutzschaltern eingesetzt (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/> und <xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>). In Nord- und Südamerika
kommen Silber-Wolfram-Kontakstücke in großen Stückzahlen in Leitungsschutzschaltern
mit niedrigem und mittlerem Schaltvermögen für die Hausinstallation
sowie für die kommerzielle Stromverteilung zum Einsatz.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|57 - 63
|11,6 - 12,2
|21 - 29
|140 - 200
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|12,5 - 13,3
|18 - 25
|230 - 340
|-
|Ag/WC 80/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,2 - 9,9
|30 - 38
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/17C3 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,1 - 9,8
|23 - 33
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/19C1 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,5 - 10,5
|28 - 43
|40 - 60
|-
|Ag/WC 70/28C2 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6 - 10,3
|24 - 32
|35 - 55
|-
|Ag/Mo 65/35 [[#text-reference|1]]
|62 - 68
|9,9 - 10,9
|16 - 28
|140 - 130
|-
|}
<div id="text-reference">1Hergestellt durch Infiltration</div>
<div id="text-reference">2 Hergestellt durch Pressen-Sintern-Pressen</div>
</figtable>

===Silber-Wolframkarbid Werkstoffe===
Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 40-60 Massen-%
Wolframkarbid besteht aus dem besonders harten und verschleißfesten Wolframkarbid
und dem gut leitenden Silber (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/>, <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Ag/WC-Werkstoffe zeichnen sich gegenüber Ag/W durch eine höhere Verschweißresistenz aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Der Anstieg des Kontaktwiderstandes beim betriebsmäßigen Schalten ist bei
Ag/WC-Werkstoffen weniger ausgeprägt als bei Ag/W, da das bei Lichtbogeneinwirkung
entstehende CO eine schützende Gashülle bildet, die den Zutritt von
Sauerstoff und damit die Oxidbildung einschränkt.

Hohe Ansprüche an das Erwärmungsverhalten können durch Zusatz eines
geringen Grafit-Anteils erfüllt werden, wodurch allerdings das Abbrandverhalten
verschlechtert wird. Die Silber-Wolframkarbid-Grafit-Werkstoffe werden z.B. mit
19 Massen-% WC und 1 Massen-% Grafit bzw. 16 Massen-% WC und
2 Massen-% Grafit in Einzelpresstechnik nach dem Sinter-Press-Nachpress-
Verfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

Die Einsatzgebiete von Silber-Wolframkarbid-Werkstoffen sind ähnlich denen
von Silber-Wolfram (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).

===Silber-Molybdän Werkstoffe===
Ag/Mo Kontaktwerkstoffe mit 50-70 Massen-% Molybdän werden
üblicherweise auf pulvermetallurgischem Wege nach dem Tränkverfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).
Sie ähneln in ihren Kontakteigenschaften den Ag/W-Werkstoffen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Da Molybdänoxid im Vergleich zu Wolframoxid thermisch weniger stabil ist, ist
die Selbstreinigung der Ag/Mo-Kontaktoberflächen im Schaltlichtbogen intensiver
und somit der Kontaktwiderstand niedriger. Ag/Mo-Kontaktwerkstoffe sind
weniger abbrandfest als Ag/W-Kontaktwerkstoffe. Haupteinsatzgebiet von
Ag/Mo-Kontaktwerkstoffen sind Geräteschutzschalter (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Wolfram , Silber-Wolframkarbid, Silber-Wolframkarbid-Grafit und Silber-Molybdän Werkstoffe'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Silber-WolframSilber-Wolframkarbid</td><td>Neigung zu Verschweißungen bei hohen Einschaltströmen in symmetrischer Paarung, höhere Kontaktwiderstände und höhereÜbertemperaturen durch Bildung von Deckschichten aus Wolframoxiden und Wolframaten mit zunehmenden Schaltspielen insbesondere bei Silber-Wolfram,hohe Verschweißneigung geschlossener Kontaktstücke bei Kurzschlussströmen,sehr hohe Abbrandfestigkeit, ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten, hohe Härte und nur sehr geringe Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit durch Silberanreicherung auf Kontaktrücken.</td></tr><tr><td>Silber-Wolframkarbid plus Grafit</td><td>Niedrigerer Kontaktwiderstand und günstigeres Übertemperaturverhalten durch Grafit-Zusatz,geringere Neigung zu Verschweißungen, geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolframkarbid.</td></tr><tr><td>Silber-Molybdän</td><td>Günstigeres Kontaktwiderstandsverhalten durch weniger stabile Deckschichten,geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag/W 
|Leitungsschutzschalter (nicht strombegrenzend)
|rowspan="3" | Kontaktauflagen, gelötete und geschweißte Kontaktteile
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|Leistungsschalter (gepaart mit Ag/C) 
Fehlerstromschutzschalter (gepaart mit Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Geräteschutzschalter
|}
</figtable>

===Kupfer-Wolfram Werkstoffe===
Kupfer-Wolfram Werkstoffe mit üblicherweise 50-85 Massen-%
Wolfram werden nahezu ausschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt,
wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem
Anwendungsfall festgelegt wird [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  und (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen"/>). Zur Verbesserung der Benetzung des Wolframskeletts
durch Kupfer wird den Pulvermischungen ein Nickelanteil < 1 Massen-%
beigegeben.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Wolfram Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|57 - 63
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-

|}
</figtable>

W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrandfestigkeit auf. Sie sind
jedoch im Gegensatz zu den Silber-Wolfram-Werkstoffen zur Führung von
Dauerströmen weniger geeignet.

Liegt ein festes Wolframgerüst vor, was bei W/Cu-Tränkwerkstoffen mit 70-85
Massen-% Wolfram gegeben ist, so schmilzt und verdampft bei intensiver Lichtbogeneinwirkung
die niedriger schmelzende Werkstoffkomponente Kupfer. Dabei
wird das bei der Siedetemperatur von Cu (2567 °C) noch feste Wolfram
wirkungsvoll „gekühlt“ und bleibt somit weitgehend erhalten.

Bei hoher thermischer Beanspruchung der W/Cu-Kontaktauflagen, z.B. bei
Kurzschlusströmen> 40 kA werden besonders hohe Anforderungen an die
Festigkeit des Wolframgerüstes gestellt. Für derartige Anwendungsfälle wird
zunächst ein festes, hochgesintertes Gerüst aus Wolframpulver geeigneter
Korngröße hergestellt, das anschließend in üblicher Weise mit Kupfer getränkt
wird.

In Leistungsschaltern der Hochspannungstechnik hat sich besonders das Kontaktsystem,
bestehend aus Kontakttulpe und Schaltstift bewährt. Beide Schaltstücke
sind üblicherweise aus dem mechanisch festen und hoch leitfähigen
CuCrZr-Trägermaterial und W/Cu als Abbrandspitze zusammengesetzt.
Die mechanisch und thermisch hochbeanspruchte Verbindung zwischen den
beiden Werkstoffen erfolgt meist mittels Elektronenstrahl- oder Abbrennstumpfschweißen.
Weitere Verbindungsarten sind das Hartlöten und das Angießen
von Kupfer mit nachträglicher Kaltverformung.

Hauptanwendungsgebiet der W/Cu Werkstoffe sind Abbrennkontakte von
Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie
Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Grob)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Fein)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials]]

Tungsten and Molybdenum Based Materials

2023-03-27T14:21:57Z

Doduco Admin:

===Tungsten and Molybdenum (Pure Metals)===
Tungsten is characterized by its advantageous properties of high melting and boiling points, sufficient electrical and thermal conductivity and high hardness and density (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). It is mainly used in the form of brazed contact tips for switching duties, that require a rapid switching sequence, such as horn contacts for cars and trucks.

Molybdenum has a much lesser importance as a contact material since it is less resistant against oxidation than tungsten.
Both metals are however used in large amounts as components in composite materials with silver and copper.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanical Properties of Tungsten and Molybdenum'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Micro Structure Condition</th><th>VickersHardness HV 10</th><th>Tensile Strength[MPa]</th></tr><tr><td>Tungsten</td><td>Lightly worked structure(wire and strip > 1.0 mm thick)Strongly worked structure(wire and strip < 1.0 mm thick)Re-crystallized structure</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdenum</td><td>Lightly worked structure(wire and strip > 1.0 mm thick)Strongly worked structure(wire and strip < 1.0 mm thick)Re-crystallized structure</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

=== Silver–Tungsten Materials===
Ag/W contact materials combine the high electrical and thermal conductivity of silver with the high arc erosion resistance of the high melting tungsten metal (<xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). The manufacturing of materials with typically 50-80 wt% tungsten is performed by the powder metallurgical processes of liquid phase sintering or by infiltration. Particle size and shape of the starting powders are determining the micro structure and the contact specific properties of this material group (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>).

During repeated switching under arcing loads, tungsten oxides and mixed oxides (silver tungstates – Ag2 WO4) are formed on the Ag/W surface, creating poorly conducting layers which increase the contact resistance and by this the temperature rise during current carrying. Because of this fact the Ag/W is paired in many applications with Ag/C or Ag/WC/C contact parts.

Silver–tungsten contact tips are used in a variety of shapes and are produced for the ease of attachment with a fine silver backing layer and quite often an additional thin layer of a brazing alloy. The attachment to contact carriers is usually done by brazing, but also by direct resistance welding for smaller tips.

Ag/W materials are mostly used as the arcing contacts in disconnect switches for higher loads and as the main contacts in small and medium duty power
switches and industrial circuit breakers (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). In north and south america they are also used in large volumes in miniature circuit breakers of small to medium current ratings in domestic wiring as well as for commercial power distribution.

<figtable id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum">
<caption>'''Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt.%]
!Density [g/cm3]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|57 - 63
|11,6 - 12,2
|21 - 29
|140 - 200
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|12,5 - 13,3
|18 - 25
|230 - 340
|-
|Ag/WC 80/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,2 - 9,9
|30 - 38
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/17C3 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,1 - 9,8
|23 - 33
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/19C1 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,5 - 10,5
|28 - 43
|40 - 60
|-
|Ag/WC 70/28C2 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6 - 10,3
|24 - 32
|35 - 55
|-
|Ag/Mo 65/35 [[#text-reference|1]]
|62 - 68
|9,9 - 10,9
|16 - 28
|140 - 130
|-
|}
<div id="text-reference">1manufactured by infiltration</div>
<div id="text-reference">2 manufactured by press sinter-repress</div>
</figtable>

=== Silver–Tungsten Carbide Materials===
This group of contact materials contains typically 40-65 wt-% of the very hard and erosion wear resistant tungsten carbide and the high conductivity silver (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). Compared to Ag/W the Ag/WC materials exhibit a higher resistance against contact welding (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). The rise in contact resistance experienced with Ag/W is less pronounced in Ag/WC because during arcing, a protective gas layer of CO is formed, which limits the reaction of oxygen on the contact surface and therefore the formation of metal oxides.

Higher requirements on low temperature rise can be fulfilled by adding a small amount of graphite, which however increases the arc erosion. Silver–tungsten-carbide–graphite materials with for example 19 wt% WC and 1 wt% graphite or 16 wt% WC and 2 wt% graphite are manufactured using the single tip press-sinter-repress (PSR) process (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

The applications of Ag/WC contacts are similar to those for Ag/W (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>).

=== Silver–Molybdenum Materials===
Ag/Mo materials with typically 50-70 wt% molybdenum are usually produced by the powder metallurgical infiltration process (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). Their contact properties are similar to those of Ag/W materials (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). Since the molybdenum oxide is thermally less stable than tungsten oxide, the self-cleaning effect of Ag/Mo contact surface during arcing is more pronounced and the contact resistance remains lower than that of Ag/W. The arc erosion resistance of Ag/Mo however is lower than the one for Ag/W materials. The main applications for Ag/Mo contacts are in equipment protecting switching devices (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/WC27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten, Silver–Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Properties</th></tr><tr><td>Silver-TungstenSilver-tungsten carbide</td><td>Tendency to weld at high make currents in symmetrical pairing,Higher contact resistance and higher temperature rise over increased number of operations through tungsten oxide and tungstate formation, especially for Ag/W,High welding tendency of closed contacts during short circuit,Very high arc erosion resistance, poor arc moving properties, High hardness and low formability,Easy to braze and weld through Ag enriched backing layer</td></tr><tr><td>Silver-Tungsten Carbide plus Graphite</td><td>Low contact resistance and low temperature rise through graphite addition,Lower tendency to contact welding, Lower arc erosion resistance than Ag/WC</td></tr><tr><td>Silver-Molybdenum</td><td>Better contact resistance stability due to less stable surface layers,Lower arc erosion resistance than Ag/W</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten, Silver–Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Form of Supply
|-
|Ag/W 
|Circuit breakers (not current limiting)
|rowspan="3" | Contact tips, brazed and welded contact parts
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|(Main) Power switches paired with Ag/C) 
Fault current circuit breakers (paired with Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Device protection switches
|}
</figtable>

=== Copper–Tungsten Materials===
Copper–tungsten materials with typically 50-85 wt% tungsten are produced by the infiltration process with the tungsten particle size selected according to the end application [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  and (<xr id="tab:Physical properties of copper-tungsten materials"/>). To increase the wettability of the tungsten skeleton by copper a small amount of nickel < 1 wt% is added to the starting powder mix.

<figtable id="tab:Physical properties of copper-tungsten materials">
<caption>'''Physical properties of copper-tungsten materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Tungsten Content [wt.%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point [°C]
!Electrical Resistivity [µΩ*cm]
!Electrical Conductivity [% IACS]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|57 - 63
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-
|}
</figtable>

W/Cu materials exhibit a very high arc erosion resistance. Compared to silver–tungsten materials, they are however less suitable to carry permanent current.

With a solid tungsten skeleton, as it is the case for W/C infiltrated materials with 70-85 wt% tungsten, the lower melting component copper melts and vaporizes in the intense electrical arc. At the boiling point of copper (2567°C), the still solid tungsten is efficiently “cooled” and remains pretty much unchanged.

During very high thermal stress on the W/Cu contacts, for example during short circuit currents > 40 kA, the tungsten skeleton requires special high mechanical strength. For such applications, a high temperature sintering of tungsten from selected particle size powder is applied before the usual infiltration with copper.

For high voltage load switches, the most advantageous contact system consists of a contact tulip and a contact rod. Both contact assemblies are usually made from the mechanically strong and high conductive CuCrZr material and W/Cu as the arcing tips. The thermally and mechanically highly stressed attachment between the two components is often achieved by utilizing electron beam welding or capacitor discharge percussion welding. Other attachment methods include brazing and cast-on of copper, followed by cold forming steps to increase hardness and strength.

The main application areas for W/Cu materials are as arcing contacts in load and high power switching, in medium and high voltage switchgear as well as electrodes for spark gaps and over voltage arresters.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of W/Cu 70/30 (coarse)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of W/Cu 70/30 (fine)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==References==
[[Contact Materials for Electrical Engineering#References|References]]

[[de:Werkstoffe_auf_Wolfram-_und_Molybdän-Basis]]

Tungsten and Molybdenum Based Materials

2023-03-27T14:19:38Z

Doduco Admin:

===Tungsten and Molybdenum (Pure Metals)===
Tungsten is characterized by its advantageous properties of high melting and boiling points, sufficient electrical and thermal conductivity and high hardness and density (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). It is mainly used in the form of brazed contact tips for switching duties, that require a rapid switching sequence, such as horn contacts for cars and trucks.

Molybdenum has a much lesser importance as a contact material since it is less resistant against oxidation than tungsten.
Both metals are however used in large amounts as components in composite materials with silver and copper.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanical Properties of Tungsten and Molybdenum'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Micro Structure Condition</th><th>VickersHardness HV 10</th><th>Tensile Strength[MPa]</th></tr><tr><td>Tungsten</td><td>Lightly worked structure(wire and strip > 1.0 mm thick)Strongly worked structure(wire and strip < 1.0 mm thick)Re-crystallized structure</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdenum</td><td>Lightly worked structure(wire and strip > 1.0 mm thick)Strongly worked structure(wire and strip < 1.0 mm thick)Re-crystallized structure</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

=== Silver–Tungsten Materials===
Ag/W contact materials combine the high electrical and thermal conductivity of silver with the high arc erosion resistance of the high melting tungsten metal (<xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). The manufacturing of materials with typically 50-80 wt% tungsten is performed by the powder metallurgical processes of liquid phase sintering or by infiltration. Particle size and shape of the starting powders are determining the micro structure and the contact specific properties of this material group (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>).

During repeated switching under arcing loads, tungsten oxides and mixed oxides (silver tungstates – Ag2 WO4) are formed on the Ag/W surface, creating poorly conducting layers which increase the contact resistance and by this the temperature rise during current carrying. Because of this fact the Ag/W is paired in many applications with Ag/C or Ag/WC/C contact parts.

Silver–tungsten contact tips are used in a variety of shapes and are produced for the ease of attachment with a fine silver backing layer and quite often an additional thin layer of a brazing alloy. The attachment to contact carriers is usually done by brazing, but also by direct resistance welding for smaller tips.

Ag/W materials are mostly used as the arcing contacts in disconnect switches for higher loads and as the main contacts in small and medium duty power
switches and industrial circuit breakers (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). In north and south america they are also used in large volumes in miniature circuit breakers of small to medium current ratings in domestic wiring as well as for commercial power distribution.

<figtable id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum">
<caption>'''Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt.%]
!Density [g/cm3]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|57 - 63
|11,6 - 12,2
|21 - 29
|140 - 200
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|12,5 - 13,3
|18 - 25
|230 - 340
|-
|Ag/WC 80/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,2 - 9,9
|30 - 38
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/17C3 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,1 - 9,8
|23 - 33
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/19C1 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,5 - 10,5
|28 - 43
|40 - 60
|-
|Ag/WC 70/28C2 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6 - 10,3
|24 - 32
|35 - 55
|-
|Ag/Mo 65/35 [[#text-reference|1]]
|62 - 68
|9,9 - 10,9
|16 - 28
|140 - 130
|-
|}
<div id="text-reference">1manufactured by infiltration</div>
<div id="text-reference">2 manufactured by press sinter-repress</div>
</figtable>

=== Silver–Tungsten Carbide Materials===
This group of contact materials contains typically 40-65 wt-% of the very hard and erosion wear resistant tungsten carbide and the high conductivity silver (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). Compared to Ag/W the Ag/WC materials exhibit a higher resistance against contact welding (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). The rise in contact resistance experienced with Ag/W is less pronounced in Ag/WC because during arcing, a protective gas layer of CO is formed, which limits the reaction of oxygen on the contact surface and therefore the formation of metal oxides.

Higher requirements on low temperature rise can be fulfilled by adding a small amount of graphite, which however increases the arc erosion. Silver–tungsten-carbide–graphite materials with for example 19 wt% WC and 1 wt% graphite or 16 wt% WC and 2 wt% graphite are manufactured using the single tip press-sinter-repress (PSR) process (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

The applications of Ag/WC contacts are similar to those for Ag/W (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>).

=== Silver–Molybdenum Materials===
Ag/Mo materials with typically 50-70 wt% molybdenum are usually produced by the powder metallurgical infiltration process (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). Their contact properties are similar to those of Ag/W materials (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). Since the molybdenum oxide is thermally less stable than tungsten oxide, the self-cleaning effect of Ag/Mo contact surface during arcing is more pronounced and the contact resistance remains lower than that of Ag/W. The arc erosion resistance of Ag/Mo however is lower than the one for Ag/W materials. The main applications for Ag/Mo contacts are in equipment protecting switching devices (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/WC27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten, Silver–Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Properties</th></tr><tr><td>Silver-TungstenSilver-tungsten carbide</td><td>Tendency to weld at high make currents in symmetrical pairing,Higher contact resistance and higher temperature rise over increased number of operations through tungsten oxide and tungstate formation, especially for Ag/W,High welding tendency of closed contacts during short circuit,Very high arc erosion resistance, poor arc moving properties, High hardness and low formability,Easy to braze and weld through Ag enriched backing layer</td></tr><tr><td>Silver-Tungsten Carbide plus Grafit</td><td>Low contact resistance and low temperature rise through graphite addition,Lower tendency to contact welding, Lower arc erosion resistance than Ag/W</td></tr><tr><td>Silver-Molybdenum</td><td>Better contact resistance stability due to less stable surface layers,Lower arc erosion resistance than Ag/W</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten, Silver–Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Form of Supply
|-
|Ag/W 
|Circuit breakers (not current limiting)
|rowspan="3" | Contact tips, brazed and welded contact parts
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|(Main) Power switches paired with Ag/C) 
Fault current circuit breakers (paired with Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Device protection switches
|}
</figtable>

=== Copper–Tungsten Materials===
Copper–tungsten materials with typically 50-85 wt% tungsten are produced by the infiltration process with the tungsten particle size selected according to the end application [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  and (<xr id="tab:Physical properties of copper-tungsten materials"/>). To increase the wettability of the tungsten skeleton by copper a small amount of nickel < 1 wt% is added to the starting powder mix.

<figtable id="tab:Physical properties of copper-tungsten materials">
<caption>'''Physical properties of copper-tungsten materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Tungsten Content [wt.%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point [°C]
!Electrical Resistivity [µΩ*cm]
!Electrical Conductivity [% IACS]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|57 - 63
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-
|}
</figtable>

W/Cu materials exhibit a very high arc erosion resistance. Compared to silver–tungsten materials, they are however less suitable to carry permanent current.

With a solid tungsten skeleton, as it is the case for W/C infiltrated materials with 70-85 wt% tungsten, the lower melting component copper melts and vaporizes in the intense electrical arc. At the boiling point of copper (2567°C), the still solid tungsten is efficiently “cooled” and remains pretty much unchanged.

During very high thermal stress on the W/Cu contacts, for example during short circuit currents > 40 kA, the tungsten skeleton requires special high mechanical strength. For such applications, a high temperature sintering of tungsten from selected particle size powder is applied before the usual infiltration with copper.

For high voltage load switches, the most advantageous contact system consists of a contact tulip and a contact rod. Both contact assemblies are usually made from the mechanically strong and high conductive CuCrZr material and W/Cu as the arcing tips. The thermally and mechanically highly stressed attachment between the two components is often achieved by utilizing electron beam welding or capacitor discharge percussion welding. Other attachment methods include brazing and cast-on of copper, followed by cold forming steps to increase hardness and strength.

The main application areas for W/Cu materials are as arcing contacts in load and high power switching, in medium and high voltage switchgear as well as electrodes for spark gaps and over voltage arresters.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of W/Cu 70/30 (coarse)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of W/Cu 70/30 (fine)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==References==
[[Contact Materials for Electrical Engineering#References|References]]

[[de:Werkstoffe_auf_Wolfram-_und_Molybdän-Basis]]

Werkstoffe auf Silber-Basis

2023-03-27T12:05:07Z

Doduco Admin:

===Feinsilber===
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch
Kurzschlüsse verursachen.

Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/>). Silber
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>). Weitere Angaben zu den verschiedenen
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.

Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> und <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>).
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.

Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen
verbreitet Anwendung.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Bezeichnung</th><th>Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</th><th>Beimengungen[ppm]</th><th>Hinweise für die Verwendung</th></tr><tr><td>SpektralreinesSilber</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</td></tr><tr><td>Hochreines Silber, sauerstofffrei</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Barren und Granalien für Legierungszwecke</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Verunreinigungen
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Schüttdichte
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Stampfvolumen
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten
|-
|Pressdichte
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinterdichte
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volumenschrumpfung
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Glühverlust
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung 
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse 
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silber-Legierungen===
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Durch die metallische Zusatzkomponente
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silber-Anteil [wt%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
!E-Modul [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi 0,15 
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24,5Ni0,5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99,5NiMg ARGODUR 32 unvergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 vergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand
a) geglüht und abgeschreckt
b) bei 280°C angelassen</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm [MPa]</th><th>Dehnung A [%] min.</th><th>VickershärteHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi 0,15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Feinkornsilber====
Unter Feinkornsilber versteht man eine Silberlegierung mit
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.

====Hartsilber-Legierungen====
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des
Silbers deutlich erhöht (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> und <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>).
Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit
auf.

Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.

Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.

Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch
bei Feinsilber angewandt werden.

Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der
Luft- und Raumfahrt.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Kupfer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu5
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von ARGODUR 27
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|Ag AgNi0,15 
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit
|-
|Ag-Legierungen
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag AgNi0,15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relais, Mikroschalter, Hilfsstromschalter, Befehlsschalter, Schalter für Hausgeräte, Lichtschalter (≤ 20A), Hauptschalter
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Spezielle Anwendungen
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|Ag99,5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile
|}
</figtable>

====Silber-Palladium-Legierungen====
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.

AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Allerdings
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft
auswirkt.

AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Draht- oder
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.

AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>). Aufgrund des hohen
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage ersetzt.
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte
gefunden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Palladiumanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm[MPa]</th><th>Dehnung A[%]min.</th><th>VickershärteHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|AgPd30-60
|Korrosionsbeständig, mit steigendem Pd-Anteil nimmt „brown-powder“-Bildung zu, geringere Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, hohe Verformbarkeit
|beständig gegenüber Ag2S Bildung, niedriger Kontaktwiderstand, hohe Härte bei höherem Pd-Anteil, Abbrandfestigkeit von AgPd30 am höchsten, gut schweiß- und plattierbar
|-
|AgPd30Cu5
|hohe mechanische Verschleißfestigkeit
|hohe Härte
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferformen</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Schalter, Relais, Taster,Steckverbinder, Gleitkontakte</td><td>'''Halbzeuge:'''Drähte, Mikroprofile, Kontaktbimetalle,rollennahtgeschweißte Profile'''Kontaktteile:'''Massive- und Bimetallniete,plattierte und geschweißte Kontaktteile, Stanzteile</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Gleitkontakte, Gleitbahnen</td><td>Drahtbiegeteile, Kontaktfedern,massive und plattierte Stanzteile</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Verbundwerkstoffe===

====Silber-Nickel Werkstoffe====
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>).

Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). Das
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Ag/Ni Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von
10-40 Massen-% hergestellt. Ag/Ni 10 und Ag/Ni 20, die am häufigsten
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>,  <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). Sie
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni Werkstoffe mit Nickel-
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden
können.

Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Silberanteil</th><th>Dichte</th><th>Schmelztemperatur</th><th>Spez. elektr.
Widerstandp</th><th colspan="2">Elektrische
Leitfähigkeit (weich)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Festigkeitszustand
!Zugfestigkeit Rm [Mpa]
!Dehnung (weichgeglüht) [%] min.
!Vickershärte HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/Ni 
|Hohe Abbbrandfestigkeit bei Schaltströmen bis 100A,
Sicherheit gegen Verschweißen bei Einschaltströmen bis 100A,
niedriger und über die Schaltstücklebensdauer nahezu konstanter
Kontaktwiderstand bei Ag/Ni 90/10 und Ag/Ni 80/20,
geringe flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
nichtleitende Abbrandrückstände auf Isolierstoffen, daher nur geringe
Beeinträchtigung der Spannungsfestigkeit des Schaltgerätes,
gutes Lichtbogenlaufverhalten,
günstige Lichtbogenlöscheigenschaften,
gute bis ausreichende Verformbarkeit entsprechend der
Werkstoffzusammensetzung, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Schalt- bzw.
Bemessungsströme
!Lieferform
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relais Kfz-Relais
-Widerstandslast
-Motorlast
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Halbzeuge:''' Drähte, Profile,
Kontaktbimetalle,
rollennahtgeschweißte
Profile,
Toplay-Profile '''Kontaktteile::''' Kontaktauflagen,
Massiv-und
Bimetallniete,
Aufschweißkontakte, 
plattierte,
geschweißte,
gelötete und genietete
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Hilfsstromschalter
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Schalter für Hausgeräte
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Lichtschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Hauptschalter,
Treppenhausautomaten
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Regel- und Steuerschalter,
Thermostate
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Lastschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Motorschalter (Schütze)
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motorschutzschalter
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fehlerstromschutzschalter
|≤ 100A
|rowspan="2" | Stangen, Profile,
Kontaktauflagen,
Formteile, gelötete
und geschweißte
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Leistungsschalter
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:
Silber-Cadmiumoxid, Silber-Zinnoxid und Silber-Zinkoxid.
Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silber-Cadmiumoxid'''

Silber-Cadmiumoxid Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem
Wege hergestellt.

Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>).
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu
einer bestimmten Tiefe ausgeführt. Die so erhaltenen Zweischichtbänder
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.

Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/>). Die für Bänder und Plättchen
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem
Strangpressvorgang erzielt.

Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<captionVerfestigungsverhalten
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und
unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich
b) innerer Bereich</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 P a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

*'''Silber-Zinnoxid Werkstoffe'''
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO2-Werkstoffe mit 2-14
Massen-% SnO2 ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,
dass Ag/SnO2 -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>).
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO2-
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/> und <xr id="tab:tab2.29"/>).

Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO2-Werkstoffe sind sehr
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO2-Einlagerungen
herzustellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/>). Dies gelingt durch Optimierung des
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid Werkstoffen spielt die
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO3,
MoO3, CuO und/oder Bi2O3 zugemischt, die im Schaltbetrieb an der
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen
und Schalteigenschaften der Ag/SnO2 -Werkstoffe (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physikalische und mechanische Eigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinn-Oxid-Kontaktmaterialien'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Zusätze
!Theoretische Dichte [g/cm3]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte 
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsprozess
!Art der Bereitstellung
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15 HV0,1
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15 HV0,1
|270
|20
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|68 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 und WO3
|
|
|60 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 und WO3
|9,9
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 und WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 und CuO
|10,4
|57 ± 2
|45 ± 15 HV5
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 und CuO
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 und CuO
|10,0
|53 ± 2
|58 ± 15 HV0,1
|230
|30
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 und CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15 HV0,1
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,9
|46 ± 5
|75 ± 15 HV5
|260
|20
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100 HV0,1
|230 - 330
|28
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106 HV0,1
|235 - 330
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|
|95 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 und In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15 HV0,1
|310
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15 HV0,1
|325
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15 HV0,1
|330
|20
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stäbe, Kontaktnieten 2 = Bänder, Profile, Kontaktstifte

Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben. Einige
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' Bei diesem klassischen Verfahren der Pulvermetallurgie werden alle, in den Werkstoff eingebrachten Komponenten, einschließlich der Zusätze, als Einzelpulver miteinander vermischt. Das Mischen der Pulver erfolgt üblicherweise trocken in Mischern unterschiedlicher Bauart.

:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' Für den Einbau von Zusatzoxiden in das Zinnoxid hat sich das Reaktions-Sprüh-Verfahren (RSV) als vorteilhaft erwiesen. Bei diesem Verfahren wird von einer wässrigen Lösung ausgegangen, in der Zinn sowie die als Zusätze verwendeten Metalle in Form chemischer Verbindungen vorliegen. Diese wässrige Lösung wird unter hohem Druck in einer heißen Reaktionskammer verdüst. Durch die schlagartige Verdampfung des Wassers entsteht aus jedem einzelnen Tröpfchen zunächst ein Salzkristall und hieraus durch Oxidation ein Zinnoxid-Partikel, in dem die Zusatzmetalle in oxidierter Form gleichmäßig verteilt vorliegen. Das so erhaltene „dotierte“ Zinnoxidpulver wird anschließend mit Silberpulver vermischt.

:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag2 MoO4 , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.

:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' Dieses Verfahren schließt sowohl Arbeitsschritte der Pulvermetallurgie als auch der inneren Oxidation ein. Ausgegangen wird dabei von einer Silber-Metall-Legierung, die geschmolzen und anschließend zu feinkörnigem Pulver verdüst wird. Dieses Legierungspulver wird in sauerstoffhaltiger Atmosphäre geglüht, wobei sich das im Silber gelöste Zinn sowie weitere Zusatzmetalle als Oxidpartikel ausscheiden.

:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO2 werden eine Silbersalzlösungzusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.

Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen
Verfahren angewandt, wie bei Ag/CdO beschrieben (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).

Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
hergestellt werden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur S trangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 SPW: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung,1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel zur Strangpressrichtung,
1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Werkstoff</th><th rowspan="2">Metalloxid-Zusätze</th><th rowspan="2">Dichte[ g/cm3]</th><th rowspan="2">Spez. elektr.Widerstand[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElektrischeLeitfähigkeit (weich)</th><th rowspan="2">VickershärteHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO undBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO undBi2O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Lieferformen: Formteile, Pressteile, Plättchen
</figtable>

*'''Silber-Zinkoxid Werkstoffe'''
Silber-Zinkoxid Werkstoffe mit 6-10 Massen-% Oxidanteil,
einschließlich geringer Metalloxidzusätze, werden ausschließlich auf
pulvermetallurgischem Wege gefertigt ([[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]). Besonders bewährt hat sich der Zusatz
Ag2WO4 - nach Verfahrensweg c) in den Werkstoff eingebracht - für Anwendungen in Wechselstrom-Relais, Lichtschaltern und Schaltern für Hausgeräte.
Wie bei den anderen Silber-Metalloxid-Werkstoffen werden zunächst Halbzeuge
hergestellt, aus denen dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt werden.
Ag/ZnO-Werkstoffe stellen aufgrund ihrer hohen Verschweißresistenz und
Abbrandfestigkeit in manchen Anwendungen eine wirtschaftlich günstige
Alternative zu Ag/SnO2 dar (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> und <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silberanteil [Massen-%]
!Zusätze
!Dichte [g/cm3]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte Hv1
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsverfahren
!Lieferform
|-
|Ag/ZnO 92/8SP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Pulvermetallurgie
a) Einzelpulver
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8SP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken a) Einzelpulver
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stangen, Niete, 2) Streifen, Bänder, Profile, Plättchen

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 WPW25
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/ZnO 92/8 WPW25 nach 1h Glühdauer
und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 PW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 WPW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/ZnO-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff/Werkstoffgruppe</th><th>Spezielle Eigenschaften<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Besonders geeignet für Kfz-Relais
(Lampenlast)</td><td>gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td>sehr gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Besonders geeignet für Schwerlastbetrieb
(AC-4) und hohe Schaltströme</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/SnO2 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
sehr hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen,
Sicherheit gegenüber Verschweißungen mit steigendem Oxidgehalt zunehmend,
niedriger und über die Gerätelebensdauer weitgehend stabiler Kontaktwiderstand
und günstiges Übertemperaturverhalten durch spezielle Oxidzusätze,
hohe Abbrandfestigkeit und Schaltstücklebensdauer,
sehr geringe, flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
günstige Lichtbogenlaufeigenschaften, sehr gutes Lichtbogenlöschverhalten
|-
|Ag/ZnO 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen (Kondensatorschütze),
niedriger und konstanter Kontaktwiderstand durch spezielle Oxidzusätze,
besonders hohe Abbrandfestigkeit bei hohen Schaltströmen,
hinsichtlich Materialwanderung und Lebensdauer bei Gleichstromlast ungünstiger
als Ag/SnO2 ,mit Zusatz Ag2WO4 besonders geeignet für Wechselstrom-Relais und Schalter in Hausgeräten,
in den sonstigen Eigenschaften vergleichbar mit Ag/SnO2
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Mikroschalter, Elementarrelais, Kfz-Relais, Schalter für Hausgeräte,
Hauptschalter, Motorschalter ( Schütze ), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Lichtschalter, Wechselstrom-Relais, Schalter für Hausgeräte
Motorschutzschalter ( gepaart mit Ag/Ni bzw. Ag/C), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr></table>
</figtable>

====Silber-Grafit Werkstoffe====
Ag/C Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/>). Die früher
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine
gewisse Bedeutung.

Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren
für Ag/C-Halbzeuge. Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]). Je nach Art des Strangpressens, als Band
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht
oder parallel zur Schaltfläche angeordnet
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.

Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer
gleichbleibend niedrig.

Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern in den
Werkstoff (Ag/C DF) eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). Das Schweißverhalten wird dabei durch
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.

Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/>). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit
im Schaltbetrieb erfordern.

Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,
können die Ag/C-Profile auch mit einer dünnen
Hartlotschicht versehen werden.

In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet
werden.

Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/>). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C 96/4 D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C 96/4 D</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C DF</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 97/3 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 95/5 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 96/4 D a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C DF a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag/Ni 90/10-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Silberanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelztemperatur [°C]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2 
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3 
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4 
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5 
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF GRAPHOR DF*)
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|
|}
</figtable>

<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche 

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Höchste Sicherheit gegenüber Verschweißungen beim Einschalten hoher Ströme,
hohe Sicherheit hinsichtlich Verschweißen geschlossener Kontakte im
Kurzschlussfall,

Zunahme der Verschweißresistenz mit steigendem Grafit-Anteil,
niedriger Kontaktwiderstand,

ungünstiges Abbrandverhalten insbesondere beim Ausschalten,
mit zunehmendem Grafit-Anteil erhöhter Abbrand;

gleichzeitig nimmt die Verrußung der Schaltkammerwände zu,

Ag/C mit senkrechter Orientierung der Grafit-Partikel weist Vorteile
hinsichtlich Abbrandfestigkeit,
mit paralleler Orientierung Vorteile
hinsichtlich Verschweißresistenz auf,

ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten; daher Einsatz in unsymmetrischer
Paarung,
begrenzte Umformbarkeit,

löt- und schweißbar durch ausgebrannten Rücken,
Ag/C ist hinsichtlich Abbrandfestigkeit und
Verschweißverhalten optimiert.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff
</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferform</th></tr><tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motorschutzschalter, gepaart mit
Ag/Ni</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontakniete</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Leitungsschutzschalter, gepaart mit
Cu,
Motorschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni,
Fehlerstromschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni, Ag/W, Ag/W</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontaktniete bei Ag/C 97/3<td/></tr></table>
</figtable>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Silver_Based_Materials]]

Werkstoffe auf Silber-Basis

2023-03-27T12:01:40Z

Doduco Admin:

===Feinsilber===
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch
Kurzschlüsse verursachen.

Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/>). Silber
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>). Weitere Angaben zu den verschiedenen
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.

Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> und <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>).
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.

Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen
verbreitet Anwendung.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Bezeichnung</th><th>Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</th><th>Beimengungen[ppm]</th><th>Hinweise für die Verwendung</th></tr><tr><td>SpektralreinesSilber</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</td></tr><tr><td>Hochreines Silber, sauerstofffrei</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Barren und Granalien für Legierungszwecke</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Verunreinigungen
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Schüttdichte
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Stampfvolumen
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten
|-
|Pressdichte
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinterdichte
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volumenschrumpfung
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Glühverlust
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung 
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse 
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silber-Legierungen===
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Durch die metallische Zusatzkomponente
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silber-Anteil [wt%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
!E-Modul [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi 0,15 
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24,5Ni0,5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99,5NiMg ARGODUR 32 unvergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 vergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand
a) geglüht und abgeschreckt
b) bei 280°C angelassen</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm [MPa]</th><th>Dehnung A [%] min.</th><th>VickershärteHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi 0,15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Feinkornsilber====
Unter Feinkornsilber (ARGODUR-Spezial) versteht man eine Silberlegierung mit
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.

====Hartsilber-Legierungen====
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des
Silbers deutlich erhöht (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> und <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>).
Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit
auf.

Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.

Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.

Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch
bei Feinsilber angewandt werden.

Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der
Luft- und Raumfahrt.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Kupfer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu5
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von ARGODUR 27
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|Ag AgNi0,15 
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit
|-
|Ag-Legierungen
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag AgNi0,15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relais, Mikroschalter, Hilfsstromschalter, Befehlsschalter, Schalter für Hausgeräte, Lichtschalter (≤ 20A), Hauptschalter
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Spezielle Anwendungen
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|Ag99, 5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile
|}
</figtable>

====Silber-Palladium-Legierungen====
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.

AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Allerdings
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft
auswirkt.

AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Draht- oder
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.

AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>). Aufgrund des hohen
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage ersetzt.
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte
gefunden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Palladiumanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm[MPa]</th><th>Dehnung A[%]min.</th><th>VickershärteHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|AgPd30-60
|Korrosionsbeständig, mit steigendem Pd-Anteil nimmt „brown-powder“-Bildung zu, geringere Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, hohe Verformbarkeit
|beständig gegenüber Ag2S Bildung, niedriger Kontaktwiderstand, hohe Härte bei höherem Pd-Anteil, Abbrandfestigkeit von AgPd30 am höchsten, gut schweiß- und plattierbar
|-
|AgPd30Cu5
|hohe mechanische Verschleißfestigkeit
|hohe Härte
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferformen</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Schalter, Relais, Taster,Steckverbinder, Gleitkontakte</td><td>'''Halbzeuge:'''Drähte, Mikroprofile, Kontaktbimetalle,rollennahtgeschweißte Profile'''Kontaktteile:'''Massive- und Bimetallniete,plattierte und geschweißte Kontaktteile, Stanzteile</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Gleitkontakte, Gleitbahnen</td><td>Drahtbiegeteile, Kontaktfedern,massive und plattierte Stanzteile</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Verbundwerkstoffe===

====Silber-Nickel Werkstoffe====
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>).

Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). Das
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Ag/Ni Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von
10-40 Massen-% hergestellt. Ag/Ni 10 und Ag/Ni 20, die am häufigsten
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>,  <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). Sie
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni Werkstoffe mit Nickel-
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden
können.

Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Silberanteil</th><th>Dichte</th><th>Schmelztemperatur</th><th>Spez. elektr.
Widerstandp</th><th colspan="2">Elektrische
Leitfähigkeit (weich)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Festigkeitszustand
!Zugfestigkeit Rm [Mpa]
!Dehnung (weichgeglüht) [%] min.
!Vickershärte HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/Ni 
|Hohe Abbbrandfestigkeit bei Schaltströmen bis 100A,
Sicherheit gegen Verschweißen bei Einschaltströmen bis 100A,
niedriger und über die Schaltstücklebensdauer nahezu konstanter
Kontaktwiderstand bei Ag/Ni 90/10 und Ag/Ni 80/20,
geringe flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
nichtleitende Abbrandrückstände auf Isolierstoffen, daher nur geringe
Beeinträchtigung der Spannungsfestigkeit des Schaltgerätes,
gutes Lichtbogenlaufverhalten,
günstige Lichtbogenlöscheigenschaften,
gute bis ausreichende Verformbarkeit entsprechend der
Werkstoffzusammensetzung, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Schalt- bzw.
Bemessungsströme
!Lieferform
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relais Kfz-Relais
-Widerstandslast
-Motorlast
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Halbzeuge:''' Drähte, Profile,
Kontaktbimetalle,
rollennahtgeschweißte
Profile,
Toplay-Profile '''Kontaktteile::''' Kontaktauflagen,
Massiv-und
Bimetallniete,
Aufschweißkontakte, 
plattierte,
geschweißte,
gelötete und genietete
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Hilfsstromschalter
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Schalter für Hausgeräte
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Lichtschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Hauptschalter,
Treppenhausautomaten
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Regel- und Steuerschalter,
Thermostate
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Lastschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Motorschalter (Schütze)
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motorschutzschalter
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fehlerstromschutzschalter
|≤ 100A
|rowspan="2" | Stangen, Profile,
Kontaktauflagen,
Formteile, gelötete
und geschweißte
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Leistungsschalter
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:
Silber-Cadmiumoxid, Silber-Zinnoxid und Silber-Zinkoxid.
Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silber-Cadmiumoxid'''

Silber-Cadmiumoxid Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem
Wege hergestellt.

Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>).
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu
einer bestimmten Tiefe ausgeführt. Die so erhaltenen Zweischichtbänder
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.

Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/>). Die für Bänder und Plättchen
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem
Strangpressvorgang erzielt.

Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<captionVerfestigungsverhalten
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und
unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich
b) innerer Bereich</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 P a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

*'''Silber-Zinnoxid Werkstoffe'''
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO2-Werkstoffe mit 2-14
Massen-% SnO2 ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,
dass Ag/SnO2 -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>).
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO2-
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/> und <xr id="tab:tab2.29"/>).

Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO2-Werkstoffe sind sehr
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO2-Einlagerungen
herzustellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/>). Dies gelingt durch Optimierung des
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid Werkstoffen spielt die
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO3,
MoO3, CuO und/oder Bi2O3 zugemischt, die im Schaltbetrieb an der
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen
und Schalteigenschaften der Ag/SnO2 -Werkstoffe (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physikalische und mechanische Eigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinn-Oxid-Kontaktmaterialien'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Zusätze
!Theoretische Dichte [g/cm3]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte 
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsprozess
!Art der Bereitstellung
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15 HV0,1
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15 HV0,1
|270
|20
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|68 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 und WO3
|
|
|60 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 und WO3
|9,9
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 und WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 und CuO
|10,4
|57 ± 2
|45 ± 15 HV5
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 und CuO
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 und CuO
|10,0
|53 ± 2
|58 ± 15 HV0,1
|230
|30
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 und CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15 HV0,1
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,9
|46 ± 5
|75 ± 15 HV5
|260
|20
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100 HV0,1
|230 - 330
|28
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106 HV0,1
|235 - 330
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|
|95 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 und In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15 HV0,1
|310
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15 HV0,1
|325
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15 HV0,1
|330
|20
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stäbe, Kontaktnieten 2 = Bänder, Profile, Kontaktstifte

Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben. Einige
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' Bei diesem klassischen Verfahren der Pulvermetallurgie werden alle, in den Werkstoff eingebrachten Komponenten, einschließlich der Zusätze, als Einzelpulver miteinander vermischt. Das Mischen der Pulver erfolgt üblicherweise trocken in Mischern unterschiedlicher Bauart.

:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' Für den Einbau von Zusatzoxiden in das Zinnoxid hat sich das Reaktions-Sprüh-Verfahren (RSV) als vorteilhaft erwiesen. Bei diesem Verfahren wird von einer wässrigen Lösung ausgegangen, in der Zinn sowie die als Zusätze verwendeten Metalle in Form chemischer Verbindungen vorliegen. Diese wässrige Lösung wird unter hohem Druck in einer heißen Reaktionskammer verdüst. Durch die schlagartige Verdampfung des Wassers entsteht aus jedem einzelnen Tröpfchen zunächst ein Salzkristall und hieraus durch Oxidation ein Zinnoxid-Partikel, in dem die Zusatzmetalle in oxidierter Form gleichmäßig verteilt vorliegen. Das so erhaltene „dotierte“ Zinnoxidpulver wird anschließend mit Silberpulver vermischt.

:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag2 MoO4 , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.

:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' Dieses Verfahren schließt sowohl Arbeitsschritte der Pulvermetallurgie als auch der inneren Oxidation ein. Ausgegangen wird dabei von einer Silber-Metall-Legierung, die geschmolzen und anschließend zu feinkörnigem Pulver verdüst wird. Dieses Legierungspulver wird in sauerstoffhaltiger Atmosphäre geglüht, wobei sich das im Silber gelöste Zinn sowie weitere Zusatzmetalle als Oxidpartikel ausscheiden.

:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO2 werden eine Silbersalzlösungzusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.

Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen
Verfahren angewandt, wie bei Ag/CdO beschrieben (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).

Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
hergestellt werden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur S trangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 SPW: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung,1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel zur Strangpressrichtung,
1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Werkstoff</th><th rowspan="2">Metalloxid-Zusätze</th><th rowspan="2">Dichte[ g/cm3]</th><th rowspan="2">Spez. elektr.Widerstand[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElektrischeLeitfähigkeit (weich)</th><th rowspan="2">VickershärteHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO undBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO undBi2O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Lieferformen: Formteile, Pressteile, Plättchen
</figtable>

*'''Silber-Zinkoxid Werkstoffe'''
Silber-Zinkoxid Werkstoffe mit 6-10 Massen-% Oxidanteil,
einschließlich geringer Metalloxidzusätze, werden ausschließlich auf
pulvermetallurgischem Wege gefertigt ([[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]). Besonders bewährt hat sich der Zusatz
Ag2WO4 - nach Verfahrensweg c) in den Werkstoff eingebracht - für Anwendungen in Wechselstrom-Relais, Lichtschaltern und Schaltern für Hausgeräte.
Wie bei den anderen Silber-Metalloxid-Werkstoffen werden zunächst Halbzeuge
hergestellt, aus denen dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt werden.
Ag/ZnO-Werkstoffe stellen aufgrund ihrer hohen Verschweißresistenz und
Abbrandfestigkeit in manchen Anwendungen eine wirtschaftlich günstige
Alternative zu Ag/SnO2 dar (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> und <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silberanteil [Massen-%]
!Zusätze
!Dichte [g/cm3]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte Hv1
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsverfahren
!Lieferform
|-
|Ag/ZnO 92/8P 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Pulvermetallurgie
a) Einzelpulver
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8WP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken a) Einzelpulver
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stangen, Niete, 2) Streifen, Bänder, Profile, Plättchen

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 WPW25
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/ZnO 92/8 WPW25 nach 1h Glühdauer
und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 PW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 WPW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/ZnO-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff/Werkstoffgruppe</th><th>Spezielle Eigenschaften<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Besonders geeignet für Kfz-Relais
(Lampenlast)</td><td>gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td>sehr gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Besonders geeignet für Schwerlastbetrieb
(AC-4) und hohe Schaltströme</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/SnO2 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
sehr hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen,
Sicherheit gegenüber Verschweißungen mit steigendem Oxidgehalt zunehmend,
niedriger und über die Gerätelebensdauer weitgehend stabiler Kontaktwiderstand
und günstiges Übertemperaturverhalten durch spezielle Oxidzusätze,
hohe Abbrandfestigkeit und Schaltstücklebensdauer,
sehr geringe, flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
günstige Lichtbogenlaufeigenschaften, sehr gutes Lichtbogenlöschverhalten
|-
|Ag/ZnO 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen (Kondensatorschütze),
niedriger und konstanter Kontaktwiderstand durch spezielle Oxidzusätze,
besonders hohe Abbrandfestigkeit bei hohen Schaltströmen,
hinsichtlich Materialwanderung und Lebensdauer bei Gleichstromlast ungünstiger
als Ag/SnO2 ,mit Zusatz Ag2WO4 besonders geeignet für Wechselstrom-Relais und Schalter in Hausgeräten,
in den sonstigen Eigenschaften vergleichbar mit Ag/SnO2
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Mikroschalter, Elementarrelais, Kfz-Relais, Schalter für Hausgeräte,
Hauptschalter, Motorschalter ( Schütze ), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Lichtschalter, Wechselstrom-Relais, Schalter für Hausgeräte
Motorschutzschalter ( gepaart mit Ag/Ni bzw. Ag/C), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr></table>
</figtable>

====Silber-Grafit Werkstoffe====
Ag/C Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/>). Die früher
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine
gewisse Bedeutung.

Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren
für Ag/C-Halbzeuge. Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]). Je nach Art des Strangpressens, als Band
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht
oder parallel zur Schaltfläche angeordnet
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.

Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer
gleichbleibend niedrig.

Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern in den
Werkstoff (Ag/C DF) eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). Das Schweißverhalten wird dabei durch
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.

Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/>). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit
im Schaltbetrieb erfordern.

Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,
können die Ag/C-Profile auch mit einer dünnen
Hartlotschicht versehen werden.

In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet
werden.

Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/>). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C 96/4 D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C 96/4 D</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C DF</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 97/3 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 95/5 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 96/4 D a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C DF a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag/Ni 90/10-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Silberanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelztemperatur [°C]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2 
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3 
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4 
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5 
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF GRAPHOR DF*)
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|
|}
</figtable>

<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche 

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Höchste Sicherheit gegenüber Verschweißungen beim Einschalten hoher Ströme,
hohe Sicherheit hinsichtlich Verschweißen geschlossener Kontakte im
Kurzschlussfall,

Zunahme der Verschweißresistenz mit steigendem Grafit-Anteil,
niedriger Kontaktwiderstand,

ungünstiges Abbrandverhalten insbesondere beim Ausschalten,
mit zunehmendem Grafit-Anteil erhöhter Abbrand;

gleichzeitig nimmt die Verrußung der Schaltkammerwände zu,

Ag/C mit senkrechter Orientierung der Grafit-Partikel weist Vorteile
hinsichtlich Abbrandfestigkeit,
mit paralleler Orientierung Vorteile
hinsichtlich Verschweißresistenz auf,

ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten; daher Einsatz in unsymmetrischer
Paarung,
begrenzte Umformbarkeit,

löt- und schweißbar durch ausgebrannten Rücken,
Ag/C ist hinsichtlich Abbrandfestigkeit und
Verschweißverhalten optimiert.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff
</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferform</th></tr><tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motorschutzschalter, gepaart mit
Ag/Ni</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontakniete</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Leitungsschutzschalter, gepaart mit
Cu,
Motorschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni,
Fehlerstromschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni, Ag/W, Ag/W</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontaktniete bei Ag/C 97/3<td/></tr></table>
</figtable>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Silver_Based_Materials]]

Contact Spring Calculations

2023-03-27T12:00:13Z

Doduco Admin: Blanked the page

Silver Based Materials

2023-03-27T11:35:49Z

Doduco Admin:

=== Pure Silver===
Pure silver (also called fine silver) exhibits the highest electrical and thermal conductivity of all metals. It is also resistant against oxidation. Major disadvantages are its low mechanical wear resistance, the low softening temperature, and especially its strong affinity to sulfur and sulfur compounds. In the presence of sulfur and sulfur containing compounds brownish to black silver sulfide layer are formed on its surface. These can cause increased contact resistance or even total failure of a switching device if they are not mechanically, electrically, or thermally destroyed. Other weaknesses of silver contacts are the tendency to weld under the influence of over-currents and the low resistance against material transfer when switching DC loads. In humid environments and under the influence of an electrical field silver can creep (silver migration) and cause electrical shorting between adjacent current paths.

<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/> shows the typically available quality grades of silver. In certain economic areas, i.e. China, there are additional grades with varying amounts of impurities available on the market. In powder form silver is used for a wide variety of silver based composite contact materials. Different manufacturing processes result in different grades of Ag powder as shown in <xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>. Additional properties of silver powders and their usage are described in [[ Precious Metal Powders and Preparations#Precious_Metal_Powders|Precious Metal Powders ]] und [[Precious_Metal_Powders_and_Preparations|Table Different Types of Silver Powders.]]

Semi-finished silver materials can easily be warm or cold formed and can be clad to the usual base materials (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> and <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>). For attachment of silver to contact carrier materials welding of wire or profile cut-offs and brazing are most widely applied. Besides these mechanical processes such as wire insertion (wire staking) and the riveting (staking) of solid or composite contact rivets are used in the manufacture of contact components.

Contacts made from fine silver are applied in various electrical switching devices such as relays, pushbuttons, appliance and control switches for
currents < 2 A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Electroplated silver coatings are widely used to reduce the contact resistance and improve the brazing behavior of other contact materials and components.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Overview of the Most Widely Used Silver Grades'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Designation</th><th>Composition minimum Ag [wt%]</th><th>Impurities[ppm]</th><th>Notes on Usage</th></tr><tr><td>SpectroscopicallyPure Ag</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Sheets, strips, rods, wires for electronic applications</td></tr><tr><td>High Purity Ag, oxygen-free</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Ingots, bars, granulate for alloying purposes</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Quality Criteria of Differently Manufactured Silver Powders'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Impurities
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Particle Size Distribution (screen analysis)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Apparent Density
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Tap Density
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press/Sintering Behavior
|-
|Press Density
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinter Density
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volume Shrinkage
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Annealing Loss
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> Manufactured by chemical precipitation 
<nowiki>**</nowiki> Manufactured by electrolytic deposition 
<nowiki>***</nowiki> Manufactured by atomizing of a melt

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag 99.95 - cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag 99.95 after annealing for 1 hr after different degrees of strain hardening</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silver Alloys===
To improve the physical and contact properties of fine silver, melt-metallurgical produced silver alloys are used (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). By adding metal components, the mechanical properties such as hardness and tensile strength as well as typical contact properties such as erosion resistance and resistance against material transfer in DC circuits are increased (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). On the other hand however, other properties such as electrical conductivity and chemical corrosion resistance can be negatively impacted by alloying (<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> and <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point or Range [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Thermal Conductivity [W/mK]
!Temp. Coefficient of the Electr.Resistance [10-3/K]
!Modulus of Elasticity [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi0.15
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24.5Ni0.5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99.5NiMg ARGODUR 32 Not heat treated
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 Heat treated
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Influence of 1-10 atom% of different alloying metals on the electrical resistivity of silver</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Electrical resistivity p of AgCu alloys with 0-20 weight% Cu in the soft annealed and tempered stage a) Annealed and quenched b) Tempered at 280°C</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>HardnessCondition</th><th>Tensile StrengthRm [MPa]</th><th>Elongation A [%] min.</th><th>Vickers HardnessHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi0.15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Fine-Grain Silver====
Fine-Grain silver is defined as a silver alloy with an addition of 0.15 wt% of nickel. Silver and nickel are not soluble in each other in solid form. In liquid silver, only a small amount of nickel is soluble as the phase diagram illustrates (<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). During solidification of the melt, this nickel addition gets finely dispersed in the silver matrix and eliminates the pronounce coarse grain growth after prolonged influence of elevated temperatures (<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> and <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Coarse grain micro structure of Ag 99.97 after 80% cold working and 1 hr annealing at 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Fine grain microstructure of AgNi0.15 after 80% cold working and 1 hr annealing at 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Fine-Grain silver has almost the same chemical corrosion resistance as fine silver. Compared to pure silver, it exhibits a slightly increased hardness and tensile strength (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). The electrical conductivity is just slightly decreased by this low nickel addition. Because of its significantly improved contact properties, fine grain silver has replaced pure silver in many applications.

====Hard-Silver Alloys====
Using copper as an alloying component increases the mechanical stability of silver significantly (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> and <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>). The most important among the binary AgCu alloys is that of AgCu3, in europe also known as hard-silver. This material still has a chemical corrosion resistance close to that of fine silver. In comparison to pure silver and fine-grain silver, AgCu3 exhibits increased mechanical strength as well as higher arc erosion resistance and mechanical wear resistance.

Increasing the Cu content further also increases the mechanical strength of AgCu alloys and improves arc erosion resistance and resistance against material transfer while simultaneously the tendency to oxide formation becomes detrimental. This causes - during switching under arcing conditions - an increase in contact resistance with rising numbers of operation. In special applications, where highest mechanical strength is recommended and a reduced chemical resistance can be tolerated, the eutectic AgCu alloy with 28 wt% of copper is used (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, also known as coin silver, has been replaced in many applications by composite silver-based materials while sterling silver (AgCu7.5) has never extended its important usage from decorative table wear and jewelry to industrial applications in electrical contacts.

Besides these binary alloys, ternary AgCuNi alloys are used in electrical contact applications. From this group, the material ARGODUR 27, an alloy of 98 wt% Ag with a 2 wt% Cu and nickel addition has found practical importance close to that of AgCu3. This material is characterized by high resistance to oxidation and low tendency to re-crystallization during exposure to high temperatures. Besides high mechanical stability this AgCuNi alloy also exhibits a strong resistance against arc erosion. Because of its high resistance against material transfer, the alloy AgCu24.5Ni0.5 has been used in the automotive industry for an extended time in the North American market. Caused by miniaturization and the related reduction in available contact forces in relays and switches, this material has been replaced widely because of its tendency to oxide formation.

The attachment methods used for the hard silver materials are mostly close to those applied for fine silver and fine grain silver.

Hard-silver alloys are widely used for switching applications in the information and energy technology for currents up to 10 A, in special cases also for higher current ranges (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersion hardened alloys of silver with 0.5 wt% MgO and NiO (ARGODUR 32) are produced by internal oxidation. While the melt-metallurgical alloy is easy to cold-work and form, the material becomes very hard and brittle after dispersion hardening. Compared to fine silver and hard-silver, this material has a greatly improved temperature stability and can be exposed to brazing temperatures up to 800°C without decreasing its hardness and tensile strength.
Because of these mechanical properties and its high electrical conductivity ARGODUR 32 is mainly used in the form of contact springs that are exposed to high thermal and mechanical stresses in relays and contactors for aeronautic applications.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-copper</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu3 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu5 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu 10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu28 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi0.15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgNiO15 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi0.15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgNiO15 after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu1.8Ni0.2 (ARGODUR 27) by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu1.8Ni0.2 (ARGODUR 27) after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!colspan="2" | Properties
|-
|Ag AgNi0.15
|Highest electrical and thermal conductivity, high affinity to sulfur (sulfide formation), low welding resistance, low contact resistance, very good formability
|Oxidation resistant at higher make currents, limited arc erosion resistance, tendency to material transfer in DC circuits, easy to braze and weld to carrier materials
|-
|Ag Alloys
|Increasing contact resistance with increasing
Cu content, compared to fine Ag higher arc erosion resistance and mechanical strength, lower tendency to material transfer
|Good formability, good brazing and welding properties
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Form of Supply
|-
|Ag AgNi0.15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relays, Micro switches, Auxiliary current switches, Control circuit devices, Appliance switches, Wiring devices (≤ 20A), Main switches
|'''Semi-finished Materials:''' Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, toplay profiles, seam- welded strips '''Contact Parts:''' Contact tips, solid and composite rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Special applications
|'''Semi-finished Materials:''' Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, seam-welded strips '''Contact parts:''' Contact tips, solid contact rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts
|-
|Ag99.5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniature relays, aerospace relays and contactors, erosion wire for injection nozzles
|Contact springs, contact carrier parts
|}
</figtable>

====Silver-Palladium Alloys====
The addition of 30 wt% Pd increases the mechanical properties as well as the resistance of silver against the influence of sulfur and sulfur containing compounds significantly (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> and <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Alloys with 40-60 wt% Pd have an even higher resistance against silver sulfide formation. At these percentage ranges however, the catalytic properties of palladium can influence the contact resistance behavior negatively. The formability also decreases with increasing Pd contents.

AgPd alloys are hard, arc erosion resistant, and have a lower tendency towards material transfer under DC loads (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). On the other hand, the electrical conductivity is decreased at higher Pd contents. The ternary alloy AgPd30Cu5 has an even higher hardness, which makes it suitable for use in sliding contact systems.

AgPd alloys are mostly used in relays for the switching of medium to higher loads (> 60V, > 2A) as shown in <xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>. Because of the high palladium price, these formerly solid contacts have been widely replaced by multi-layer designs such as AgNi0.15 or AgNi10 with a thin Au surface layer. A broader field of application for AgPd alloys remains in the wear resistant sliding contact systems.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd50 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgPd30, AgPd50, and AgPd30Cu5 after annealing of 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>''' Physical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Palladium Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point or Range [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Thermal Conductivity [W/m·K]
!Temp. Coefficient of the Electr. Resistance [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>HardnessCondition</th><th>Tensile StrengthRm[MPa]</th><th>Elongation A[%]min.</th><th>Vickers HardnessHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!colspan="2" | Properties
|-
|AgPd30-60
|Corrosion resistant, tendency to Brown Powder formation increases with Pd content, low tendency to material transfer in DC circuits, high ductility
|Resistant against Ag2S formation, low contact resistance, increasing hardness with higher Pd content, AgPd30 has highest arc erosion resistance, easy to weld and clad
|-
|AgPd30Cu5
|High mechanical wear resistance
|High Hardness
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th><th>Form of Supply</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Switches, relays, push-buttons,connectors, sliding contacts</td><td>'''Semi-finished Materials:'''Wires, micro profiles (weld tapes), cladcontact strips, seam-welded strips'''Contact Parts:'''Solid and composite rivets, weld buttons;clad and welded contact parts, stamped parts</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Sliding contacts, slider tracks</td><td>Wire-formed parts, contact springs, solidand clad stamped parts</td></tr></table>
</figtable>

===Silver Composite Materials===

====Silver-Nickel Materials====
Since silver and nickel are not soluble in each other in solid form and also show very limited solubility in the liquid phase, silver nickel composite materials with higher Ni contents can only be produced by powder metallurgy. During extrusion of sintered Ag/Ni billets into wires, strips and rods, the Ni particles embedded in the Ag matrix are stretched and oriented in the microstructure into a pronounced fiber structure (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> and <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>)

The high density produced during hot extrusion, aids the arc erosion resistance of these materials (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). The typical application of Ag/Ni contact materials is in devices for switching currents of up to 100A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). In this range, they are significantly more erosion resistant than silver or silver alloys. In addition, they exhibit with nickel contents < 20 wt% a low and over their operational lifetime consistent contact resistance and good arc moving properties. In DC applications Ag/Ni materials exhibit a relatively low tendency of material transfer distributed evenly over the contact surfaces (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Typically Ag/Ni materials are usually produced with contents of 10-40 wt% Ni. The most common used materials Ag/Ni 10 and Ag/Ni 20- and also Ag/Ni 15, mostly used in north america-, are easily formable and applied by cladding (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>, <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). They can be, without any additional welding aids, economically welded and brazed to the commonly used contact carrier materials.
The Ag/Ni materials with nickel contents of 30 and 40 wt% are used in switching devices, requiring a higher arc erosion resistance and where increases in contact resistance can be compensated through higher contact forces.

The most important applications for Ag/Ni contact materials are typically in relays, wiring devices, appliance switches, thermostatic controls, auxiliary switches and small contactors with nominal currents > 20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physical Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Silver Content</th><th>Density</th><th>Melting Point</th><th>ElectricalResistivityp</th><th colspan="2">Electrical Resistivity (soft)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Hardness Condition
!Tensile Strength Rm [Mpa]
!Elongation A (soft annealed) [%] min.
!Vickers Hardness HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Softening of Ag/Ni 90/10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Softening of Ag/Ni 80/20 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Ni 90/10 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Ni 80/20 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Properties
|-
|Ag/Ni 
|High arc erosion resistance at switching currents up to 100A, Resistance against welding for starting current up to 100A, low and over the electrical contact life nearly constant contact resistance for Ag/Ni 90/10 and Ag/Ni 80/20, ow and spread-out material transfer under DC load, non-conductive erosion residue on isolating components resulting in only minor change of the dielectric strength of switching devices, good arc moving properties, good arc extinguishing properties, good or sufficient ductility depending on the Ni content, easy to weld and braze
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Switching or Nominal Current
!Form of Supply
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relays Automotive Relays - Resistive load - Motor load
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Semi-finisched Materials:''' Wires, profiles, clad strips, Seam-welded strips, Toplay strips '''Contact Parts:''' Contact tips, solid and composite rivets, Weld buttons, clad, welded, brazed, and riveted contact parts
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Auxiliary current switches
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Appliance switches
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Wiring devices
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Main switches, Automatic staircase illumination switches
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Control Thermostats
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Load switches
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Contactors circuit breakers
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motor protective circuit breakers
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fault current circuit breakers
|≤ 100A
|rowspan="2" | Rods, Profiles, Contact tips, Formed parts, brazed and welded contact parts
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Power switches
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silver-Metal Oxide Materials Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
The family of silver-metal oxide contact materials includes the material groups: silver-cadmium oxide, silver-tin oxide, and silverzinc oxide. Because of their very good contact and switching properties like high resistance against welding, low contact resistance, and high arc erosion resistance, silver-metal oxides have gained an outstanding position in a broad field of applications. They are mainly used in low voltage electrical switching devices like relays, installation and distribution switches, appliances, industrial controls, motor controls, and protective devices (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silver-cadmium oxide materials'''

Silver-cadmium oxide materials with 10-15 wt% are produced by both, internal oxidation and powder metallurgical methods.

The manufacturing of strips and wires by internal oxidation starts with a molten alloy of silver and cadmium. During a heat treatment below it's melting point in an oxygen rich atmosphere of such a homogeneous alloy, the oxygen diffuses from the surface into the bulk of the material and oxidizes the Cd to CdO in a more or less fine particle precipitation inside the Ag matrix. The CdO particles are rather fine in the surface area and getting larger towards the center of the material (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

During the manufacturing of Ag/CdO contact material by internal oxidation, the processes vary depending on the type of semi-finished material. For Ag/CdO wires, a complete oxidation of the AgCd wire is performed, followed by wire-drawing to the required diameter (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> and <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>). The resulting material is used for example, in the production of contact rivets. For Ag/CdO strip materials two processes are commonly used: Cladding of an AgCd alloy strip with fine silver, followed by complete oxidation, results in a strip material with a small depletion area in the center of it's thickness and an Ag backing suitable for easy attachment by brazing (sometimes called "Conventional Ag/CdO"). Using a technology that allows the partial oxidation of a dual-strip AgCd alloy material in a higher pressure pure oxygen atmosphere, yields a composite Ag/CdO strip material that has - besides a relatively fine CdO precipitation - also an easily brazable AgCd alloy backing. These materials are mainly used as the basis for contact profiles and contact tips.

During powder metallurgical production, the powder mixed made by different processes are typically converted by pressing, sintering and extrusion to wires and strips. The high degree of deformation during hot extrusion, produces a uniform and fine dispersion of CdO particles in the Ag matrix while at the same time achieving a high density which is advantageous for good contact properties (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/>). To obtain a backing suitable for brazing, a fine silver layer is applied by either com-pound extrusion or hot cladding prior to or right after the extrusion.

For larger contact tips, and especially those with a rounded shape, the single tip Press-Sinter-Repress process (PSR) offers economical advantages. The powder mix is pressed into a die close to the final desired shape, the "green" tips are sintered, and in most cases, the repress process forms the exact final shape while at the same time, increasing the contact density and hardness.

Using different silver powders and minor additives for the basic Ag and CdO, starting materials can help influence certain contact properties for specialized applications.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Softening of internally oxidized (i.o.) Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of powder metallurgical (p.m.) Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of powder metallurgical Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of powder metallurgical Ag/CdO 88/12</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of powder metallurgical Ag/CdO 88/12 after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 i.o. a) close to surface b) in center area</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 p.m.: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

*'''Silver–tin oxide materials'''
Over the past years, many Ag/CdO contact materials have been replaced by Ag/SnO2 based materials with 2-14 wt% SnO2 because of the toxicity of Cadmium. This changeover was further favored by the fact that Ag/SnO2 contacts quite often show improved contact and switching properties such as lower arc erosion, higher weld resistance and a significant lower tendency towards material transfer in DC switching circuits (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>). Ag/SnO2 materials have been optimized for a broad range of applications by other metal oxide additives and modification in the manufacturing processes that result in different metallurgical, physical and electrical properties (<xr id="tab:tab2.28"/> and <xr id="tab:tab2.29"/>).

Manufacturing of Ag/SnO2 by ''internal oxidation'' is possible in principle, but during heat treatment of alloys containing > 5 wt% of tin in oxygen, dense oxide layers formed on the surface of the material prohibit the further diffusion of oxygen into the bulk of the material. By adding Indium or Bismuth to the alloy, the internal oxidation is possible and results in materials that typically are rather hard and brittle and may show somewhat elevated contact resistance and is limited to applications in relays. Adding a brazable fine silver layer to such materials results in a semifinished material, suitable for the manufacture as smaller weld profiles (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Because of their resistance to material transfer and low arc erosion, these materials find for example a broader application in automotive relays (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

''Powder metallurgy'' plays a significant role in the manufacturing of Ag/SnO2 contact materials. Besides SnO2 a smaller amount (<1 wt%) of one or more other metal oxides such as WO3, MoO3, CuO and/or Bi2O3 are added. These
additives improve the wettability of the oxide particles and increase the viscosity of the Ag melt. They also provide additional benefits to the mechanical and arcing contact properties of materials in this group (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide Contact Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Additives
!Theoretical Density [g/cm3]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV0,1]
!Tensile Strength [MPa]
!Elongation (soft annealed) A[%]min.
!Manufacturing Process
!Form of Supply
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15
|215
|35
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15
|270
|20
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 and WO3
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 and WO3
|9,9
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 and WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 and CuO
|10,4
|57 ± 2
|
|215
|35
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 and CuO
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 and CuO
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 and CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15
|240
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 and CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15
|240
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 and CuO
|9,9
|46 ± 5
|
|260
|20
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 and CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100
|230 - 330
|28
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 and CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106
|235 - 330
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 and CuO
|9,8
|
|95 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 and In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15
|310
|25
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15
|325
|25
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15
|330
|20
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips

In the manufacture for the initial powder mixes, different processes are applied which provide specific advantages of the resulting materials in respect to their contact properties . Some of them are described here as follows:
:'''a) Powder blending from single component powders''' In this common process all components, including additives that are part of the powder mix, are blended as single powders. The blending is usually performed in the dry stage in blenders of different design.

:'''b) Powder blending on the basis of doped powders''' For incorporation of additive oxides in the SnO2 powder, the reactive spray process has shown advantages. This process starts with a waterbased solution of the tin and other metal compounds. This solution is nebulized under high pressure and temperature in a reactor chamber. Through the rapid evaporation of the water, each small droplet is converted into a salt crystal and from there gets transformed by oxidation into a tin oxide particle in which the additive metals are distributed evenly as oxides. The so created doped AgSnO2 powder is then mechanically mixed with silver powder.

:'''c) Powder blending based on coated oxide powders''' In this process, tin oxide powder is blended with lower melting additive oxides such as for example Ag2 MoO4 and then heat treated. The SnO2 particles are coated in this step with a thin layer of the additive oxide.

:'''d) Powder blending based on internally oxidized alloy powders''' A combination of powder metallurgy and internal oxidation this process starts with atomized Ag alloy powder which is subsequently oxidized in pure oxygen. During this process the Sn and other metal components are transformed to metal oxide and precipitated inside the silver matrix of each powder particle.

:'''e) Powder blending based on chemically precipitated compound powders''' A silver salt solution is added to a suspension of for example SnO2 together with a precipitation agent. In a chemical reaction, silver and silver oxide respectively are precipitated around the additive metal oxide particles, who act as crystallization sites. Further chemical treatment then reduces the silver oxide with the resulting precipitated powder, being a mix of Ag and SnO2.

Further processing of these differently produced powders follows the conventional processes of pressing, sintering and hot extrusion to wires and strips. From these contact parts, contact rivets and tips are manufactured. To obtain a brazable backing, the same processes as used for Ag/CdO are applied. As for Ag/CdO, larger contact tips can also be manufactured using the press-sinter-repress (PSR) process (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).
<div id="figures">

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 92/8 PE by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 88/12 PE by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of oxidized Ag/SnO2 88/12 PW4 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO2 88/12 TOS F by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO2 88/12P by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 SP after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 88/12 WPD by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 SPW: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Material</th><th rowspan="2">Additives</th><th rowspan="2">Density[ g/cm3]</th><th rowspan="2">ElectricalResistivity[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElectricalConductivity</th><th rowspan="2">VickersHardnessHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO andBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO andBi2 O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Form of Support: formed parts, stamped parts, contact tips
</figtable>

*'''Silver–zinc oxide materials'''
Silver zinc oxide contact materials with mostly 6 - 10 wt% oxide content, including other small metal oxides, are produced exclusively by powder metallurgy [[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]. Adding WO3 or Ag2WO4 in the process - as described in the preceding chapter on Ag/SnO2 - has proven most effective for applications in AC relays, wiring devices, and appliance controls. Just like with the other Ag metal oxide materials, semi-finished materials in strip and wire form are used to manufacture contact tips and rivets. Because of their high resistance against welding and arc erosion Ag/ZnO materials present an economic alternative to Cd free Ag-tin oxide contact materials (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> and <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Zinc Oxide Contact'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Additives
!Density [g/cm3]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical Conductivity [% IACS] [MS/m]
!Vickers Hardness Hv1
!Tensile Strength [MPa]
!Elongation (soft annealed) A[%]min.
!Manufacturing Process
!Form of Supply
|-
|Ag/ZnO 92/8P 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Powder Metallurgy a) indiv. powders
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Powder Metallurgy c) coated
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Powder Metallurgy c) coated
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8WP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Powder Metallurgy with Ag backing a) individ.
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Powder Metallurgy c) coated
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Powder Metallurgy c) coated
|2
|}
</figtable>

1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 PW25 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/ZnO 92/8 PW25 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 after annealing for 1hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/ZnO 92/8 PW25: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/ZnO 92/8 WPW25:a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/ZnO contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimizing of Silver–Tin Oxide Materials Regarding their Switching Properties and Forming Behavior'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material/Material Group</th><th>Special Properties<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Especially suitable for automotive relays(lamp loads)</td><td>Good formability (contact rivets)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Especially suited for high inductiveDC loads</td><td>Very good formability (contact rivets)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Especially suited for severe loads (AC-4)and high switching currents</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Especially suitable for high inductive DCloads</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Properties
|-
|Ag/SnO2 
|Environmentally friendly materials, 
Very high resistance against welding during current-on-switching, Weld resistance increases with higher oxide contents, 
Low and stable contact resistance over the life of the device and good temperature rise properties through use of special additives, 
High arc erosion resistance and contact life, 
Very low and flat material transfer during DC load switching, 
Good arc moving and very good arc extinguishing properties
|-
|Ag/ZnO 
|Environmentally friendly materials, 
High resistance against welding during current-on-switching (capacitor contactors), 
Low and stable contact resistance through special oxide additives, Very high arc erosion resistance at high switching currents, 
Less favorable than Ag/SnO2 for electrical life and material transfer, 
With Ag2WO4 additive especially suitable for AC relays
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired againstAg/C), (Main) Power switches</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuitbreakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</td></tr></table>
</figtable>

====Silver–Graphite Materials====
Ag/C contact materials are usually produced by powder metallurgy with graphite contents of 2 – 6 wt% (<xr id="tab:tab2.32"/>). The earlier typical manufacturing process of single pressed tips by pressing - sintering - repressing (PSR) has been replaced in Europe for quite some time by extrusion. In North America and some other regions however the PSR process is still used to some extend mainly for cost reasons.

The extrusion of sintered billets is now the dominant manufacturing method for semi-finished AgC materials. The hot extrusion process results in a high density material with graphite particles stretched and oriented in the extrusion direction [[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]. Depending on the extrusion method in either rod or strip form, the graphite particles can be oriented in the finished contact tips perpendicular or parallel to the switching contact surface (<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> and <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Since the graphite particles in the Ag matrix of Ag/C materials prevent contact tips from directly being welded or brazed, a graphite free bottom layer is required. This is achieved by burning out (de-graphitizing) the graphite selectively on one side of the tips.

Ag/C contact materials exhibit on the one hand an extremely high resistance to contact welding but on the other have a low arc erosion resistance. This is caused by the reaction of graphite with the oxygen in the surrounding atmosphere at the high temperatures created by the arcing. The weld resistance is especially high for materials with the graphite particle orientation parallel to the arcing contact surface. Since the contact surface after arcing consists of pure silver, the contact resistance stays consistantly low during the electrical life of the contact parts.

A disadvantage of the Ag/C materials is their rather high erosion rate. In materials with parallel graphite orientation this can be improved, if a part of the graphite is incorporated into the material (Ag/C DF) in the form of fibers (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). The weld resistance is determined by the total content of graphite particles.

Ag/C tips with vertical graphite particle orientation are produced in a specific sequence: Extrusion to rods, cutting of double thickness tips, burning out of graphite to a controlled layer thickness, and a second cutting to single tips. Such contact tips are especially well suited for applications which require both, a high weld resistance and a sufficiently high arc erosion resistance (<xr id="tab:tab2.33"/>). For attachment of Ag/C tips welding and brazing techniques are applied.

Welding the actual process depends on the material's graphite orientation. For Ag/C tips with vertical graphite orientation the contacts are assembled with single tips. For parallel orientation a more economical attachment starting with contact material in strip or profile tape form is used in integrated stamping and welding operations with the tape fed into the weld station, cut off to tip form and then welded to the carrier material before forming the final contact assembly part. For special low energy welding, the Ag/C profile tapes can be pre-coated with a thin layer of high temperature brazing alloys such as CuAgP.

In a rather limited way, Ag/C with 2 – 3 wt% graphite can be produced in wire form and headed into contact rivet shape with low head deformation ratios.

The main applications for Ag/C materials are protective switching devices such as miniature molded case circuit breakers, motor-protective circuit breakers, and fault current circuit breakers, where during short circuit failures, highest resistance against welding is required (<xr id="tab:tab2.34"/>). For higher currents the low arc erosion resistance of Ag/C is compensated by asymmetrical pairing with more erosion resistant materials such as Ag/Ni, Ag/W and Ag/WC.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C 96/4 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C 96/4 after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C DF by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C DF after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 97/3: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 95/5: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 96/4: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C DF: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag/Ni 90/10 backing layer</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physical Properties of Silver–Graphite Contact Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical Conductivity [% IACS] [MS/m]
!Vickers-Hardnes HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF GRAPHOR DF[[#text-reference1|1]]
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|-
|}
<div id="text-reference1">1 Graphite content 3.8 wt%, Graphite particles and fibers parallel to switching surface</div>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Contact and Switching properties of Silver–Graphite Contact Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Properties</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Highest resistance against welding during make operations at high currents,High resistance against welding of closed contacts during short circuit,Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,Low arc erosion resistance, especially during break operations, Higher arc erosion with increasing graphite contents, at the same time carbon build-up on switching chamber walls increases, silver-graphite with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,Limited formability,Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply of Silver– Graphite Contact Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th><th>Form of Supply</th></tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</td><td>Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO2, Ag/ZnO,(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</td><td>Contact tips, brazed and welded contactparts, some contact rivets withAg/C97/3</td></tr></table>
</figtable>

==References==
[[Contact Materials for Electrical Engineering#References|References]]

[[de:Werkstoffe_auf_Silber-Basis]]

Werkstoffe auf Silber-Basis

2023-03-20T14:07:51Z

Doduco Admin:

===Feinsilber===
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch
Kurzschlüsse verursachen.

Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/>). Silber
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>). Weitere Angaben zu den verschiedenen
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.

Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> und <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>).
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.

Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen
verbreitet Anwendung.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Bezeichnung</th><th>Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</th><th>Beimengungen[ppm]</th><th>Hinweise für die Verwendung</th></tr><tr><td>SpektralreinesSilber</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</td></tr><tr><td>Hochreines Silber, sauerstofffrei</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Barren und Granalien für Legierungszwecke</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Verunreinigungen
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Schüttdichte
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Stampfvolumen
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten
|-
|Pressdichte
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinterdichte
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volumenschrumpfung
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Glühverlust
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung 
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse 
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silber-Legierungen===
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Durch die metallische Zusatzkomponente
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silber-Anteil [wt%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
!E-Modul [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi 0,15 
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24,5Ni0,5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99,5NiMg ARGODUR 32 unvergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 vergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand
a) geglüht und abgeschreckt
b) bei 280°C angelassen</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm [MPa]</th><th>Dehnung A [%] min.</th><th>VickershärteHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi 0,15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Feinkornsilber====
Unter Feinkornsilber (ARGODUR-Spezial) versteht man eine Silberlegierung mit
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.

====Hartsilber-Legierungen====
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des
Silbers deutlich erhöht (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> und <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>).
Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit
auf.

Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.

Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.

Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch
bei Feinsilber angewandt werden.

Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der
Luft- und Raumfahrt.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Kupfer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu5
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von ARGODUR 27
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|Ag AgNi0,15 
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit
|-
|Ag-Legierungen
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag AgNi0,15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relais, Mikroschalter, Hilfsstromschalter, Befehlsschalter, Schalter für Hausgeräte, Lichtschalter (≤ 20A), Hauptschalter
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Spezielle Anwendungen
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|Ag99, 5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile
|}
</figtable>

====Silber-Palladium-Legierungen====
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.

AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Allerdings
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft
auswirkt.

AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Draht- oder
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.

AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>). Aufgrund des hohen
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage ersetzt.
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte
gefunden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Palladiumanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm[MPa]</th><th>Dehnung A[%]min.</th><th>VickershärteHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|AgPd30-60
|Korrosionsbeständig, mit steigendem Pd-Anteil nimmt „brown-powder“-Bildung zu, geringere Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, hohe Verformbarkeit
|beständig gegenüber Ag2S Bildung, niedriger Kontaktwiderstand, hohe Härte bei höherem Pd-Anteil, Abbrandfestigkeit von AgPd30 am höchsten, gut schweiß- und plattierbar
|-
|AgPd30Cu5
|hohe mechanische Verschleißfestigkeit
|hohe Härte
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferformen</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Schalter, Relais, Taster,Steckverbinder, Gleitkontakte</td><td>'''Halbzeuge:'''Drähte, Mikroprofile, Kontaktbimetalle,rollennahtgeschweißte Profile'''Kontaktteile:'''Massive- und Bimetallniete,plattierte und geschweißte Kontaktteile, Stanzteile</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Gleitkontakte, Gleitbahnen</td><td>Drahtbiegeteile, Kontaktfedern,massive und plattierte Stanzteile</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Verbundwerkstoffe===

====Silber-Nickel Werkstoffe====
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>).

Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). Das
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Ag/Ni Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von
10-40 Massen-% hergestellt. Ag/Ni 10 und Ag/Ni 20, die am häufigsten
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>,  <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). Sie
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni Werkstoffe mit Nickel-
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden
können.

Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Silberanteil</th><th>Dichte</th><th>Schmelztemperatur</th><th>Spez. elektr.
Widerstandp</th><th colspan="2">Elektrische
Leitfähigkeit (weich)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Festigkeitszustand
!Zugfestigkeit Rm [Mpa]
!Dehnung (weichgeglüht) [%] min.
!Vickershärte HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/Ni 
|Hohe Abbbrandfestigkeit bei Schaltströmen bis 100A,
Sicherheit gegen Verschweißen bei Einschaltströmen bis 100A,
niedriger und über die Schaltstücklebensdauer nahezu konstanter
Kontaktwiderstand bei Ag/Ni 90/10 und Ag/Ni 80/20,
geringe flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
nichtleitende Abbrandrückstände auf Isolierstoffen, daher nur geringe
Beeinträchtigung der Spannungsfestigkeit des Schaltgerätes,
gutes Lichtbogenlaufverhalten,
günstige Lichtbogenlöscheigenschaften,
gute bis ausreichende Verformbarkeit entsprechend der
Werkstoffzusammensetzung, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Schalt- bzw.
Bemessungsströme
!Lieferform
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relais Kfz-Relais
-Widerstandslast
-Motorlast
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Halbzeuge:''' Drähte, Profile,
Kontaktbimetalle,
rollennahtgeschweißte
Profile,
Toplay-Profile '''Kontaktteile::''' Kontaktauflagen,
Massiv-und
Bimetallniete,
Aufschweißkontakte, 
plattierte,
geschweißte,
gelötete und genietete
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Hilfsstromschalter
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Schalter für Hausgeräte
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Lichtschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Hauptschalter,
Treppenhausautomaten
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Regel- und Steuerschalter,
Thermostate
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Lastschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Motorschalter (Schütze)
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motorschutzschalter
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fehlerstromschutzschalter
|≤ 100A
|rowspan="2" | Stangen, Profile,
Kontaktauflagen,
Formteile, gelötete
und geschweißte
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Leistungsschalter
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:
Silber-Cadmiumoxid, Silber-Zinnoxid und Silber-Zinkoxid.
Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silber-Cadmiumoxid'''

Silber-Cadmiumoxid Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem
Wege hergestellt.

Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>).
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu
einer bestimmten Tiefe ausgeführt. Die so erhaltenen Zweischichtbänder
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.

Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/>). Die für Bänder und Plättchen
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem
Strangpressvorgang erzielt.

Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<captionVerfestigungsverhalten
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und
unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich
b) innerer Bereich</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 P a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

*'''Silber-Zinnoxid Werkstoffe'''
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO2-Werkstoffe mit 2-14
Massen-% SnO2 ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,
dass Ag/SnO2 -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>).
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO2-
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/> und <xr id="tab:tab2.29"/>).

Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO2-Werkstoffe sind sehr
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO2-Einlagerungen
herzustellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/>). Dies gelingt durch Optimierung des
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid Werkstoffen spielt die
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO3,
MoO3, CuO und/oder Bi2O3 zugemischt, die im Schaltbetrieb an der
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen
und Schalteigenschaften der Ag/SnO2 -Werkstoffe (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physikalische und mechanische Eigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinn-Oxid-Kontaktmaterialien'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Zusätze
!Theoretische Dichte [g/cm3]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte 
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsprozess
!Art der Bereitstellung
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW10
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15 HV0,1
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15 HV0,1
|270
|20
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|68 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 und WO3
|
|
|60 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 und WO3
|9,9
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 und WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 und CuO
|10,4
|57 ± 2
|45 ± 15 HV5
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 und CuO
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 und CuO
|10,0
|53 ± 2
|58 ± 15 HV0,1
|230
|30
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 und CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15 HV0,1
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15 HV0,1
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,9
|46 ± 5
|75 ± 15 HV5
|260
|20
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100 HV0,1
|230 - 330
|28
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106 HV0,1
|235 - 330
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|
|95 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 und In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10 HV0,1
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15 HV0,1
|310
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15 HV0,1
|325
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15 HV0,1
|330
|20
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stäbe, Kontaktnieten 2 = Bänder, Profile, Kontaktstifte

Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben. Einige
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' Bei diesem klassischen Verfahren der Pulvermetallurgie werden alle, in den Werkstoff eingebrachten Komponenten, einschließlich der Zusätze, als Einzelpulver miteinander vermischt. Das Mischen der Pulver erfolgt üblicherweise trocken in Mischern unterschiedlicher Bauart.

:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' Für den Einbau von Zusatzoxiden in das Zinnoxid hat sich das Reaktions-Sprüh-Verfahren (RSV) als vorteilhaft erwiesen. Bei diesem Verfahren wird von einer wässrigen Lösung ausgegangen, in der Zinn sowie die als Zusätze verwendeten Metalle in Form chemischer Verbindungen vorliegen. Diese wässrige Lösung wird unter hohem Druck in einer heißen Reaktionskammer verdüst. Durch die schlagartige Verdampfung des Wassers entsteht aus jedem einzelnen Tröpfchen zunächst ein Salzkristall und hieraus durch Oxidation ein Zinnoxid-Partikel, in dem die Zusatzmetalle in oxidierter Form gleichmäßig verteilt vorliegen. Das so erhaltene „dotierte“ Zinnoxidpulver wird anschließend mit Silberpulver vermischt.

:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag2 MoO4 , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.

:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' Dieses Verfahren schließt sowohl Arbeitsschritte der Pulvermetallurgie als auch der inneren Oxidation ein. Ausgegangen wird dabei von einer Silber-Metall-Legierung, die geschmolzen und anschließend zu feinkörnigem Pulver verdüst wird. Dieses Legierungspulver wird in sauerstoffhaltiger Atmosphäre geglüht, wobei sich das im Silber gelöste Zinn sowie weitere Zusatzmetalle als Oxidpartikel ausscheiden.

:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO2 werden eine Silbersalzlösungzusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.

Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen
Verfahren angewandt, wie bei Ag/CdO beschrieben (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).

Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
hergestellt werden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur S trangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 SPW: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung,1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel zur Strangpressrichtung,
1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Werkstoff</th><th rowspan="2">Metalloxid-Zusätze</th><th rowspan="2">Dichte[ g/cm3]</th><th rowspan="2">Spez. elektr.Widerstand[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElektrischeLeitfähigkeit (weich)</th><th rowspan="2">VickershärteHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO undBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO undBi2O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Lieferformen: Formteile, Pressteile, Plättchen
</figtable>

*'''Silber-Zinkoxid Werkstoffe'''
Silber-Zinkoxid Werkstoffe mit 6-10 Massen-% Oxidanteil,
einschließlich geringer Metalloxidzusätze, werden ausschließlich auf
pulvermetallurgischem Wege gefertigt ([[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]). Besonders bewährt hat sich der Zusatz
Ag2WO4 - nach Verfahrensweg c) in den Werkstoff eingebracht - für Anwendungen in Wechselstrom-Relais, Lichtschaltern und Schaltern für Hausgeräte.
Wie bei den anderen Silber-Metalloxid-Werkstoffen werden zunächst Halbzeuge
hergestellt, aus denen dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt werden.
Ag/ZnO-Werkstoffe stellen aufgrund ihrer hohen Verschweißresistenz und
Abbrandfestigkeit in manchen Anwendungen eine wirtschaftlich günstige
Alternative zu Ag/SnO2 dar (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> und <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silberanteil [Massen-%]
!Zusätze
!Dichte [g/cm3]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte Hv1
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsverfahren
!Lieferform
|-
|Ag/ZnO 92/8P 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Pulvermetallurgie
a) Einzelpulver
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8WP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken a) Einzelpulver
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stangen, Niete, 2) Streifen, Bänder, Profile, Plättchen

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 WPW25
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/ZnO 92/8 WPW25 nach 1h Glühdauer
und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 PW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 WPW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/ZnO-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff/Werkstoffgruppe</th><th>Spezielle Eigenschaften<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Besonders geeignet für Kfz-Relais
(Lampenlast)</td><td>gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td>sehr gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Besonders geeignet für Schwerlastbetrieb
(AC-4) und hohe Schaltströme</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/SnO2 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
sehr hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen,
Sicherheit gegenüber Verschweißungen mit steigendem Oxidgehalt zunehmend,
niedriger und über die Gerätelebensdauer weitgehend stabiler Kontaktwiderstand
und günstiges Übertemperaturverhalten durch spezielle Oxidzusätze,
hohe Abbrandfestigkeit und Schaltstücklebensdauer,
sehr geringe, flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
günstige Lichtbogenlaufeigenschaften, sehr gutes Lichtbogenlöschverhalten
|-
|Ag/ZnO 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen (Kondensatorschütze),
niedriger und konstanter Kontaktwiderstand durch spezielle Oxidzusätze,
besonders hohe Abbrandfestigkeit bei hohen Schaltströmen,
hinsichtlich Materialwanderung und Lebensdauer bei Gleichstromlast ungünstiger
als Ag/SnO2 ,mit Zusatz Ag2WO4 besonders geeignet für Wechselstrom-Relais und Schalter in Hausgeräten,
in den sonstigen Eigenschaften vergleichbar mit Ag/SnO2
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Mikroschalter, Elementarrelais, Kfz-Relais, Schalter für Hausgeräte,
Hauptschalter, Motorschalter ( Schütze ), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Lichtschalter, Wechselstrom-Relais, Schalter für Hausgeräte
Motorschutzschalter ( gepaart mit Ag/Ni bzw. Ag/C), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr></table>
</figtable>

====Silber-Grafit Werkstoffe====
Ag/C Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/>). Die früher
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine
gewisse Bedeutung.

Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren
für Ag/C-Halbzeuge. Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]). Je nach Art des Strangpressens, als Band
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht
oder parallel zur Schaltfläche angeordnet
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.

Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer
gleichbleibend niedrig.

Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern in den
Werkstoff (Ag/C DF) eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). Das Schweißverhalten wird dabei durch
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.

Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/>). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit
im Schaltbetrieb erfordern.

Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,
können die Ag/C-Profile auch mit einer dünnen
Hartlotschicht versehen werden.

In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet
werden.

Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/>). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C 96/4 D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C 96/4 D</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C DF</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 97/3 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 95/5 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 96/4 D a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C DF a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag/Ni 90/10-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Silberanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelztemperatur [°C]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2 
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3 
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4 
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5 
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF GRAPHOR DF*)
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|
|}
</figtable>

<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche 

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Höchste Sicherheit gegenüber Verschweißungen beim Einschalten hoher Ströme,
hohe Sicherheit hinsichtlich Verschweißen geschlossener Kontakte im
Kurzschlussfall,

Zunahme der Verschweißresistenz mit steigendem Grafit-Anteil,
niedriger Kontaktwiderstand,

ungünstiges Abbrandverhalten insbesondere beim Ausschalten,
mit zunehmendem Grafit-Anteil erhöhter Abbrand;

gleichzeitig nimmt die Verrußung der Schaltkammerwände zu,

Ag/C mit senkrechter Orientierung der Grafit-Partikel weist Vorteile
hinsichtlich Abbrandfestigkeit,
mit paralleler Orientierung Vorteile
hinsichtlich Verschweißresistenz auf,

ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten; daher Einsatz in unsymmetrischer
Paarung,
begrenzte Umformbarkeit,

löt- und schweißbar durch ausgebrannten Rücken,
Ag/C ist hinsichtlich Abbrandfestigkeit und
Verschweißverhalten optimiert.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff
</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferform</th></tr><tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motorschutzschalter, gepaart mit
Ag/Ni</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontakniete</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Leitungsschutzschalter, gepaart mit
Cu,
Motorschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni,
Fehlerstromschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni, Ag/W, Ag/W</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontaktniete bei Ag/C 97/3<td/></tr></table>
</figtable>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Silver_Based_Materials]]

Werkstoffe auf Silber-Basis

2023-03-20T14:01:19Z

Doduco Admin:

===Feinsilber===
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch
Kurzschlüsse verursachen.

Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/>). Silber
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>). Weitere Angaben zu den verschiedenen
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.

Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> und <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>).
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.

Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen
verbreitet Anwendung.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Bezeichnung</th><th>Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</th><th>Beimengungen[ppm]</th><th>Hinweise für die Verwendung</th></tr><tr><td>SpektralreinesSilber</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</td></tr><tr><td>Hochreines Silber, sauerstofffrei</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Barren und Granalien für Legierungszwecke</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Verunreinigungen
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Schüttdichte
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Stampfvolumen
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten
|-
|Pressdichte
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinterdichte
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volumenschrumpfung
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Glühverlust
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung 
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse 
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silber-Legierungen===
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Durch die metallische Zusatzkomponente
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silber-Anteil [wt%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
!E-Modul [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi 0,15 
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24,5Ni0,5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99,5NiMg ARGODUR 32 unvergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 vergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand
a) geglüht und abgeschreckt
b) bei 280°C angelassen</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm [MPa]</th><th>Dehnung A [%] min.</th><th>VickershärteHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi 0,15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Feinkornsilber====
Unter Feinkornsilber (ARGODUR-Spezial) versteht man eine Silberlegierung mit
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.

====Hartsilber-Legierungen====
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des
Silbers deutlich erhöht (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> und <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>).
Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit
auf.

Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.

Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.

Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch
bei Feinsilber angewandt werden.

Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der
Luft- und Raumfahrt.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Kupfer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu5
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von ARGODUR 27
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|Ag AgNi0,15 
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit
|-
|Ag-Legierungen
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag AgNi0,15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relais, Mikroschalter, Hilfsstromschalter, Befehlsschalter, Schalter für Hausgeräte, Lichtschalter (≤ 20A), Hauptschalter
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Spezielle Anwendungen
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|Ag99, 5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile
|}
</figtable>

====Silber-Palladium-Legierungen====
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.

AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Allerdings
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft
auswirkt.

AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Draht- oder
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.

AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>). Aufgrund des hohen
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage ersetzt.
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte
gefunden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Palladiumanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm[MPa]</th><th>Dehnung A[%]min.</th><th>VickershärteHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|AgPd30-60
|Korrosionsbeständig, mit steigendem Pd-Anteil nimmt „brown-powder“-Bildung zu, geringere Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, hohe Verformbarkeit
|beständig gegenüber Ag2S Bildung, niedriger Kontaktwiderstand, hohe Härte bei höherem Pd-Anteil, Abbrandfestigkeit von AgPd30 am höchsten, gut schweiß- und plattierbar
|-
|AgPd30Cu5
|hohe mechanische Verschleißfestigkeit
|hohe Härte
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferformen</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Schalter, Relais, Taster,Steckverbinder, Gleitkontakte</td><td>'''Halbzeuge:'''Drähte, Mikroprofile, Kontaktbimetalle,rollennahtgeschweißte Profile'''Kontaktteile:'''Massive- und Bimetallniete,plattierte und geschweißte Kontaktteile, Stanzteile</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Gleitkontakte, Gleitbahnen</td><td>Drahtbiegeteile, Kontaktfedern,massive und plattierte Stanzteile</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Verbundwerkstoffe===

====Silber-Nickel Werkstoffe====
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>).

Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). Das
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Ag/Ni Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von
10-40 Massen-% hergestellt. Ag/Ni 10 und Ag/Ni 20, die am häufigsten
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>,  <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). Sie
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni Werkstoffe mit Nickel-
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden
können.

Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Silberanteil</th><th>Dichte</th><th>Schmelztemperatur</th><th>Spez. elektr.
Widerstandp</th><th colspan="2">Elektrische
Leitfähigkeit (weich)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Festigkeitszustand
!Zugfestigkeit Rm [Mpa]
!Dehnung (weichgeglüht) [%] min.
!Vickershärte HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/Ni 
|Hohe Abbbrandfestigkeit bei Schaltströmen bis 100A,
Sicherheit gegen Verschweißen bei Einschaltströmen bis 100A,
niedriger und über die Schaltstücklebensdauer nahezu konstanter
Kontaktwiderstand bei Ag/Ni 90/10 und Ag/Ni 80/20,
geringe flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
nichtleitende Abbrandrückstände auf Isolierstoffen, daher nur geringe
Beeinträchtigung der Spannungsfestigkeit des Schaltgerätes,
gutes Lichtbogenlaufverhalten,
günstige Lichtbogenlöscheigenschaften,
gute bis ausreichende Verformbarkeit entsprechend der
Werkstoffzusammensetzung, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Schalt- bzw.
Bemessungsströme
!Lieferform
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relais Kfz-Relais
-Widerstandslast
-Motorlast
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Halbzeuge:''' Drähte, Profile,
Kontaktbimetalle,
rollennahtgeschweißte
Profile,
Toplay-Profile '''Kontaktteile::''' Kontaktauflagen,
Massiv-und
Bimetallniete,
Aufschweißkontakte, 
plattierte,
geschweißte,
gelötete und genietete
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Hilfsstromschalter
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Schalter für Hausgeräte
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Lichtschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Hauptschalter,
Treppenhausautomaten
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Regel- und Steuerschalter,
Thermostate
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Lastschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Motorschalter (Schütze)
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motorschutzschalter
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fehlerstromschutzschalter
|≤ 100A
|rowspan="2" | Stangen, Profile,
Kontaktauflagen,
Formteile, gelötete
und geschweißte
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Leistungsschalter
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:
Silber-Cadmiumoxid, Silber-Zinnoxid und Silber-Zinkoxid.
Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silber-Cadmiumoxid'''

Silber-Cadmiumoxid Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem
Wege hergestellt.

Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>).
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu
einer bestimmten Tiefe ausgeführt. Die so erhaltenen Zweischichtbänder
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.

Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/>). Die für Bänder und Plättchen
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem
Strangpressvorgang erzielt.

Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<captionVerfestigungsverhalten
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und
unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich
b) innerer Bereich</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 P a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

*'''Silber-Zinnoxid Werkstoffe'''
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO2-Werkstoffe mit 2-14
Massen-% SnO2 ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,
dass Ag/SnO2 -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>).
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO2-
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/> und <xr id="tab:tab2.29"/>).

Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO2-Werkstoffe sind sehr
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO2-Einlagerungen
herzustellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/>). Dies gelingt durch Optimierung des
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid Werkstoffen spielt die
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO3,
MoO3, CuO und/oder Bi2O3 zugemischt, die im Schaltbetrieb an der
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen
und Schalteigenschaften der Ag/SnO2 -Werkstoffe (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physikalische und mechanische Eigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinn-Oxid-Kontaktmaterialien'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Zusätze
!Theoretische Dichte [g/cm3]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV0,1]
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsprozess
!Art der Bereitstellung
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW10
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15
|270
|20
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|68 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 und WO3
|
|
|60 ± 15 HV5
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 und WO3
|9,9
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 und WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 und CuO
|10,4
|57 ± 2
|45 ± 15 HV5
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 und CuO
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 und CuO
|10,0
|53 ± 2
|58 ± 15 HV0,1
|230
|30
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 und CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,9
|46 ± 5
|75 ± 15 HV5
|260
|20
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100
|230 - 330
|28
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106
|235 - 330
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|
|95 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 und In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15
|310
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15
|325
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15
|330
|20
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stäbe, Kontaktnieten 2 = Bänder, Profile, Kontaktstifte

Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben. Einige
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' Bei diesem klassischen Verfahren der Pulvermetallurgie werden alle, in den Werkstoff eingebrachten Komponenten, einschließlich der Zusätze, als Einzelpulver miteinander vermischt. Das Mischen der Pulver erfolgt üblicherweise trocken in Mischern unterschiedlicher Bauart.

:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' Für den Einbau von Zusatzoxiden in das Zinnoxid hat sich das Reaktions-Sprüh-Verfahren (RSV) als vorteilhaft erwiesen. Bei diesem Verfahren wird von einer wässrigen Lösung ausgegangen, in der Zinn sowie die als Zusätze verwendeten Metalle in Form chemischer Verbindungen vorliegen. Diese wässrige Lösung wird unter hohem Druck in einer heißen Reaktionskammer verdüst. Durch die schlagartige Verdampfung des Wassers entsteht aus jedem einzelnen Tröpfchen zunächst ein Salzkristall und hieraus durch Oxidation ein Zinnoxid-Partikel, in dem die Zusatzmetalle in oxidierter Form gleichmäßig verteilt vorliegen. Das so erhaltene „dotierte“ Zinnoxidpulver wird anschließend mit Silberpulver vermischt.

:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag2 MoO4 , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.

:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' Dieses Verfahren schließt sowohl Arbeitsschritte der Pulvermetallurgie als auch der inneren Oxidation ein. Ausgegangen wird dabei von einer Silber-Metall-Legierung, die geschmolzen und anschließend zu feinkörnigem Pulver verdüst wird. Dieses Legierungspulver wird in sauerstoffhaltiger Atmosphäre geglüht, wobei sich das im Silber gelöste Zinn sowie weitere Zusatzmetalle als Oxidpartikel ausscheiden.

:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO2 werden eine Silbersalzlösungzusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.

Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen
Verfahren angewandt, wie bei Ag/CdO beschrieben (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).

Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
hergestellt werden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur S trangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 SPW: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung,1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel zur Strangpressrichtung,
1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Werkstoff</th><th rowspan="2">Metalloxid-Zusätze</th><th rowspan="2">Dichte[ g/cm3]</th><th rowspan="2">Spez. elektr.Widerstand[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElektrischeLeitfähigkeit (weich)</th><th rowspan="2">VickershärteHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO undBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO undBi2O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Lieferformen: Formteile, Pressteile, Plättchen
</figtable>

*'''Silber-Zinkoxid Werkstoffe'''
Silber-Zinkoxid Werkstoffe mit 6-10 Massen-% Oxidanteil,
einschließlich geringer Metalloxidzusätze, werden ausschließlich auf
pulvermetallurgischem Wege gefertigt ([[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]). Besonders bewährt hat sich der Zusatz
Ag2WO4 - nach Verfahrensweg c) in den Werkstoff eingebracht - für Anwendungen in Wechselstrom-Relais, Lichtschaltern und Schaltern für Hausgeräte.
Wie bei den anderen Silber-Metalloxid-Werkstoffen werden zunächst Halbzeuge
hergestellt, aus denen dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt werden.
Ag/ZnO-Werkstoffe stellen aufgrund ihrer hohen Verschweißresistenz und
Abbrandfestigkeit in manchen Anwendungen eine wirtschaftlich günstige
Alternative zu Ag/SnO2 dar (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> und <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silberanteil [Massen-%]
!Zusätze
!Dichte [g/cm3]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte Hv1
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsverfahren
!Lieferform
|-
|Ag/ZnO 92/8P 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Pulvermetallurgie
a) Einzelpulver
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8WP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken a) Einzelpulver
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stangen, Niete, 2) Streifen, Bänder, Profile, Plättchen

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 WPW25
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/ZnO 92/8 WPW25 nach 1h Glühdauer
und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 PW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 WPW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/ZnO-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff/Werkstoffgruppe</th><th>Spezielle Eigenschaften<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Besonders geeignet für Kfz-Relais
(Lampenlast)</td><td>gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td>sehr gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Besonders geeignet für Schwerlastbetrieb
(AC-4) und hohe Schaltströme</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/SnO2 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
sehr hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen,
Sicherheit gegenüber Verschweißungen mit steigendem Oxidgehalt zunehmend,
niedriger und über die Gerätelebensdauer weitgehend stabiler Kontaktwiderstand
und günstiges Übertemperaturverhalten durch spezielle Oxidzusätze,
hohe Abbrandfestigkeit und Schaltstücklebensdauer,
sehr geringe, flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
günstige Lichtbogenlaufeigenschaften, sehr gutes Lichtbogenlöschverhalten
|-
|Ag/ZnO 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen (Kondensatorschütze),
niedriger und konstanter Kontaktwiderstand durch spezielle Oxidzusätze,
besonders hohe Abbrandfestigkeit bei hohen Schaltströmen,
hinsichtlich Materialwanderung und Lebensdauer bei Gleichstromlast ungünstiger
als Ag/SnO2 ,mit Zusatz Ag2WO4 besonders geeignet für Wechselstrom-Relais und Schalter in Hausgeräten,
in den sonstigen Eigenschaften vergleichbar mit Ag/SnO2
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Mikroschalter, Elementarrelais, Kfz-Relais, Schalter für Hausgeräte,
Hauptschalter, Motorschalter ( Schütze ), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Lichtschalter, Wechselstrom-Relais, Schalter für Hausgeräte
Motorschutzschalter ( gepaart mit Ag/Ni bzw. Ag/C), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr></table>
</figtable>

====Silber-Grafit Werkstoffe====
Ag/C Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/>). Die früher
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine
gewisse Bedeutung.

Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren
für Ag/C-Halbzeuge. Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]). Je nach Art des Strangpressens, als Band
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht
oder parallel zur Schaltfläche angeordnet
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.

Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer
gleichbleibend niedrig.

Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern in den
Werkstoff (Ag/C DF) eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). Das Schweißverhalten wird dabei durch
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.

Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/>). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit
im Schaltbetrieb erfordern.

Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,
können die Ag/C-Profile auch mit einer dünnen
Hartlotschicht versehen werden.

In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet
werden.

Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/>). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C 96/4 D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C 96/4 D</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C DF</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 97/3 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 95/5 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 96/4 D a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C DF a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag/Ni 90/10-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Silberanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelztemperatur [°C]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2 
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3 
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4 
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5 
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF GRAPHOR DF*)
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|
|}
</figtable>

<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche 

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Höchste Sicherheit gegenüber Verschweißungen beim Einschalten hoher Ströme,
hohe Sicherheit hinsichtlich Verschweißen geschlossener Kontakte im
Kurzschlussfall,

Zunahme der Verschweißresistenz mit steigendem Grafit-Anteil,
niedriger Kontaktwiderstand,

ungünstiges Abbrandverhalten insbesondere beim Ausschalten,
mit zunehmendem Grafit-Anteil erhöhter Abbrand;

gleichzeitig nimmt die Verrußung der Schaltkammerwände zu,

Ag/C mit senkrechter Orientierung der Grafit-Partikel weist Vorteile
hinsichtlich Abbrandfestigkeit,
mit paralleler Orientierung Vorteile
hinsichtlich Verschweißresistenz auf,

ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten; daher Einsatz in unsymmetrischer
Paarung,
begrenzte Umformbarkeit,

löt- und schweißbar durch ausgebrannten Rücken,
Ag/C ist hinsichtlich Abbrandfestigkeit und
Verschweißverhalten optimiert.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff
</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferform</th></tr><tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motorschutzschalter, gepaart mit
Ag/Ni</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontakniete</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Leitungsschutzschalter, gepaart mit
Cu,
Motorschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni,
Fehlerstromschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni, Ag/W, Ag/W</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontaktniete bei Ag/C 97/3<td/></tr></table>
</figtable>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Silver_Based_Materials]]

Tungsten and Molybdenum Based Materials

2023-03-02T14:01:05Z

Doduco Admin:

===Tungsten and Molybdenum (Pure Metals)===
Tungsten is characterized by its advantageous properties of high melting and boiling points, sufficient electrical and thermal conductivity and high hardness and density (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). It is mainly used in the form of brazed contact tips for switching duties, that require a rapid switching sequence, such as horn contacts for cars and trucks.

Molybdenum has a much lesser importance as a contact material since it is less resistant against oxidation than tungsten.
Both metals are however used in large amounts as components in composite materials with silver and copper.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanical Properties of Tungsten and Molybdenum'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Micro Structure Condition</th><th>VickersHardness HV 10</th><th>Tensile Strength[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>Lightly worked structure(wire and strip > 1.0 mm thick)Strongly worked structure(wire and strip < 1.0 mm thick)Re-crystallized structure</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>Lightly worked structure(wire and strip > 1.0 mm thick)Strongly worked structure(wire and strip < 1.0 mm thick)Re-crystallized structure</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

=== Silver–Tungsten Materials===
Ag/W contact materials combine the high electrical and thermal conductivity of silver with the high arc erosion resistance of the high melting tungsten metal (<xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). The manufacturing of materials with typically 50-80 wt% tungsten is performed by the powder metallurgical processes of liquid phase sintering or by infiltration. Particle size and shape of the starting powders are determining the micro structure and the contact specific properties of this material group (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>).

During repeated switching under arcing loads, tungsten oxides and mixed oxides (silver tungstates – Ag2 WO4) are formed on the Ag/W surface, creating poorly conducting layers which increase the contact resistance and by this the temperature rise during current carrying. Because of this fact the Ag/W is paired in many applications with Ag/C or Ag/WC/C contact parts.

Silver–tungsten contact tips are used in a variety of shapes and are produced for the ease of attachment with a fine silver backing layer and quite often an additional thin layer of a brazing alloy. The attachment to contact carriers is usually done by brazing, but also by direct resistance welding for smaller tips.

Ag/W materials are mostly used as the arcing contacts in disconnect switches for higher loads and as the main contacts in small and medium duty power
switches and industrial circuit breakers (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). In north and south america they are also used in large volumes in miniature circuit breakers of small to medium current ratings in domestic wiring as well as for commercial power distribution.

<figtable id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum">
<caption>'''Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt.%]
!Density [g/cm3]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|57 - 63
|11,6 - 12,2
|21 - 29
|140 - 200
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|12,5 - 13,3
|18 - 25
|230 - 340
|-
|Ag/WC 80/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,2 - 9,9
|30 - 38
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/17C3 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,1 - 9,8
|23 - 33
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/19C1 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,5 - 10,5
|28 - 43
|40 - 60
|-
|Ag/WC 70/28C2 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6 - 10,3
|24 - 32
|35 - 55
|-
|Ag/Mo 65/35 [[#text-reference|1]]
|62 - 68
|9,9 - 10,9
|16 - 28
|140 - 130
|-
|}
<div id="text-reference">1manufactured by infiltration</div>
<div id="text-reference">2 manufactured by press sinter-repress</div>
</figtable>

=== Silver–Tungsten Carbide Materials===
This group of contact materials contains typically 40-65 wt-% of the very hard and erosion wear resistant tungsten carbide and the high conductivity silver (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). Compared to Ag/W the Ag/WC materials exhibit a higher resistance against contact welding (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). The rise in contact resistance experienced with Ag/W is less pronounced in Ag/WC because during arcing, a protective gas layer of CO is formed, which limits the reaction of oxygen on the contact surface and therefore the formation of metal oxides.

Higher requirements on low temperature rise can be fulfilled by adding a small amount of graphite, which however increases the arc erosion. Silver–tungsten-carbide–graphite materials with for example 19 wt% WC and 1 wt% graphite or 16 wt% WC and 2 wt% graphite are manufactured using the single tip press-sinter-repress (PSR) process (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

The applications of Ag/WC contacts are similar to those for Ag/W (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>).

=== Silver–Molybdenum Materials===
Ag/Mo materials with typically 50-70 wt% molybdenum are usually produced by the powder metallurgical infiltration process (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). Their contact properties are similar to those of Ag/W materials (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). Since the molybdenum oxide is thermally less stable than tungsten oxide, the self-cleaning effect of Ag/Mo contact surface during arcing is more pronounced and the contact resistance remains lower than that of Ag/W. The arc erosion resistance of Ag/Mo however is lower than the one for Ag/W materials. The main applications for Ag/Mo contacts are in equipment protecting switching devices (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/WC27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten, Silver–Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Properties</th></tr><tr><td>Silver-TungstenSilver-tungsten carbide</td><td>Tendency to weld at high make currents in symmetrical pairing,Higher contact resistance and higher temperature rise over increased number of operations through tungsten oxide and tungstate formation, especially for Ag/W,High welding tendency of closed contacts during short circuit,Very high arc erosion resistance, poor arc moving properties, High hardness and low formability,Easy to braze and weld through Ag enriched backing layer</td></tr><tr><td>Silver-Tungsten Carbide plus Grafit</td><td>Low contact resistance and low temperature rise through graphite addition,Lower tendency to contact welding, Lower arc erosion resistance than Ag/W</td></tr><tr><td>Silver-Molybdenum</td><td>Better contact resistance stability due to less stable surface layers,Lower arc erosion resistance than Ag/W</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten, Silver–Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Form of Supply
|-
|Ag/W 
|Circuit breakers (not current limiting)
|rowspan="3" | Contact tips, brazed and welded contact parts
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|(Main) Power switches paired with Ag/C) 
Fault current circuit breakers (paired with Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Device protection switches
|}
</figtable>

=== Copper–Tungsten Materials===
Copper–tungsten materials with typically 50-85 wt% tungsten are produced by the infiltration process with the tungsten particle size selected according to the end application [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  and (<xr id="tab:Physical properties of copper-tungsten materials"/>). To increase the wettability of the tungsten skeleton by copper a small amount of nickel < 1 wt% is added to the starting powder mix.

<figtable id="tab:Physical properties of copper-tungsten materials">
<caption>'''Physical properties of copper-tungsten materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Tungsten Content [wt.%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point [°C]
!Electrical Resistivity [µΩ*cm]
!Electrical Conductivity [% IACS]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|57 - 63
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-
|}
</figtable>

W/Cu materials exhibit a very high arc erosion resistance. Compared to silver–tungsten materials, they are however less suitable to carry permanent current.

With a solid tungsten skeleton, as it is the case for W/C infiltrated materials with 70-85 wt% tungsten, the lower melting component copper melts and vaporizes in the intense electrical arc. At the boiling point of copper (2567°C), the still solid tungsten is efficiently “cooled” and remains pretty much unchanged.

During very high thermal stress on the W/Cu contacts, for example during short circuit currents > 40 kA, the tungsten skeleton requires special high mechanical strength. For such applications, a high temperature sintering of tungsten from selected particle size powder is applied before the usual infiltration with copper.

For high voltage load switches, the most advantageous contact system consists of a contact tulip and a contact rod. Both contact assemblies are usually made from the mechanically strong and high conductive CuCrZr material and W/Cu as the arcing tips. The thermally and mechanically highly stressed attachment between the two components is often achieved by utilizing electron beam welding or capacitor discharge percussion welding. Other attachment methods include brazing and cast-on of copper, followed by cold forming steps to increase hardness and strength.

The main application areas for W/Cu materials are as arcing contacts in load and high power switching, in medium and high voltage switchgear as well as electrodes for spark gaps and over voltage arresters.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of W/Cu 70/30 (coarse)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of W/Cu 70/30 (fine)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==References==
[[Contact Materials for Electrical Engineering#References|References]]

[[de:Werkstoffe_auf_Wolfram-_und_Molybdän-Basis]]

Tungsten and Molybdenum Based Materials

2023-03-02T13:59:56Z

Doduco Admin:

===Tungsten and Molybdenum (Pure Metals)===
Tungsten is characterized by its advantageous properties of high melting and boiling points, sufficient electrical and thermal conductivity and high hardness and density (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). It is mainly used in the form of brazed contact tips for switching duties, that require a rapid switching sequence, such as horn contacts for cars and trucks.

Molybdenum has a much lesser importance as a contact material since it is less resistant against oxidation than tungsten.
Both metals are however used in large amounts as components in composite materials with silver and copper.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanical Properties of Tungsten and Molybdenum'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Micro Structure Condition</th><th>VickersHardness HV 10</th><th>Tensile Strength[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>Lightly worked structure(wire and strip > 1.0 mm thick)Strongly worked structure(wire and strip < 1.0 mm thick)Re-crystallized structure</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>Lightly worked structure(wire and strip > 1.0 mm thick)Strongly worked structure(wire and strip < 1.0 mm thick)Re-crystallized structure</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

=== Silver–Tungsten Materials===
Ag/W contact materials combine the high electrical and thermal conductivity of silver with the high arc erosion resistance of the high melting tungsten metal (<xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). The manufacturing of materials with typically 50-80 wt% tungsten is performed by the powder metallurgical processes of liquid phase sintering or by infiltration. Particle size and shape of the starting powders are determining the micro structure and the contact specific properties of this material group (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>).

During repeated switching under arcing loads, tungsten oxides and mixed oxides (silver tungstates – Ag2 WO4) are formed on the Ag/W surface, creating poorly conducting layers which increase the contact resistance and by this the temperature rise during current carrying. Because of this fact the Ag/W is paired in many applications with Ag/C or Ag/WC/C contact parts.

Silver–tungsten contact tips are used in a variety of shapes and are produced for the ease of attachment with a fine silver backing layer and quite often an additional thin layer of a brazing alloy. The attachment to contact carriers is usually done by brazing, but also by direct resistance welding for smaller tips.

