https://www.electrical-contacts-wiki.com/api.php?action=feedcontributions&user=Teitscheid&feedformat=atomElectrical Contacts - User contributions [en]2024-03-28T13:59:58ZUser contributionsMediaWiki 1.31.16https://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Electrical_Contacts:Impressum&diff=4095Electrical Contacts:Impressum2014-10-06T18:30:11Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<div>{|<br />
|'''Editor''':<br />
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Im Altgefäll 12<br><br />
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|}</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Pr%C3%BCfverfahren_in_der_Energietechnik&diff=4094Prüfverfahren in der Energietechnik2014-09-28T11:03:06Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<div>==<!--13.4-->Prüfverfahren in der Energietechnik==<br />
<br />
Die Prüfung von elektrischen Kontakten der Energietechnik dient einerseits der<br />
laufenden Qualitätskontrolle und andererseits der Neu- und Weiterentwicklung<br />
von Kontaktwerkstoffen. Um ein optimales Kontakt- und Schaltverhalten zu<br />
erreichen, müssen Kontaktwerkstoffe und Schaltgeräte mit ihren Eigenschaften<br />
im Rahmen elektrischer Prüfungen aufeinander abgestimmt werden. Der Erfolg<br />
dieser Abstimmung wird durch Schaltprüfungen nachgewiesen.<br />
<br />
Die Bewertung eines Kontaktwerkstoffes erfolgt durch Untersuchungen mit Hilfe<br />
werkstoffkundlicher Prüfmethoden sowie durch Schaltversuche in Modellschaltern<br />
und Serien-Schaltgeräten. Die physikalischen Eigenschaften, wie<br />
Schmelz- und Siedetemperatur, elektrische Leitfähigkeit usw., sind maßgebend<br />
für die Auswahl des Basiswerkstoffes und einzelner Komponenten, können<br />
aber keine Aussage zum Kontakt- und Schaltverhalten geben.<br />
Werkstoffkundliche Prüfmethoden eignen sich in erster Linie zur Aufdeckung<br />
von Material- und Bearbeitungsfehlern. Das eigentliche Kontakt- und<br />
Schaltverhalten eines Werkstoffes kann nur durch elektrische Schaltversuche<br />
mit einem Modellschalter oder vorzugsweise mit einem Serien-Schaltgerät<br />
erfasst werden.<br />
<br />
Modellschalter bieten dabei die Möglichkeit, einen Kontaktwerkstoff schon innerhalb<br />
kurzer Zeit z.B. bezüglich des Ein- und Ausschaltverhaltens zu beurteilen und grob zu<br />
klassifizieren. Da Modellschalter von idealisierten Versuchsbedingungen ausgehen,<br />
können sie keinesfalls die Prüfung im serienmäßigen Schaltgerät ersetzen.<br />
<br />
Die Prüfung von Kontaktwerkstoffen in serienmäßigen Schaltgeräten sollte<br />
möglichst nach DIN EN - bzw. IEC-Bestimmungen und -Regeln erfolgen. Für<br />
jede Geräteart bestehen spezielle Prüf-Normen, die sich für die Beurteilung<br />
eines Gerätes jeweils unterteilen lassen nach:<br />
<br />
* Einschaltvermögen,<br />
* Ausschaltvermögen,<br />
* elektrische Lebensdauer,<br />
* Übertemperatur.<br />
<br />
Die nachfolgenden Ausführungen beschränken sich auf werkstoffkundliche<br />
Prüfungen sowie die Prüfung der für Schaltgeräte besonders wichtigen<br />
Kenngrößen elektrische Lebensdauer, Übertemperatur und Schaltvermögen. <br />
<br />
===<!--13.4.1-->Werkstoffkundliche Prüfungen===<br />
<br />
Hauptmerkmal für die Beurteilung von Kontaktwerkstoffen der Energietechnik ist<br />
die mikroskopische Gefügeuntersuchung anhand eines metallographischen<br />
Schliffs. Sie gibt einen Einblick in die innere Struktur des Werkstoffes. Auf diese<br />
Weise werden Gefügecharakteristiken, wie Korngröße, Oxidverteilung und auch<br />
Gefügeinhomogenitäten, Korngrenzenanreicherungen, Risse, Materialtrennungen<br />
oder fehlerhafte Lötverbindungen erkennbar. Allerdings ist die Betrachtung<br />
auf die gewählte Schliffebene begrenzt.<br />
<br />
Bild <xr id="fig:Microstructure of a powder metallurgical Ag CdO material"/><!--(Fig. 13.11)--> zeigt das Gefüge eines Ag/CdO-Werkstoffes nach Lichtbogenbeanspruchung.<br />
Im unteren Bildteil ist das Ausgangsgefüge des Kontaktwerkstoffes<br />
zu erkennen. Im oberen Bildteil sind Werkstoffentmischungen zu sehen, die<br />
durch Lichtbogeneinwirkung beim Schaltvorgang entstanden sind. Dieses<br />
„Schaltgefüge“ weist in einigen Bereichen eine Verarmung von Metalloxid auf,<br />
so dass beim Einschaltvorgang die Gefahr des Verschweißens der Kontaktstücke<br />
besteht. Weitere Untersuchungen mittels Mikrosonde in Kombination mit<br />
einem Raster-Elektronenmikroskop (REM) erlauben eine Analyse der an der<br />
Oberfläche vorhandenen Elemente.<br />
<figure id="fig:Microstructure of a powder metallurgical Ag CdO material"><br />
[[File:Microstructure of a powder metallurgical Ag CdO material.jpg|right|thumb|Gefüge eines gesinterten Ag/CdOWerkstoffes nach intensiver Lichtbogenbeanspruchung]]<br />
</figure><br />
<br />
===<!--13.4.2-->Prüfungen nach IEC/EN===<br />
<br />
====<!--13.4.2.1-->Elektrische Lebensdauer====<br />
<br />
Die elektrische Lebensdauer von in der Niederspannungs-Energietechnik<br />
häufig eingesetzten Schützen, Motorschaltern und Hilfsstromschaltern wird<br />
nach Gebrauchskategorien festgelegt, die in <xr id="tab:Important Use Categories and Their Typical Applications for Contactors and Power Switches"/><!--(Tab. 13.1)--> zusammengefasst sind.<br />
<br />
Zur Prüfung der elektrischen Lebensdauer nach IEC/EN 60947-4-1 sind für die<br />
einzelnen Gebrauchskategorien in <xr id="tab:Verification of Electrical Life Conditions for Make and Break Tests of Contactors and Motor Starters by Utilization Category"/><!--(Tab. 13.2)--> die Ein- und Ausschaltbedingungen<br />
aufgeführt:<br />
<br />
Die Lebensdauer eines Motorschalters wird in erster Linie vom Abbrand bestimmt,<br />
der durch die Ein- und Ausschaltlichtbögen an den Kontaktstücken<br />
entsteht. Bei der Prüfung nach der Gebrauchskategorie AC-3, bei<br />
der der Einschaltstrom das 6-fache des Ausschaltstromes beträgt, ist für die<br />