Ag/W materials are mostly used as the arcing contacts in disconnect switches for higher loads and as the main contacts in small and medium duty power
switches and industrial circuit breakers (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). In north and south america they are also used in large volumes in miniature circuit breakers of small to medium current ratings in domestic wiring as well as for commercial power distribution.

<figtable id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum">
<caption>'''Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt.%]
!Density [g/cm3]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
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|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|57 - 63
|11,6 - 12,2
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|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|12,5 - 13,3
|18 - 25
|230 - 340
|-
|Ag/WC 80/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,2 - 9,9
|30 - 38
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/17C3 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,1 - 9,8
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|-
|Ag/WC 80/19C1 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,5 - 10,5
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|-
|Ag/WC 70/28C2 [[#text-reference|2]]
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|-
|}
<div id="text-reference">1manufactured by infiltration</div>
<div id="text-reference">2 manufactured by press sinter-repress</div>
</figtable>

=== Silver–Tungsten Carbide Materials===
This group of contact materials contains typically 40-65 wt-% of the very hard and erosion wear resistant tungsten carbide and the high conductivity silver (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). Compared to Ag/W the Ag/WC materials exhibit a higher resistance against contact welding (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). The rise in contact resistance experienced with Ag/W is less pronounced in Ag/WC because during arcing, a protective gas layer of CO is formed, which limits the reaction of oxygen on the contact surface and therefore the formation of metal oxides.

Higher requirements on low temperature rise can be fulfilled by adding a small amount of graphite, which however increases the arc erosion. Silver–tungsten-carbide–graphite materials with for example 19 wt% WC and 1 wt% graphite or 16 wt% WC and 2 wt% graphite are manufactured using the single tip press-sinter-repress (PSR) process (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

The applications of Ag/WC contacts are similar to those for Ag/W (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>).

=== Silver–Molybdenum Materials===
Ag/Mo materials with typically 50-70 wt% molybdenum are usually produced by the powder metallurgical infiltration process (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). Their contact properties are similar to those of Ag/W materials (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). Since the molybdenum oxide is thermally less stable than tungsten oxide, the self-cleaning effect of Ag/Mo contact surface during arcing is more pronounced and the contact resistance remains lower than that of Ag/W. The arc erosion resistance of Ag/Mo however is lower than the one for Ag/W materials. The main applications for Ag/Mo contacts are in equipment protecting switching devices (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/WC27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten, Silver–Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Properties</th></tr><tr><td>Silver-TungstenSilver-tungsten carbide</td><td>Tendency to weld at high make currents in symmetrical pairing,Higher contact resistance and higher temperature rise over increased number of operations through tungsten oxide and tungstate formation, especially for Ag/W,High welding tendency of closed contacts during short circuit,Very high arc erosion resistance, poor arc moving properties, High hardness and low formability,Easy to braze and weld through Ag enriched backing layer</td></tr><tr><td>Silver-Tungsten Carbide plus Grafit</td><td>Low contact resistance and low temperature rise through graphite addition,Lower tendency to contact welding, Lower arc erosion resistance than Ag/W</td></tr><tr><td>Silver-Molybdenum</td><td>Better contact resistance stability due to less stable surface layers,Lower arc erosion resistance than Ag/W</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten, Silver–Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Form of Supply
|-
|Ag/W 
|Circuit breakers (not current limiting)
|rowspan="3" | Contact tips, brazed and welded contact parts
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|(Main) Power switches paired with Ag/C) 
Fault current circuit breakers (paired with Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Device protection switches
|}
</figtable>

=== Copper–Tungsten Materials===
Copper–tungsten materials with typically 50-85 wt% tungsten are produced by the infiltration process with the tungsten particle size selected according to the end application [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  and (<xr id="tab:Physical properties of copper-tungsten materials"/>). To increase the wettability of the tungsten skeleton by copper a small amount of nickel < 1 wt% is added to the starting powder mix.

<figtable id="tab:Physical properties of copper-tungsten materials">
<caption>'''Physical properties of copper-tungsten materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Tungsten Content [wt.%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point [°C]
!Electrical Resistivity [µΩ*cm]
!Electrical Conductivity [% IACS]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|58 - 62
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-
|}
</figtable>

W/Cu materials exhibit a very high arc erosion resistance. Compared to silver–tungsten materials, they are however less suitable to carry permanent current.

With a solid tungsten skeleton, as it is the case for W/C infiltrated materials with 70-85 wt% tungsten, the lower melting component copper melts and vaporizes in the intense electrical arc. At the boiling point of copper (2567°C), the still solid tungsten is efficiently “cooled” and remains pretty much unchanged.

During very high thermal stress on the W/Cu contacts, for example during short circuit currents > 40 kA, the tungsten skeleton requires special high mechanical strength. For such applications, a high temperature sintering of tungsten from selected particle size powder is applied before the usual infiltration with copper.

For high voltage load switches, the most advantageous contact system consists of a contact tulip and a contact rod. Both contact assemblies are usually made from the mechanically strong and high conductive CuCrZr material and W/Cu as the arcing tips. The thermally and mechanically highly stressed attachment between the two components is often achieved by utilizing electron beam welding or capacitor discharge percussion welding. Other attachment methods include brazing and cast-on of copper, followed by cold forming steps to increase hardness and strength.

The main application areas for W/Cu materials are as arcing contacts in load and high power switching, in medium and high voltage switchgear as well as electrodes for spark gaps and over voltage arresters.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of W/Cu 70/30 (coarse)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of W/Cu 70/30 (fine)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==References==
[[Contact Materials for Electrical Engineering#References|References]]

[[de:Werkstoffe_auf_Wolfram-_und_Molybdän-Basis]]

Tungsten and Molybdenum Based Materials

2023-03-02T13:59:17Z

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===Tungsten and Molybdenum (Pure Metals)===
Tungsten is characterized by its advantageous properties of high melting and boiling points, sufficient electrical and thermal conductivity and high hardness and density (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). It is mainly used in the form of brazed contact tips for switching duties, that require a rapid switching sequence, such as horn contacts for cars and trucks.

Molybdenum has a much lesser importance as a contact material since it is less resistant against oxidation than tungsten.
Both metals are however used in large amounts as components in composite materials with silver and copper.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanical Properties of Tungsten and Molybdenum'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Micro Structure Condition</th><th>VickersHardness HV 10</th><th>Tensile Strength[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>Lightly worked structure(wire and strip > 1.0 mm thick)Strongly worked structure(wire and strip < 1.0 mm thick)Re-crystallized structure</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>Lightly worked structure(wire and strip > 1.0 mm thick)Strongly worked structure(wire and strip < 1.0 mm thick)Re-crystallized structure</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

=== Silver–Tungsten Materials===
Ag/W contact materials combine the high electrical and thermal conductivity of silver with the high arc erosion resistance of the high melting tungsten metal (<xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). The manufacturing of materials with typically 50-80 wt% tungsten is performed by the powder metallurgical processes of liquid phase sintering or by infiltration. Particle size and shape of the starting powders are determining the micro structure and the contact specific properties of this material group (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>).

During repeated switching under arcing loads, tungsten oxides and mixed oxides (silver tungstates – Ag2 WO4) are formed on the Ag/W surface, creating poorly conducting layers which increase the contact resistance and by this the temperature rise during current carrying. Because of this fact the Ag/W is paired in many applications with Ag/C or Ag/WC/C contact parts.

Silver–tungsten contact tips are used in a variety of shapes and are produced for the ease of attachment with a fine silver backing layer and quite often an additional thin layer of a brazing alloy. The attachment to contact carriers is usually done by brazing, but also by direct resistance welding for smaller tips.

Ag/W materials are mostly used as the arcing contacts in disconnect switches for higher loads and as the main contacts in small and medium duty power
switches and industrial circuit breakers (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). In north and south america they are also used in large volumes in miniature circuit breakers of small to medium current ratings in domestic wiring as well as for commercial power distribution.

<figtable id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum">
<caption>'''Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt.%]
!Density [g/cm3]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|57 - 63
|11,6 - 12,2
|21 - 29
|140 - 200
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|12,5 - 13,3
|18 - 25
|230 - 340
|-
|Ag/WC 80/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,2 - 9,9
|30 - 38
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/17C3 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,1 - 9,8
|23 - 33
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/19C1 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,5 - 10,5
|28 - 43
|40 - 60
|-
|Ag/WC 70/28C2 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6 - 10,3
|24 - 32
|35 - 55
|-
|Ag/Mo 65/35 [[#text-reference|1]]
|62 - 68
|9,9 - 10,9
|16 - 28
|140 - 130
|-
|}
<div id="text-reference">1manufactured by infiltration</div>
<div id="text-reference">2 manufactured by press sinter-repress</div>
</figtable>

=== Silver–Tungsten Carbide Materials===
This group of contact materials contains typically 40-65 wt-% of the very hard and erosion wear resistant tungsten carbide and the high conductivity silver (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). Compared to Ag/W the Ag/WC materials exhibit a higher resistance against contact welding (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). The rise in contact resistance experienced with Ag/W is less pronounced in Ag/WC because during arcing, a protective gas layer of CO is formed, which limits the reaction of oxygen on the contact surface and therefore the formation of metal oxides.

Higher requirements on low temperature rise can be fulfilled by adding a small amount of graphite, which however increases the arc erosion. Silver–tungsten-carbide–graphite materials with for example 27 wt% WC and 3 wt% graphite or 16 wt% WC and 2 wt% graphite are manufactured using the single tip press-sinter-repress (PSR) process (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

The applications of Ag/WC contacts are similar to those for Ag/W (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>).

=== Silver–Molybdenum Materials===
Ag/Mo materials with typically 50-70 wt% molybdenum are usually produced by the powder metallurgical infiltration process (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). Their contact properties are similar to those of Ag/W materials (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). Since the molybdenum oxide is thermally less stable than tungsten oxide, the self-cleaning effect of Ag/Mo contact surface during arcing is more pronounced and the contact resistance remains lower than that of Ag/W. The arc erosion resistance of Ag/Mo however is lower than the one for Ag/W materials. The main applications for Ag/Mo contacts are in equipment protecting switching devices (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/WC27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten, Silver–Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Properties</th></tr><tr><td>Silver-TungstenSilver-tungsten carbide</td><td>Tendency to weld at high make currents in symmetrical pairing,Higher contact resistance and higher temperature rise over increased number of operations through tungsten oxide and tungstate formation, especially for Ag/W,High welding tendency of closed contacts during short circuit,Very high arc erosion resistance, poor arc moving properties, High hardness and low formability,Easy to braze and weld through Ag enriched backing layer</td></tr><tr><td>Silver-Tungsten Carbide plus Grafit</td><td>Low contact resistance and low temperature rise through graphite addition,Lower tendency to contact welding, Lower arc erosion resistance than Ag/W</td></tr><tr><td>Silver-Molybdenum</td><td>Better contact resistance stability due to less stable surface layers,Lower arc erosion resistance than Ag/W</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten, Silver–Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Form of Supply
|-
|Ag/W 
|Circuit breakers (not current limiting)
|rowspan="3" | Contact tips, brazed and welded contact parts
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|(Main) Power switches paired with Ag/C) 
Fault current circuit breakers (paired with Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Device protection switches
|}
</figtable>

=== Copper–Tungsten Materials===
Copper–tungsten materials with typically 50-85 wt% tungsten are produced by the infiltration process with the tungsten particle size selected according to the end application [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  and (<xr id="tab:Physical properties of copper-tungsten materials"/>). To increase the wettability of the tungsten skeleton by copper a small amount of nickel < 1 wt% is added to the starting powder mix.

<figtable id="tab:Physical properties of copper-tungsten materials">
<caption>'''Physical properties of copper-tungsten materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Tungsten Content [wt.%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point [°C]
!Electrical Resistivity [µΩ*cm]
!Electrical Conductivity [% IACS]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|58 - 62
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
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|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-
|}
</figtable>

W/Cu materials exhibit a very high arc erosion resistance. Compared to silver–tungsten materials, they are however less suitable to carry permanent current.

With a solid tungsten skeleton, as it is the case for W/C infiltrated materials with 70-85 wt% tungsten, the lower melting component copper melts and vaporizes in the intense electrical arc. At the boiling point of copper (2567°C), the still solid tungsten is efficiently “cooled” and remains pretty much unchanged.

During very high thermal stress on the W/Cu contacts, for example during short circuit currents > 40 kA, the tungsten skeleton requires special high mechanical strength. For such applications, a high temperature sintering of tungsten from selected particle size powder is applied before the usual infiltration with copper.

For high voltage load switches, the most advantageous contact system consists of a contact tulip and a contact rod. Both contact assemblies are usually made from the mechanically strong and high conductive CuCrZr material and W/Cu as the arcing tips. The thermally and mechanically highly stressed attachment between the two components is often achieved by utilizing electron beam welding or capacitor discharge percussion welding. Other attachment methods include brazing and cast-on of copper, followed by cold forming steps to increase hardness and strength.

The main application areas for W/Cu materials are as arcing contacts in load and high power switching, in medium and high voltage switchgear as well as electrodes for spark gaps and over voltage arresters.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of W/Cu 70/30 (coarse)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of W/Cu 70/30 (fine)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==References==
[[Contact Materials for Electrical Engineering#References|References]]

[[de:Werkstoffe_auf_Wolfram-_und_Molybdän-Basis]]

Tungsten and Molybdenum Based Materials

2023-03-02T13:44:18Z

Doduco Admin:

===Tungsten and Molybdenum (Pure Metals)===
Tungsten is characterized by its advantageous properties of high melting and boiling points, sufficient electrical and thermal conductivity and high hardness and density (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). It is mainly used in the form of brazed contact tips for switching duties, that require a rapid switching sequence, such as horn contacts for cars and trucks.

Molybdenum has a much lesser importance as a contact material since it is less resistant against oxidation than tungsten.
Both metals are however used in large amounts as components in composite materials with silver and copper.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanical Properties of Tungsten and Molybdenum'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Micro Structure Condition</th><th>VickersHardness HV 10</th><th>Tensile Strength[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>Lightly worked structure(wire and strip > 1.0 mm thick)Strongly worked structure(wire and strip < 1.0 mm thick)Re-crystallized structure</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>Lightly worked structure(wire and strip > 1.0 mm thick)Strongly worked structure(wire and strip < 1.0 mm thick)Re-crystallized structure</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

=== Silver–Tungsten Materials===
Ag/W contact materials combine the high electrical and thermal conductivity of silver with the high arc erosion resistance of the high melting tungsten metal (<xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). The manufacturing of materials with typically 50-80 wt% tungsten is performed by the powder metallurgical processes of liquid phase sintering or by infiltration. Particle size and shape of the starting powders are determining the micro structure and the contact specific properties of this material group (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>).

During repeated switching under arcing loads, tungsten oxides and mixed oxides (silver tungstates – Ag2 WO4) are formed on the Ag/W surface, creating poorly conducting layers which increase the contact resistance and by this the temperature rise during current carrying. Because of this fact the Ag/W is paired in many applications with Ag/C contact parts.

Silver–tungsten contact tips are used in a variety of shapes and are produced for the ease of attachment with a fine silver backing layer and quite often an additional thin layer of a brazing alloy. The attachment to contact carriers is usually done by brazing, but also by direct resistance welding for smaller tips.

Ag/W materials are mostly used as the arcing contacts in disconnect switches for higher loads and as the main contacts in small and medium duty power
switches and industrial circuit breakers (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). In north and south america they are also used in large volumes in miniature circuit breakers of small to medium current ratings in domestic wiring as well as for commercial power distribution.

<figtable id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum">
<caption>'''Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt.%]
!Density [g/cm3]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|57 - 63
|11,6 - 12,2
|21 - 29
|140 - 200
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|12,5 - 13,3
|18 - 25
|230 - 340
|-
|Ag/WC 80/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,2 - 9,9
|30 - 38
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/17C3 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,1 - 9,8
|23 - 33
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/19C1 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,5 - 10,5
|28 - 43
|40 - 60
|-
|Ag/WC 70/28C2 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6 - 10,3
|24 - 32
|35 - 55
|-
|Ag/Mo 65/35 [[#text-reference|1]]
|62 - 68
|9,9 - 10,9
|16 - 28
|140 - 130
|-
|}
<div id="text-reference">1manufactured by infiltration</div>
<div id="text-reference">2 manufactured by press sinter-repress</div>
</figtable>

=== Silver–Tungsten Carbide Materials===
This group of contact materials contains typically 40-65 wt-% of the very hard and erosion wear resistant tungsten carbide and the high conductivity silver (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). Compared to Ag/W the Ag/WC materials exhibit a higher resistance against contact welding (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). The rise in contact resistance experienced with Ag/W is less pronounced in Ag/WC because during arcing, a protective gas layer of CO is formed, which limits the reaction of oxygen on the contact surface and therefore the formation of metal oxides.

Higher requirements on low temperature rise can be fulfilled by adding a small amount of graphite, which however increases the arc erosion. Silver–tungsten-carbide–graphite materials with for example 27 wt% WC and 3 wt% graphite or 16 wt% WC and 2 wt% graphite are manufactured using the single tip press-sinter-repress (PSR) process (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

The applications of Ag/WC contacts are similar to those for Ag/W (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>).

=== Silver–Molybdenum Materials===
Ag/Mo materials with typically 50-70 wt% molybdenum are usually produced by the powder metallurgical infiltration process (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> and <xr id="tab:Physical Properties of Contact Materials Based on Silver-Tungsten, Silver-Tungsten Carbide and Silver Molybdenum"/>). Their contact properties are similar to those of Ag/W materials (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>). Since the molybdenum oxide is thermally less stable than tungsten oxide, the self-cleaning effect of Ag/Mo contact surface during arcing is more pronounced and the contact resistance remains lower than that of Ag/W. The arc erosion resistance of Ag/Mo however is lower than the one for Ag/W materials. The main applications for Ag/Mo contacts are in equipment protecting switching devices (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/WC27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten, Silver–Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Properties</th></tr><tr><td>Silver-TungstenSilver-tungsten carbide</td><td>Tendency to weld at high make currents in symmetrical pairing,Higher contact resistance and higher temperature rise over increased number of operations through tungsten oxide and tungstate formation, especially for Ag/W,High welding tendency of closed contacts during short circuit,Very high arc erosion resistance, poor arc moving properties, High hardness and low formability,Easy to braze and weld through Ag enriched backing layer</td></tr><tr><td>Silver-Tungsten Carbide plus Grafit</td><td>Low contact resistance and low temperature rise through graphite addition,Lower tendency to contact welding, Lower arc erosion resistance than Ag/W</td></tr><tr><td>Silver-Molybdenum</td><td>Better contact resistance stability due to less stable surface layers,Lower arc erosion resistance than Ag/W</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten, Silver–Tungsten Carbide and Silver Molybdenum'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Form of Supply
|-
|Ag/W 
|Circuit breakers (not current limiting)
|rowspan="3" | Contact tips, brazed and welded contact parts
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|(Main) Power switches paired with Ag/C) 
Fault current circuit breakers (paired with Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Device protection switches
|}
</figtable>

=== Copper–Tungsten Materials===
Copper–tungsten materials with typically 50-85 wt% tungsten are produced by the infiltration process with the tungsten particle size selected according to the end application [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  and (<xr id="tab:Physical properties of copper-tungsten materials"/>). To increase the wettability of the tungsten skeleton by copper a small amount of nickel < 1 wt% is added to the starting powder mix.

<figtable id="tab:Physical properties of copper-tungsten materials">
<caption>'''Physical properties of copper-tungsten materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Tungsten Content [wt.%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point [°C]
!Electrical Resistivity [µΩ*cm]
!Electrical Conductivity [% IACS]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|58 - 62
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-
|}
</figtable>

W/Cu materials exhibit a very high arc erosion resistance. Compared to silver–tungsten materials, they are however less suitable to carry permanent current.

With a solid tungsten skeleton, as it is the case for W/C infiltrated materials with 70-85 wt% tungsten, the lower melting component copper melts and vaporizes in the intense electrical arc. At the boiling point of copper (2567°C), the still solid tungsten is efficiently “cooled” and remains pretty much unchanged.

During very high thermal stress on the W/Cu contacts, for example during short circuit currents > 40 kA, the tungsten skeleton requires special high mechanical strength. For such applications, a high temperature sintering of tungsten from selected particle size powder is applied before the usual infiltration with copper.

For high voltage load switches, the most advantageous contact system consists of a contact tulip and a contact rod. Both contact assemblies are usually made from the mechanically strong and high conductive CuCrZr material and W/Cu as the arcing tips. The thermally and mechanically highly stressed attachment between the two components is often achieved by utilizing electron beam welding or capacitor discharge percussion welding. Other attachment methods include brazing and cast-on of copper, followed by cold forming steps to increase hardness and strength.

The main application areas for W/Cu materials are as arcing contacts in load and high power switching, in medium and high voltage switchgear as well as electrodes for spark gaps and over voltage arresters.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of W/Cu 70/30 (coarse)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of W/Cu 70/30 (fine)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==References==
[[Contact Materials for Electrical Engineering#References|References]]

[[de:Werkstoffe_auf_Wolfram-_und_Molybdän-Basis]]

Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis

2023-03-02T13:30:23Z

Doduco Admin:

===Wolfram und Molybdän (reine Metalle)===
Wolfram zeichnet sich durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften, wie hoher
Schmelz- und Siedepunkt, ausreichend hohe elektrische und thermische
Leitfähigkeit, sehr hohe Härte und Dichte aus (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). Es wird überwiegend in Form
aufgelöteter Plättchen für solche Schaltaufgaben eingesetzt, die eine schnelle
Schaltfolge, z.B. in Hupen für Kfz, verlangen.

Molybdän hat als Kontaktwerkstoff eine wesentlich geringere Bedeutung als
Wolfram, da es gegen Oxidation weniger beständig ist.
Beide Elemente werden in großem Maße als hochschmelzende Komponenten
für Verbundwerkstoffe mit Silber bzw. Kupfer eingesetzt.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanische Eigenschaften von Wolfram und Molybdän'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Gefügezustand</th><th>VickershärteHV 10</th><th>Zugfestigkeit[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche > 1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Wolfram Werkstoffe===
Ag/W Kontaktwerkstoffe vereinigen in sich die hohe elektrische und
thermische Leitfähigkeit des Silbers mit der hohen Abbrandfestigkeit des hochschmelzenden
Wolframs (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Die Herstellung der Ag/W-Werkstoffe mit
üblicherweise 50-80 Massen-% Wolfram erfolgt auf pulvermetallurgischem
Wege entweder durch Sintern mit flüssiger Phase oder über das Tränkverfahren.
Kornform und Größe der Ausgangspulver bestimmen entscheidend das Gefüge
sowie die mechanischen und kontaktspezifischen Eigenschaften dieser Stoffgruppe (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).

Bei häufigem betriebsmäßigem Schalten unter Lichtbogenbelastung bilden sich
auf Ag/W-Kontaktoberflächen Wolframoxide sowie Mischoxide (Silber-Wolframate)
und damit schlecht leitende Oberflächenschichten, die eine deutliche
Erhöhung des Kontaktwiderstandes und dadurch bei Führung des Dauerstromes
eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben. Aus diesem Grunde wird Ag/W in vielen Schaltgeräten gepaart mit Ag/C- oder Ag/WC/C-Kontaktstücken eingesetzt.

Silber-Wolfram-Kontakte kommen als Einzelteile in Form nahezu beliebig
geformter Auflagen zum Einsatz. Zur besseren Weiterverarbeitung sind die
Auflagen meist auf der Verbindungsseite mit Ag angereichert oder mit einer
Lotauflage versehen.
Die Verbindung der Ag/W-Teile mit Kontaktträgern erfolgt durch Löten, bei
kleineren Abmessungen auch durch Widerstandsschweißen.

Ag/W-Werkstoffe werden vor allem als Abbrennkontakte in Leistungsschaltern
großer Leistung sowie als Hauptkontakte in Leistungschaltern kleinerer und
mittlerer Leistung und in Schutzschaltern eingesetzt (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/> und <xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>). In Nord- und Südamerika
kommen Silber-Wolfram-Kontakstücke in großen Stückzahlen in Leitungsschutzschaltern
mit niedrigem und mittlerem Schaltvermögen für die Hausinstallation
sowie für die kommerzielle Stromverteilung zum Einsatz.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|57 - 63
|11,6 - 12,2
|21 - 29
|140 - 200
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|12,5 - 13,3
|18 - 25
|230 - 340
|-
|Ag/WC 80/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,2 - 9,9
|30 - 38
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/17C3 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,1 - 9,8
|23 - 33
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/19C1 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,5 - 10,5
|28 - 43
|40 - 60
|-
|Ag/WC 70/28C2 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6 - 10,3
|24 - 32
|35 - 55
|-
|Ag/Mo 65/35 [[#text-reference|1]]
|62 - 68
|9,9 - 10,9
|16 - 28
|140 - 130
|-
|}
<div id="text-reference">1Hergestellt durch Infiltration</div>
<div id="text-reference">2 Hergestellt durch Pressen-Sintern-Pressen</div>
</figtable>

===Silber-Wolframkarbid Werkstoffe===
Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 40-60 Massen-%
Wolframkarbid besteht aus dem besonders harten und verschleißfesten Wolframkarbid
und dem gut leitenden Silber (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/>, <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Ag/WC-Werkstoffe zeichnen sich gegenüber Ag/W durch eine höhere Verschweißresistenz aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Der Anstieg des Kontaktwiderstandes beim betriebsmäßigen Schalten ist bei
Ag/WC-Werkstoffen weniger ausgeprägt als bei Ag/W, da das bei Lichtbogeneinwirkung
entstehende CO eine schützende Gashülle bildet, die den Zutritt von
Sauerstoff und damit die Oxidbildung einschränkt.

Hohe Ansprüche an das Erwärmungsverhalten können durch Zusatz eines
geringen Grafit-Anteils erfüllt werden, wodurch allerdings das Abbrandverhalten
verschlechtert wird. Die Silber-Wolframkarbid-Grafit-Werkstoffe werden z.B. mit
19 Massen-% WC und 1 Massen-% Grafit bzw. 16 Massen-% WC und
2 Massen-% Grafit in Einzelpresstechnik nach dem Sinter-Press-Nachpress-
Verfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

Die Einsatzgebiete von Silber-Wolframkarbid-Werkstoffen sind ähnlich denen
von Silber-Wolfram (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).

===Silber-Molybdän Werkstoffe===
Ag/Mo Kontaktwerkstoffe mit 50-70 Massen-% Molybdän werden
üblicherweise auf pulvermetallurgischem Wege nach dem Tränkverfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).
Sie ähneln in ihren Kontakteigenschaften den Ag/W-Werkstoffen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Da Molybdänoxid im Vergleich zu Wolframoxid thermisch weniger stabil ist, ist
die Selbstreinigung der Ag/Mo-Kontaktoberflächen im Schaltlichtbogen intensiver
und somit der Kontaktwiderstand niedriger. Ag/Mo-Kontaktwerkstoffe sind
weniger abbrandfest als Ag/W-Kontaktwerkstoffe. Haupteinsatzgebiet von
Ag/Mo-Kontaktwerkstoffen sind Geräteschutzschalter (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Wolfram , Silber-Wolframkarbid, Silber-Wolframkarbid-Grafit und Silber-Molybdän Werkstoffe'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Silber-WolframSilber-Wolframkarbid</td><td>Neigung zu Verschweißungen bei hohen Einschaltströmen in symmetrischer Paarung, höhere Kontaktwiderstände und höhereÜbertemperaturen durch Bildung von Deckschichten aus Wolframoxiden und Wolframaten mit zunehmenden Schaltspielen insbesondere bei Silber-Wolfram,hohe Verschweißneigung geschlossener Kontaktstücke bei Kurzschlussströmen,sehr hohe Abbrandfestigkeit, ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten, hohe Härte und nur sehr geringe Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit durch Silberanreicherung auf Kontaktrücken.</td></tr><tr><td>Silber-Wolframkarbid plus Grafit</td><td>Niedrigerer Kontaktwiderstand und günstigeres Übertemperaturverhalten durch Grafit-Zusatz,geringere Neigung zu Verschweißungen, geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr><tr><td>Silber-Molybdän</td><td>Günstigeres Kontaktwiderstandsverhalten durch weniger stabile Deckschichten,geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag/W 
|Leitungsschutzschalter (nicht strombegrenzend)
|rowspan="3" | Kontaktauflagen, gelötete und geschweißte Kontaktteile
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|Leistungsschalter (gepaart mit Ag/C) 
Fehlerstromschutzschalter (gepaart mit Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Geräteschutzschalter
|}
</figtable>

===Kupfer-Wolfram Werkstoffe===
Kupfer-Wolfram Werkstoffe mit üblicherweise 50-85 Massen-%
Wolfram werden nahezu ausschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt,
wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem
Anwendungsfall festgelegt wird [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  und (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen"/>). Zur Verbesserung der Benetzung des Wolframskeletts
durch Kupfer wird den Pulvermischungen ein Nickelanteil < 1 Massen-%
beigegeben.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Wolfram Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|57 - 63
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-

|}
</figtable>

W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrandfestigkeit auf. Sie sind
jedoch im Gegensatz zu den Silber-Wolfram-Werkstoffen zur Führung von
Dauerströmen weniger geeignet.

Liegt ein festes Wolframgerüst vor, was bei W/Cu-Tränkwerkstoffen mit 70-85
Massen-% Wolfram gegeben ist, so schmilzt und verdampft bei intensiver Lichtbogeneinwirkung
die niedriger schmelzende Werkstoffkomponente Kupfer. Dabei
wird das bei der Siedetemperatur von Cu (2567 °C) noch feste Wolfram
wirkungsvoll „gekühlt“ und bleibt somit weitgehend erhalten.

Bei hoher thermischer Beanspruchung der W/Cu-Kontaktauflagen, z.B. bei
Kurzschlusströmen> 40 kA werden besonders hohe Anforderungen an die
Festigkeit des Wolframgerüstes gestellt. Für derartige Anwendungsfälle wird
zunächst ein festes, hochgesintertes Gerüst aus Wolframpulver geeigneter
Korngröße hergestellt, das anschließend in üblicher Weise mit Kupfer getränkt
wird.

In Leistungsschaltern der Hochspannungstechnik hat sich besonders das Kontaktsystem,
bestehend aus Kontakttulpe und Schaltstift bewährt. Beide Schaltstücke
sind üblicherweise aus dem mechanisch festen und hoch leitfähigen
CuCrZr-Trägermaterial und W/Cu als Abbrandspitze zusammengesetzt.
Die mechanisch und thermisch hochbeanspruchte Verbindung zwischen den
beiden Werkstoffen erfolgt meist mittels Elektronenstrahl- oder Abbrennstumpfschweißen.
Weitere Verbindungsarten sind das Hartlöten und das Angießen
von Kupfer mit nachträglicher Kaltverformung.

Hauptanwendungsgebiet der W/Cu Werkstoffe sind Abbrennkontakte von
Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie
Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Grob)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Fein)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials]]

Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis

2023-03-02T13:27:13Z

Doduco Admin:

===Wolfram und Molybdän (reine Metalle)===
Wolfram zeichnet sich durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften, wie hoher
Schmelz- und Siedepunkt, ausreichend hohe elektrische und thermische
Leitfähigkeit, sehr hohe Härte und Dichte aus (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). Es wird überwiegend in Form
aufgelöteter Plättchen für solche Schaltaufgaben eingesetzt, die eine schnelle
Schaltfolge, z.B. in Hupen für Kfz, verlangen.

Molybdän hat als Kontaktwerkstoff eine wesentlich geringere Bedeutung als
Wolfram, da es gegen Oxidation weniger beständig ist.
Beide Elemente werden in großem Maße als hochschmelzende Komponenten
für Verbundwerkstoffe mit Silber bzw. Kupfer eingesetzt.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanische Eigenschaften von Wolfram und Molybdän'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Gefügezustand</th><th>VickershärteHV 10</th><th>Zugfestigkeit[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche > 1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Wolfram Werkstoffe===
Ag/W Kontaktwerkstoffe vereinigen in sich die hohe elektrische und
thermische Leitfähigkeit des Silbers mit der hohen Abbrandfestigkeit des hochschmelzenden
Wolframs (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Die Herstellung der Ag/W-Werkstoffe mit
üblicherweise 50-80 Massen-% Wolfram erfolgt auf pulvermetallurgischem
Wege entweder durch Sintern mit flüssiger Phase oder über das Tränkverfahren.
Kornform und Größe der Ausgangspulver bestimmen entscheidend das Gefüge
sowie die mechanischen und kontaktspezifischen Eigenschaften dieser Stoffgruppe (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).

Bei häufigem betriebsmäßigem Schalten unter Lichtbogenbelastung bilden sich
auf Ag/W-Kontaktoberflächen Wolframoxide sowie Mischoxide (Silber-Wolframate)
und damit schlecht leitende Oberflächenschichten, die eine deutliche
Erhöhung des Kontaktwiderstandes und dadurch bei Führung des Dauerstromes
eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben. Aus diesem Grunde wird Ag/W in vielen Schaltgeräten gepaart mit Ag/C-Kontaktstücken eingesetzt.

Silber-Wolfram-Kontakte kommen als Einzelteile in Form nahezu beliebig
geformter Auflagen zum Einsatz. Zur besseren Weiterverarbeitung sind die
Auflagen meist auf der Verbindungsseite mit Ag angereichert oder mit einer
Lotauflage versehen.
Die Verbindung der Ag/W-Teile mit Kontaktträgern erfolgt durch Löten, bei
kleineren Abmessungen auch durch Widerstandsschweißen.

Ag/W-Werkstoffe werden vor allem als Abbrennkontakte in Leistungsschaltern
großer Leistung sowie als Hauptkontakte in Leistungschaltern kleinerer und
mittlerer Leistung und in Schutzschaltern eingesetzt (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/> und <xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>). In Nord- und Südamerika
kommen Silber-Wolfram-Kontakstücke in großen Stückzahlen in Leitungsschutzschaltern
mit niedrigem und mittlerem Schaltvermögen für die Hausinstallation
sowie für die kommerzielle Stromverteilung zum Einsatz.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|57 - 63
|11,6 - 12,2
|21 - 29
|140 - 200
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|12,5 - 13,3
|18 - 25
|230 - 340
|-
|Ag/WC 80/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,2 - 9,9
|30 - 38
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/17C3 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,1 - 9,8
|23 - 33
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/19C1 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,5 - 10,5
|28 - 43
|40 - 60
|-
|Ag/WC 70/28C2 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6 - 10,3
|24 - 32
|35 - 55
|-
|Ag/Mo 65/35 [[#text-reference|1]]
|62 - 68
|9,9 - 10,9
|16 - 28
|140 - 130
|-
|}
<div id="text-reference">1Hergestellt durch Infiltration</div>
<div id="text-reference">2 Hergestellt durch Pressen-Sintern-Pressen</div>
</figtable>

===Silber-Wolframkarbid Werkstoffe===
Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 40-65 Massen-%
Wolframkarbid besteht aus dem besonders harten und verschleißfesten Wolframkarbid
und dem gut leitenden Silber (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/>, <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Ag/WC (SIWODUR C)-Werkstoffe zeichnen sich gegenüber Ag/W durch eine höhere Verschweißresistenz aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Der Anstieg des Kontaktwiderstandes beim betriebsmäßigen Schalten ist bei
Ag/WC-Werkstoffen weniger ausgeprägt als bei Ag/W, da das bei Lichtbogeneinwirkung
entstehende CO eine schützende Gashülle bildet, die den Zutritt von
Sauerstoff und damit die Oxidbildung einschränkt.

Hohe Ansprüche an das Erwärmungsverhalten können durch Zusatz eines
geringen Grafit-Anteils erfüllt werden, wodurch allerdings das Abbrandverhalten
verschlechtert wird. Die Silber-Wolframkarbid-Grafit-Werkstoffe werden z.B. mit
27 Massen-% WC und 3 Massen-% Grafit bzw. 16 Massen-% WC und
2 Massen-% Grafit in Einzelpresstechnik nach dem Sinter-Press-Nachpress-
Verfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

Die Einsatzgebiete von Silber-Wolframkarbid-Werkstoffen sind ähnlich denen
von Silber-Wolfram (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).

===Silber-Molybdän Werkstoffe===
Ag/Mo Kontaktwerkstoffe mit 50-70 Massen-% Molybdän werden
üblicherweise auf pulvermetallurgischem Wege nach dem Tränkverfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).
Sie ähneln in ihren Kontakteigenschaften den Ag/W-Werkstoffen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Da Molybdänoxid im Vergleich zu Wolframoxid thermisch weniger stabil ist, ist
die Selbstreinigung der Ag/Mo-Kontaktoberflächen im Schaltlichtbogen intensiver
und somit der Kontaktwiderstand niedriger. Ag/Mo-Kontaktwerkstoffe sind
weniger abbrandfest als Ag/W-Kontaktwerkstoffe. Haupteinsatzgebiet von
Ag/Mo-Kontaktwerkstoffen sind Geräteschutzschalter (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Wolfram , Silber-Wolframkarbid, Silber-Wolframkarbid-Grafit und Silber-Molybdän Werkstoffe'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Silber-WolframSilber-Wolframkarbid</td><td>Neigung zu Verschweißungen bei hohen Einschaltströmen in symmetrischer Paarung, höhere Kontaktwiderstände und höhereÜbertemperaturen durch Bildung von Deckschichten aus Wolframoxiden und Wolframaten mit zunehmenden Schaltspielen insbesondere bei Silber-Wolfram,hohe Verschweißneigung geschlossener Kontaktstücke bei Kurzschlussströmen,sehr hohe Abbrandfestigkeit, ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten, hohe Härte und nur sehr geringe Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit durch Silberanreicherung auf Kontaktrücken.</td></tr><tr><td>Silber-Wolframkarbid plus Grafit</td><td>Niedrigerer Kontaktwiderstand und günstigeres Übertemperaturverhalten durch Grafit-Zusatz,geringere Neigung zu Verschweißungen, geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr><tr><td>Silber-Molybdän</td><td>Günstigeres Kontaktwiderstandsverhalten durch weniger stabile Deckschichten,geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag/W 
|Leitungsschutzschalter (nicht strombegrenzend)
|rowspan="3" | Kontaktauflagen, gelötete und geschweißte Kontaktteile
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|Leistungsschalter (gepaart mit Ag/C) 
Fehlerstromschutzschalter (gepaart mit Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Geräteschutzschalter
|}
</figtable>

===Kupfer-Wolfram Werkstoffe===
Kupfer-Wolfram Werkstoffe mit üblicherweise 50-85 Massen-%
Wolfram werden nahezu ausschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt,
wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem
Anwendungsfall festgelegt wird [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  und (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen"/>). Zur Verbesserung der Benetzung des Wolframskeletts
durch Kupfer wird den Pulvermischungen ein Nickelanteil < 1 Massen-%
beigegeben.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Wolfram Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|57 - 63
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-

|}
</figtable>

W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrandfestigkeit auf. Sie sind
jedoch im Gegensatz zu den Silber-Wolfram-Werkstoffen zur Führung von
Dauerströmen weniger geeignet.

Liegt ein festes Wolframgerüst vor, was bei W/Cu-Tränkwerkstoffen mit 70-85
Massen-% Wolfram gegeben ist, so schmilzt und verdampft bei intensiver Lichtbogeneinwirkung
die niedriger schmelzende Werkstoffkomponente Kupfer. Dabei
wird das bei der Siedetemperatur von Cu (2567 °C) noch feste Wolfram
wirkungsvoll „gekühlt“ und bleibt somit weitgehend erhalten.

Bei hoher thermischer Beanspruchung der W/Cu-Kontaktauflagen, z.B. bei
Kurzschlusströmen> 40 kA werden besonders hohe Anforderungen an die
Festigkeit des Wolframgerüstes gestellt. Für derartige Anwendungsfälle wird
zunächst ein festes, hochgesintertes Gerüst aus Wolframpulver geeigneter
Korngröße hergestellt, das anschließend in üblicher Weise mit Kupfer getränkt
wird.

In Leistungsschaltern der Hochspannungstechnik hat sich besonders das Kontaktsystem,
bestehend aus Kontakttulpe und Schaltstift bewährt. Beide Schaltstücke
sind üblicherweise aus dem mechanisch festen und hoch leitfähigen
CuCrZr-Trägermaterial und W/Cu als Abbrandspitze zusammengesetzt.
Die mechanisch und thermisch hochbeanspruchte Verbindung zwischen den
beiden Werkstoffen erfolgt meist mittels Elektronenstrahl- oder Abbrennstumpfschweißen.
Weitere Verbindungsarten sind das Hartlöten und das Angießen
von Kupfer mit nachträglicher Kaltverformung.