Höhe des Abbrandes weitgehend der Einschaltvorgang maßgebend, insbesondere<br />
wenn häufig Prellungen > 2 ms Dauer auftreten. Die Charakteristik des<br />
Prellvorganges beim Einschalten ist daher für den Abbrand der Kontaktstücke<br />
in Schaltgeräten, die überwiegend im Normalbetrieb (AC-3) eingesetzt sind,<br />
von außerordentlich großer Bedeutung. Wenn bei den Schaltgeräten die Einund<br />
Ausschaltströme gleich groß sind, wie nach den Gebrauchskategorien<br />
AC-3 und AC-5, überwiegt der Ausschaltabbrand so stark, dass der Einschaltabbrand<br />
vernachlässigt werden kann.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Important Use Categories and Their Typical Applications for Contactors<br />
and Power Switches"><br />
<caption>'''<!--Table 13.1:-->Wichtige Gebrauchskategorien und typische Anwendungsfälle für Schütze und Hilfsstromschalter'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!colspan="6" style="text-align:left"| Schütze, Motorschalter (IEC/EN 60947-4-1)<br />
|- <br />
!Stromart<br />
!Gebrauchskategorie<br />
!Typischer Anwendungsfall<br />
|-<br />
|Wechselstrom<br />
|AC-1<br />
|Nicht induktive oder schwach induktive Last. Widerstandsöfen<br />
|-<br />
|<br />
|AC-2<br />
|Schleifringläufermotoren: Anlassen, Ausschalten<br />
|-<br />
|<br />
|AC-3<br />
|Käfigläufermotoren: Anlassen, Ausschalten während des Laufes<br />
|-<br />
|<br />
|AC-4<br />
|Käfigläufermotoren: Anlassen, Gegenstrombremsen, Tippen, Reversieren<br />
|-<br />
|Gleichstrom<br />
|DC-1<br />
|Nicht induktive oder schwach induktive Last Widerstandsöfen<br />
|-<br />
|<br />
|DC-3<br />
|Nebenschlussmotoren: Anlassen, Gegenstrombremsen, Reversieren, Tippen, Widerstandsbremsen<br />
|-<br />
|<br />
|DC-5<br />
|Reihenschlussmotoren: Anlassen, Gegenstrombremsen, Reversieren, Tippen, Widerstandsbremsen<br />
|-<br />
!colspan="6" style="text-align:left"| Hilfstromschalter (IEC 60947-5-1)<br />
|-<br />
!Stromart<br />
!Gebrauchskategorie<br />
!Typischer Anwendungsfall<br />
|-<br />
|Wechselstrom<br />
|AC-12<br />
|Steuern von ohmscher Last und Halbleiterlast in Eingangskreisen von Optokopplern<br />
|-<br />
|<br />
|AC-14<br />
|Steuern von kleiner elektromagnetischer Last (max. 72VA)<br />
|-<br />
|<br />
|AC-15<br />
|Steuern von elektromagnetischer Last (größer als 72VA)<br />
|-<br />
|Gleichstrom<br />
|DC-12<br />
|Steuern von ohmscher Last und Halbleiterlast in Eingangskreisen von Optpkopplern<br />
|-<br />
|<br />
|DC-13<br />
|Steuern von Elektromagneten bei Gleichspannung<br />
|-<br />
|<br />
|DC-14<br />
|Steuern von elektromagnetischer Last bei Gleichspannung mit Sparwiderständen im Stromkreis<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
Die elektrische Lebensdauer in den Gebrauchskategorien AC-3, DC-3 und<br />
DC-5 muss mindestens 5% der mechanischen Lebensdauer betragen.<br />
Die elektrische Lebensdauer von Hilfsstromschaltern ist i.d.R. von untergeordneter<br />
Bedeutung, da diese Geräte nur gering belastet werden. Es ist jedoch zu<br />
beachten, dass nach den Bestimmungen bezüglich des Ein- und Ausschaltvermögens<br />
unter bestimmten Bedingungen die 10-fachen Werte der Bemessungs-Betriebsdaten verlangt werden, was hohe Anforderungen an die elektrische<br />
Festigkeit der Schaltstrecke unmittelbar nach der Lichtbogen beanspruchung<br />
bzw. an die Wiederverfestigungsspannung der Kontaktwerkstoffe stellt.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Verification of Electrical Life Conditions for Make and Break Tests of Contactors and Motor Starters by Utilization Category"><br />
<caption>'''<!--Table 13.2:-->Nachweis der elektrischen Lebensdauer. Bedingungen für das Ein- und Ausschalten von Schützen und Motorschaltern nach Gebrauchskategorien'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Gebrauchskategorie<br />
!Nennbetriebsstrom<br />
!colspan="3" style="text-align:center"| Einschalten<br />
!colspan="3" style="text-align:center"| Ausschalten<br />
|-<br />
!<br />
!I<sub>e</sub>/A<br />
!I/I<sub>e</sub><br />
!U/U<sub>e</sub><br />
!cos &phi; <br />
!I<sub>c</sub>/I<sub>e</sub><br />
!U<sub>r</sub>/U<sub>e</sub><br />
!cos &phi; <br />
|-<br />
|AC-1<br />
|Alle Werte<br />
|1<br />
|1<br />
|0.95<br />
|1<br />
|1<br />
|0.95<br />
|-<br />
|AC-2<br />
|Alle Werte<br />
|2.5<br />
|1<br />
|0.65<br />
|2.5<br />
|1<br />
|0.65<br />
|-<br />
|AC-3<br />
|I<sub>e</sub> &le; 17<br />I<sub>e</sub> > 17<br />
|6<br />6<br />
|1<br />1<br />
|0.65<br />0.35<br />
|1<br />1<br />
|0.17<br />0.17<br />
|0.65<br />0.35<br />
|-<br />
|AC-4<br />
|I<sub>e</sub> &le; 17<br />I<sub>e</sub> > 17<br />
|6<br />6<br />
|1<br />1<br />
|0.65<br />0.35<br />
|6<br />6<br />
|1<br />1<br />
|0.65<br />0.35<br />
|-<br />
!<br />
!I<sub>e</sub>/A<br />
!I/I<sub>e</sub><br />
!U/U<sub>e</sub><br />
!L/R [ms]<br />
!I<sub>c</sub>/I<sub>e</sub><br />
!U<sub>r</sub>/U<sub>e</sub><br />
!L/R [ms]<br />
|-<br />
|DC-1<br />
|Alle Werte<br />
|1<br />
|1<br />
|1<br />
|1<br />
|1<br />
|1<br />
|-<br />
|DC-3<br />
|Alle Werte<br />
|2.5<br />
|1<br />
|2<br />
|2.5<br />
|1<br />
|2<br />
|-<br />
|DC-5<br />
|All values<br />
|2.5<br />
|1<br />
|7.5<br />
|2.5<br />
|1<br />
|7.5<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
I<sub>e</sub> = Bemessungs-Betriebsstrom<br /> <br />
I = Einschaltstrom<br /><br />
I<sub>c</sub> = Ausschaltstrom<br /><br />
<br />
U<sub>e</sub> = Bemessungs-Betriebsspannung <br /><br />
U = Angelegte Spannung<br /><br />
U<sub>r</sub> = Wiederkehrende Spannung<br />
<br />
[[File:AC3 contact arc erosion of two differently produced Ag SnO2 contact materials.jpg|right|thumb|AC-3-Kontaktband zweier unterschiedlich<br />
hergestellter Ag/SnO -Werkstoffe in einem 37 2<br />
kW-Schütz<br />
1 Ag/SnO 88/12, konventionell 2<br />
pulvermetallurgisch hergestellter Werkstoff mit<br />
MoO3-Zusatz, stranggepresst<br />
2 Ag/SnO 88/12, Pulverherstellung nach dem 2<br />
Reaktionssprühverfahren mit CuO- und Bi O - 2 3<br />
Zusätzen, stranggepresst]]<br />
<br />
====<!--13.4.2.2-->Erwärmung (Übertemperatur)====<br />
<br />
Die Prüfung der Übertemperatur wird nur für Schaltgeräte im Neuzustand<br />
vorgeschrieben. Während des Betriebes dürfen im Verlaufe der gesamten<br />
Lebensdauer keine Schäden infolge zu hoher Temperatur im Gerät und an den<br />
Anschlüssen auftreten.<br />
<figure id="fig:Maximum movable bridge temperature rise for different contact materials"><br />
[[File:Maximum movable bridge temperature rise for different contact materials.jpg|right|thumb|Maximale Brückenübertemperatur<br />
für verschiedene Silber-<br />
Metalloxid-Werkstoffe in einem 132 kWSchütz<br />
nach Schwerlastbeanspruchung<br />
(AC4-Betrieb).<br />
I = 300 A (Dauerstrom)<br />
<b>1</b> Ag/CdO 88/12 gesintert und<br />
stranggepresst<br />
<b>2</b> Ag/SnO27.5In2O32.5<br />
innerlich oxidiert<br />
<b>3</b> Ag/SnO2 88/12<br />
gesintert und stranggepresst<br />
<b>4</b> Ag/SnO2 11.5 WO3 0.5 gesintert und stranggepresst<br />
<b>5</b> Ag/SnO2 11.6 MO4 0.4<br />
gesintert und stranggepresst]]<br />
</figure><br />
Für eine Bewertung von Kontaktwerkstoffen wird häufig eine Erwärmungsprüfung<br />
nach einer bestimmten Anzahl von Schaltspielen unter<br />
Lichtbogenbeanspruchung durchgeführt (<xr id="fig:Maximum movable bridge temperature rise for different contact materials"/><!--(Fig. 13.13)-->). Besonders kritisch zu<br />
bewerten ist dabei das Übertemperaturverhalten der Brückenkontaktstücke.<br />
Bei Überschreiten eines gerätespezifischen oberen Grenzwertes der Temperatur<br />
können bei benachbarten Kunststoffen irreversible Schäden auftreten.<br />
<br />
====<!--13.4.2.3-->Analyse der Schaltvorgänge====<br />
<br />
In Schaltgeräten, bei denen der Antriebsmagnet mit Wechselstrom erregt wird,<br />
können die Kontaktstücke zu einem bestimmten Winkel, bezogen auf den Spannungs-<br />
Nulldurchgang einer Netzphase, synchron schließen und öffnen. Von ähnlicher<br />
Bedeutung ist, mit welcher Phasenfolge, d.h. Reihenfolge der drei Phasen eines<br />
Gerätes, das Schließen und Öffnen der Kontaktstücke abläuft. Der dabei auftretende<br />
Schließ- und Öffnungsverzug gibt an, mit welchem zeitlichen Abstand nach der<br />
ersten Phase die beiden anderen folgen. <br />
<br />
Entsprechende Untersuchungen haben<br />
gezeigt, dass die Überlagerung der Effekte Synchronismus, Phasenfolge und<br />
Schaltverzug bei einer ungünstigen Konstellation zu einer extremen Beanspruchung der Kontaktstücke, besonders bei einer der drei Phasen führen kann. Die<br />
Folgen sind Frühausfälle dieser Phase und somit des kompletten Schaltgerätes,<br />
die unabhängig vom Kontaktwerkstoff bereits bei 30% der Nennlebensdauer<br />
auftreten können. Aufgrund der teilweise starken Streuung der mechanischen<br />
Kennwerte der Schalt-geräte innerhalb einer Fertigungscharge ist die Lebensdauerprüfung<br />
in einem einzelnen Schaltgerät nicht aussagekräftig. Erst die<br />
statistische Auswertung einer großen Zahl von Prüflingen könnte zu einem verwertbaren<br />
Ergebnis führen. Diese Vorgehensweise ist aber sehr aufwendig.<br />
Wird jedoch nach einem speziellen Messverfahren jede einzelne Schaltung bezüglich<br />
des Prellvorgangs, der Ein- und Ausschalt-synchronismen, der damit<br />
verbundenen Phasenfolgen und Schaltverzüge, der Lichtbogenlaufeigenschaften<br />
und vor allem der Energie, die während der Ein- und Ausschaltvorgänge an<br />
die Kontaktstücke abgegeben wird, analysiert, so kann schon die Prüfung in<br />
einem einzelnen Schaltgerät zur Bewertung eines Kontaktwerkstoffes führen.<br />
<br />
====<!--13.4.2.4-->Schaltvermögen====<br />
<br />
Das sichere Beherrschen hoher Kurzschlusströme ist die Hauptaufgabe von<br />
Niederspannungs-Leistungsschaltern. Das Kurzschlussschaltvermögen von<br />
Leistungsschaltern wird nach den in IEC/EN 60947-2 festgelegten Prüfungen<br />
bestimmt (<xr id="tab:Testing for the Short Circuit Breaking Capacity of Low Voltage Power Switches According to IECEN 60947-2 (Shortened Summary)"/><!--(Tab. 13.3)-->). Bei der Prüfung des Kurzschlussschaltvermögens wird nach IEC/EN 60947-2<br />
zwischen dem Bemessungs-Grenzkurzschlussausschaltvermögen I<sub>CU</sub> und dem kleineren oder max. gleich hohen Bemessungs-Betriebskurzschlussausschaltvermögen I<sub>CS</sub> unterschieden.<br />
<br />
Bei der Festlegung von I<sub>CU</sub> muss gewährleistet sein, dass Kurzschlussströme bis zur Höhe der Bemessungsgrenze sicher ausgeschaltet werden. Danach<br />
muss es möglich sein, einmal auf den nicht beseitigten Kurzschluss zu schalten<br />
und diesen Strom sicher auszuschalten. Der Schalter muss danach nicht mehr<br />
für den weiteren Betrieb geeignet sein. Ein nach I<sub>CS</sub> bemessener Schalter muss die Anlage noch schützen können und kann mit Einschränkungen weiter<br />
verwendet werden.<br />
<br />
Um die Kurzschlussströme sicher zu beherrschen, werden hohe Anforderungen<br />
an die Verschweißresistenz der eingesetzten Kontaktpaarung gestellt. Beim<br />
Einschalten auf einen Kurzschluss wird die Kontaktkraft durch die Wirkung<br />
elektrodynamischer Kräfte reduziert. Oberhalb eines gerätespezifischen Stromwertes<br />
kommt es zu einem Abheben der Kontaktstücke. Dabei entsteht ein<br />
Lichtbogen, an dessen Fußpunkten das Kontaktmaterial aufschmilzt. Beim<br />
nachfolgenden Schließen der Kontaktstücke können Verschweißungen<br />
auftreten, so dass der Schalter nicht mehr in der Lage ist, den Kurzschlussstrom<br />
auszuschalten und somit seine Sicherheitsfunktion verliert.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Testing for the Short Circuit Breaking Capacity of Low Voltage Power Switches According to IECEN 60947-2 (Shortened Summary)"><br />