Hauptanwendungsgebiet der W/Cu Werkstoffe sind Abbrennkontakte von
Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie
Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Grob)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Fein)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials]]

Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis

2023-03-02T13:23:47Z

Doduco Admin:

===Wolfram und Molybdän (reine Metalle)===
Wolfram zeichnet sich durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften, wie hoher
Schmelz- und Siedepunkt, ausreichend hohe elektrische und thermische
Leitfähigkeit, sehr hohe Härte und Dichte aus (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). Es wird überwiegend in Form
aufgelöteter Plättchen für solche Schaltaufgaben eingesetzt, die eine schnelle
Schaltfolge, z.B. in Hupen für Kfz, verlangen.

Molybdän hat als Kontaktwerkstoff eine wesentlich geringere Bedeutung als
Wolfram, da es gegen Oxidation weniger beständig ist.
Beide Elemente werden in großem Maße als hochschmelzende Komponenten
für Verbundwerkstoffe mit Silber bzw. Kupfer eingesetzt.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanische Eigenschaften von Wolfram und Molybdän'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Gefügezustand</th><th>VickershärteHV 10</th><th>Zugfestigkeit[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche > 1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Wolfram Werkstoffe===
Ag/W Kontaktwerkstoffe vereinigen in sich die hohe elektrische und
thermische Leitfähigkeit des Silbers mit der hohen Abbrandfestigkeit des hochschmelzenden
Wolframs (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Die Herstellung der Ag/W-Werkstoffe mit
üblicherweise 50-80 Massen-% Wolfram erfolgt auf pulvermetallurgischem
Wege entweder durch Sintern mit flüssiger Phase oder über das Tränkverfahren.
Kornform und Größe der Ausgangspulver bestimmen entscheidend das Gefüge
sowie die mechanischen und kontaktspezifischen Eigenschaften dieser Stoffgruppe (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).

Bei häufigem betriebsmäßigem Schalten unter Lichtbogenbelastung bilden sich
auf Ag/W-Kontaktoberflächen Wolframoxide sowie Mischoxide (Silber-Wolframate)
und damit schlecht leitende Oberflächenschichten, die eine deutliche
Erhöhung des Kontaktwiderstandes und dadurch bei Führung des Dauerstromes
eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben. Aus diesem Grunde wird Ag/W in vielen Schaltgeräten gepaart mit Ag/C-Kontaktstücken eingesetzt.

Silber-Wolfram-Kontakte kommen als Einzelteile in Form nahezu beliebig
geformter Auflagen zum Einsatz. Zur besseren Weiterverarbeitung sind die
Auflagen meist auf der Verbindungsseite mit Ag angereichert oder mit einer
Lotauflage versehen.
Die Verbindung der Ag/W-Teile mit Kontaktträgern erfolgt durch Löten, bei
kleineren Abmessungen auch durch Widerstandsschweißen.

Ag/W-Werkstoffe werden vor allem als Abbrennkontakte in Leistungsschaltern
großer Leistung sowie als Hauptkontakte in Leistungschaltern kleinerer und
mittlerer Leistung und in Schutzschaltern eingesetzt (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/> und <xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>). In Nord- und Südamerika
kommen Silber-Wolfram-Kontakstücke in großen Stückzahlen in Leitungsschutzschaltern
mit niedrigem und mittlerem Schaltvermögen für die Hausinstallation
sowie für die kommerzielle Stromverteilung zum Einsatz.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|960
|
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|960
|
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|960
|
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
|960
|
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|57 - 63
|11,6 - 12,2
|960
|
|21 - 29
|140 - 200
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|12,5 - 13,3
|960
|
|18 - 25
|230 - 340
|-
|Ag/WC 80/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,2 - 9,9
|960
|
|30 - 38
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/17C3 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,1 - 9,8
|960
|
|23 - 33
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/19C1 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,5 - 10,5
|960
|
|28 - 43
|40 - 60
|-
|Ag/WC 70/28C2 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6 - 10,3
|960
|
|24 - 32
|35 - 55
|-
|Ag/Mo 65/35 [[#text-reference|1]]
|62 - 68
|9,9 - 10,9
|960
|
|16 - 28
|140 - 130
|-
|}
<div id="text-reference">1Hergestellt durch Infiltration</div>
<div id="text-reference">2 Hergestellt durch Pressen-Sintern-Pressen</div>
</figtable>

===Silber-Wolframkarbid Werkstoffe===
Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 40-65 Massen-%
Wolframkarbid besteht aus dem besonders harten und verschleißfesten Wolframkarbid
und dem gut leitenden Silber (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/>, <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Ag/WC (SIWODUR C)-Werkstoffe zeichnen sich gegenüber Ag/W durch eine höhere Verschweißresistenz aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Der Anstieg des Kontaktwiderstandes beim betriebsmäßigen Schalten ist bei
Ag/WC-Werkstoffen weniger ausgeprägt als bei Ag/W, da das bei Lichtbogeneinwirkung
entstehende CO eine schützende Gashülle bildet, die den Zutritt von
Sauerstoff und damit die Oxidbildung einschränkt.

Hohe Ansprüche an das Erwärmungsverhalten können durch Zusatz eines
geringen Grafit-Anteils erfüllt werden, wodurch allerdings das Abbrandverhalten
verschlechtert wird. Die Silber-Wolframkarbid-Grafit-Werkstoffe werden z.B. mit
27 Massen-% WC und 3 Massen-% Grafit bzw. 16 Massen-% WC und
2 Massen-% Grafit in Einzelpresstechnik nach dem Sinter-Press-Nachpress-
Verfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

Die Einsatzgebiete von Silber-Wolframkarbid-Werkstoffen sind ähnlich denen
von Silber-Wolfram (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).

===Silber-Molybdän Werkstoffe===
Ag/Mo Kontaktwerkstoffe mit 50-70 Massen-% Molybdän werden
üblicherweise auf pulvermetallurgischem Wege nach dem Tränkverfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).
Sie ähneln in ihren Kontakteigenschaften den Ag/W-Werkstoffen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Da Molybdänoxid im Vergleich zu Wolframoxid thermisch weniger stabil ist, ist
die Selbstreinigung der Ag/Mo-Kontaktoberflächen im Schaltlichtbogen intensiver
und somit der Kontaktwiderstand niedriger. Ag/Mo-Kontaktwerkstoffe sind
weniger abbrandfest als Ag/W-Kontaktwerkstoffe. Haupteinsatzgebiet von
Ag/Mo-Kontaktwerkstoffen sind Geräteschutzschalter (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Wolfram , Silber-Wolframkarbid, Silber-Wolframkarbid-Grafit und Silber-Molybdän Werkstoffe'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Silber-WolframSilber-Wolframkarbid</td><td>Neigung zu Verschweißungen bei hohen Einschaltströmen in symmetrischer Paarung, höhere Kontaktwiderstände und höhereÜbertemperaturen durch Bildung von Deckschichten aus Wolframoxiden und Wolframaten mit zunehmenden Schaltspielen insbesondere bei Silber-Wolfram,hohe Verschweißneigung geschlossener Kontaktstücke bei Kurzschlussströmen,sehr hohe Abbrandfestigkeit, ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten, hohe Härte und nur sehr geringe Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit durch Silberanreicherung auf Kontaktrücken.</td></tr><tr><td>Silber-Wolframkarbid plus Grafit</td><td>Niedrigerer Kontaktwiderstand und günstigeres Übertemperaturverhalten durch Grafit-Zusatz,geringere Neigung zu Verschweißungen, geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr><tr><td>Silber-Molybdän</td><td>Günstigeres Kontaktwiderstandsverhalten durch weniger stabile Deckschichten,geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag/W 
|Leitungsschutzschalter (nicht strombegrenzend)
|rowspan="3" | Kontaktauflagen, gelötete und geschweißte Kontaktteile
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|Leistungsschalter (gepaart mit Ag/C) 
Fehlerstromschutzschalter (gepaart mit Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Geräteschutzschalter
|}
</figtable>

===Kupfer-Wolfram Werkstoffe===
Kupfer-Wolfram Werkstoffe mit üblicherweise 50-85 Massen-%
Wolfram werden nahezu ausschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt,
wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem
Anwendungsfall festgelegt wird [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  und (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen"/>). Zur Verbesserung der Benetzung des Wolframskeletts
durch Kupfer wird den Pulvermischungen ein Nickelanteil < 1 Massen-%
beigegeben.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Wolfram Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|57 - 63
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-

|}
</figtable>

W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrandfestigkeit auf. Sie sind
jedoch im Gegensatz zu den Silber-Wolfram-Werkstoffen zur Führung von
Dauerströmen weniger geeignet.

Liegt ein festes Wolframgerüst vor, was bei W/Cu-Tränkwerkstoffen mit 70-85
Massen-% Wolfram gegeben ist, so schmilzt und verdampft bei intensiver Lichtbogeneinwirkung
die niedriger schmelzende Werkstoffkomponente Kupfer. Dabei
wird das bei der Siedetemperatur von Cu (2567 °C) noch feste Wolfram
wirkungsvoll „gekühlt“ und bleibt somit weitgehend erhalten.

Bei hoher thermischer Beanspruchung der W/Cu-Kontaktauflagen, z.B. bei
Kurzschlusströmen> 40 kA werden besonders hohe Anforderungen an die
Festigkeit des Wolframgerüstes gestellt. Für derartige Anwendungsfälle wird
zunächst ein festes, hochgesintertes Gerüst aus Wolframpulver geeigneter
Korngröße hergestellt, das anschließend in üblicher Weise mit Kupfer getränkt
wird.

In Leistungsschaltern der Hochspannungstechnik hat sich besonders das Kontaktsystem,
bestehend aus Kontakttulpe und Schaltstift bewährt. Beide Schaltstücke
sind üblicherweise aus dem mechanisch festen und hoch leitfähigen
CuCrZr-Trägermaterial und W/Cu als Abbrandspitze zusammengesetzt.
Die mechanisch und thermisch hochbeanspruchte Verbindung zwischen den
beiden Werkstoffen erfolgt meist mittels Elektronenstrahl- oder Abbrennstumpfschweißen.
Weitere Verbindungsarten sind das Hartlöten und das Angießen
von Kupfer mit nachträglicher Kaltverformung.

Hauptanwendungsgebiet der W/Cu Werkstoffe sind Abbrennkontakte von
Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie
Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Grob)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Fein)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials]]

Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis

2023-03-02T13:21:10Z

Doduco Admin:

===Wolfram und Molybdän (reine Metalle)===
Wolfram zeichnet sich durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften, wie hoher
Schmelz- und Siedepunkt, ausreichend hohe elektrische und thermische
Leitfähigkeit, sehr hohe Härte und Dichte aus (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). Es wird überwiegend in Form
aufgelöteter Plättchen für solche Schaltaufgaben eingesetzt, die eine schnelle
Schaltfolge, z.B. in Hupen für Kfz, verlangen.

Molybdän hat als Kontaktwerkstoff eine wesentlich geringere Bedeutung als
Wolfram, da es gegen Oxidation weniger beständig ist.
Beide Elemente werden in großem Maße als hochschmelzende Komponenten
für Verbundwerkstoffe mit Silber bzw. Kupfer eingesetzt.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanische Eigenschaften von Wolfram und Molybdän'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Gefügezustand</th><th>VickershärteHV 10</th><th>Zugfestigkeit[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche > 1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Wolfram Werkstoffe===
Ag/W Kontaktwerkstoffe vereinigen in sich die hohe elektrische und
thermische Leitfähigkeit des Silbers mit der hohen Abbrandfestigkeit des hochschmelzenden
Wolframs (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Die Herstellung der Ag/W-Werkstoffe mit
üblicherweise 50-80 Massen-% Wolfram erfolgt auf pulvermetallurgischem
Wege entweder durch Sintern mit flüssiger Phase oder über das Tränkverfahren.
Kornform und Größe der Ausgangspulver bestimmen entscheidend das Gefüge
sowie die mechanischen und kontaktspezifischen Eigenschaften dieser Stoffgruppe (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).

Bei häufigem betriebsmäßigem Schalten unter Lichtbogenbelastung bilden sich
auf Ag/W-Kontaktoberflächen Wolframoxide sowie Mischoxide (Silber-Wolframate)
und damit schlecht leitende Oberflächenschichten, die eine deutliche
Erhöhung des Kontaktwiderstandes und dadurch bei Führung des Dauerstromes
eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben. Aus diesem Grunde wird Ag/W in vielen Schaltgeräten gepaart mit Ag/C-Kontaktstücken eingesetzt.

Silber-Wolfram-Kontakte kommen als Einzelteile in Form nahezu beliebig
geformter Auflagen zum Einsatz. Zur besseren Weiterverarbeitung sind die
Auflagen meist auf der Verbindungsseite mit Ag angereichert oder mit einer
Lotauflage versehen.
Die Verbindung der Ag/W-Teile mit Kontaktträgern erfolgt durch Löten, bei
kleineren Abmessungen auch durch Widerstandsschweißen.

Ag/W-Werkstoffe werden vor allem als Abbrennkontakte in Leistungsschaltern
großer Leistung sowie als Hauptkontakte in Leistungschaltern kleinerer und
mittlerer Leistung und in Schutzschaltern eingesetzt (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/> und <xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>). In Nord- und Südamerika
kommen Silber-Wolfram-Kontakstücke in großen Stückzahlen in Leitungsschutzschaltern
mit niedrigem und mittlerem Schaltvermögen für die Hausinstallation
sowie für die kommerzielle Stromverteilung zum Einsatz.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|960
|
|
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|960
|
|
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|960
|
|
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
|960
|
|
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|57 - 63
|11,6 - 12,2
|960
|
|
|21 - 29
|140 - 200
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|12,5 - 13,3
|960
|
|
|18 - 25
|230 - 340
|-
|Ag/WC 80/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,2 - 9,9
|960
|
|
|30 - 38
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/17C3 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,1 - 9,8
|960
|
|
|23 - 33
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/19C1 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,5 - 10,5
|960
|
|
|28 - 43
|40 - 60
|-
|Ag/WC 70/28C2 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6 - 10,3
|960
|
|
|24 - 32
|35 - 55
|-
|Ag/Mo 65/35 [[#text-reference|1]]
|62 - 68
|9,9 - 10,9
|960
|
|
|16 - 28
|140 - 130
|-
|}
<div id="text-reference">1Hergestellt durch Infiltration</div>
<div id="text-reference">2 Hergestellt durch Pressen-Sintern-Pressen</div>
</figtable>

===Silber-Wolframkarbid Werkstoffe===
Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 40-65 Massen-%
Wolframkarbid besteht aus dem besonders harten und verschleißfesten Wolframkarbid
und dem gut leitenden Silber (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/>, <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Ag/WC (SIWODUR C)-Werkstoffe zeichnen sich gegenüber Ag/W durch eine höhere Verschweißresistenz aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Der Anstieg des Kontaktwiderstandes beim betriebsmäßigen Schalten ist bei
Ag/WC-Werkstoffen weniger ausgeprägt als bei Ag/W, da das bei Lichtbogeneinwirkung
entstehende CO eine schützende Gashülle bildet, die den Zutritt von
Sauerstoff und damit die Oxidbildung einschränkt.

Hohe Ansprüche an das Erwärmungsverhalten können durch Zusatz eines
geringen Grafit-Anteils erfüllt werden, wodurch allerdings das Abbrandverhalten
verschlechtert wird. Die Silber-Wolframkarbid-Grafit-Werkstoffe werden z.B. mit
27 Massen-% WC und 3 Massen-% Grafit bzw. 16 Massen-% WC und
2 Massen-% Grafit in Einzelpresstechnik nach dem Sinter-Press-Nachpress-
Verfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

Die Einsatzgebiete von Silber-Wolframkarbid-Werkstoffen sind ähnlich denen
von Silber-Wolfram (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).

===Silber-Molybdän Werkstoffe===
Ag/Mo Kontaktwerkstoffe mit 50-70 Massen-% Molybdän werden
üblicherweise auf pulvermetallurgischem Wege nach dem Tränkverfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).
Sie ähneln in ihren Kontakteigenschaften den Ag/W-Werkstoffen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Da Molybdänoxid im Vergleich zu Wolframoxid thermisch weniger stabil ist, ist
die Selbstreinigung der Ag/Mo-Kontaktoberflächen im Schaltlichtbogen intensiver
und somit der Kontaktwiderstand niedriger. Ag/Mo-Kontaktwerkstoffe sind
weniger abbrandfest als Ag/W-Kontaktwerkstoffe. Haupteinsatzgebiet von
Ag/Mo-Kontaktwerkstoffen sind Geräteschutzschalter (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Wolfram , Silber-Wolframkarbid, Silber-Wolframkarbid-Grafit und Silber-Molybdän Werkstoffe'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Silber-WolframSilber-Wolframkarbid</td><td>Neigung zu Verschweißungen bei hohen Einschaltströmen in symmetrischer Paarung, höhere Kontaktwiderstände und höhereÜbertemperaturen durch Bildung von Deckschichten aus Wolframoxiden und Wolframaten mit zunehmenden Schaltspielen insbesondere bei Silber-Wolfram,hohe Verschweißneigung geschlossener Kontaktstücke bei Kurzschlussströmen,sehr hohe Abbrandfestigkeit, ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten, hohe Härte und nur sehr geringe Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit durch Silberanreicherung auf Kontaktrücken.</td></tr><tr><td>Silber-Wolframkarbid plus Grafit</td><td>Niedrigerer Kontaktwiderstand und günstigeres Übertemperaturverhalten durch Grafit-Zusatz,geringere Neigung zu Verschweißungen, geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr><tr><td>Silber-Molybdän</td><td>Günstigeres Kontaktwiderstandsverhalten durch weniger stabile Deckschichten,geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag/W 
|Leitungsschutzschalter (nicht strombegrenzend)
|rowspan="3" | Kontaktauflagen, gelötete und geschweißte Kontaktteile
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|Leistungsschalter (gepaart mit Ag/C) 
Fehlerstromschutzschalter (gepaart mit Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Geräteschutzschalter
|}
</figtable>

===Kupfer-Wolfram Werkstoffe===
Kupfer-Wolfram Werkstoffe mit üblicherweise 50-85 Massen-%
Wolfram werden nahezu ausschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt,
wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem
Anwendungsfall festgelegt wird [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  und (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen"/>). Zur Verbesserung der Benetzung des Wolframskeletts
durch Kupfer wird den Pulvermischungen ein Nickelanteil < 1 Massen-%
beigegeben.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Wolfram Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|57 - 63
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-

|}
</figtable>

W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrandfestigkeit auf. Sie sind
jedoch im Gegensatz zu den Silber-Wolfram-Werkstoffen zur Führung von
Dauerströmen weniger geeignet.

Liegt ein festes Wolframgerüst vor, was bei W/Cu-Tränkwerkstoffen mit 70-85
Massen-% Wolfram gegeben ist, so schmilzt und verdampft bei intensiver Lichtbogeneinwirkung
die niedriger schmelzende Werkstoffkomponente Kupfer. Dabei
wird das bei der Siedetemperatur von Cu (2567 °C) noch feste Wolfram
wirkungsvoll „gekühlt“ und bleibt somit weitgehend erhalten.

Bei hoher thermischer Beanspruchung der W/Cu-Kontaktauflagen, z.B. bei
Kurzschlusströmen> 40 kA werden besonders hohe Anforderungen an die
Festigkeit des Wolframgerüstes gestellt. Für derartige Anwendungsfälle wird
zunächst ein festes, hochgesintertes Gerüst aus Wolframpulver geeigneter
Korngröße hergestellt, das anschließend in üblicher Weise mit Kupfer getränkt
wird.

In Leistungsschaltern der Hochspannungstechnik hat sich besonders das Kontaktsystem,
bestehend aus Kontakttulpe und Schaltstift bewährt. Beide Schaltstücke
sind üblicherweise aus dem mechanisch festen und hoch leitfähigen
CuCrZr-Trägermaterial und W/Cu als Abbrandspitze zusammengesetzt.
Die mechanisch und thermisch hochbeanspruchte Verbindung zwischen den
beiden Werkstoffen erfolgt meist mittels Elektronenstrahl- oder Abbrennstumpfschweißen.
Weitere Verbindungsarten sind das Hartlöten und das Angießen
von Kupfer mit nachträglicher Kaltverformung.

Hauptanwendungsgebiet der W/Cu Werkstoffe sind Abbrennkontakte von
Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie
Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Grob)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Fein)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials]]

Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis

2023-03-02T13:15:54Z

Doduco Admin:

===Wolfram und Molybdän (reine Metalle)===
Wolfram zeichnet sich durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften, wie hoher
Schmelz- und Siedepunkt, ausreichend hohe elektrische und thermische
Leitfähigkeit, sehr hohe Härte und Dichte aus (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). Es wird überwiegend in Form
aufgelöteter Plättchen für solche Schaltaufgaben eingesetzt, die eine schnelle
Schaltfolge, z.B. in Hupen für Kfz, verlangen.

Molybdän hat als Kontaktwerkstoff eine wesentlich geringere Bedeutung als
Wolfram, da es gegen Oxidation weniger beständig ist.
Beide Elemente werden in großem Maße als hochschmelzende Komponenten
für Verbundwerkstoffe mit Silber bzw. Kupfer eingesetzt.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanische Eigenschaften von Wolfram und Molybdän'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Gefügezustand</th><th>VickershärteHV 10</th><th>Zugfestigkeit[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche > 1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Wolfram Werkstoffe===
Ag/W Kontaktwerkstoffe vereinigen in sich die hohe elektrische und
thermische Leitfähigkeit des Silbers mit der hohen Abbrandfestigkeit des hochschmelzenden
Wolframs (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Die Herstellung der Ag/W-Werkstoffe mit
üblicherweise 50-80 Massen-% Wolfram erfolgt auf pulvermetallurgischem
Wege entweder durch Sintern mit flüssiger Phase oder über das Tränkverfahren.
Kornform und Größe der Ausgangspulver bestimmen entscheidend das Gefüge
sowie die mechanischen und kontaktspezifischen Eigenschaften dieser Stoffgruppe (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).

Bei häufigem betriebsmäßigem Schalten unter Lichtbogenbelastung bilden sich
auf Ag/W-Kontaktoberflächen Wolframoxide sowie Mischoxide (Silber-Wolframate)
und damit schlecht leitende Oberflächenschichten, die eine deutliche
Erhöhung des Kontaktwiderstandes und dadurch bei Führung des Dauerstromes
eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben. Aus diesem Grunde wird Ag/W in vielen Schaltgeräten gepaart mit Ag/C-Kontaktstücken eingesetzt.

Silber-Wolfram-Kontakte kommen als Einzelteile in Form nahezu beliebig
geformter Auflagen zum Einsatz. Zur besseren Weiterverarbeitung sind die
Auflagen meist auf der Verbindungsseite mit Ag angereichert oder mit einer
Lotauflage versehen.
Die Verbindung der Ag/W-Teile mit Kontaktträgern erfolgt durch Löten, bei
kleineren Abmessungen auch durch Widerstandsschweißen.

Ag/W-Werkstoffe werden vor allem als Abbrennkontakte in Leistungsschaltern
großer Leistung sowie als Hauptkontakte in Leistungschaltern kleinerer und
mittlerer Leistung und in Schutzschaltern eingesetzt (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/> und <xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>). In Nord- und Südamerika
kommen Silber-Wolfram-Kontakstücke in großen Stückzahlen in Leitungsschutzschaltern
mit niedrigem und mittlerem Schaltvermögen für die Hausinstallation
sowie für die kommerzielle Stromverteilung zum Einsatz.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|960
|3,85
|45
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|960
|4,17
|41
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|960
|4,55
|38
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
|960
|5,0
|34
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|58 - 62
|11,6 - 11,9
|960
|4,17
|41
|24
|130 - 160
|-
|Ag/WC 50/50 [[#text-reference|1]]
|48 - 52
|12,0 - 12,4
|960
|4,55
|38
|22
|140 - 170
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|38 - 42
|12,4 - 12,8
|960
|4,76
|36
|21
|150 - 180
|-
|Ag/WC 35/65 [[#text-reference|1]]
|33 - 37
|12,5 - 12,9
|960
|5,0
|34
|20
|150 - 190
|-
|Ag/WC 80/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,2 - 9,9
|960
|
|
|30 - 38
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/17C3 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,1 - 9,8
|960
|
|
|23 - 33
|35 - 55
|-
|Ag/WC 80/19C1 [[#text-reference|2]]
|78 - 82
|9,5 - 10,5
|960
|
|
|28 - 43
|40 - 60
|-
|Ag/WC 70/28C2 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6 - 10,3
|960
|
|
|24 - 32
|35 - 55
|-
|Ag/Mo 65/35 [[#text-reference|1]]
|62 - 68
|9,9 - 10,9
|960
|
|
|16 - 28
|140 - 130
|-
|}
<div id="text-reference">1Hergestellt durch Infiltration</div>
<div id="text-reference">2 Hergestellt durch Pressen-Sintern-Pressen</div>
</figtable>

===Silber-Wolframkarbid Werkstoffe===
Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 40-65 Massen-%
Wolframkarbid besteht aus dem besonders harten und verschleißfesten Wolframkarbid
und dem gut leitenden Silber (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/>, <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Ag/WC (SIWODUR C)-Werkstoffe zeichnen sich gegenüber Ag/W durch eine höhere Verschweißresistenz aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Der Anstieg des Kontaktwiderstandes beim betriebsmäßigen Schalten ist bei
Ag/WC-Werkstoffen weniger ausgeprägt als bei Ag/W, da das bei Lichtbogeneinwirkung
entstehende CO eine schützende Gashülle bildet, die den Zutritt von
Sauerstoff und damit die Oxidbildung einschränkt.

Hohe Ansprüche an das Erwärmungsverhalten können durch Zusatz eines
geringen Grafit-Anteils erfüllt werden, wodurch allerdings das Abbrandverhalten
verschlechtert wird. Die Silber-Wolframkarbid-Grafit-Werkstoffe werden z.B. mit
27 Massen-% WC und 3 Massen-% Grafit bzw. 16 Massen-% WC und
2 Massen-% Grafit in Einzelpresstechnik nach dem Sinter-Press-Nachpress-
Verfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

Die Einsatzgebiete von Silber-Wolframkarbid-Werkstoffen sind ähnlich denen
von Silber-Wolfram (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).

===Silber-Molybdän Werkstoffe===
Ag/Mo Kontaktwerkstoffe mit 50-70 Massen-% Molybdän werden
üblicherweise auf pulvermetallurgischem Wege nach dem Tränkverfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).
Sie ähneln in ihren Kontakteigenschaften den Ag/W-Werkstoffen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Da Molybdänoxid im Vergleich zu Wolframoxid thermisch weniger stabil ist, ist
die Selbstreinigung der Ag/Mo-Kontaktoberflächen im Schaltlichtbogen intensiver
und somit der Kontaktwiderstand niedriger. Ag/Mo-Kontaktwerkstoffe sind
weniger abbrandfest als Ag/W-Kontaktwerkstoffe. Haupteinsatzgebiet von
Ag/Mo-Kontaktwerkstoffen sind Geräteschutzschalter (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Wolfram , Silber-Wolframkarbid, Silber-Wolframkarbid-Grafit und Silber-Molybdän Werkstoffe'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Silber-WolframSilber-Wolframkarbid</td><td>Neigung zu Verschweißungen bei hohen Einschaltströmen in symmetrischer Paarung, höhere Kontaktwiderstände und höhereÜbertemperaturen durch Bildung von Deckschichten aus Wolframoxiden und Wolframaten mit zunehmenden Schaltspielen insbesondere bei Silber-Wolfram,hohe Verschweißneigung geschlossener Kontaktstücke bei Kurzschlussströmen,sehr hohe Abbrandfestigkeit, ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten, hohe Härte und nur sehr geringe Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit durch Silberanreicherung auf Kontaktrücken.</td></tr><tr><td>Silber-Wolframkarbid plus Grafit</td><td>Niedrigerer Kontaktwiderstand und günstigeres Übertemperaturverhalten durch Grafit-Zusatz,geringere Neigung zu Verschweißungen, geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr><tr><td>Silber-Molybdän</td><td>Günstigeres Kontaktwiderstandsverhalten durch weniger stabile Deckschichten,geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag/W 
|Leitungsschutzschalter (nicht strombegrenzend)
|rowspan="3" | Kontaktauflagen, gelötete und geschweißte Kontaktteile
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|Leistungsschalter (gepaart mit Ag/C) 
Fehlerstromschutzschalter (gepaart mit Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Geräteschutzschalter
|}
</figtable>

===Kupfer-Wolfram Werkstoffe===
Kupfer-Wolfram Werkstoffe mit üblicherweise 50-85 Massen-%
Wolfram werden nahezu ausschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt,
wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem
Anwendungsfall festgelegt wird [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  und (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen"/>). Zur Verbesserung der Benetzung des Wolframskeletts
durch Kupfer wird den Pulvermischungen ein Nickelanteil < 1 Massen-%
beigegeben.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Wolfram Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|57 - 63
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-

|}
</figtable>

W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrandfestigkeit auf. Sie sind
jedoch im Gegensatz zu den Silber-Wolfram-Werkstoffen zur Führung von
Dauerströmen weniger geeignet.

Liegt ein festes Wolframgerüst vor, was bei W/Cu-Tränkwerkstoffen mit 70-85
Massen-% Wolfram gegeben ist, so schmilzt und verdampft bei intensiver Lichtbogeneinwirkung
die niedriger schmelzende Werkstoffkomponente Kupfer. Dabei
wird das bei der Siedetemperatur von Cu (2567 °C) noch feste Wolfram
wirkungsvoll „gekühlt“ und bleibt somit weitgehend erhalten.

Bei hoher thermischer Beanspruchung der W/Cu-Kontaktauflagen, z.B. bei
Kurzschlusströmen> 40 kA werden besonders hohe Anforderungen an die
Festigkeit des Wolframgerüstes gestellt. Für derartige Anwendungsfälle wird
zunächst ein festes, hochgesintertes Gerüst aus Wolframpulver geeigneter
Korngröße hergestellt, das anschließend in üblicher Weise mit Kupfer getränkt
wird.

In Leistungsschaltern der Hochspannungstechnik hat sich besonders das Kontaktsystem,
bestehend aus Kontakttulpe und Schaltstift bewährt. Beide Schaltstücke
sind üblicherweise aus dem mechanisch festen und hoch leitfähigen
CuCrZr-Trägermaterial und W/Cu als Abbrandspitze zusammengesetzt.
Die mechanisch und thermisch hochbeanspruchte Verbindung zwischen den
beiden Werkstoffen erfolgt meist mittels Elektronenstrahl- oder Abbrennstumpfschweißen.
Weitere Verbindungsarten sind das Hartlöten und das Angießen
von Kupfer mit nachträglicher Kaltverformung.

Hauptanwendungsgebiet der W/Cu Werkstoffe sind Abbrennkontakte von
Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie
Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Grob)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Fein)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials]]

Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis

2023-03-02T13:08:03Z

Doduco Admin:

===Wolfram und Molybdän (reine Metalle)===
Wolfram zeichnet sich durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften, wie hoher
Schmelz- und Siedepunkt, ausreichend hohe elektrische und thermische
Leitfähigkeit, sehr hohe Härte und Dichte aus (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). Es wird überwiegend in Form
aufgelöteter Plättchen für solche Schaltaufgaben eingesetzt, die eine schnelle
Schaltfolge, z.B. in Hupen für Kfz, verlangen.

Molybdän hat als Kontaktwerkstoff eine wesentlich geringere Bedeutung als
Wolfram, da es gegen Oxidation weniger beständig ist.
Beide Elemente werden in großem Maße als hochschmelzende Komponenten
für Verbundwerkstoffe mit Silber bzw. Kupfer eingesetzt.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanische Eigenschaften von Wolfram und Molybdän'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Gefügezustand</th><th>VickershärteHV 10</th><th>Zugfestigkeit[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche > 1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Wolfram Werkstoffe===
Ag/W Kontaktwerkstoffe vereinigen in sich die hohe elektrische und
thermische Leitfähigkeit des Silbers mit der hohen Abbrandfestigkeit des hochschmelzenden
Wolframs (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Die Herstellung der Ag/W-Werkstoffe mit
üblicherweise 50-80 Massen-% Wolfram erfolgt auf pulvermetallurgischem
Wege entweder durch Sintern mit flüssiger Phase oder über das Tränkverfahren.
Kornform und Größe der Ausgangspulver bestimmen entscheidend das Gefüge
sowie die mechanischen und kontaktspezifischen Eigenschaften dieser Stoffgruppe (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).

Bei häufigem betriebsmäßigem Schalten unter Lichtbogenbelastung bilden sich
auf Ag/W-Kontaktoberflächen Wolframoxide sowie Mischoxide (Silber-Wolframate)
und damit schlecht leitende Oberflächenschichten, die eine deutliche
Erhöhung des Kontaktwiderstandes und dadurch bei Führung des Dauerstromes
eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben. Aus diesem Grunde wird Ag/W in vielen Schaltgeräten gepaart mit Ag/C-Kontaktstücken eingesetzt.

Silber-Wolfram-Kontakte kommen als Einzelteile in Form nahezu beliebig
geformter Auflagen zum Einsatz. Zur besseren Weiterverarbeitung sind die
Auflagen meist auf der Verbindungsseite mit Ag angereichert oder mit einer
Lotauflage versehen.
Die Verbindung der Ag/W-Teile mit Kontaktträgern erfolgt durch Löten, bei
kleineren Abmessungen auch durch Widerstandsschweißen.

Ag/W-Werkstoffe werden vor allem als Abbrennkontakte in Leistungsschaltern
großer Leistung sowie als Hauptkontakte in Leistungschaltern kleinerer und
mittlerer Leistung und in Schutzschaltern eingesetzt (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/> und <xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>). In Nord- und Südamerika
kommen Silber-Wolfram-Kontakstücke in großen Stückzahlen in Leitungsschutzschaltern
mit niedrigem und mittlerem Schaltvermögen für die Hausinstallation
sowie für die kommerzielle Stromverteilung zum Einsatz.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|960
|3,85
|45
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|960
|4,17
|41
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|960
|4,55
|38
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
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|14,3 - 15,2
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|5,0
|34
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
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|11,6 - 11,9
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|4,17
|41
|24
|130 - 160
|-
|Ag/WC 50/50 [[#text-reference|1]]
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|22
|140 - 170
|-
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|4,76
|36
|21
|150 - 180
|-
|Ag/WC 35/65 [[#text-reference|1]]
|33 - 37
|12,5 - 12,9
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|5,0
|34
|20
|150 - 190
|-
|Ag/WC 84/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
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|35
|55
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|Ag/WC 73/27C3 [[#text-reference|2]]
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|9,6
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|4,76
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|Ag/Mo 65/35 [[#text-reference|1]]
|62 - 68
|9,9 - 10,9
|960
|
|
|16 - 28
|140 - 130
|-
|}
<div id="text-reference">1Hergestellt durch Infiltration</div>
<div id="text-reference">2 Hergestellt durch Pressen-Sintern-Pressen</div>
</figtable>

===Silber-Wolframkarbid Werkstoffe===
Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 40-65 Massen-%
Wolframkarbid besteht aus dem besonders harten und verschleißfesten Wolframkarbid
und dem gut leitenden Silber (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/>, <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Ag/WC (SIWODUR C)-Werkstoffe zeichnen sich gegenüber Ag/W durch eine höhere Verschweißresistenz aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Der Anstieg des Kontaktwiderstandes beim betriebsmäßigen Schalten ist bei
Ag/WC-Werkstoffen weniger ausgeprägt als bei Ag/W, da das bei Lichtbogeneinwirkung
entstehende CO eine schützende Gashülle bildet, die den Zutritt von
Sauerstoff und damit die Oxidbildung einschränkt.

Hohe Ansprüche an das Erwärmungsverhalten können durch Zusatz eines
geringen Grafit-Anteils erfüllt werden, wodurch allerdings das Abbrandverhalten
verschlechtert wird. Die Silber-Wolframkarbid-Grafit-Werkstoffe werden z.B. mit
27 Massen-% WC und 3 Massen-% Grafit bzw. 16 Massen-% WC und
2 Massen-% Grafit in Einzelpresstechnik nach dem Sinter-Press-Nachpress-
Verfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

Die Einsatzgebiete von Silber-Wolframkarbid-Werkstoffen sind ähnlich denen
von Silber-Wolfram (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).

===Silber-Molybdän Werkstoffe===
Ag/Mo Kontaktwerkstoffe mit 50-70 Massen-% Molybdän werden
üblicherweise auf pulvermetallurgischem Wege nach dem Tränkverfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).
Sie ähneln in ihren Kontakteigenschaften den Ag/W-Werkstoffen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Da Molybdänoxid im Vergleich zu Wolframoxid thermisch weniger stabil ist, ist
die Selbstreinigung der Ag/Mo-Kontaktoberflächen im Schaltlichtbogen intensiver
und somit der Kontaktwiderstand niedriger. Ag/Mo-Kontaktwerkstoffe sind
weniger abbrandfest als Ag/W-Kontaktwerkstoffe. Haupteinsatzgebiet von
Ag/Mo-Kontaktwerkstoffen sind Geräteschutzschalter (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Wolfram , Silber-Wolframkarbid, Silber-Wolframkarbid-Grafit und Silber-Molybdän Werkstoffe'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Silber-WolframSilber-Wolframkarbid</td><td>Neigung zu Verschweißungen bei hohen Einschaltströmen in symmetrischer Paarung, höhere Kontaktwiderstände und höhereÜbertemperaturen durch Bildung von Deckschichten aus Wolframoxiden und Wolframaten mit zunehmenden Schaltspielen insbesondere bei Silber-Wolfram,hohe Verschweißneigung geschlossener Kontaktstücke bei Kurzschlussströmen,sehr hohe Abbrandfestigkeit, ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten, hohe Härte und nur sehr geringe Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit durch Silberanreicherung auf Kontaktrücken.</td></tr><tr><td>Silber-Wolframkarbid plus Grafit</td><td>Niedrigerer Kontaktwiderstand und günstigeres Übertemperaturverhalten durch Grafit-Zusatz,geringere Neigung zu Verschweißungen, geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr><tr><td>Silber-Molybdän</td><td>Günstigeres Kontaktwiderstandsverhalten durch weniger stabile Deckschichten,geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag/W 
|Leitungsschutzschalter (nicht strombegrenzend)
|rowspan="3" | Kontaktauflagen, gelötete und geschweißte Kontaktteile
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|Leistungsschalter (gepaart mit Ag/C) 
Fehlerstromschutzschalter (gepaart mit Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Geräteschutzschalter
|}
</figtable>

===Kupfer-Wolfram Werkstoffe===
Kupfer-Wolfram Werkstoffe mit üblicherweise 50-85 Massen-%
Wolfram werden nahezu ausschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt,
wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem
Anwendungsfall festgelegt wird [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  und (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen"/>). Zur Verbesserung der Benetzung des Wolframskeletts
durch Kupfer wird den Pulvermischungen ein Nickelanteil < 1 Massen-%
beigegeben.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Wolfram Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|57 - 63
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-

|}
</figtable>

W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrandfestigkeit auf. Sie sind
jedoch im Gegensatz zu den Silber-Wolfram-Werkstoffen zur Führung von
Dauerströmen weniger geeignet.

Liegt ein festes Wolframgerüst vor, was bei W/Cu-Tränkwerkstoffen mit 70-85
Massen-% Wolfram gegeben ist, so schmilzt und verdampft bei intensiver Lichtbogeneinwirkung
die niedriger schmelzende Werkstoffkomponente Kupfer. Dabei
wird das bei der Siedetemperatur von Cu (2567 °C) noch feste Wolfram
wirkungsvoll „gekühlt“ und bleibt somit weitgehend erhalten.

Bei hoher thermischer Beanspruchung der W/Cu-Kontaktauflagen, z.B. bei
Kurzschlusströmen> 40 kA werden besonders hohe Anforderungen an die
Festigkeit des Wolframgerüstes gestellt. Für derartige Anwendungsfälle wird
zunächst ein festes, hochgesintertes Gerüst aus Wolframpulver geeigneter
Korngröße hergestellt, das anschließend in üblicher Weise mit Kupfer getränkt
wird.