<caption>'''<!--Table 13.3:-->Prüfung des Kurzschlussschaltvermögens von Niederspannungs-Leistungsschaltern nach IEC/EN 60947-2 (gekürzte Darstellung)'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Prüfmerkmale<br />
!Bemessungsgrenzkurzschluss- ausschaltvermögen I<sub>CU</sub><br />
!Bemessungsgrenzkurzschluss- ausschaltvermögen I<sub>CS</sub><br />
|-<br />
|Prüfbedingungen<br />
|Ue<br />abhängig von der Höhe des Prüfstromes I in kA, z.B.<br />
<br />
{| class="innertable" style=" border: none"<br />
|6 < l &le; 10<br />
| cos&phi; 0.5<br />
|- <br />
|10 < l &le; 20<br />
|cos&phi; 0.3<br />
|-<br />
|20 < l &le; 50 <br />
| cos&phi; 0.25 <br />
|-<br />
| 50 < l <br />
|cos&phi; 0.2 <br />
|-<br />
|}<br />
|Ue<br />abhängig von der Höhe des Prüfstromes I in kA, z.B.<br />
<br />
{| class="innertable" style=" border: none"<br />
|6 < l &le; 10<br />
| cos&phi; 0.5<br />
|- <br />
|10 < l &le; 20<br />
|cos&phi; 0.3<br />
|-<br />
|20 < l &le; 50 <br />
| cos&phi; 0.25 <br />
|-<br />
| 50 < l <br />
|cos&phi; 0.2 <br />
|-<br />
|}<br />
|-<br />
|Prüffolge<br />
|O - t - CO<br />
|O - t - CO - CO<br />
|-<br />
|anschließende Isolationsprüfung<br />
|2 x U<sub>e</sub>, mindestens mit 1.000 V<br />
|2 x U<sub>e</sub>, mindestens mit 1.000 V<br />
|-<br />
|anschließende Erwärmungsprüfung<br />
|<br />
|Die Übertemperaturen dürfen die Grenzübertemperaturen nicht übersteigen<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
U<sub>e</sub> = Bemessungsbetriebsspannung<br /><br />
U = Prüfstrom<br /><br />
O = Ausschalten<br /><br />
T = Pause<br /><br />
CO = Ein- und Ausschalten<br />
<br />
===<!--13.4.3-->Prüfungen nach UL und CSA===<br />
<br />
Die nordamerikanischen Normen nach UL (USA) und CSA (Kanada) unterscheiden<br />
sich teilweise erheblich von den IEC-Normen und den harmonisierten<br />
Europa-Normen (EN). In den USA und Kanada wird zwischen Geräten für die<br />
Energieverteilung z.B. Niederspannungs-Leistungsschalter nach UL 489<br />
(UL=Underwriters Laboratories) bzw. CSA-C22.2 No. 5-02 (CSA= Canadian<br />
Standard Association) und Industrieschaltgeräten z.B. Schützen nach UL 508<br />
bzw. CSA-C22.2 No. 14 unterschieden. Nordamerikanische Normen legen<br />
einen besonderen Schwerpunkt auf die Vermeidung von Bränden. Daraus ergeben<br />
sich besondere Anforderungen an das Erwärmungsverhalten. Außerdem<br />
sehen nordamerikanische Normen größere Luft- und Kriechstrecken vor als die<br />
IEC- Normen. Beides hat erheblichen Einfluss auf die Bauweise der Schaltgeräte<br />
und die Bemessung des Kontaktsystems.<br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Prüfverfahren#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Testing_Procedures_for_Power_Engineering]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Werkstoffe_auf_Silber-Basis&diff=4093Werkstoffe auf Silber-Basis2014-09-27T22:49:51Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<div>===Feinsilber===<br />
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller<br />
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die<br />
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die<br />
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.<br />
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis<br />
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes<br />
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,<br />
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim<br />
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei<br />
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung<br />
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen<br />
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch<br />
Kurzschlüsse verursachen.<br />
<br />
Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/><!--(Table 2.11)-->). Silber<br />
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-<br />
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen<br />
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/><!--Table 2.12-->). Weitere Angaben zu den verschiedenen<br />
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.<br />
<br />
Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich<br />
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden.<br />
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-<br />
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach<br />
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten<br />
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.<br />
<br />
Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,<br />
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des<br />
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen<br />
verbreitet Anwendung.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"><br />
<caption>'''<!--Table 2.11:-->Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</p></th><th><p class="s12">Beimengungen</p><p class="s12">[ppm]</p></th><th><p class="s12">Hinweise für die Verwendung</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Spektralreines</p><p class="s12">Silber</p></td><td><p class="s11">99.999</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 3</p><p class="s11">Zn &lt; 1</p><p class="s11">Si &lt; 1</p><p class="s11">Ca &lt; 2</p><p class="s11">Fe &lt; 1</p><p class="s11">Mg &lt; 1</p><p class="s11">Cd &lt; 1</p></td><td><p class="s12">Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Hochreines Silber, sauerstofffrei</p></td><td><p class="s11">99.995</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 30</p><p class="s11">Zn &lt; 2</p><p class="s11">Si &lt; 5</p><p class="s11">Ca &lt; 10</p><p class="s11">Fe &lt; 3</p><p class="s11">Mg &lt; 5</p><p class="s11">Cd &lt; 3</p></td><td><p class="s12">Barren und Granalien für Legierungszwecke</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"><br />