In Leistungsschaltern der Hochspannungstechnik hat sich besonders das Kontaktsystem,
bestehend aus Kontakttulpe und Schaltstift bewährt. Beide Schaltstücke
sind üblicherweise aus dem mechanisch festen und hoch leitfähigen
CuCrZr-Trägermaterial und W/Cu als Abbrandspitze zusammengesetzt.
Die mechanisch und thermisch hochbeanspruchte Verbindung zwischen den
beiden Werkstoffen erfolgt meist mittels Elektronenstrahl- oder Abbrennstumpfschweißen.
Weitere Verbindungsarten sind das Hartlöten und das Angießen
von Kupfer mit nachträglicher Kaltverformung.

Hauptanwendungsgebiet der W/Cu Werkstoffe sind Abbrennkontakte von
Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie
Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Grob)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Fein)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials]]

Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis

2023-03-02T11:53:03Z

Doduco Admin:

===Wolfram und Molybdän (reine Metalle)===
Wolfram zeichnet sich durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften, wie hoher
Schmelz- und Siedepunkt, ausreichend hohe elektrische und thermische
Leitfähigkeit, sehr hohe Härte und Dichte aus (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). Es wird überwiegend in Form
aufgelöteter Plättchen für solche Schaltaufgaben eingesetzt, die eine schnelle
Schaltfolge, z.B. in Hupen für Kfz, verlangen.

Molybdän hat als Kontaktwerkstoff eine wesentlich geringere Bedeutung als
Wolfram, da es gegen Oxidation weniger beständig ist.
Beide Elemente werden in großem Maße als hochschmelzende Komponenten
für Verbundwerkstoffe mit Silber bzw. Kupfer eingesetzt.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanische Eigenschaften von Wolfram und Molybdän'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Gefügezustand</th><th>VickershärteHV 10</th><th>Zugfestigkeit[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche > 1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Wolfram Werkstoffe===
Ag/W Kontaktwerkstoffe vereinigen in sich die hohe elektrische und
thermische Leitfähigkeit des Silbers mit der hohen Abbrandfestigkeit des hochschmelzenden
Wolframs (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Die Herstellung der Ag/W-Werkstoffe mit
üblicherweise 50-80 Massen-% Wolfram erfolgt auf pulvermetallurgischem
Wege entweder durch Sintern mit flüssiger Phase oder über das Tränkverfahren.
Kornform und Größe der Ausgangspulver bestimmen entscheidend das Gefüge
sowie die mechanischen und kontaktspezifischen Eigenschaften dieser Stoffgruppe (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).

Bei häufigem betriebsmäßigem Schalten unter Lichtbogenbelastung bilden sich
auf Ag/W-Kontaktoberflächen Wolframoxide sowie Mischoxide (Silber-Wolframate)
und damit schlecht leitende Oberflächenschichten, die eine deutliche
Erhöhung des Kontaktwiderstandes und dadurch bei Führung des Dauerstromes
eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben. Aus diesem Grunde wird Ag/W in vielen Schaltgeräten gepaart mit Ag/C-Kontaktstücken eingesetzt.

Silber-Wolfram-Kontakte kommen als Einzelteile in Form nahezu beliebig
geformter Auflagen zum Einsatz. Zur besseren Weiterverarbeitung sind die
Auflagen meist auf der Verbindungsseite mit Ag angereichert oder mit einer
Lotauflage versehen.
Die Verbindung der Ag/W-Teile mit Kontaktträgern erfolgt durch Löten, bei
kleineren Abmessungen auch durch Widerstandsschweißen.

Ag/W-Werkstoffe werden vor allem als Abbrennkontakte in Leistungsschaltern
großer Leistung sowie als Hauptkontakte in Leistungschaltern kleinerer und
mittlerer Leistung und in Schutzschaltern eingesetzt (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/> und <xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>). In Nord- und Südamerika
kommen Silber-Wolfram-Kontakstücke in großen Stückzahlen in Leitungsschutzschaltern
mit niedrigem und mittlerem Schaltvermögen für die Hausinstallation
sowie für die kommerzielle Stromverteilung zum Einsatz.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV5]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|47 - 53
|12,9 - 13,9
|960
|3,85
|45
|29 - 38
|110 - 175
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|37 - 43
|13,9 - 14,5
|960
|4,17
|41
|21 - 32
|150 - 240
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|32 - 38
|14,1 - 15,1
|960
|4,55
|38
|21 - 31
|160 - 260
|-
|Ag/W 32/68 [[#text-reference|1]]
|29 - 35
|14,3 - 15,2
|960
|5,0
|34
|21 - 30
|180 - 265
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|58 - 62
|11,6 - 11,9
|960
|4,17
|41
|24
|130 - 160
|-
|Ag/WC 50/50 [[#text-reference|1]]
|48 - 52
|12,0 - 12,4
|960
|4,55
|38
|22
|140 - 170
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|38 - 42
|12,4 - 12,8
|960
|4,76
|36
|21
|150 - 180
|-
|Ag/WC 35/65 [[#text-reference|1]]
|33 - 37
|12,5 - 12,9
|960
|5,0
|34
|20
|150 - 190
|-
|Ag/WC 84/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,8
|960
|2,86
|60
|35
|55
|-
|Ag/WC 73/27C3 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6
|960
|4,76
|36
|21
|50
|-
|Ag/Mo 50/50 [[#text-reference|1]]
|48 - 52
|9,9 - 10,2
|960
|5,0
|34
|20
|120 - 140
|-
|Ag/Mo 40/60 [[#text-reference|1]]
|38 - 42
|9,9 - 10,2
|960
|5,56
|31
|18
|130 - 170
|-
|Ag/Mo 30/70 [[#text-reference|1]]
|28 - 32
|10,0 - 10,4
|960
|5,88
|29
|17
|140 - 180
|-
|}
<div id="text-reference">1Hergestellt durch Infiltration</div>
<div id="text-reference">2 Hergestellt durch Pressen-Sintern-Pressen</div>
</figtable>

===Silber-Wolframkarbid Werkstoffe===
Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 40-65 Massen-%
Wolframkarbid besteht aus dem besonders harten und verschleißfesten Wolframkarbid
und dem gut leitenden Silber (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/>, <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Ag/WC (SIWODUR C)-Werkstoffe zeichnen sich gegenüber Ag/W durch eine höhere Verschweißresistenz aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Der Anstieg des Kontaktwiderstandes beim betriebsmäßigen Schalten ist bei
Ag/WC-Werkstoffen weniger ausgeprägt als bei Ag/W, da das bei Lichtbogeneinwirkung
entstehende CO eine schützende Gashülle bildet, die den Zutritt von
Sauerstoff und damit die Oxidbildung einschränkt.

Hohe Ansprüche an das Erwärmungsverhalten können durch Zusatz eines
geringen Grafit-Anteils erfüllt werden, wodurch allerdings das Abbrandverhalten
verschlechtert wird. Die Silber-Wolframkarbid-Grafit-Werkstoffe werden z.B. mit
27 Massen-% WC und 3 Massen-% Grafit bzw. 16 Massen-% WC und
2 Massen-% Grafit in Einzelpresstechnik nach dem Sinter-Press-Nachpress-
Verfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

Die Einsatzgebiete von Silber-Wolframkarbid-Werkstoffen sind ähnlich denen
von Silber-Wolfram (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).

===Silber-Molybdän Werkstoffe===
Ag/Mo Kontaktwerkstoffe mit 50-70 Massen-% Molybdän werden
üblicherweise auf pulvermetallurgischem Wege nach dem Tränkverfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).
Sie ähneln in ihren Kontakteigenschaften den Ag/W-Werkstoffen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Da Molybdänoxid im Vergleich zu Wolframoxid thermisch weniger stabil ist, ist
die Selbstreinigung der Ag/Mo-Kontaktoberflächen im Schaltlichtbogen intensiver
und somit der Kontaktwiderstand niedriger. Ag/Mo-Kontaktwerkstoffe sind
weniger abbrandfest als Ag/W-Kontaktwerkstoffe. Haupteinsatzgebiet von
Ag/Mo-Kontaktwerkstoffen sind Geräteschutzschalter (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Wolfram , Silber-Wolframkarbid, Silber-Wolframkarbid-Grafit und Silber-Molybdän Werkstoffe'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Silber-WolframSilber-Wolframkarbid</td><td>Neigung zu Verschweißungen bei hohen Einschaltströmen in symmetrischer Paarung, höhere Kontaktwiderstände und höhereÜbertemperaturen durch Bildung von Deckschichten aus Wolframoxiden und Wolframaten mit zunehmenden Schaltspielen insbesondere bei Silber-Wolfram,hohe Verschweißneigung geschlossener Kontaktstücke bei Kurzschlussströmen,sehr hohe Abbrandfestigkeit, ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten, hohe Härte und nur sehr geringe Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit durch Silberanreicherung auf Kontaktrücken.</td></tr><tr><td>Silber-Wolframkarbid plus Grafit</td><td>Niedrigerer Kontaktwiderstand und günstigeres Übertemperaturverhalten durch Grafit-Zusatz,geringere Neigung zu Verschweißungen, geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr><tr><td>Silber-Molybdän</td><td>Günstigeres Kontaktwiderstandsverhalten durch weniger stabile Deckschichten,geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag/W 
|Leitungsschutzschalter (nicht strombegrenzend)
|rowspan="3" | Kontaktauflagen, gelötete und geschweißte Kontaktteile
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|Leistungsschalter (gepaart mit Ag/C) 
Fehlerstromschutzschalter (gepaart mit Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Geräteschutzschalter
|}
</figtable>

===Kupfer-Wolfram Werkstoffe===
Kupfer-Wolfram Werkstoffe mit üblicherweise 50-85 Massen-%
Wolfram werden nahezu ausschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt,
wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem
Anwendungsfall festgelegt wird [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  und (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen"/>). Zur Verbesserung der Benetzung des Wolframskeletts
durch Kupfer wird den Pulvermischungen ein Nickelanteil < 1 Massen-%
beigegeben.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Wolfram Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|57 - 63
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-

|}
</figtable>

W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrandfestigkeit auf. Sie sind
jedoch im Gegensatz zu den Silber-Wolfram-Werkstoffen zur Führung von
Dauerströmen weniger geeignet.

Liegt ein festes Wolframgerüst vor, was bei W/Cu-Tränkwerkstoffen mit 70-85
Massen-% Wolfram gegeben ist, so schmilzt und verdampft bei intensiver Lichtbogeneinwirkung
die niedriger schmelzende Werkstoffkomponente Kupfer. Dabei
wird das bei der Siedetemperatur von Cu (2567 °C) noch feste Wolfram
wirkungsvoll „gekühlt“ und bleibt somit weitgehend erhalten.

Bei hoher thermischer Beanspruchung der W/Cu-Kontaktauflagen, z.B. bei
Kurzschlusströmen> 40 kA werden besonders hohe Anforderungen an die
Festigkeit des Wolframgerüstes gestellt. Für derartige Anwendungsfälle wird
zunächst ein festes, hochgesintertes Gerüst aus Wolframpulver geeigneter
Korngröße hergestellt, das anschließend in üblicher Weise mit Kupfer getränkt
wird.

In Leistungsschaltern der Hochspannungstechnik hat sich besonders das Kontaktsystem,
bestehend aus Kontakttulpe und Schaltstift bewährt. Beide Schaltstücke
sind üblicherweise aus dem mechanisch festen und hoch leitfähigen
CuCrZr-Trägermaterial und W/Cu als Abbrandspitze zusammengesetzt.
Die mechanisch und thermisch hochbeanspruchte Verbindung zwischen den
beiden Werkstoffen erfolgt meist mittels Elektronenstrahl- oder Abbrennstumpfschweißen.
Weitere Verbindungsarten sind das Hartlöten und das Angießen
von Kupfer mit nachträglicher Kaltverformung.

Hauptanwendungsgebiet der W/Cu Werkstoffe sind Abbrennkontakte von
Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie
Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Grob)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Fein)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials]]

Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis

2023-03-02T11:01:49Z

Doduco Admin:

===Wolfram und Molybdän (reine Metalle)===
Wolfram zeichnet sich durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften, wie hoher
Schmelz- und Siedepunkt, ausreichend hohe elektrische und thermische
Leitfähigkeit, sehr hohe Härte und Dichte aus (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/>). Es wird überwiegend in Form
aufgelöteter Plättchen für solche Schaltaufgaben eingesetzt, die eine schnelle
Schaltfolge, z.B. in Hupen für Kfz, verlangen.

Molybdän hat als Kontaktwerkstoff eine wesentlich geringere Bedeutung als
Wolfram, da es gegen Oxidation weniger beständig ist.
Beide Elemente werden in großem Maße als hochschmelzende Komponenten
für Verbundwerkstoffe mit Silber bzw. Kupfer eingesetzt.

<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum">
<caption>'''Mechanische Eigenschaften von Wolfram und Molybdän'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Gefügezustand</th><th>VickershärteHV 10</th><th>Zugfestigkeit[MPa]</th></tr><tr><td>Wolfram</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche > 1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>300 - 500500 - 750360</td><td>1000 - 18001500 - 50001000 - 1200</td></tr><tr><td>Molybdän</td><td>schwach verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)stark verformtes Gefüge(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)rekristallisiertes Gefüge</td><td>140 - 320260 - 550140 - 160</td><td>600 - 1100800 - 2500600 - 900</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Wolfram Werkstoffe===
Ag/W Kontaktwerkstoffe vereinigen in sich die hohe elektrische und
thermische Leitfähigkeit des Silbers mit der hohen Abbrandfestigkeit des hochschmelzenden
Wolframs (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Die Herstellung der Ag/W-Werkstoffe mit
üblicherweise 50-80 Massen-% Wolfram erfolgt auf pulvermetallurgischem
Wege entweder durch Sintern mit flüssiger Phase oder über das Tränkverfahren.
Kornform und Größe der Ausgangspulver bestimmen entscheidend das Gefüge
sowie die mechanischen und kontaktspezifischen Eigenschaften dieser Stoffgruppe (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/>, <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).

Bei häufigem betriebsmäßigem Schalten unter Lichtbogenbelastung bilden sich
auf Ag/W-Kontaktoberflächen Wolframoxide sowie Mischoxide (Silber-Wolframate)
und damit schlecht leitende Oberflächenschichten, die eine deutliche
Erhöhung des Kontaktwiderstandes und dadurch bei Führung des Dauerstromes
eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben. Aus diesem Grunde wird Ag/W in vielen Schaltgeräten gepaart mit Ag/C-Kontaktstücken eingesetzt.

Silber-Wolfram-Kontakte kommen als Einzelteile in Form nahezu beliebig
geformter Auflagen zum Einsatz. Zur besseren Weiterverarbeitung sind die
Auflagen meist auf der Verbindungsseite mit Ag angereichert oder mit einer
Lotauflage versehen.
Die Verbindung der Ag/W-Teile mit Kontaktträgern erfolgt durch Löten, bei
kleineren Abmessungen auch durch Widerstandsschweißen.

Ag/W-Werkstoffe werden vor allem als Abbrennkontakte in Leistungsschaltern
großer Leistung sowie als Hauptkontakte in Leistungschaltern kleinerer und
mittlerer Leistung und in Schutzschaltern eingesetzt (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/> und <xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>). In Nord- und Südamerika
kommen Silber-Wolfram-Kontakstücke in großen Stückzahlen in Leitungsschutzschaltern
mit niedrigem und mittlerem Schaltvermögen für die Hausinstallation
sowie für die kommerzielle Stromverteilung zum Einsatz.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV10]
|-
|Ag/W 50/50 [[#text-reference|1]] 
|48 - 52
|13,0 - 13,4
|960
|3,85
|45
|26
|120 - 140
|-
|Ag/W 40/60 [[#text-reference|1]]
|38 - 42
|14,0 - 14,4
|960
|4,17
|41
|24
|140 - 160
|-
|Ag/W 35/65 [[#text-reference|1]]
|33 - 37
|14,5 - 14,9
|960
|4,55
|38
|22
|150 - 180
|-
|Ag/W 30/70 [[#text-reference|1]]
|28 - 32
|15,0 - 15,4
|960
|5,0
|34
|20
|160 - 190
|-
|Ag/W 25/75 [[#text-reference|1]]
|23 - 27
|15,5 - 15,8
|960
|5,26
|33
|19
|170 - 200
|-
|Ag/W 20/80 [[#text-reference|1]]
|18 - 22
|15,8 - 16,3
|960
|5,56
|31
|18
|180 - 230
|-
|Ag/WC 60/40 [[#text-reference|1]]
|58 - 62
|11,6 - 11,9
|960
|4,17
|41
|24
|130 - 160
|-
|Ag/WC 50/50 [[#text-reference|1]]
|48 - 52
|12,0 - 12,4
|960
|4,55
|38
|22
|140 - 170
|-
|Ag/WC 40/60 [[#text-reference|1]]
|38 - 42
|12,4 - 12,8
|960
|4,76
|36
|21
|150 - 180
|-
|Ag/WC 35/65 [[#text-reference|1]]
|33 - 37
|12,5 - 12,9
|960
|5,0
|34
|20
|150 - 190
|-
|Ag/WC 84/16C2 [[#text-reference|2]]
|80 - 84
|9,8
|960
|2,86
|60
|35
|55
|-
|Ag/WC 73/27C3 [[#text-reference|2]]
|68 - 72
|9,6
|960
|4,76
|36
|21
|50
|-
|Ag/Mo 50/50 [[#text-reference|1]]
|48 - 52
|9,9 - 10,2
|960
|5,0
|34
|20
|120 - 140
|-
|Ag/Mo 40/60 [[#text-reference|1]]
|38 - 42
|9,9 - 10,2
|960
|5,56
|31
|18
|130 - 170
|-
|Ag/Mo 30/70 [[#text-reference|1]]
|28 - 32
|10,0 - 10,4
|960
|5,88
|29
|17
|140 - 180
|-
|}
<div id="text-reference">1Hergestellt durch Infiltration</div>
<div id="text-reference">2 Hergestellt durch Pressen-Sintern-Pressen</div>
</figtable>

===Silber-Wolframkarbid Werkstoffe===
Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 40-65 Massen-%
Wolframkarbid besteht aus dem besonders harten und verschleißfesten Wolframkarbid
und dem gut leitenden Silber (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/>, <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>). Ag/WC (SIWODUR C)-Werkstoffe zeichnen sich gegenüber Ag/W durch eine höhere Verschweißresistenz aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Der Anstieg des Kontaktwiderstandes beim betriebsmäßigen Schalten ist bei
Ag/WC-Werkstoffen weniger ausgeprägt als bei Ag/W, da das bei Lichtbogeneinwirkung
entstehende CO eine schützende Gashülle bildet, die den Zutritt von
Sauerstoff und damit die Oxidbildung einschränkt.

Hohe Ansprüche an das Erwärmungsverhalten können durch Zusatz eines
geringen Grafit-Anteils erfüllt werden, wodurch allerdings das Abbrandverhalten
verschlechtert wird. Die Silber-Wolframkarbid-Grafit-Werkstoffe werden z.B. mit
27 Massen-% WC und 3 Massen-% Grafit bzw. 16 Massen-% WC und
2 Massen-% Grafit in Einzelpresstechnik nach dem Sinter-Press-Nachpress-
Verfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/>).

Die Einsatzgebiete von Silber-Wolframkarbid-Werkstoffen sind ähnlich denen
von Silber-Wolfram (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).

===Silber-Molybdän Werkstoffe===
Ag/Mo Kontaktwerkstoffe mit 50-70 Massen-% Molybdän werden
üblicherweise auf pulvermetallurgischem Wege nach dem Tränkverfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/> und <xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kontaktmaterialien auf Basis von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän"/>).
Sie ähneln in ihren Kontakteigenschaften den Ag/W-Werkstoffen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1"/>).
Da Molybdänoxid im Vergleich zu Wolframoxid thermisch weniger stabil ist, ist
die Selbstreinigung der Ag/Mo-Kontaktoberflächen im Schaltlichtbogen intensiver
und somit der Kontaktwiderstand niedriger. Ag/Mo-Kontaktwerkstoffe sind
weniger abbrandfest als Ag/W-Kontaktwerkstoffe. Haupteinsatzgebiet von
Ag/Mo-Kontaktwerkstoffen sind Geräteschutzschalter (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75">
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/W 25/75</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50">
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 50/50</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3">
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 27/C3</caption>]]
</figure>
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65">
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Mo 35/65</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)1">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Wolfram , Silber-Wolframkarbid, Silber-Wolframkarbid-Grafit und Silber-Molybdän Werkstoffe'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Silber-WolframSilber-Wolframkarbid</td><td>Neigung zu Verschweißungen bei hohen Einschaltströmen in symmetrischer Paarung, höhere Kontaktwiderstände und höhereÜbertemperaturen durch Bildung von Deckschichten aus Wolframoxiden und Wolframaten mit zunehmenden Schaltspielen insbesondere bei Silber-Wolfram,hohe Verschweißneigung geschlossener Kontaktstücke bei Kurzschlussströmen,sehr hohe Abbrandfestigkeit, ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten, hohe Härte und nur sehr geringe Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit durch Silberanreicherung auf Kontaktrücken.</td></tr><tr><td>Silber-Wolframkarbid plus Grafit</td><td>Niedrigerer Kontaktwiderstand und günstigeres Übertemperaturverhalten durch Grafit-Zusatz,geringere Neigung zu Verschweißungen, geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr><tr><td>Silber-Molybdän</td><td>Günstigeres Kontaktwiderstandsverhalten durch weniger stabile Deckschichten,geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)2">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Wolfram, Silber-Wolframkarbid und Silber-Molybdän Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag/W 
|Leitungsschutzschalter (nicht strombegrenzend)
|rowspan="3" | Kontaktauflagen, gelötete und geschweißte Kontaktteile
|-
|Ag/W Ag/WC Ag/WC/C 
|Leistungsschalter (gepaart mit Ag/C) 
Fehlerstromschutzschalter (gepaart mit Ag/C)
|-
|Ag/Mo 
|Geräteschutzschalter
|}
</figtable>

===Kupfer-Wolfram Werkstoffe===
Kupfer-Wolfram Werkstoffe mit üblicherweise 50-85 Massen-%
Wolfram werden nahezu ausschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt,
wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem
Anwendungsfall festgelegt wird [[#figures4|(Figs. 5 – 6)]]  und (<xr id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen"/>). Zur Verbesserung der Benetzung des Wolframskeletts
durch Kupfer wird den Pulvermischungen ein Nickelanteil < 1 Massen-%
beigegeben.

<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Wolfram Anteil [gew.%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt [°C]
!Elektrische Widerstandskraft [µΩ*cm]
!Elektrische Leitfähigkeit [% IACS]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV10]
|-
|W/Cu 60/40 
|57 - 63
|12,9 - 13,3
|1083
|3,85 - 4,55
|38 - 45
|22 - 26
|150 - 200
|-
|W/Cu 65/35
|63 - 67
|13,6 - 14,0
|1083
|4,17 - 5,0
|34 - 41
|20 - 24
|160 - 210
|-
|W/Cu 70/30
|68 - 72
|13,9 - 14,4
|1083
|3,85 - 5,56
|31 - 38
|18 - 22
|160 - 230
|-
|W/Cu 75/25
|73 - 77
|14,6 - 15,2
|1083
|4,76 - 5,88
|29 - 36
|17 - 21
|180 - 210
|-
|W/Cu 80/20
|78 - 82
|15,3 - 15,9
|1083
|5,0 - 6,25
|28 - 34
|16 - 20
|180 - 280
|-

|}
</figtable>

W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrandfestigkeit auf. Sie sind
jedoch im Gegensatz zu den Silber-Wolfram-Werkstoffen zur Führung von
Dauerströmen weniger geeignet.

Liegt ein festes Wolframgerüst vor, was bei W/Cu-Tränkwerkstoffen mit 70-85
Massen-% Wolfram gegeben ist, so schmilzt und verdampft bei intensiver Lichtbogeneinwirkung
die niedriger schmelzende Werkstoffkomponente Kupfer. Dabei
wird das bei der Siedetemperatur von Cu (2567 °C) noch feste Wolfram
wirkungsvoll „gekühlt“ und bleibt somit weitgehend erhalten.

Bei hoher thermischer Beanspruchung der W/Cu-Kontaktauflagen, z.B. bei
Kurzschlusströmen> 40 kA werden besonders hohe Anforderungen an die
Festigkeit des Wolframgerüstes gestellt. Für derartige Anwendungsfälle wird
zunächst ein festes, hochgesintertes Gerüst aus Wolframpulver geeigneter
Korngröße hergestellt, das anschließend in üblicher Weise mit Kupfer getränkt
wird.

In Leistungsschaltern der Hochspannungstechnik hat sich besonders das Kontaktsystem,
bestehend aus Kontakttulpe und Schaltstift bewährt. Beide Schaltstücke
sind üblicherweise aus dem mechanisch festen und hoch leitfähigen
CuCrZr-Trägermaterial und W/Cu als Abbrandspitze zusammengesetzt.
Die mechanisch und thermisch hochbeanspruchte Verbindung zwischen den
beiden Werkstoffen erfolgt meist mittels Elektronenstrahl- oder Abbrennstumpfschweißen.
Weitere Verbindungsarten sind das Hartlöten und das Angießen
von Kupfer mit nachträglicher Kaltverformung.

Hauptanwendungsgebiet der W/Cu Werkstoffe sind Abbrennkontakte von
Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie
Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Grob)</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F">
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 (Fein)</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials]]

Werkstoffe auf Silber-Basis

2023-03-02T09:17:08Z

Doduco Admin:

===Feinsilber===
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch
Kurzschlüsse verursachen.

Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/>). Silber
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>). Weitere Angaben zu den verschiedenen
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.

Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> und <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>).
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.

Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen
verbreitet Anwendung.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Bezeichnung</th><th>Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</th><th>Beimengungen[ppm]</th><th>Hinweise für die Verwendung</th></tr><tr><td>SpektralreinesSilber</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</td></tr><tr><td>Hochreines Silber, sauerstofffrei</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Barren und Granalien für Legierungszwecke</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Verunreinigungen
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Schüttdichte
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Stampfvolumen
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten
|-
|Pressdichte
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinterdichte
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volumenschrumpfung
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Glühverlust
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung 
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse 
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silber-Legierungen===
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Durch die metallische Zusatzkomponente
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silber-Anteil [wt%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
!E-Modul [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi 0,15 
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24,5Ni0,5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99,5NiMg ARGODUR 32 unvergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 vergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand
a) geglüht und abgeschreckt
b) bei 280°C angelassen</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm [MPa]</th><th>Dehnung A [%] min.</th><th>VickershärteHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi 0,15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Feinkornsilber====
Unter Feinkornsilber (ARGODUR-Spezial) versteht man eine Silberlegierung mit
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.

====Hartsilber-Legierungen====
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des
Silbers deutlich erhöht (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> und <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>).
Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit
auf.

Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.

Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.

Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch
bei Feinsilber angewandt werden.

Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der
Luft- und Raumfahrt.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Kupfer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu5
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von ARGODUR 27
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|Ag AgNi0,15 
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit
|-
|Ag-Legierungen
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag AgNi0,15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relais, Mikroschalter, Hilfsstromschalter, Befehlsschalter, Schalter für Hausgeräte, Lichtschalter (≤ 20A), Hauptschalter
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Spezielle Anwendungen
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|Ag99, 5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile
|}
</figtable>

====Silber-Palladium-Legierungen====
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.

AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Allerdings
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft
auswirkt.

AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Draht- oder
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.

AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>). Aufgrund des hohen
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage ersetzt.
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte
gefunden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Palladiumanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm[MPa]</th><th>Dehnung A[%]min.</th><th>VickershärteHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|AgPd30-60
|Korrosionsbeständig, mit steigendem Pd-Anteil nimmt „brown-powder“-Bildung zu, geringere Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, hohe Verformbarkeit
|beständig gegenüber Ag2S Bildung, niedriger Kontaktwiderstand, hohe Härte bei höherem Pd-Anteil, Abbrandfestigkeit von AgPd30 am höchsten, gut schweiß- und plattierbar
|-
|AgPd30Cu5
|hohe mechanische Verschleißfestigkeit
|hohe Härte
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferformen</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Schalter, Relais, Taster,Steckverbinder, Gleitkontakte</td><td>'''Halbzeuge:'''Drähte, Mikroprofile, Kontaktbimetalle,rollennahtgeschweißte Profile'''Kontaktteile:'''Massive- und Bimetallniete,plattierte und geschweißte Kontaktteile, Stanzteile</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Gleitkontakte, Gleitbahnen</td><td>Drahtbiegeteile, Kontaktfedern,massive und plattierte Stanzteile</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Verbundwerkstoffe===

====Silber-Nickel Werkstoffe====
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>).

Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). Das
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Ag/Ni Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von
10-40 Massen-% hergestellt. Ag/Ni 10 und Ag/Ni 20, die am häufigsten
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>,  <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). Sie
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni Werkstoffe mit Nickel-
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden
können.

Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Silberanteil</th><th>Dichte</th><th>Schmelztemperatur</th><th>Spez. elektr.
Widerstandp</th><th colspan="2">Elektrische
Leitfähigkeit (weich)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Festigkeitszustand
!Zugfestigkeit Rm [Mpa]
!Dehnung (weichgeglüht) [%] min.
!Vickershärte HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/Ni 
|Hohe Abbbrandfestigkeit bei Schaltströmen bis 100A,
Sicherheit gegen Verschweißen bei Einschaltströmen bis 100A,
niedriger und über die Schaltstücklebensdauer nahezu konstanter
Kontaktwiderstand bei Ag/Ni 90/10 und Ag/Ni 80/20,
geringe flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
nichtleitende Abbrandrückstände auf Isolierstoffen, daher nur geringe
Beeinträchtigung der Spannungsfestigkeit des Schaltgerätes,
gutes Lichtbogenlaufverhalten,
günstige Lichtbogenlöscheigenschaften,
gute bis ausreichende Verformbarkeit entsprechend der
Werkstoffzusammensetzung, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Schalt- bzw.
Bemessungsströme
!Lieferform
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relais Kfz-Relais
-Widerstandslast
-Motorlast
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Halbzeuge:''' Drähte, Profile,
Kontaktbimetalle,
rollennahtgeschweißte
Profile,
Toplay-Profile '''Kontaktteile::''' Kontaktauflagen,
Massiv-und
Bimetallniete,
Aufschweißkontakte, 
plattierte,
geschweißte,
gelötete und genietete
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Hilfsstromschalter
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Schalter für Hausgeräte
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Lichtschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Hauptschalter,
Treppenhausautomaten
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Regel- und Steuerschalter,
Thermostate
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Lastschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Motorschalter (Schütze)
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motorschutzschalter
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fehlerstromschutzschalter
|≤ 100A
|rowspan="2" | Stangen, Profile,
Kontaktauflagen,
Formteile, gelötete
und geschweißte
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Leistungsschalter
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:
Silber-Cadmiumoxid, Silber-Zinnoxid und Silber-Zinkoxid.
Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silber-Cadmiumoxid'''

Silber-Cadmiumoxid Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem
Wege hergestellt.

Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>).
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu
einer bestimmten Tiefe ausgeführt. Die so erhaltenen Zweischichtbänder
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.

Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/>). Die für Bänder und Plättchen
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem
Strangpressvorgang erzielt.

Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<captionVerfestigungsverhalten
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und
unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich
b) innerer Bereich</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 P a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

*'''Silber-Zinnoxid Werkstoffe'''
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO2-Werkstoffe mit 2-14
Massen-% SnO2 ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,
dass Ag/SnO2 -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>).
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO2-
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/> und <xr id="tab:tab2.29"/>).

Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO2-Werkstoffe sind sehr
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO2-Einlagerungen
herzustellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/>). Dies gelingt durch Optimierung des
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid Werkstoffen spielt die
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO3,
MoO3, CuO und/oder Bi2O3 zugemischt, die im Schaltbetrieb an der
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen
und Schalteigenschaften der Ag/SnO2 -Werkstoffe (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physikalische und mechanische Eigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinn-Oxid-Kontaktmaterialien'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Zusätze
!Theoretische Dichte [g/cm3]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV0,1]
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsprozess
!Art der Bereitstellung
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW10
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15
|270
|20
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 und WO3
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 und WO3
|9,9
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 und WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 und CuO
|10,4
|57 ± 2
|
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 und CuO
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 und CuO
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 und CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,9
|46 ± 5
|
|260
|20
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100
|230 - 330
|28
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106
|235 - 330
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|
|95 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 und In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15
|310
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15
|325
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15
|330
|20
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stäbe, Kontaktnieten 2 = Bänder, Profile, Kontaktstifte

Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben. Einige
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' Bei diesem klassischen Verfahren der Pulvermetallurgie werden alle, in den Werkstoff eingebrachten Komponenten, einschließlich der Zusätze, als Einzelpulver miteinander vermischt. Das Mischen der Pulver erfolgt üblicherweise trocken in Mischern unterschiedlicher Bauart.

:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' Für den Einbau von Zusatzoxiden in das Zinnoxid hat sich das Reaktions-Sprüh-Verfahren (RSV) als vorteilhaft erwiesen. Bei diesem Verfahren wird von einer wässrigen Lösung ausgegangen, in der Zinn sowie die als Zusätze verwendeten Metalle in Form chemischer Verbindungen vorliegen. Diese wässrige Lösung wird unter hohem Druck in einer heißen Reaktionskammer verdüst. Durch die schlagartige Verdampfung des Wassers entsteht aus jedem einzelnen Tröpfchen zunächst ein Salzkristall und hieraus durch Oxidation ein Zinnoxid-Partikel, in dem die Zusatzmetalle in oxidierter Form gleichmäßig verteilt vorliegen. Das so erhaltene „dotierte“ Zinnoxidpulver wird anschließend mit Silberpulver vermischt.

:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag2 MoO4 , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.

:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' Dieses Verfahren schließt sowohl Arbeitsschritte der Pulvermetallurgie als auch der inneren Oxidation ein. Ausgegangen wird dabei von einer Silber-Metall-Legierung, die geschmolzen und anschließend zu feinkörnigem Pulver verdüst wird. Dieses Legierungspulver wird in sauerstoffhaltiger Atmosphäre geglüht, wobei sich das im Silber gelöste Zinn sowie weitere Zusatzmetalle als Oxidpartikel ausscheiden.

:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO2 werden eine Silbersalzlösungzusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.

Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen
Verfahren angewandt, wie bei Ag/CdO beschrieben (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).

Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
hergestellt werden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur S trangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 SPW: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung,1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel zur Strangpressrichtung,
1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Werkstoff</th><th rowspan="2">Metalloxid-Zusätze</th><th rowspan="2">Dichte[ g/cm3]</th><th rowspan="2">Spez. elektr.Widerstand[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElektrischeLeitfähigkeit (weich)</th><th rowspan="2">VickershärteHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO undBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO undBi2O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Lieferformen: Formteile, Pressteile, Plättchen
</figtable>

*'''Silber-Zinkoxid Werkstoffe'''
Silber-Zinkoxid Werkstoffe mit 6-10 Massen-% Oxidanteil,
einschließlich geringer Metalloxidzusätze, werden ausschließlich auf
pulvermetallurgischem Wege gefertigt ([[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]). Besonders bewährt hat sich der Zusatz
Ag2WO4 - nach Verfahrensweg c) in den Werkstoff eingebracht - für Anwendungen in Wechselstrom-Relais, Lichtschaltern und Schaltern für Hausgeräte.
Wie bei den anderen Silber-Metalloxid-Werkstoffen werden zunächst Halbzeuge
hergestellt, aus denen dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt werden.
Ag/ZnO-Werkstoffe stellen aufgrund ihrer hohen Verschweißresistenz und
Abbrandfestigkeit in manchen Anwendungen eine wirtschaftlich günstige
Alternative zu Ag/SnO2 dar (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> und <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silberanteil [Massen-%]
!Zusätze
!Dichte [g/cm3]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte Hv1
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsverfahren
!Lieferform
|-
|Ag/ZnO 92/8P 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Pulvermetallurgie
a) Einzelpulver
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8WP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken a) Einzelpulver
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stangen, Niete, 2) Streifen, Bänder, Profile, Plättchen

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 WPW25
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/ZnO 92/8 WPW25 nach 1h Glühdauer
und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 PW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 WPW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/ZnO-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff/Werkstoffgruppe</th><th>Spezielle Eigenschaften<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Besonders geeignet für Kfz-Relais
(Lampenlast)</td><td>gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td>sehr gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Besonders geeignet für Schwerlastbetrieb
(AC-4) und hohe Schaltströme</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/SnO2 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
sehr hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen,
Sicherheit gegenüber Verschweißungen mit steigendem Oxidgehalt zunehmend,
niedriger und über die Gerätelebensdauer weitgehend stabiler Kontaktwiderstand
und günstiges Übertemperaturverhalten durch spezielle Oxidzusätze,
hohe Abbrandfestigkeit und Schaltstücklebensdauer,
sehr geringe, flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
günstige Lichtbogenlaufeigenschaften, sehr gutes Lichtbogenlöschverhalten
|-
|Ag/ZnO 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen (Kondensatorschütze),
niedriger und konstanter Kontaktwiderstand durch spezielle Oxidzusätze,
besonders hohe Abbrandfestigkeit bei hohen Schaltströmen,
hinsichtlich Materialwanderung und Lebensdauer bei Gleichstromlast ungünstiger
als Ag/SnO2 ,mit Zusatz Ag2WO4 besonders geeignet für Wechselstrom-Relais und Schalter in Hausgeräten,
in den sonstigen Eigenschaften vergleichbar mit Ag/SnO2
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Mikroschalter, Elementarrelais, Kfz-Relais, Schalter für Hausgeräte,
Hauptschalter, Motorschalter ( Schütze ), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Lichtschalter, Wechselstrom-Relais, Schalter für Hausgeräte
Motorschutzschalter ( gepaart mit Ag/Ni bzw. Ag/C), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr></table>
</figtable>

====Silber-Grafit Werkstoffe====
Ag/C Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/>). Die früher
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine
gewisse Bedeutung.

Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren
für Ag/C-Halbzeuge. Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]). Je nach Art des Strangpressens, als Band
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht
oder parallel zur Schaltfläche angeordnet
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.

Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer
gleichbleibend niedrig.

Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern in den
Werkstoff (Ag/C DF) eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). Das Schweißverhalten wird dabei durch
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.

Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/>). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit
im Schaltbetrieb erfordern.

Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,
können die Ag/C-Profile auch mit einer dünnen
Hartlotschicht versehen werden.

In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet
werden.

Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/>). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C 96/4 D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C 96/4 D</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C DF</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 97/3 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 95/5 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 96/4 D a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C DF a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag/Ni 90/10-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Silberanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelztemperatur [°C]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2 
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3 
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4 
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5 
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF GRAPHOR DF*)
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|
|}
</figtable>

<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche 

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Höchste Sicherheit gegenüber Verschweißungen beim Einschalten hoher Ströme,
hohe Sicherheit hinsichtlich Verschweißen geschlossener Kontakte im
Kurzschlussfall,

Zunahme der Verschweißresistenz mit steigendem Grafit-Anteil,
niedriger Kontaktwiderstand,

ungünstiges Abbrandverhalten insbesondere beim Ausschalten,
mit zunehmendem Grafit-Anteil erhöhter Abbrand;

gleichzeitig nimmt die Verrußung der Schaltkammerwände zu,

Ag/C mit senkrechter Orientierung der Grafit-Partikel weist Vorteile
hinsichtlich Abbrandfestigkeit,
mit paralleler Orientierung Vorteile
hinsichtlich Verschweißresistenz auf,

ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten; daher Einsatz in unsymmetrischer
Paarung,
begrenzte Umformbarkeit,

löt- und schweißbar durch ausgebrannten Rücken,
Ag/C ist hinsichtlich Abbrandfestigkeit und
Verschweißverhalten optimiert.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff
</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferform</th></tr><tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motorschutzschalter, gepaart mit
Ag/Ni</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontakniete</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Leitungsschutzschalter, gepaart mit
Cu,
Motorschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni,
Fehlerstromschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni, Ag/W, Ag/W</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontaktniete bei Ag/C 97/3<td/></tr></table>
</figtable>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Silver_Based_Materials]]

2023-02-20T11:41:24Z

Doduco Admin:

Soon after its founding in 1922 Electrical Contacts became the focal world for DODUCO. In the first editions of the DODUCO Data Book, this world was mostly limited to Europe. Since expanding its reach globally from the 1970s through the 1990s, including the start-up of manufacturing operations in China, the employees of DODUCO have concentrated on solving electrical contact problems around the world as the main task of their daily work.