<caption>'''<!--Table 2.12:-->Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!colspan="2" |Verunreinigungen <br />
!Ag-Chem.*<br />
!Ag-ES**<br />
!Ag-V***<br />
|-<br />
|Cu <br />
|ppm<br />
|< 100<br />
|< 300<br />
|< 300<br />
|-<br />
|Fe <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 100<br />
|< 100<br />
|-<br />
|Ni <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Cd <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Zn <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 10<br />
|-<br />
|Na + K + Mg + Ca <br />
|ppm<br />
|< 80<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Ag CI <br />
|ppm<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|-<br />
|NO<sub>3</sub> <br />
|ppm<br />
|< 40<br />
|< 40<br />
|<br />
|-<br />
|Nh<sub>4</sub>CI <br />
|ppm<br />
|< 30<br />
|< 30<br />
|<br />
|-<br />
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)<br />
|-<br />
|> 100 μm <br />
|%<br />
|0<br />
|0<br />
|0<br />
|-<br />
|< 100 bis > 63 μm <br />
|%<br />
|< 5<br />
|< 5<br />
|< 15<br />
|-<br />
|< 36 μm <br />
|%<br />
|< 80<br />
|< 90<br />
|< 75<br />
|-<br />
|Schüttdichte <br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|1.0 - 1.6<br />
|1.0 - 1.5<br />
|3 - 4<br />
|-<br />
|Stampfvolumen<br />
|ml/100g<br />
|40 - 50<br />
|40 - 50<br />
|15 - 25<br />
|-<br />
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten<br />
|-<br />
|Pressdichte<br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|5.6 - 6.5<br />
|5.6 - 6.3<br />
|6.5 - 8.5<br />
|-<br />
|Sinterdichte<br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|> 9<br />
|> 9.3<br />
|> 8<br />
|-<br />
|Volumenschrumpfung <br />
|%<br />
|> 34<br />
|> 35<br />
|> 0<br />
|-<br />
|Glühverlust<br />
|%<br />
|< 2<br />
|< 0.1<br />
|< 0.1<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung <br /><br />
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse <br /><br />
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/><!--Fig. 2.45:--> Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/><!--Fig. 2.46:--> Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"><br />
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
===Silber-Legierungen===<br />
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen<br />
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften<br />
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.13)-->). Durch die metallische Zusatzkomponente<br />
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und<br />
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und<br />
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie<br />
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden<br />
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--(Fig. 2.47)--> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--(Fig. 2.48)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.13:-->Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/<br />DODUCO-<br />Bezeichnung <br />
!Silber-Anteil<br />[wt%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Schmelzpunkt<br />bzw.-intervall<br />[°C]<br />
!Spez. elektr.<br />
Widerstand<br />[μΩ·cm]<br />
!Elektrische<br />
Leitfähigkeit<br />[MS/m]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/mK]<br />
!Temp. Koeff.d.el.<br />
Widerstandes<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
!E-Modul<br />[GPa]<br />
|-<br />
|Ag<br />
|99.95<br />
|10.5<br />
|961<br />
|1.67<br />
|60<br />
|419<br />
|4.1<br />
|80<br />
|-<br />
|AgNi 0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />
|99.85<br />
|10.5<br />
|960<br />
|1.72<br />
|58<br />
|414<br />
|4.0<br />
|82<br />
|-<br />
|AgCu3<br />
|97<br />
|10.4<br />
|900 - 938<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.2<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu5<br />
|95<br />
|10.4<br />
|910<br />
|1.96<br />
|51<br />
|380<br />
|3.0<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu10<br />
|90<br />
|10.3<br />
|870<br />
|2.0<br />
|50<br />
|335<br />
|2.8<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu28<br />
|72<br />
|10.0<br />
|779<br />
|2.08<br />
|48<br />
|325<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|Ag98CuNi<br />ARGODUR 27<br />
|98<br />
|10.4<br />
|940<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.5<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu24,5Ni0,5<br />
|75<br />
|10.0<br />
|805<br />
|2.20<br />
|45<br />
|330<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|AgCd10<br />
|89 - 91<br />
|10.3<br />
|910 - 925<br />
|4.35<br />
|23<br />
|150<br />
|1.4<br />
|60<br />
|-<br />
|Ag99,5NiMg<br />ARGODUR 32<br />unvergütet<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.3<br />
|80<br />
|-<br />
|ARGODUR 32<br />vergütet<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.1<br />
|80<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--Fig. 2.47:--> Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber<br />
<br />
<xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--Fig. 2.48:--> Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand<br />
a) geglüht und abgeschreckt<br />
b) bei 280°C angelassen<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"><br />
[[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<br />
a) geglüht und abgeschreckt<br />
b) bei 280°C angelassen</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
====Feinkornsilber====<br />
Unter Feinkornsilber (ARGODUR-Spezial) versteht man eine Silberlegierung mit<br />
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand<br />
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer<br />
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht<br />
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/> <!--(Fig. 2.51)-->). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze<br />
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers<br />