Ever increasing requirements on the performance of contacts in electrical switching devices, the need for highly reliable interconnections between electro-mechanics and electronics, the minimizing of precious metal usage and the call for more environmentally compatible materials and manufacturing processes, defined in the past years the development of materials and technologies related to electrical contacts. These latest developments and repeated requests from our customers were the motivation to update the DODUCO Data Book by the Electrical Contacts Wiki. It includes now also materials whose properties and applications are mostly relevant in the North American and Asian markets. We also included materials which are needed for the manufacturing of contact parts and assemblies, but are outside of DODUCO's product offerings. These include contact carrier materials such as copper and nickel alloys, as well as thermostatic materials.

Even so, we felt it was necessary to add more detailed descriptive passages about products and technologies, which expanded the original focus on mostly data tables and diagrams. We updated and re-wrote most chapters of the Data Book. We also expanded and updated the references at the end of each chapter which are meant to aid those readers who want to benefit from more and deeper detailed published resources.

This updated Electrical Contacts Wiki again is meant to be a handy reference and data source for all those who need to work in the field of electrical contacts and their applications. It can however not be a full substitute for personal discussions with experts in electrical contact technology. For such technical exchanges we offer the direct expertise and advice from our application engineers who are ready to answer your questions.

Please challenge us with your unique problems or special requests, because our world is the World of Electrical Contacts.

The Editors DODUCO Pforzheim, Germany, February 2023

#[[Physical Properties of the Most Important Metals|Physical Properties of the Most Important Metals ]]
#[[Contact Materials for Electrical Engineering| Contact Materials for Electrical Engineering ]]
#[[Manufacturing Technologies for Contact Parts|Manufacturing Technologies for Contact Parts ]]
#[[Brazing Alloys and Fluxes|Brazing Alloys and Fluxes ]]
#[[Contact Carrier Materials|Contact Carrier Materials ]]
#[[Application Tables and Guideline Data for Use of Electrical Contact Design |Application Tables and Guideline Data for Use of Electrical Contact Design ]]
#[[Surface Coating Technologies| Surface Coating Technologies ]]
#[[ Precious Metal Powders and Preparations|Precious Metal Powders and Preparations ]]
#[[Applications for Bonding Technologies|Applications for Bonding Technologies ]]
#[[Electromechanical Components | Electromechanical Components ]]
#[[Precious Metal Refining| Precious Metal Refining ]]
#[[Testing Procedures| Testing Procedures]]

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Infomationstechnik
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<div class="accordion-header">[[#|Galvanische Ablagerung]]</div>
<div>Für die Galvanisierung von Metallen, insbesondere von Edelmetallen, werden wässrige Lösungen (Elektrolyte) verwendet, die die abzuscheidenden Metalle als Ionen (d.h. gelöste Metallsalze) enthalten. Ein elektrisches Feld zwischen der Anode und den Werkstücken als Kathode zwingt die positiv geladenen Metallionen, sich zur Kathode zu bewegen, wo sie ihre Ladung abgeben und sich als Metall auf der Oberfläche des Werkstücks abscheiden. Je nach Anwendung, ob für elektrische und elektronische oder dekorative Zwecke, werden unterschiedliche elektrolytische Badlösungen (Elektrolyte) verwendet. Die für die Edelmetallbeschichtung verwendeten Galvanikanlagen und deren Komplexität variieren stark in Abhängigkeit von den eingesetzten Verfahrenstechniken. Galvanische Verfahren umfassen neben der reinen Metallabscheidung auch Vor- und Nachbehandlungen der zu beschichtenden Güter. Ein wichtiger Parameter für die Erzeugung stark haftender Abscheidungen ist die metallisch saubere Oberfläche der zu beschichtenden Güter ohne ölige oder oxidische Rückstände. Dies wird durch verschiedene Vorbehandlungsverfahren erreicht, die speziell für die Materialarten und Oberflächenbeschaffenheit der zu beschichtenden Güter entwickelt wurden. In den folgenden Abschnitten werden Elektrolyte - sowohl Edelmetall- als auch Nichtedelmetall-Elektrolyte - sowie die gebräuchlichsten galvanotechnischen Verfahren beschrieben

[[Electroplating_(or_Galvanic_Deposition)|mehr]] </div>

<div class="accordion-header">[[#|PVD]]</div>
<div>Der Begriff PVD (Physical Vapor Deposition, physikalische Gasphasenabscheidung) bezeichnet Verfahren zur Abscheidung von Metallen, Metalllegierungen und chemischen Verbindungen im Vakuum unter Zufuhr von thermischer und kinetischer Energie durch Partikelbeschuss. Die wichtigsten Verfahren sind die folgenden vier Beschichtungsvarianten:
* Aufdampfen
* Sputtern (Kathodenzerstäubung)
* Lichtbogenverdampfung
* Ionenimplantation
Bei allen vier Verfahren wird das Beschichtungsmaterial in atomarer Form zum Substrat transportiert und als dünne Schicht (wenige nm bis ca. 10 μm) darauf abgeschieden.

[[Surface_Coating_Technologies#7.2_Coatings_from_the_Gaseous_Phase_.28Vacuum_Deposition.29|mehr]]
</div>

<li> Energietechnik (typisch bei > 12V >500mA)</li>
 

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Übersicht

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<li>
Infomationstechnik
</li>

<div class="accordion-header">[[#|Galvanische Ablagerung]]</div>
<div>Für die Galvanisierung von Metallen, insbesondere von Edelmetallen, werden wässrige Lösungen (Elektrolyte) verwendet, die die abzuscheidenden Metalle als Ionen (d.h. gelöste Metallsalze) enthalten. Ein elektrisches Feld zwischen der Anode und den Werkstücken als Kathode zwingt die positiv geladenen Metallionen, sich zur Kathode zu bewegen, wo sie ihre Ladung abgeben und sich als Metall auf der Oberfläche des Werkstücks abscheiden. Je nach Anwendung, ob für elektrische und elektronische oder dekorative Zwecke, werden unterschiedliche elektrolytische Badlösungen (Elektrolyte) verwendet. Die für die Edelmetallbeschichtung verwendeten Galvanikanlagen und deren Komplexität variieren stark in Abhängigkeit von den eingesetzten Verfahrenstechniken. Galvanische Verfahren umfassen neben der reinen Metallabscheidung auch Vor- und Nachbehandlungen der zu beschichtenden Güter. Ein wichtiger Parameter für die Erzeugung stark haftender Abscheidungen ist die metallisch saubere Oberfläche der zu beschichtenden Güter ohne ölige oder oxidische Rückstände. Dies wird durch verschiedene Vorbehandlungsverfahren erreicht, die speziell für die Materialarten und Oberflächenbeschaffenheit der zu beschichtenden Güter entwickelt wurden. In den folgenden Abschnitten werden Elektrolyte - sowohl Edelmetall- als auch Nichtedelmetall-Elektrolyte - sowie die gebräuchlichsten galvanotechnischen Verfahren beschrieben

[[Electroplating_(or_Galvanic_Deposition)|more]] </div>

<div class="accordion-header">[[#|PVD]]</div>
<div>Der Begriff PVD (Physical Vapor Deposition, physikalische Gasphasenabscheidung) bezeichnet Verfahren zur Abscheidung von Metallen, Metalllegierungen und chemischen Verbindungen im Vakuum unter Zufuhr von thermischer und kinetischer Energie durch Partikelbeschuss. Die wichtigsten Verfahren sind die folgenden vier Beschichtungsvarianten:
* Aufdampfen
* Sputtern (Kathodenzerstäubung)
* Lichtbogenverdampfung
* Ionenimplantation
Bei allen vier Verfahren wird das Beschichtungsmaterial in atomarer Form zum Substrat transportiert und als dünne Schicht (wenige nm bis ca. 10 μm) darauf abgeschieden.

[[Surface_Coating_Technologies#7.2_Coatings_from_the_Gaseous_Phase_.28Vacuum_Deposition.29|more]]
</div>

<li> Energietechnik (typisch bei > 12V >500mA)</li>
 

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Infomation technology
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<div class="accordion-header">[[#|Galvanic deposition]]</div>
<div>For electroplating of metals, especially precious metals, water based solutions (electrolytes) are used which contain the metals to be deposited as ions (i.e. dissolved metal salts). An electric field between the anode and the work pieces as the cathode forces the positively charged metal ions to move to the cathode where they give up their charge and deposit themselves as metal on the surface of the work piece. Depending on the application, for electric and electronic or decorative end use, different electrolytic bath solutions (electrolytes) are used. The electroplating equipment used for precious metal plating and its complexity varies widely depending on the process technologies employed. Electroplating processes are encompassing besides the pure metal deposition also preparative and post treatments of the goods to be coated. An important parameter for creating strongly adhering deposits is the surface of the goods to be metallic clean without oily or oxide film residues. This is achieved through various pre-treatment processes specifically developed for the types of material and surface conditions of the goods to be plated. In the following segments electrolytes – both precious and non-precious – as well as the most widely used electroplating processes are described.
[[Electroplating_(or_Galvanic_Deposition)|more]] </div>

<div class="accordion-header">[[#|PVD]]</div>
<div>The term PVD (physical vapor deposition) defines processes of metal, metal alloys, and chemical compounds deposition in a vacuum by adding thermal and kinetic energy through particle bombardment. The main processes are the following four coating variations:
* Vapor deposition
* Sputtering (Cathode atomization)
* Arc vaporizing
* Ion implantation
In all four processes the coating material is transported in its atomic form to the substrate and deposited on it as a thin layer (a few nm to approx. 10 μm)
[[Surface_Coating_Technologies#7.2_Coatings_from_the_Gaseous_Phase_.28Vacuum_Deposition.29|more]]
</div>

<li> Power technology (typically > 12V >500mA)</li>
 

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Infomation technology
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<div class="accordion-header">[[#|Galvanic deposition]]</div>
<div>For electroplating of metals, especially precious metals, water based solutions (electrolytes) are used which contain the metals to be deposited as ions (i.e. dissolved metal salts). An electric field between the anode and the work pieces as the cathode forces the positively charged metal ions to move to the cathode where they give up their charge and deposit themselves as metal on the surface of the work piece. Depending on the application, for electric and electronic or decorative end use, different electrolytic bath solutions (electrolytes) are used. The electroplating equipment used for precious metal plating and its complexity varies widely depending on the process technologies employed. Electroplating processes are encompassing besides the pure metal deposition also preparative and post treatments of the goods to be coated. An important parameter for creating strongly adhering deposits is the surface of the goods to be metallic clean without oily or oxide film residues. This is achieved through various pre-treatment processes specifically developed for the types of material and surface conditions of the goods to be plated. In the following segments electrolytes – both precious and non-precious – as well as the most widely used electroplating processes are described.
[[Electroplating_(or_Galvanic_Deposition)|more]] </div>

<div class="accordion-header">[[#|PVD]]</div>
<div>The term PVD (physical vapor deposition) defines processes of metal, metal alloys, and chemical compounds deposition in a vacuum by adding thermal and kinetic energy through particle bombardment. The main processes are the following four coating variations:
* Vapor deposition
* Sputtering (Cathode atomization)
* Arc vaporizing
* Ion implantation
In all four processes the coating material is transported in its atomic form to the substrate and deposited on it as a thin layer (a few nm to approx. 10 μm)
[[Surface_Coating_Technologies#7.2_Coatings_from_the_Gaseous_Phase_.28Vacuum_Deposition.29|more]]
</div>

<li> Power technology (typically > 12V >500mA)</li>
 

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|-
|class="other"|Disconnect, power and motor switches (control relays and contactors)
| colspan="5" |<div class="formel level1" style="width: 24%;" >[[Silver Based Materials|Ag|AgCu]] [[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|AgNiO15]]</div><div class="formel level2">[[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|Ag/Ni]]</div><div class="formel level3" style="width: 22%;">[[Silver_Based_Materials#Silver-Metal_Oxide_Materials_Ag.2FCdO.2C_Ag.2FSnO2.2C_Ag.2FZnO|Ag/SnO2 Ag/AgZnO/CdO]]</div>
|-
|class="other" | Heavy-duty switchgear (industrial)
| colspan="6" |<div class="formel level1" style="width: 22%;" >[[Silver_Based_Materials#Silver-Metal_Oxide_Materials_Ag.2FCdO.2C_Ag.2FSnO2.2C_Ag.2FZnO|Ag/SnO2 Ag/ZnO]]</div><div class="formel level2" style="width: 30%;">[[Silver_Based_Materials#Silver.E2.80.93Graphite_.28GRAPHOR.29-Materials|Ag/C]] [[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|AgNi0,15|Ag/Ni]]</div><div class="formel level3" style="width: 47%; border-right: none;">[[Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials|Ag/W, Ag/WC/C Ag/WC]]</div>
|-
|class="other"|Automotive relays and switches
| colspan="5" |<div class="formel level1" >[[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|Ag,AgNi0,15]]</div><div class="formel level2">[[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|Ag/Ni]]</div><div class="formel level3">[[Silver_Based_Materials#SilverMetal_Oxide_Materials_Ag.2FCdO.2C_Ag.2FSnO2.2C_Ag.2FZnO|Ag/SnO2]]</div>
|-
|}
</div>

</ol>
</div>

Template:Path

2023-02-20T08:35:35Z

Doduco Admin:

<div class="accordion">
<ol>
<li>
Infomation technology
</li>

<div class="accordion-header">[[#|Galvanic deposition]]</div>
<div>For electroplating of metals, especially precious metals, water based solutions (electrolytes) are used which contain the metals to be deposited as ions (i.e. dissolved metal salts). An electric field between the anode and the work pieces as the cathode forces the positively charged metal ions to move to the cathode where they give up their charge and deposit themselves as metal on the surface of the work piece. Depending on the application, for electric and electronic or decorative end use, different electrolytic bath solutions (electrolytes) are used. The electroplating equipment used for precious metal plating and its complexity varies widely depending on the process technologies employed. Electroplating processes are encompassing besides the pure metal deposition also preparative and post treatments of the goods to be coated. An important parameter for creating strongly adhering deposits is the surface of the goods to be metallic clean without oily or oxide film residues. This is achieved through various pre-treatment processes specifically developed for the types of material and surface conditions of the goods to be plated. In the following segments electrolytes – both precious and non-precious – as well as the most widely used electroplating processes are described.
[[Electroplating_(or_Galvanic_Deposition)|more]] </div>

<div class="accordion-header">[[#|PVD]]</div>
<div>The term PVD (physical vapor deposition) defines processes of metal, metal alloys, and chemical compounds deposition in a vacuum by adding thermal and kinetic energy through particle bombardment. The main processes are the following four coating variations:
* Vapor deposition
* Sputtering (Cathode atomization)
* Arc vaporizing
* Ion implantation
In all four processes the coating material is transported in its atomic form to the substrate and deposited on it as a thin layer (a few nm to approx. 10 μm)
[[Surface_Coating_Technologies#7.2_Coatings_from_the_Gaseous_Phase_.28Vacuum_Deposition.29|more]]
</div>

<li> Power technology (typically > 12V >500mA)</li>
 

<div class="accordion-header">[[#|Single-phase alternating current]]</div>
<div>
{|class="pathtable"
!  
! colspan="5" |Switching current in A
|-
|class=" first " |Applications
|class="ordered" | 1
|class="ordered" | 10
|class="ordered" | 100
|class="ordered" | 1000
|class="ordered" | 10.000
|-
|class="other"| Appliance switches
| colspan="5" |<div class="formel level1">[[Silver Based Materials|Ag|AgCu]] [[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|AgNiO15]]</div><div class="formel level2">[[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|Ag/Ni]]</div><div class="formel level3">[[Silver_Based_Materials#Silver-Metal_Oxide_Materials_Ag.2FCdO.2C_Ag.2FSnO2.2C_Ag.2FZnO|Ag/SnO2 Ag/ZnO]]</div>
|-
|class="other"| Light switches 
Main switches
| colspan="5" |<div class="formel level1" style="width: 24%;">[[Silver Based Materials|Ag|AgCu]] [[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|AgNiO15]]</div><div class="formel level2" style="width: 20%;">[[Silver_Based_Materials#Silver-Metal_Oxide_Materials_Ag.2FCdO.2C_Ag.2FSnO2.2C_Ag.2FZnO|Ag/SnO2 Ag/ZnO]]</div>
|-
|class="other"|Power relays
| colspan="5" |<div class="formel level1" style="width: 18%;">[[Silver Based Materials|Ag|AgCu]] [[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|AgNiO15]]</div><div class="formel level2">[[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|Ag/Ni]]</div><div class="formel level3">[[Silver_Based_Materials#Silver-Metal_Oxide_Materials_Ag.2FCdO.2C_Ag.2FSnO2.2C_Ag.2FZnO|Ag/SnO2 Ag/ZnO]]</div>
|-
|class="other"|Circuit breakers
(domestic MCCBs)
| colspan="5" |<div class="formel level1" style="width: 24%;">[[Silver_Based_Materials#Silver-Metal_Oxide_Materials_Ag.2FCdO.2C_Ag.2FSnO2.2C_Ag.2FZnO|Ag/SnO2 Ag/ZnOAg/CdO]]</div><div class="formel level2">[[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|AgNi]]</div><div class="formel level3" style="width: 24%;">[[Silver_Based_Materials#Silver.E2.80.93Graphite_.28GRAPHOR.29-Materials|Ag/C]][[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|Ag/Ni]]</div>
|-
|class="other"|Disconnect, power and motor switches (control relays and contactors)
| colspan="5" |<div class="formel level1" style="width: 24%;" >[[Silver Based Materials|Ag|AgCu]] [[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|AgNiO15]]</div><div class="formel level2">[[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|Ag/Ni]]</div><div class="formel level3" style="width: 22%;">[[Silver_Based_Materials#Silver-Metal_Oxide_Materials_Ag.2FCdO.2C_Ag.2FSnO2.2C_Ag.2FZnO|Ag/SnO2 Ag/ZnOAg/CdO]]</div>
|-
|class="other" | Heavy-duty switchgear (industrial)
| colspan="6" |<div class="formel level1" style="width: 22%;" >[[Silver_Based_Materials#Silver-Metal_Oxide_Materials_Ag.2FCdO.2C_Ag.2FSnO2.2C_Ag.2FZnO|Ag/SnO2 Ag/ZnO]]</div><div class="formel level2" style="width: 30%;">[[Silver_Based_Materials#Silver.E2.80.93Graphite_.28GRAPHOR.29-Materials|Ag/C]] [[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|AgNiO|Ag/Ni]]</div><div class="formel level3" style="width: 47%; border-right: none;">[[Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials|Ag/W, Ag/WC/C Ag/Wc]]</div>
|-
|class="other"|Automotive relays and switches
| colspan="5" |<div class="formel level1" >[[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|Ag,AgNiO15]]</div><div class="formel level2">[[Silver_Based_Materials#Silver-Nickel_.28SINIDUR.29_Materials|Ag/Ni]]</div><div class="formel level3">[[Silver_Based_Materials#SilverMetal_Oxide_Materials_Ag.2FCdO.2C_Ag.2FSnO2.2C_Ag.2FZnO|Ag/SnO2]]</div>
|-
|}
</div>

</ol>
</div>

Guide

2023-02-20T08:26:43Z

Doduco Admin: Reverted edits by Teitscheid (talk) to last revision by Doduco Admin

Werkstoffe auf Silber-Basis

2023-02-17T07:15:11Z

Doduco Admin: /* Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO */

===Feinsilber===
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch
Kurzschlüsse verursachen.

Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/>). Silber
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>). Weitere Angaben zu den verschiedenen
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.

Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> und <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>).
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.

Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen
verbreitet Anwendung.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Bezeichnung</th><th>Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</th><th>Beimengungen[ppm]</th><th>Hinweise für die Verwendung</th></tr><tr><td>SpektralreinesSilber</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</td></tr><tr><td>Hochreines Silber, sauerstofffrei</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Barren und Granalien für Legierungszwecke</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Verunreinigungen
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Schüttdichte
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Stampfvolumen
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten
|-
|Pressdichte
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinterdichte
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volumenschrumpfung
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Glühverlust
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung 
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse 
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silber-Legierungen===
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Durch die metallische Zusatzkomponente
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silber-Anteil [wt%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
!E-Modul [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi 0,15 
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24,5Ni0,5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99,5NiMg ARGODUR 32 unvergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 vergütet
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand
a) geglüht und abgeschreckt
b) bei 280°C angelassen</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm [MPa]</th><th>Dehnung A [%] min.</th><th>VickershärteHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi 0,15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Feinkornsilber====
Unter Feinkornsilber (ARGODUR-Spezial) versteht man eine Silberlegierung mit
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer
bei 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.

====Hartsilber-Legierungen====
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des
Silbers deutlich erhöht (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> und <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>).
Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit
auf.

Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.

Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.

Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch
bei Feinsilber angewandt werden.

Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der
Luft- und Raumfahrt.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm
von Silber-Kupfer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu5
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28
nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung
von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von ARGODUR 27
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|Ag AgNi0,15 
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit
|-
|Ag-Legierungen
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Lieferformen
|-
|Ag AgNi0,15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relais, Mikroschalter, Hilfsstromschalter, Befehlsschalter, Schalter für Hausgeräte, Lichtschalter (≤ 20A), Hauptschalter
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Spezielle Anwendungen
|'''Halbzeuge:''' Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile '''Kontaktteile:''' Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile
|-
|Ag99, 5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile
|}
</figtable>

====Silber-Palladium-Legierungen====
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.

AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Allerdings
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft
auswirkt.

AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Draht- oder
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.

AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>). Aufgrund des hohen
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage ersetzt.
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte
gefunden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Palladiumanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelzpunkt bzw.-intervall [°C]
!Spez. elektr.
Widerstand [μΩ·cm]
!Elektrische
Leitfähigkeit [MS/m]
!Wärmeleitfähigkeit [W/mK]
!Temp. Koeff.d.el.
Widerstandes [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Festigkeitszustand</th><th>ZugfestigkeitRm[MPa]</th><th>Dehnung A[%]min.</th><th>VickershärteHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!colspan="2" | Eigenschaften
|-
|AgPd30-60
|Korrosionsbeständig, mit steigendem Pd-Anteil nimmt „brown-powder“-Bildung zu, geringere Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, hohe Verformbarkeit
|beständig gegenüber Ag2S Bildung, niedriger Kontaktwiderstand, hohe Härte bei höherem Pd-Anteil, Abbrandfestigkeit von AgPd30 am höchsten, gut schweiß- und plattierbar
|-
|AgPd30Cu5
|hohe mechanische Verschleißfestigkeit
|hohe Härte
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferformen</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Schalter, Relais, Taster,Steckverbinder, Gleitkontakte</td><td>'''Halbzeuge:'''Drähte, Mikroprofile, Kontaktbimetalle,rollennahtgeschweißte Profile'''Kontaktteile:'''Massive- und Bimetallniete,plattierte und geschweißte Kontaktteile, Stanzteile</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Gleitkontakte, Gleitbahnen</td><td>Drahtbiegeteile, Kontaktfedern,massive und plattierte Stanzteile</td></tr></table>
</figtable>

===Silber-Verbundwerkstoffe===

====Silber-Nickel Werkstoffe====
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>).

Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). Das
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Ag/Ni Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von
10-40 Massen-% hergestellt. Ag/Ni 10 und Ag/Ni 20, die am häufigsten
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>,  <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). Sie
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni Werkstoffe mit Nickel-
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden
können.

Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Silberanteil</th><th>Dichte</th><th>Schmelztemperatur</th><th>Spez. elektr.
Widerstandp</th><th colspan="2">Elektrische
Leitfähigkeit (weich)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Festigkeitszustand
!Zugfestigkeit Rm [Mpa]
!Dehnung (weichgeglüht) [%] min.
!Vickershärte HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/Ni 
|Hohe Abbbrandfestigkeit bei Schaltströmen bis 100A,
Sicherheit gegen Verschweißen bei Einschaltströmen bis 100A,
niedriger und über die Schaltstücklebensdauer nahezu konstanter
Kontaktwiderstand bei Ag/Ni 90/10 und Ag/Ni 80/20,
geringe flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
nichtleitende Abbrandrückstände auf Isolierstoffen, daher nur geringe
Beeinträchtigung der Spannungsfestigkeit des Schaltgerätes,
gutes Lichtbogenlaufverhalten,
günstige Lichtbogenlöscheigenschaften,
gute bis ausreichende Verformbarkeit entsprechend der
Werkstoffzusammensetzung, gute Löt- und Schweißbarkeit
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Anwendungsbeispiele
!Schalt- bzw.
Bemessungsströme
!Lieferform
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relais Kfz-Relais
-Widerstandslast
-Motorlast
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Halbzeuge:''' Drähte, Profile,
Kontaktbimetalle,
rollennahtgeschweißte
Profile,
Toplay-Profile '''Kontaktteile::''' Kontaktauflagen,
Massiv-und
Bimetallniete,
Aufschweißkontakte, 
plattierte,
geschweißte,
gelötete und genietete
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Hilfsstromschalter
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Schalter für Hausgeräte
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Lichtschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Hauptschalter,
Treppenhausautomaten
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Regel- und Steuerschalter,
Thermostate
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Lastschalter
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Motorschalter (Schütze)
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motorschutzschalter
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fehlerstromschutzschalter
|≤ 100A
|rowspan="2" | Stangen, Profile,
Kontaktauflagen,
Formteile, gelötete
und geschweißte
Kontaktteile
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Leistungsschalter
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:
Silber-Cadmiumoxid, Silber-Zinnoxid und Silber-Zinkoxid.
Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silber-Cadmiumoxid'''

Silber-Cadmiumoxid Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem
Wege hergestellt.

Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>).
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu
einer bestimmten Tiefe ausgeführt. Die so erhaltenen Zweischichtbänder
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.

Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/>). Die für Bänder und Plättchen
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem
Strangpressvorgang erzielt.

Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer
Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<captionVerfestigungsverhalten
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und
unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich
b) innerer Bereich</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 P a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

*'''Silber-Zinnoxid Werkstoffe'''
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO2-Werkstoffe mit 2-14
Massen-% SnO2 ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,
dass Ag/SnO2 -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>).
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO2-
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/> und <xr id="tab:tab2.29"/>).

Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO2-Werkstoffe sind sehr
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO2-Einlagerungen
herzustellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/>). Dies gelingt durch Optimierung des
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid Werkstoffen spielt die
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO3,
MoO3, CuO und/oder Bi2O3 zugemischt, die im Schaltbetrieb an der
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen
und Schalteigenschaften der Ag/SnO2 -Werkstoffe (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physikalische und mechanische Eigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinn-Oxid-Kontaktmaterialien'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silber Anteil [gew.%]
!Zusätze
!Theoretische Dichte [g/cm3]
!Elektrische Leitfähigkeit [MS/m]
!Vickers Härte [HV0,1]
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsprozess
!Art der Bereitstellung
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW10
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15
|270
|20
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 und WO3
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 und WO3
|9,9
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 und WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 und CuO
|10,4
|57 ± 2
|
|215
|35
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 und CuO
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 und CuO
|
|
|
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 und CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15
|240
|25
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,9
|46 ± 5
|
|260
|20
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100
|230 - 330
|28
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 und CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106
|235 - 330
|25
|Pulvermetallurgisch
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 und CuO
|9,8
|
|95 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 und In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10
|
|
|Pulvermetallurgisch
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15
|310
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15
|325
|25
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15
|330
|20
|Innere Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stäbe, Kontaktnieten 2 = Bänder, Profile, Kontaktstifte

Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben. Einige
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' Bei diesem klassischen Verfahren der Pulvermetallurgie werden alle, in den Werkstoff eingebrachten Komponenten, einschließlich der Zusätze, als Einzelpulver miteinander vermischt. Das Mischen der Pulver erfolgt üblicherweise trocken in Mischern unterschiedlicher Bauart.

:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' Für den Einbau von Zusatzoxiden in das Zinnoxid hat sich das Reaktions-Sprüh-Verfahren (RSV) als vorteilhaft erwiesen. Bei diesem Verfahren wird von einer wässrigen Lösung ausgegangen, in der Zinn sowie die als Zusätze verwendeten Metalle in Form chemischer Verbindungen vorliegen. Diese wässrige Lösung wird unter hohem Druck in einer heißen Reaktionskammer verdüst. Durch die schlagartige Verdampfung des Wassers entsteht aus jedem einzelnen Tröpfchen zunächst ein Salzkristall und hieraus durch Oxidation ein Zinnoxid-Partikel, in dem die Zusatzmetalle in oxidierter Form gleichmäßig verteilt vorliegen. Das so erhaltene „dotierte“ Zinnoxidpulver wird anschließend mit Silberpulver vermischt.

:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag2 MoO4 , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.

:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' Dieses Verfahren schließt sowohl Arbeitsschritte der Pulvermetallurgie als auch der inneren Oxidation ein. Ausgegangen wird dabei von einer Silber-Metall-Legierung, die geschmolzen und anschließend zu feinkörnigem Pulver verdüst wird. Dieses Legierungspulver wird in sauerstoffhaltiger Atmosphäre geglüht, wobei sich das im Silber gelöste Zinn sowie weitere Zusatzmetalle als Oxidpartikel ausscheiden.

:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO2 werden eine Silbersalzlösungzusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.

Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen
Verfahren angewandt, wie bei Ag/CdO beschrieben (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).

Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
hergestellt werden.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO2 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur S trangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 SPW: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung,1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel zur Strangpressrichtung,
1) AgSnO2-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Werkstoff</th><th rowspan="2">Metalloxid-Zusätze</th><th rowspan="2">Dichte[ g/cm3]</th><th rowspan="2">Spez. elektr.Widerstand[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElektrischeLeitfähigkeit (weich)</th><th rowspan="2">VickershärteHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO undBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO undBi2O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Lieferformen: Formteile, Pressteile, Plättchen
</figtable>

*'''Silber-Zinkoxid Werkstoffe'''
Silber-Zinkoxid Werkstoffe mit 6-10 Massen-% Oxidanteil,
einschließlich geringer Metalloxidzusätze, werden ausschließlich auf
pulvermetallurgischem Wege gefertigt ([[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]). Besonders bewährt hat sich der Zusatz
Ag2WO4 - nach Verfahrensweg c) in den Werkstoff eingebracht - für Anwendungen in Wechselstrom-Relais, Lichtschaltern und Schaltern für Hausgeräte.
Wie bei den anderen Silber-Metalloxid-Werkstoffen werden zunächst Halbzeuge
hergestellt, aus denen dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt werden.
Ag/ZnO-Werkstoffe stellen aufgrund ihrer hohen Verschweißresistenz und
Abbrandfestigkeit in manchen Anwendungen eine wirtschaftlich günstige
Alternative zu Ag/SnO2 dar (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> und <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff 
!Silberanteil [Massen-%]
!Zusätze
!Dichte [g/cm3]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte Hv1
!Zugfestigkeit [MPa]
!Dehnung (weichgeglüht) A[%]min.
!Herstellungsverfahren
!Lieferform
|-
|Ag/ZnO 92/8P 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Pulvermetallurgie
a) Einzelpulver
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Pulvermetallurgie
c) beschichtet
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8WP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken a) Einzelpulver
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Pulvermetallurgie mit Ag-
Rücken c) beschichtet
|2
|}
</figtable>

1 = Drähte, Stangen, Niete, 2) Streifen, Bänder, Profile, Plättchen

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 PW25 nach 1h Glühdauer
und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten
von Ag/ZnO 92/8 WPW25
durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von
Ag/ZnO 92/8 WPW25 nach 1h Glühdauer
und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 PW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 WPW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/ZnO-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff/Werkstoffgruppe</th><th>Spezielle Eigenschaften<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Besonders geeignet für Kfz-Relais
(Lampenlast)</td><td>gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td>sehr gute Umformbarkeit (Niete)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Besonders geeignet für Schwerlastbetrieb
(AC-4) und hohe Schaltströme</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Besonders geeignet für hohe induktive
Gleichstromlast</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Eigenschaften
|-
|Ag/SnO2 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
sehr hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen,
Sicherheit gegenüber Verschweißungen mit steigendem Oxidgehalt zunehmend,
niedriger und über die Gerätelebensdauer weitgehend stabiler Kontaktwiderstand
und günstiges Übertemperaturverhalten durch spezielle Oxidzusätze,
hohe Abbrandfestigkeit und Schaltstücklebensdauer,
sehr geringe, flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,
günstige Lichtbogenlaufeigenschaften, sehr gutes Lichtbogenlöschverhalten
|-
|Ag/ZnO 
|Umweltfreundliche Werkstoffe,
hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen (Kondensatorschütze),
niedriger und konstanter Kontaktwiderstand durch spezielle Oxidzusätze,
besonders hohe Abbrandfestigkeit bei hohen Schaltströmen,
hinsichtlich Materialwanderung und Lebensdauer bei Gleichstromlast ungünstiger
als Ag/SnO2 ,mit Zusatz Ag2WO4 besonders geeignet für Wechselstrom-Relais und Schalter in Hausgeräten,
in den sonstigen Eigenschaften vergleichbar mit Ag/SnO2
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Anwendungsbeispiele</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Mikroschalter, Elementarrelais, Kfz-Relais, Schalter für Hausgeräte,
Hauptschalter, Motorschalter ( Schütze ), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Lichtschalter, Wechselstrom-Relais, Schalter für Hausgeräte
Motorschutzschalter ( gepaart mit Ag/Ni bzw. Ag/C), Fehlerstromschutzschalter
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</td></tr></table>
</figtable>

====Silber-Grafit Werkstoffe====
Ag/C Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/>). Die früher
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine
gewisse Bedeutung.

Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren
für Ag/C-Halbzeuge. Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]). Je nach Art des Strangpressens, als Band
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht
oder parallel zur Schaltfläche angeordnet
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.

Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer
gleichbleibend niedrig.

Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern in den
Werkstoff (Ag/C DF) eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). Das Schweißverhalten wird dabei durch
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.

Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/>). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit
im Schaltbetrieb erfordern.

Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,
können die Ag/C-Profile auch mit einer dünnen
Hartlotschicht versehen werden.

In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet
werden.

Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/>). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C 96/4 D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C 96/4 D</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von
Ag/C D durch Kaltumformung</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten
von Ag/C DF</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 97/3 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 95/5 a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 96/4 D a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C DF a) senkrecht zur Strangpressrichtung
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag/Ni 90/10-Unterschicht</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Werkstoff
!Silberanteil [Massen-%]
!Dichte [g/cm3]
!Schmelztemperatur [°C]
!Spez. elektr. Widerstand (20°) [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit [% IACS] [MS/m]
!Vickershärte HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2 
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3 
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4 
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5 
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF GRAPHOR DF*)
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|
|}
</figtable>

<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche 

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff</th><th>Eigenschaften</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Höchste Sicherheit gegenüber Verschweißungen beim Einschalten hoher Ströme,
hohe Sicherheit hinsichtlich Verschweißen geschlossener Kontakte im
Kurzschlussfall,

Zunahme der Verschweißresistenz mit steigendem Grafit-Anteil,
niedriger Kontaktwiderstand,

ungünstiges Abbrandverhalten insbesondere beim Ausschalten,
mit zunehmendem Grafit-Anteil erhöhter Abbrand;

gleichzeitig nimmt die Verrußung der Schaltkammerwände zu,

Ag/C mit senkrechter Orientierung der Grafit-Partikel weist Vorteile
hinsichtlich Abbrandfestigkeit,
mit paralleler Orientierung Vorteile
hinsichtlich Verschweißresistenz auf,

ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten; daher Einsatz in unsymmetrischer
Paarung,
begrenzte Umformbarkeit,

löt- und schweißbar durch ausgebrannten Rücken,
Ag/C ist hinsichtlich Abbrandfestigkeit und
Verschweißverhalten optimiert.</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit Werkstoffen'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Werkstoff
</th><th>Anwendungsbeispiele</th><th>Lieferform</th></tr><tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motorschutzschalter, gepaart mit
Ag/Ni</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontakniete</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Leitungsschutzschalter, gepaart mit
Cu,
Motorschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni,
Fehlerstromschutzschalter,
gepaart mit Ag/Ni, Ag/W, Ag/W</td><td>Kontaktauflagen, gelötete und
geschweißte Kontaktteile,
begrenzt Kontaktniete bei Ag/C 97/3<td/></tr></table>
</figtable>

==Referenzen==
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]

[[en:Silver_Based_Materials]]

Silver Based Materials

2023-02-17T07:06:44Z

Doduco Admin: /* Silver-Metal Oxide Materials Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO */

=== Pure Silver===
Pure silver (also called fine silver) exhibits the highest electrical and thermal conductivity of all metals. It is also resistant against oxidation. Major disadvantages are its low mechanical wear resistance, the low softening temperature, and especially its strong affinity to sulfur and sulfur compounds. In the presence of sulfur and sulfur containing compounds brownish to black silver sulfide layer are formed on its surface. These can cause increased contact resistance or even total failure of a switching device if they are not mechanically, electrically, or thermally destroyed. Other weaknesses of silver contacts are the tendency to weld under the influence of over-currents and the low resistance against material transfer when switching DC loads. In humid environments and under the influence of an electrical field silver can creep (silver migration) and cause electrical shorting between adjacent current paths.

<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/> shows the typically available quality grades of silver. In certain economic areas, i.e. China, there are additional grades with varying amounts of impurities available on the market. In powder form silver is used for a wide variety of silver based composite contact materials. Different manufacturing processes result in different grades of Ag powder as shown in <xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/>. Additional properties of silver powders and their usage are described in [[ Precious Metal Powders and Preparations#Precious_Metal_Powders|Precious Metal Powders ]] und [[Precious_Metal_Powders_and_Preparations|Table Different Types of Silver Powders.]]

Semi-finished silver materials can easily be warm or cold formed and can be clad to the usual base materials (<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/> and <xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/>). For attachment of silver to contact carrier materials welding of wire or profile cut-offs and brazing are most widely applied. Besides these mechanical processes such as wire insertion (wire staking) and the riveting (staking) of solid or composite contact rivets are used in the manufacture of contact components.

Contacts made from fine silver are applied in various electrical switching devices such as relays, pushbuttons, appliance and control switches for
currents < 2 A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>). Electroplated silver coatings are widely used to reduce the contact resistance and improve the brazing behavior of other contact materials and components.