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden<br />
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/><!--(Fig. 2.49)--> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/><!--(Fig. 2.50)-->).<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"><br />
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97<br />
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer<br />
bei 600°C</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"><br />
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15<br />
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer<br />
bei 600°C</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel"><br />
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Nickel</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit<br />
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und<br />
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen<br />
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich<br />
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber<br />
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.<br />
<br />
====Hartsilber-Legierungen====<br />
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des<br />
Silbers deutlich erhöht. Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen<br />
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,<br />
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.<br />
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und<br />
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit<br />
auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.14:-->Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff//</p><p class="s12">DODUCO-Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Festigkeitszustand</p></th><th><p class="s12">Zugfestigkeit</p><p class="s12">R<span class="s31">m </span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Dehnung A [%] min.</p></th><th><p class="s12">Vickershärte</p><p class="s12">HV 10</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">200 - 250</p><p class="s12">250 - 300</p><p class="s12">300 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">8</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">60</p><p class="s12">80</p><p class="s12">90</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgNi 0,15</p><p class="s12">ARGODUR Special</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220 - 270</p><p class="s12">270 - 320</p><p class="s12">320 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">6</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu3</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 330</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 470</p></td><td><p class="s12">250 - 330</p><p class="s12">330 - 400</p><p class="s12">400 - 470</p><p class="s12">&gt; 470</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">45</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu5</p></td><td><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 460</p><p class="s12">R 550</p></td><td><p class="s12">270 - 350</p><p class="s12">350 - 460</p><p class="s12">460 - 550</p><p class="s12">&gt; 550</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">55</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">135</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu10</p></td><td><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 370</p><p class="s12">R 470</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">280 - 370</p><p class="s12">370 - 470</p><p class="s12">470 - 570</p><p class="s12">&gt; 570</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">60</p><p class="s12">95</p><p class="s12">130</p><p class="s12">150</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu28</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 380</p><p class="s12">R 500</p><p class="s12">R 650</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">380 - 500</p><p class="s12">500 - 650</p><p class="s12">&gt; 650</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">120</p><p class="s12">140</p><p class="s12">160</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag98CuNi</p><p class="s12">ARGODUR 27</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">250 - 310</p><p class="s12">310 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">50</p><p class="s12">85</p><p class="s12">110</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu24,5Ni0,5</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 600</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">&gt; 600</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">105</p><p class="s12">180</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCd10</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">200 - 280</p><p class="s12">280 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">36</p><p class="s12">75</p><p class="s12">100</p><p class="s12">115</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag99,5NiMg</p><p class="s12">ARGODUR 32</p><p class="s12">Not heat treated</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 260</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220</p><p class="s12">260</p><p class="s12">310</p><p class="s12">360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">ARGODUR 32 Heat treated</p></td><td><p class="s12">R 400</p></td><td><p class="s12">400</p></td><td><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">130-170</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-<br />
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im<br />
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes<br />
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere<br />
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,<br />
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und<br />
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)<br />
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--(Fig. 2.52)-->). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen<br />
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber<br />
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle<br />
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.<br />
<br />
Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-<br />
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine<br />
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die<br />
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe<br />
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung<br />
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit<br />
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.<br />
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung<br />
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit<br />
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung<br />
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren<br />
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer<br />
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.<br />
<br />
Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch<br />
bei Feinsilber angewandt werden.<br />
<br />
Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern<br />
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,<br />
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->).<br />
<br />
Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die<br />
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der<br />
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber<br />
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so<br />
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar<br />
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen<br />
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und<br />
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der<br />
Luft- und Raumfahrt.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--Fig. 2.52:--> Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Kupfer<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver cadmium"/><!--Fig. 2.53:--> Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Cadmium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/><!--Fig. 2.54:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu3 durch Kaltumformung<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/><!--Fig. 2.55:--> Erweichungsverhalten von AgCu3<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/><!--Fig. 2.56:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu5<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"/><!--Fig. 2.57:--> Erweichungsverhalten von AgCu5<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"/><!--Fig. 2.58:--> Verfestigungsverhalten von AgCu10<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"/><!--Fig. 2.59:--> Erweichungsverhalten von AgCu10<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"/><!--Fig. 2.60:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu28 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"/><!--Fig. 2.61:--> Erweichungsverhalten von AgCu28<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"/><!--Fig. 2.62:--> Verfestigungsverhalten von AgNi0,15<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"/><!--Fig. 2.63:--> Erweichungsverhalten von AgNi0,15<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"/><!--Fig. 2.64:--> Verfestigungsverhalten<br />
von ARGODUR 27<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"/><!--Fig. 2.65:--> Erweichungsverhalten<br />
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und<br />
einer Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver copper"> <br />
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Kupfer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver cadmium"> <br />
[[File:Phase diagram of silver cadmium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Cadmium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu5<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"> <br />
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von ARGODUR 27<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"> <br />
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und<br />
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.15:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff <br />
!colspan="2" | Eigenschaften<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Special<br />
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit <br />
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit<br />
|-<br />
|Ag-Legierungen <br />
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber<br />
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.16:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff <br />
!Anwendungsbeispiele<br />
!Lieferformen<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />AgCu3<br />AgNi98NiCu2<br />ARGODUR 27<br />AgCu24,5Ni0,5<br />
|Relais,<br />Mikroschalter,<br />Hilfsstromschalter,<br />Befehlsschalter,<br />Schalter für Hausgeräte,<br />Lichtschalter (&le; 20A),<br />Hauptschalter <br />
|'''Halbzeuge:''' <br />Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile<br />'''Kontaktteile:'''<br />Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile<br />
|-<br />
|AgCu5<br />AgCu10<br />AgCu28 <br />
|Spezielle Anwendungen<br />
|'''Halbzeuge:'''<br />Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile<br />'''Kontaktteile:'''<br />Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile<br />
|-<br />
|Ag99, 5NiOMgO<br />ARGODUR 32<br />
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen<br />
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
====Silber-Palladium-Legierungen====<br />
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften<br />
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von<br />