<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades">
<caption>'''Overview of the Most Widely Used Silver Grades'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Designation</th><th>Composition minimum Ag [wt%]</th><th>Impurities[ppm]</th><th>Notes on Usage</th></tr><tr><td>SpectroscopicallyPure Ag</td><td>99.999</td><td>Cu < 3Zn < 1Si < 1Ca < 2Fe < 1Mg < 1Cd < 1</td><td>Sheets, strips, rods, wires for electronic applications</td></tr><tr><td>High Purity Ag, oxygen-free</td><td>99.995</td><td>Cu < 30Zn < 2Si < 5Ca < 10Fe < 3Mg < 5Cd < 3</td><td>Ingots, bars, granulate for alloying purposes</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders">
<caption>'''Quality Criteria of Differently Manufactured Silver Powders'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!colspan="2" |Impurities
!Ag-Chem.*
!Ag-ES**
!Ag-V***
|-
|Cu
|ppm
|< 100
|< 300
|< 300
|-
|Fe
|ppm
|< 50
|< 100
|< 100
|-
|Ni
|ppm
|< 50
|< 50
|< 50
|-
|Cd
|ppm
|
|
|< 50
|-
|Zn
|ppm
|
|
|< 10
|-
|Na + K + Mg + Ca
|ppm
|< 80
|< 50
|< 50
|-
|Ag CI
|ppm
|< 500
|< 500
|< 500
|-
|NO3
|ppm
|< 40
|< 40
|
|-
|Nh4CI
|ppm
|< 30
|< 30
|
|-
!colspan="5" |Particle Size Distribution (screen analysis)
|-
|> 100 μm
|%
|0
|0
|0
|-
|< 100 bis > 63 μm
|%
|< 5
|< 5
|< 15
|-
|< 36 μm
|%
|< 80
|< 90
|< 75
|-
|Apparent Density
|g/cm3
|1.0 - 1.6
|1.0 - 1.5
|3 - 4
|-
|Tap Density
|ml/100g
|40 - 50
|40 - 50
|15 - 25
|-
!colspan="5" |Press/Sintering Behavior
|-
|Press Density
|g/cm3
|5.6 - 6.5
|5.6 - 6.3
|6.5 - 8.5
|-
|Sinter Density
|g/cm3
|> 9
|> 9.3
|> 8
|-
|Volume Shrinkage
|%
|> 34
|> 35
|> 0
|-
|Annealing Loss
|%
|< 2
|< 0.1
|< 0.1
|}
</figtable>

<nowiki>*</nowiki> Manufactured by chemical precipitation 
<nowiki>**</nowiki> Manufactured by electrolytic deposition 
<nowiki>***</nowiki> Manufactured by atomizing of a melt

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working">
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag 99.95 - cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees">
[[File:Softening of Ag after annealing after different degrees.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag 99.95 after annealing for 1 hr after different degrees of strain hardening</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

===Silver Alloys===
To improve the physical and contact properties of fine silver, melt-metallurgical produced silver alloys are used (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). By adding metal components, the mechanical properties such as hardness and tensile strength as well as typical contact properties such as erosion resistance and resistance against material transfer in DC circuits are increased (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). On the other hand however, other properties such as electrical conductivity and chemical corrosion resistance can be negatively impacted by alloying (<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/> and <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Physical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point or Range [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Thermal Conductivity [W/mK]
!Temp. Coefficient of the Electr.Resistance [10-3/K]
!Modulus of Elasticity [GPa]
|-
|Ag
|99.95
|10.5
|961
|1.67
|60
|419
|4.1
|80
|-
|AgNi0.15
|99.85
|10.5
|960
|1.72
|58
|414
|4.0
|82
|-
|AgCu3
|97
|10.4
|900 - 938
|1.92
|52
|385
|3.2
|85
|-
|AgCu5
|95
|10.4
|910
|1.96
|51
|380
|3.0
|85
|-
|AgCu10
|90
|10.3
|870
|2.0
|50
|335
|2.8
|85
|-
|AgCu28
|72
|10.0
|779
|2.08
|48
|325
|2.7
|92
|-
|Ag98CuNi ARGODUR 27
|98
|10.4
|940
|1.92
|52
|385
|3.5
|85
|-
|AgCu24.5Ni0.5
|75
|10.0
|805
|2.20
|45
|330
|2.7
|92
|-
|Ag99.5NiMg ARGODUR 32 Not heat treated
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.3
|80
|-
|ARGODUR 32 Heat treated
|99.5
|10.5
|960
|2.32
|43
|293
|2.1
|80
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals">
[[File:Influence of 1 10 atom of different alloying metals.jpg|left|thumb|<caption>Influence of 1-10 atom% of different alloying metals on the electrical resistivity of silver</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys">
[[File:Electrical resistivity p of AgCu alloys.jpg|left|thumb|<caption>Electrical resistivity p of AgCu alloys with 0-20 weight% Cu in the soft annealed and tempered stage a) Annealed and quenched b) Tempered at 280°C</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>HardnessCondition</th><th>Tensile StrengthRm [MPa]</th><th>Elongation A [%] min.</th><th>Vickers HardnessHV 10</th></tr><tr><td>Ag</td><td>R 200R 250R 300R 360</td><td>200 - 250250 - 300300 - 360> 360</td><td>30832</td><td>30608090</td></tr><tr><td>AgNi0.15</td><td>R 220R 270R 320R 360</td><td>220 - 270270 - 320320 - 360> 360</td><td>25621</td><td>407085100</td></tr><tr><td>AgCu3</td><td>R 250R 330R 400R 470</td><td>250 - 330330 - 400400 - 470> 470</td><td>25421</td><td>4590115120</td></tr><tr><td>AgCu5</td><td>R 270R 350R 460R 550</td><td>270 - 350350 - 460460 - 550> 550</td><td>20421</td><td>5590115135</td></tr><tr><td>AgCu10</td><td>R 280R 370R 470R 570</td><td>280 - 370370 - 470470 - 570> 570</td><td>15321</td><td>6095130150</td></tr><tr><td>AgCu28</td><td>R 300R 380R 500R 650</td><td>300 - 380380 - 500500 - 650> 650</td><td>10321</td><td>90120140160</td></tr><tr><td>Ag98CuNiARGODUR 27</td><td>R 250R 310R 400R 450</td><td>250 - 310310 - 400400 - 450> 450</td><td>20521</td><td>5085110120</td></tr><tr><td>AgCu24,5Ni0,5</td><td>R 300R 600</td><td>300 - 380> 600</td><td>101</td><td>105180</td></tr><tr><td>Ag99,5NiMgARGODUR 32Not heat treated</td><td>R 220R 260R 310R 360</td><td>220260310360</td><td>25521</td><td>407085100</td></tr><tr><td>ARGODUR 32 Heat treated</td><td>R 400</td><td>400</td><td>2</td><td>130-170</td></tr></table>
</figtable>

====Fine-Grain Silver====
Fine-Grain silver is defined as a silver alloy with an addition of 0.15 wt% of nickel. Silver and nickel are not soluble in each other in solid form. In liquid silver, only a small amount of nickel is soluble as the phase diagram illustrates (<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/>). During solidification of the melt, this nickel addition gets finely dispersed in the silver matrix and eliminates the pronounce coarse grain growth after prolonged influence of elevated temperatures (<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/> and <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/>).

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag">
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Coarse grain micro structure of Ag 99.97 after 80% cold working and 1 hr annealing at 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO">
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Fine grain microstructure of AgNi0.15 after 80% cold working and 1 hr annealing at 600°C</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel">
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver nickel</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

Fine-Grain silver has almost the same chemical corrosion resistance as fine silver. Compared to pure silver, it exhibits a slightly increased hardness and tensile strength (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/>). The electrical conductivity is just slightly decreased by this low nickel addition. Because of its significantly improved contact properties, fine grain silver has replaced pure silver in many applications.

====Hard-Silver Alloys====
Using copper as an alloying component increases the mechanical stability of silver significantly (<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/> and <xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/>). The most important among the binary AgCu alloys is that of AgCu3, in europe also known as hard-silver. This material still has a chemical corrosion resistance close to that of fine silver. In comparison to pure silver and fine-grain silver, AgCu3 exhibits increased mechanical strength as well as higher arc erosion resistance and mechanical wear resistance.

Increasing the Cu content further also increases the mechanical strength of AgCu alloys and improves arc erosion resistance and resistance against material transfer while simultaneously the tendency to oxide formation becomes detrimental. This causes - during switching under arcing conditions - an increase in contact resistance with rising numbers of operation. In special applications, where highest mechanical strength is recommended and a reduced chemical resistance can be tolerated, the eutectic AgCu alloy with 28 wt% of copper is used (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/>). AgCu10, also known as coin silver, has been replaced in many applications by composite silver-based materials while sterling silver (AgCu7.5) has never extended its important usage from decorative table wear and jewelry to industrial applications in electrical contacts.

Besides these binary alloys, ternary AgCuNi alloys are used in electrical contact applications. From this group, the material ARGODUR 27, an alloy of 98 wt% Ag with a 2 wt% Cu and nickel addition has found practical importance close to that of AgCu3. This material is characterized by high resistance to oxidation and low tendency to re-crystallization during exposure to high temperatures. Besides high mechanical stability this AgCuNi alloy also exhibits a strong resistance against arc erosion. Because of its high resistance against material transfer, the alloy AgCu24.5Ni0.5 has been used in the automotive industry for an extended time in the North American market. Caused by miniaturization and the related reduction in available contact forces in relays and switches, this material has been replaced widely because of its tendency to oxide formation.

The attachment methods used for the hard silver materials are mostly close to those applied for fine silver and fine grain silver.

Hard-silver alloys are widely used for switching applications in the information and energy technology for currents up to 10 A, in special cases also for higher current ranges (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/>).

Dispersion hardened alloys of silver with 0.5 wt% MgO and NiO (ARGODUR 32) are produced by internal oxidation. While the melt-metallurgical alloy is easy to cold-work and form, the material becomes very hard and brittle after dispersion hardening. Compared to fine silver and hard-silver, this material has a greatly improved temperature stability and can be exposed to brazing temperatures up to 800°C without decreasing its hardness and tensile strength.
Because of these mechanical properties and its high electrical conductivity ARGODUR 32 is mainly used in the form of contact springs that are exposed to high thermal and mechanical stresses in relays and contactors for aeronautic applications.

<div class="multiple-images">

<figure id="fig:Phase diagram of silver copper">
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-copper</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu3 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing">
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu5 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing">
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu 10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing">
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu28 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing">
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi0.15 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgNiO15 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi0.15 after annealing">
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgNiO15 after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27">
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu1.8Ni0.2 (ARGODUR 27) by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing">
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu1.8Ni0.2 (ARGODUR 27) after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!colspan="2" | Properties
|-
|Ag AgNi0.15
|Highest electrical and thermal conductivity, high affinity to sulfur (sulfide formation), low welding resistance, low contact resistance, very good formability
|Oxidation resistant at higher make currents, limited arc erosion resistance, tendency to material transfer in DC circuits, easy to braze and weld to carrier materials
|-
|Ag Alloys
|Increasing contact resistance with increasing
Cu content, compared to fine Ag higher arc erosion resistance and mechanical strength, lower tendency to material transfer
|Good formability, good brazing and welding properties
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Form of Supply
|-
|Ag AgNi0.15 AgCu3 AgNi98NiCu2 ARGODUR 27 AgCu24,5Ni0,5
|Relays, Micro switches, Auxiliary current switches, Control circuit devices, Appliance switches, Wiring devices (≤ 20A), Main switches
|'''Semi-finished Materials:''' Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, toplay profiles, seam- welded strips '''Contact Parts:''' Contact tips, solid and composite rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts
|-
|AgCu5 AgCu10 AgCu28
|Special applications
|'''Semi-finished Materials:''' Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, seam-welded strips '''Contact parts:''' Contact tips, solid contact rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts
|-
|Ag99.5NiOMgO ARGODUR 32
|Miniature relays, aerospace relays and contactors, erosion wire for injection nozzles
|Contact springs, contact carrier parts
|}
</figtable>

====Silver-Palladium Alloys====
The addition of 30 wt% Pd increases the mechanical properties as well as the resistance of silver against the influence of sulfur and sulfur containing compounds significantly (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/> and <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). Alloys with 40-60 wt% Pd have an even higher resistance against silver sulfide formation. At these percentage ranges however, the catalytic properties of palladium can influence the contact resistance behavior negatively. The formability also decreases with increasing Pd contents.

AgPd alloys are hard, arc erosion resistant, and have a lower tendency towards material transfer under DC loads (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/>). On the other hand, the electrical conductivity is decreased at higher Pd contents. The ternary alloy AgPd30Cu5 has an even higher hardness, which makes it suitable for use in sliding contact systems.

AgPd alloys are mostly used in relays for the switching of medium to higher loads (> 60V, > 2A) as shown in <xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/>. Because of the high palladium price, these formerly solid contacts have been widely replaced by multi-layer designs such as AgNi0.15 or AgNi10 with a thin Au surface layer. A broader field of application for AgPd alloys remains in the wear resistant sliding contact systems.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium">
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-palladium</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd50 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5">
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgPd30, AgPd50, and AgPd30Cu5 after annealing of 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys">

<caption>''' Physical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Palladium Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point or Range [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Thermal Conductivity [W/m·K]
!Temp. Coefficient of the Electr. Resistance [10-3/K]
|-
|AgPd30
|30
|10.9
|1155 - 1220
|14.7
|6.8
|60
|0.4
|-
|AgPd40
|40
|11.1
|1225 - 1285
|20.8
|4.8
|46
|0.36
|-
|AgPd50
|50
|11.2
|1290 - 1340
|32.3
|3.1
|34
|0.23
|-
|AgPd60
|60
|11.4
|1330 - 1385
|41.7
|2.4
|29
|0.12
|-
|AgPd30Cu5
|30
|10.8
|1120 - 1165
|15.6
|6.4
|28
|0.37
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>HardnessCondition</th><th>Tensile StrengthRm[MPa]</th><th>Elongation A[%]min.</th><th>Vickers HardnessHV</th></tr><tr><td>AgPd30</td><td>R 320R 570</td><td>320570</td><td>383</td><td>65145</td></tr><tr><td>AgPd40</td><td>R 350R 630</td><td>350630</td><td>382</td><td>72165</td></tr><tr><td>AgPd50</td><td>R 340R 630</td><td>340630</td><td>352</td><td>78185</td></tr><tr><td>AgPd60</td><td>R 430R 700</td><td>430700</td><td>302</td><td>85195</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>R 410R 620</td><td>410620</td><td>402</td><td>90190</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys''</caption>'

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!colspan="2" | Properties
|-
|AgPd30-60
|Corrosion resistant, tendency to Brown Powder formation increases with Pd content, low tendency to material transfer in DC circuits, high ductility
|Resistant against Ag2S formation, low contact resistance, increasing hardness with higher Pd content, AgPd30 has highest arc erosion resistance, easy to weld and clad
|-
|AgPd30Cu5
|High mechanical wear resistance
|High Hardness
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys">
<caption>'''Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th><th>Form of Supply</th></tr><tr><td>AgPd 30-60</td><td>Switches, relays, push-buttons,connectors, sliding contacts</td><td>'''Semi-finished Materials:'''Wires, micro profiles (weld tapes), cladcontact strips, seam-welded strips'''Contact Parts:'''Solid and composite rivets, weld buttons;clad and welded contact parts, stamped parts</td></tr><tr><td>AgPd30Cu5</td><td>Sliding contacts, slider tracks</td><td>Wire-formed parts, contact springs, solidand clad stamped parts</td></tr></table>
</figtable>

===Silver Composite Materials===

====Silver-Nickel Materials====
Since silver and nickel are not soluble in each other in solid form and also show very limited solubility in the liquid phase, silver nickel composite materials with higher Ni contents can only be produced by powder metallurgy. During extrusion of sintered Ag/Ni billets into wires, strips and rods, the Ni particles embedded in the Ag matrix are stretched and oriented in the microstructure into a pronounced fiber structure (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/> and <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/>)

The high density produced during hot extrusion, aids the arc erosion resistance of these materials (<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). The typical application of Ag/Ni contact materials is in devices for switching currents of up to 100A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>). In this range, they are significantly more erosion resistant than silver or silver alloys. In addition, they exhibit with nickel contents < 20 wt% a low and over their operational lifetime consistent contact resistance and good arc moving properties. In DC applications Ag/Ni materials exhibit a relatively low tendency of material transfer distributed evenly over the contact surfaces (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

Typically Ag/Ni materials are usually produced with contents of 10-40 wt% Ni. The most common used materials Ag/Ni 10 and Ag/Ni 20- and also Ag/Ni 15, mostly used in north america-, are easily formable and applied by cladding (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/>, <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/>, <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/>,  <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/>). They can be, without any additional welding aids, economically welded and brazed to the commonly used contact carrier materials.
The Ag/Ni materials with nickel contents of 30 and 40 wt% are used in switching devices, requiring a higher arc erosion resistance and where increases in contact resistance can be compensated through higher contact forces.

The most important applications for Ag/Ni contact materials are typically in relays, wiring devices, appliance switches, thermostatic controls, auxiliary switches and small contactors with nominal currents > 20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/>).

<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Physical Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Silver Content</th><th>Density</th><th>Melting Point</th><th>ElectricalResistivityp</th><th colspan="2">Electrical Resistivity (soft)</th></tr>
<tr>
<th></th><th>[wt%]</th><th>[g/cm3]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th>
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>Ag/Ni 90/10</td><td>89 - 91</td><td>10.2 - 10.3</td><td>960</td><td>1.82 - 1.92</td><td>90 - 95</td><td>52 - 55</td></tr><tr><td>Ag/Ni 85/15</td><td>84 - 86</td><td>10.1 - 10.2</td><td>960</td><td>1.89 - 2.0</td><td>86 - 91</td><td>50 - 53</td></tr><tr><td>Ag/Ni 80/20</td><td>79 - 81</td><td>10.0 - 10.1</td><td>960</td><td>1.92 - 2.08</td><td>83 - 90</td><td>48 - 52</td></tr><tr><td>Ag/Ni 70/30</td><td>69 - 71</td><td>9.8</td><td>960</td><td>2.44</td><td>71</td><td>41</td></tr><tr><td>Ag/Ni 60/40</td><td>59 - 61</td><td>9.7</td><td>960</td><td>2.70</td><td>64</td><td>37</td></tr>
</table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.22">
<caption>'''Mechanical Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Hardness Condition
!Tensile Strength Rm [Mpa]
!Elongation A (soft annealed) [%] min.
!Vickers Hardness HV 10
|-
|Ag/Ni 90/10 
|soft R 220 R 280 R 340 R 400
|< 250 220 - 280 280 - 340 340 - 400 > 400
|25 20 3 2 1
|< 50 50 - 70 65 - 90 85 - 105 > 100
|-
|Ag/Ni 85/15 
|soft R 300 R 350 R 380 R 400
|< 275 250 - 300 300 - 350 350 - 400 > 400
|20 4 2 2 1
|< 70 70 - 90 85 - 105 100 - 120 > 115
|-
|Ag/Ni 80/20 
|soft R 300 R 350 R 400 R 450
|< 300 300 - 350 350 - 400 400 - 450 > 450
|20 4 2 2 1
|< 80 80 - 95 90 - 110 100 - 125 > 120
|-
|Ag/Ni 70/30 
|R 330 R 420 R 470 R 530
|330 - 420 420 - 470 470 - 530 > 530
|8 2 1 1
|80 100 115 135
|-
|Ag/Ni 60/40 
|R 370 R 440 R 500 R 580
|370 - 440 440 - 500 500 - 580 > 580
|6 2 1 1
|90 110 130 150
|}
</figtable>

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working">
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing">
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Softening of Ag/Ni 90/10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020">
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing">
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Softening of Ag/Ni 80/20 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010">
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Ni 90/10 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020">
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/Ni 80/20 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Properties
|-
|Ag/Ni 
|High arc erosion resistance at switching currents up to 100A, Resistance against welding for starting current up to 100A, low and over the electrical contact life nearly constant contact resistance for Ag/Ni 90/10 and Ag/Ni 80/20, ow and spread-out material transfer under DC load, non-conductive erosion residue on isolating components resulting in only minor change of the dielectric strength of switching devices, good arc moving properties, good arc extinguishing properties, good or sufficient ductility depending on the Ni content, easy to weld and braze
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Application Examples
!Switching or Nominal Current
!Form of Supply
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Relays Automotive Relays - Resistive load - Motor load
|> 10A > 10A
|rowspan="9" | '''Semi-finisched Materials:''' Wires, profiles, clad strips, Seam-welded strips, Toplay strips '''Contact Parts:''' Contact tips, solid and composite rivets, Weld buttons, clad, welded, brazed, and riveted contact parts
|-
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20
|Auxiliary current switches
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Appliance switches
|≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Wiring devices
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10
|Main switches, Automatic staircase illumination switches
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Control Thermostats
|> 10A ≤ 50A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Load switches
|≤ 20A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20
|Contactors circuit breakers
|≤ 100A
|-
|Ag/Ni 90/10-80/20 paired with Ag/C 97/3-96/4
|Motor protective circuit breakers
|≤ 40A
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Fault current circuit breakers
|≤ 100A
|rowspan="2" | Rods, Profiles, Contact tips, Formed parts, brazed and welded contact parts
|-
|Ag/Ni 80/20-60/40 paired with Ag/C 96/4-95/5
|Power switches
|> 100A
|}
</figtable>

==== Silver-Metal Oxide Materials Ag/CdO, Ag/SnO2, Ag/ZnO====
The family of silver-metal oxide contact materials includes the material groups: silver-cadmium oxide, silver-tin oxide, and silverzinc oxide. Because of their very good contact and switching properties like high resistance against welding, low contact resistance, and high arc erosion resistance, silver-metal oxides have gained an outstanding position in a broad field of applications. They are mainly used in low voltage electrical switching devices like relays, installation and distribution switches, appliances, industrial controls, motor controls, and protective devices (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

*'''Silver-cadmium oxide materials'''

Silver-cadmium oxide materials with 10-15 wt% are produced by both, internal oxidation and powder metallurgical methods.

The manufacturing of strips and wires by internal oxidation starts with a molten alloy of silver and cadmium. During a heat treatment below it's melting point in an oxygen rich atmosphere of such a homogeneous alloy, the oxygen diffuses from the surface into the bulk of the material and oxidizes the Cd to CdO in a more or less fine particle precipitation inside the Ag matrix. The CdO particles are rather fine in the surface area and getting larger towards the center of the material (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/>).

During the manufacturing of Ag/CdO contact material by internal oxidation, the processes vary depending on the type of semi-finished material. For Ag/CdO wires, a complete oxidation of the AgCd wire is performed, followed by wire-drawing to the required diameter (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/> and <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/>). The resulting material is used for example, in the production of contact rivets. For Ag/CdO strip materials two processes are commonly used: Cladding of an AgCd alloy strip with fine silver, followed by complete oxidation, results in a strip material with a small depletion area in the center of it's thickness and an Ag backing suitable for easy attachment by brazing (sometimes called "Conventional Ag/CdO"). Using a technology that allows the partial oxidation of a dual-strip AgCd alloy material in a higher pressure pure oxygen atmosphere, yields a composite Ag/CdO strip material that has - besides a relatively fine CdO precipitation - also an easily brazable AgCd alloy backing. These materials are mainly used as the basis for contact profiles and contact tips.

During powder metallurgical production, the powder mixed made by different processes are typically converted by pressing, sintering and extrusion to wires and strips. The high degree of deformation during hot extrusion, produces a uniform and fine dispersion of CdO particles in the Ag matrix while at the same time achieving a high density which is advantageous for good contact properties (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/>). To obtain a backing suitable for brazing, a fine silver layer is applied by either com-pound extrusion or hot cladding prior to or right after the extrusion.

For larger contact tips, and especially those with a rounded shape, the single tip Press-Sinter-Repress process (PSR) offers economical advantages. The powder mix is pressed into a die close to the final desired shape, the "green" tips are sintered, and in most cases, the repress process forms the exact final shape while at the same time, increasing the contact density and hardness.

Using different silver powders and minor additives for the basic Ag and CdO, starting materials can help influence certain contact properties for specialized applications.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010">
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Softening of internally oxidized (i.o.) Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P">
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of powder metallurgical (p.m.) Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing">
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of powder metallurgical Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812">
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of powder metallurgical Ag/CdO 88/12</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing">
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of powder metallurgical Ag/CdO 88/12 after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010">
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 i.o. a) close to surface b) in center area</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P">
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 p.m.: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

</div>
<div class="clear"></div>

*'''Silver–tin oxide materials'''
Over the past years, many Ag/CdO contact materials have been replaced by Ag/SnO2 based materials with 2-14 wt% SnO2 because of the toxicity of Cadmium. This changeover was further favored by the fact that Ag/SnO2 contacts quite often show improved contact and switching properties such as lower arc erosion, higher weld resistance and a significant lower tendency towards material transfer in DC switching circuits (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/>). Ag/SnO2 materials have been optimized for a broad range of applications by other metal oxide additives and modification in the manufacturing processes that result in different metallurgical, physical and electrical properties (<xr id="tab:tab2.28"/> and <xr id="tab:tab2.29"/>).

Manufacturing of Ag/SnO2 by ''internal oxidation'' is possible in principle, but during heat treatment of alloys containing > 5 wt% of tin in oxygen, dense oxide layers formed on the surface of the material prohibit the further diffusion of oxygen into the bulk of the material. By adding Indium or Bismuth to the alloy, the internal oxidation is possible and results in materials that typically are rather hard and brittle and may show somewhat elevated contact resistance and is limited to applications in relays. Adding a brazable fine silver layer to such materials results in a semifinished material, suitable for the manufacture as smaller weld profiles (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/>). Because of their resistance to material transfer and low arc erosion, these materials find for example a broader application in automotive relays (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

''Powder metallurgy'' plays a significant role in the manufacturing of Ag/SnO2 contact materials. Besides SnO2 a smaller amount (<1 wt%) of one or more other metal oxides such as WO3, MoO3, CuO and/or Bi2O3 are added. These
additives improve the wettability of the oxide particles and increase the viscosity of the Ag melt. They also provide additional benefits to the mechanical and arcing contact properties of materials in this group (<xr id="tab:tab2.26"/>).

<figtable id="tab:tab2.26">
<caption>''' Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide Contact Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Additives
!Theoretical Density [g/cm3]
!Electrical Conductivity [MS/m]
!Vickers Hardness [HV0,1]
!Tensile Strength [MPa]
!Elongation (soft annealed) A[%]min.
!Manufacturing Process
!Form of Supply
|-
|Ag/SnO2 98/2 SPW10
|97 - 99
|WO3
|10,4
|59 ± 2
|57 ± 15
|215
|35
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW
|89 - 91
|WO3
|10
|47 ± 5
|
|250
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW
|87 - 89
|WO3
|9.9
|46 ± 5
|67 ± 15
|270
|20
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 92/8 SPW4
|91 - 93
|WO3
|10,1
|51 ± 2
|62 ± 15
|255
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW4
|89 - 91
|WO3
|10
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW4 
|87 - 89
|WO3
|9,8
|46 ± 5
|80 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW6
|87 - 89
|MoO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 97/3 SPW7
|96 - 98
|Bi2O3 and WO3
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 SPW7
|89 - 91
|Bi2O3 and WO3
|9,9
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 88/12 SPW7
|87 - 89
|Bi2O3 and WO3
|9.8
|42 ± 5
|70 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 98/2 PMT1
|97 - 99
|Bi2O3 and CuO
|10,4
|57 ± 2
|
|215
|35
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 96/4 PMT1
|95 - 97
|Bi2O3 and CuO
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 94/6 PMT1
|93 - 95
|Bi2O3 and CuO
|
|
|
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 92/8 PMT1
|91 - 93
|Bi2O3 and CuO
|10
|50 ± 2
|62 ± 15
|240
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PMT1
|89 - 91
|Bi2O3 and CuO
|10
|48 ± 2
|65 ± 15
|240
|25
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT1
|87 - 89
|Bi2O3 and CuO
|9,9
|46 ± 5
|
|260
|20
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 PE
|89 - 91
|Bi2O3 and CuO
|9,8
|48 ± 2
|55 - 100
|230 - 330
|28
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PE
|87 - 89
|Bi2O3 and CuO
|9,7
|46 ± 5
|60 - 106
|235 - 330
|25
|Powder Metallurgy
|1
|-
|Ag/SnO2 88/12 PMT2
|87 - 89
|CuO
|9,9
|
|90 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|1,2
|-
|Ag/SnO2 86/14 PMT3
|85 - 87
|Bi2O3 and CuO
|9,8
|
|95 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 94/6 LC1
|93 - 95
|Bi2O3 and In2O3
|9,8
|45 ± 5
|55 ± 10
|
|
|Powder Metallurgy
|2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|89 - 91
|In2O3
|9,9
|50 ± 5
|85 ± 15
|310
|25
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|87 - 89
|In2O3
|9,8
|48 ± 5
|90 ± 15
|325
|25
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|Ag/SnO2 90/10 POX1
|85 - 87
|In2O3
|9,6
|45 ± 5
|95 ± 15
|330
|20
|Internal Oxidation
|1,2
|-
|}
</figtable>

1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips

In the manufacture for the initial powder mixes, different processes are applied which provide specific advantages of the resulting materials in respect to their contact properties . Some of them are described here as follows:
:'''a) Powder blending from single component powders''' In this common process all components, including additives that are part of the powder mix, are blended as single powders. The blending is usually performed in the dry stage in blenders of different design.

:'''b) Powder blending on the basis of doped powders''' For incorporation of additive oxides in the SnO2 powder, the reactive spray process has shown advantages. This process starts with a waterbased solution of the tin and other metal compounds. This solution is nebulized under high pressure and temperature in a reactor chamber. Through the rapid evaporation of the water, each small droplet is converted into a salt crystal and from there gets transformed by oxidation into a tin oxide particle in which the additive metals are distributed evenly as oxides. The so created doped AgSnO2 powder is then mechanically mixed with silver powder.

:'''c) Powder blending based on coated oxide powders''' In this process, tin oxide powder is blended with lower melting additive oxides such as for example Ag2 MoO4 and then heat treated. The SnO2 particles are coated in this step with a thin layer of the additive oxide.

:'''d) Powder blending based on internally oxidized alloy powders''' A combination of powder metallurgy and internal oxidation this process starts with atomized Ag alloy powder which is subsequently oxidized in pure oxygen. During this process the Sn and other metal components are transformed to metal oxide and precipitated inside the silver matrix of each powder particle.

:'''e) Powder blending based on chemically precipitated compound powders''' A silver salt solution is added to a suspension of for example SnO2 together with a precipitation agent. In a chemical reaction, silver and silver oxide respectively are precipitated around the additive metal oxide particles, who act as crystallization sites. Further chemical treatment then reduces the silver oxide with the resulting precipitated powder, being a mix of Ag and SnO2.

Further processing of these differently produced powders follows the conventional processes of pressing, sintering and hot extrusion to wires and strips. From these contact parts, contact rivets and tips are manufactured. To obtain a brazable backing, the same processes as used for Ag/CdO are applied. As for Ag/CdO, larger contact tips can also be manufactured using the press-sinter-repress (PSR) process (<xr id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"/>).
<div id="figures">

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE">
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 92/8 PE by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE">
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 88/12 PE by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4">
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of oxidized Ag/SnO2 88/12 PW4 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO2 88/12 TOS F by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P">
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO2 88/12P by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 SP after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO2 88/12 WPD by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing">
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO2 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 SPW: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD">
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO2 88/12 WPD: parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process">
<caption>'''Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th rowspan="2">Material</th><th rowspan="2">Additives</th><th rowspan="2">Density[ g/cm3]</th><th rowspan="2">ElectricalResistivity[µS ·cm]</th><th colspan="2">ElectricalConductivity</th><th rowspan="2">VickersHardnessHV 10.</th></tr>
<tr><th>[%IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr>
<tr><td>AgCdO 90/10</td><td/><td>10.1</td><td>2.08</td><td>83</td><td>48</td><td>60</td></tr><tr><td>AgCdO 85/15 </td><td/><td>9.9</td><td>2.27</td><td>76</td><td>44</td><td>65</td></tr><tr><td>AgSnO2 90/10</td><td>CuO andBi2 O3</td><td>9.8</td><td>2.22</td><td>78</td><td>45</td><td>55</td></tr><tr><td>AgSnO2 88/12</td><td>CuO andBi2 O3</td><td>9.6</td><td>2.63</td><td>66</td><td>38</td><td>60</td></tr></table>
Form of Support: formed parts, stamped parts, contact tips
</figtable>

*'''Silver–zinc oxide materials'''
Silver zinc oxide contact materials with mostly 6 - 10 wt% oxide content, including other small metal oxides, are produced exclusively by powder metallurgy [[#figures1|(Figs. 58 – 63)]]. Adding WO3 or Ag2WO4 in the process - as described in the preceding chapter on Ag/SnO2 - has proven most effective for applications in AC relays, wiring devices, and appliance controls. Just like with the other Ag metal oxide materials, semi-finished materials in strip and wire form are used to manufacture contact tips and rivets. Because of their high resistance against welding and arc erosion Ag/ZnO materials present an economic alternative to Cd free Ag-tin oxide contact materials (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/> and <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/>).

<figtable id="tab:tab2.28">
<caption>''' Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Zinc Oxide Contact'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Additives
!Density [g/cm3]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical Conductivity [% IACS] [MS/m]
!Vickers Hardness Hv1
!Tensile Strength [MPa]
!Elongation (soft annealed) A[%]min.
!Manufacturing Process
!Form of Supply
|-
|Ag/ZnO 92/8P 
|91 - 93
|
|9.8
|2.22
|78
|45
|60 - 95
|220 - 350
|25
|Powder Metallurgy a) indiv. powders
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8PW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|230 - 340
|25
|Powder Metallurgy c) coated
|1
|-
|Ag/ZnO 90/10PW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.17
|79
|46
|65 - 100
|230 - 350
|20
|Powder Metallurgy c) coated
|1
|-
|Ag/ZnO 92/8WP 
|91 - 93
|
|9.8
|2.0
|86
|50
|60 - 95
|
|
|Powder Metallurgy with Ag backing a) individ.
|2
|-
|Ag/ZnO 92/8WPW25 
|91 - 93
|Ag2WO4
|9.6
|2.08
|83
|48
|65 - 105
|
|
|Powder Metallurgy c) coated
|2
|-
|Ag/ZnO 90/10WPW25 
|89 - 91
|Ag2WO4
|9.6
|2.7
|79
|46
|65 - 110
|
|
|Powder Metallurgy c) coated
|2
|}
</figtable>

1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 PW25 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/ZnO 92/8 PW25 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 after annealing for 1hr after different degrees of cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 PW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/ZnO 92/8 PW25: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25">
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Micro structure of Ag/ZnO 92/8 WPW25:a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/ZnO contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.29">
<caption>'''Optimizing of Silver–Tin Oxide Materials Regarding their Switching Properties and Forming Behavior'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material/Material Group</th><th>Special Properties<th colspan="2"></th></tr><tr><td>Ag/SnO2 PE</td><td>Especially suitable for automotive relays(lamp loads)</td><td>Good formability (contact rivets)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 TOS F</td><td>Especially suited for high inductiveDC loads</td><td>Very good formability (contact rivets)</td></tr><tr><td>Ag/SnO2 WPD</td><td>Especially suited for severe loads (AC-4)and high switching currents</td><td/></tr><tr><td>Ag/SnO2 W TOS F</td><td>Especially suitable for high inductive DCloads</td><td/></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Properties
|-
|Ag/SnO2 
|Environmentally friendly materials, 
Very high resistance against welding during current-on-switching, Weld resistance increases with higher oxide contents, 
Low and stable contact resistance over the life of the device and good temperature rise properties through use of special additives, 
High arc erosion resistance and contact life, 
Very low and flat material transfer during DC load switching, 
Good arc moving and very good arc extinguishing properties
|-
|Ag/ZnO 
|Environmentally friendly materials, 
High resistance against welding during current-on-switching (capacitor contactors), 
Low and stable contact resistance through special oxide additives, Very high arc erosion resistance at high switching currents, 
Less favorable than Ag/SnO2 for electrical life and material transfer, 
With Ag2WO4 additive especially suitable for AC relays
|}
</figtable>

<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials">
<caption>'''Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th></tr><tr><td>Ag/SnO2</td><td>Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired againstAg/C), (Main) Power switches</td></tr><tr><td>Ag/ZnO</td><td>Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuitbreakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</td></tr></table>
</figtable>

====Silver–Graphite Materials====
Ag/C contact materials are usually produced by powder metallurgy with graphite contents of 2 – 6 wt% (<xr id="tab:tab2.32"/>). The earlier typical manufacturing process of single pressed tips by pressing - sintering - repressing (PSR) has been replaced in Europe for quite some time by extrusion. In North America and some other regions however the PSR process is still used to some extend mainly for cost reasons.

The extrusion of sintered billets is now the dominant manufacturing method for semi-finished AgC materials. The hot extrusion process results in a high density material with graphite particles stretched and oriented in the extrusion direction [[#figures4|(Figs. 68 – 71)]]. Depending on the extrusion method in either rod or strip form, the graphite particles can be oriented in the finished contact tips perpendicular or parallel to the switching contact surface (<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/> and <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/>).

Since the graphite particles in the Ag matrix of Ag/C materials prevent contact tips from directly being welded or brazed, a graphite free bottom layer is required. This is achieved by burning out (de-graphitizing) the graphite selectively on one side of the tips.

Ag/C contact materials exhibit on the one hand an extremely high resistance to contact welding but on the other have a low arc erosion resistance. This is caused by the reaction of graphite with the oxygen in the surrounding atmosphere at the high temperatures created by the arcing. The weld resistance is especially high for materials with the graphite particle orientation parallel to the arcing contact surface. Since the contact surface after arcing consists of pure silver, the contact resistance stays consistantly low during the electrical life of the contact parts.

A disadvantage of the Ag/C materials is their rather high erosion rate. In materials with parallel graphite orientation this can be improved, if a part of the graphite is incorporated into the material (Ag/C DF) in the form of fibers (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/>). The weld resistance is determined by the total content of graphite particles.

Ag/C tips with vertical graphite particle orientation are produced in a specific sequence: Extrusion to rods, cutting of double thickness tips, burning out of graphite to a controlled layer thickness, and a second cutting to single tips. Such contact tips are especially well suited for applications which require both, a high weld resistance and a sufficiently high arc erosion resistance (<xr id="tab:tab2.33"/>). For attachment of Ag/C tips welding and brazing techniques are applied.

Welding the actual process depends on the material's graphite orientation. For Ag/C tips with vertical graphite orientation the contacts are assembled with single tips. For parallel orientation a more economical attachment starting with contact material in strip or profile tape form is used in integrated stamping and welding operations with the tape fed into the weld station, cut off to tip form and then welded to the carrier material before forming the final contact assembly part. For special low energy welding, the Ag/C profile tapes can be pre-coated with a thin layer of high temperature brazing alloys such as CuAgP.

In a rather limited way, Ag/C with 2 – 3 wt% graphite can be produced in wire form and headed into contact rivet shape with low head deformation ratios.

The main applications for Ag/C materials are protective switching devices such as miniature molded case circuit breakers, motor-protective circuit breakers, and fault current circuit breakers, where during short circuit failures, highest resistance against welding is required (<xr id="tab:tab2.34"/>). For higher currents the low arc erosion resistance of Ag/C is compensated by asymmetrical pairing with more erosion resistant materials such as Ag/Ni, Ag/W and Ag/WC.

<div class="multiple-images">
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D">
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C 96/4 by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D">
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C 96/4 after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF">
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C DF by cold working</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing">
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C DF after annealing</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3">
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 97/3: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5">
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 95/5: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D">
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 96/4: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]
</figure>

<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF">
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C DF: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag/Ni 90/10 backing layer</caption>]]
</figure>
</div>
<div class="clear"></div>

<figtable id="tab:tab2.32">
<caption>'''Physical Properties of Silver–Graphite Contact Materials'''</caption>

{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"
|-
!Material
!Silver Content [wt%]
!Density [g/cm3]
!Melting Point [°C]
!Electrical Resistivity [μΩ·cm]
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical Conductivity [% IACS] [MS/m]
!Vickers-Hardnes HV10 42 - 45
|-
|Ag/C 98/2
|97.5 - 98.5
|9.5
|960
|1.85 - 1.92
|90 - 93
|48 - 50
|42 - 44
|-
|Ag/C 97/3
|96.5 - 97.5
|9.1
|960
|1.92 - 2.0
|86 - 90
|45 - 48
|41 - 43
|-
|Ag/C 96/4
|95.5 - 96.5
|8.7
|960
|2.04 - 2.13
|81 - 84
|42 - 46
|40 - 42
|-
|Ag/C 95/5
|94.5 - 95.5
|8.5
|960
|2.12 - 2.22
|78 - 81
|40 - 44
|40 - 60
|-
|AgC DF GRAPHOR DF[[#text-reference1|1]]
|95.7 - 96.7
|8.7 - 8.9
|960
|2.27 - 2.50
|69 - 76
|40 - 44
|-
|}
<div id="text-reference1">1 Graphite content 3.8 wt%, Graphite particles and fibers parallel to switching surface</div>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.33">
<caption>'''Contact and Switching properties of Silver–Graphite Contact Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Properties</th></tr><tr><td>Ag/C</td><td>Highest resistance against welding during make operations at high currents,High resistance against welding of closed contacts during short circuit,Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,Low arc erosion resistance, especially during break operations, Higher arc erosion with increasing graphite contents, at the same time carbon build-up on switching chamber walls increases, silver-graphite with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,Limited formability,Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</td></tr></table>
</figtable>

<figtable id="tab:tab2.34">
<caption>'''Application Examples and Forms of Supply of Silver– Graphite Contact Materials'''</caption>
<table class="twocolortable">
<tr><th>Material</th><th>Application Examples</th><th>Form of Supply</th></tr><td>Ag/C 98/2</td><td>Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</td><td>Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</td></tr><tr><td>Ag/C 97/3Ag/C 96/4Ag/C 95/5Ag/C DF</td><td>Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO2, Ag/ZnO,(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</td><td>Contact tips, brazed and welded contactparts, some contact rivets withAg/C97/3</td></tr></table>
</figtable>

==References==
[[Contact Materials for Electrical Engineering#References|References]]

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Tungsten and Molybdenum Based Materials

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