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert<br />
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab 2.17)--> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab.2.18)-->). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung<br />
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen<br />
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig<br />
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt<br />
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.<br />
<br />
AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere<br />
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Table 2.19)-->). Allerdings<br />
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.<br />
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der<br />
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft<br />
auswirkt.<br />
<br />
AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.<br />
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Drahtoder<br />
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.<br />
<br />
AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer<br />
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/><!--(Table 2.20)-->). Aufgrund des hohen<br />
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,<br />
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage, ersetzt.<br />
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte<br />
gefunden.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver palladium"/><!--Fig. 2.66:--> Zustandsdiagramm von Silber-Palladium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"/><!--Fig. 2.67:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"/><!--Fig. 2.68:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd50 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"/><!--Fig. 2.69:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"/><!--Fig. 2.70:--> Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,<br />
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium"><br />
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"><br />
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,<br />
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<br />
<caption>'''<!--Table 2.17:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />
!Palladiumanteil<br />[Massen-%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Schmelzpunkt<br />bzw.-intervall<br />[°C]<br />
!Spez. elektr.<br />
Widerstand<br />[μΩ·cm]<br />
!Elektrische<br />
Leitfähigkeit<br />[MS/m]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/mK]<br />
!Temp. Koeff.d.el.<br />
Widerstandes<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
|-<br />
|AgPd30<br />
|30<br />
|10.9<br />
|1155 - 1220<br />
|14.7<br />
|6.8<br />
|60<br />
|0.4<br />
|-<br />
|AgPd40<br />
|40<br />
|11.1<br />
|1225 - 1285<br />
|20.8<br />
|4.8<br />
|46<br />
|0.36<br />
|-<br />
|AgPd50<br />
|50<br />
|11.2<br />
|1290 - 1340<br />
|32.3<br />
|3.1<br />
|34<br />
|0.23<br />
|-<br />
|AgPd60<br />
|60<br />
|11.4<br />
|1330 - 1385<br />
|41.7<br />
|2.4<br />
|29<br />
|0.12<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5<br />
|30<br />
|10.8<br />
|1120 - 1165<br />
|15.6<br />
|6.4<br />
|28<br />
|0.37<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.18:-->Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Festigkeitszustand</p></th><th><p class="s12">Zugfestigkeit</p><p class="s12">R<span class="s31"><sub>m</sub></span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Dehnung A</p><p class="s12">[%]min.</p></th><th><p class="s12">Vickershärte</p><p class="s12">HV</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30</p></td><td><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">320</p><p class="s12">570</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">3</p></td><td><p class="s12">65</p><p class="s12">145</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd40</p></td><td><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">350</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">72</p><p class="s12">165</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd50</p></td><td><p class="s12">R 340</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">340</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">35</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">78</p><p class="s12">185</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd60</p></td><td><p class="s12">R 430</p><p class="s12">R 700</p></td><td><p class="s12">430</p><p class="s12">700</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">85</p><p class="s12">195</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">R 410</p><p class="s12">R 620</p></td><td><p class="s12">410</p><p class="s12">620</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">190</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.19:-->Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff <br />
!colspan="2" | Eigenschaften<br />
|-<br />
|AgPd30-60<br />
|Korrosionsbeständig, mit steigendem Pd-Anteil nimmt „brown-powder“-Bildung zu, geringere Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, hohe Verformbarkeit <br />
|beständig gegenüber Ag<sub>2</sub>S Bildung, niedriger Kontaktwiderstand, hohe Härte bei höherem Pd-Anteil, Abbrandfestigkeit von AgPd30 am höchsten, gut schweiß- und plattierbar<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5 <br />
|hohe mechanische Verschleißfestigkeit<br />
|hohe Härte <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.20:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Anwendungsbeispiele</p></th><th><p class="s12">Lieferformen</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd 30-60</p></td><td><p class="s12">Schalter, Relais, Taster,</p><p class="s12">Steckverbinder, Gleitkontakte</p></td><td><p class="s12">'''Halbzeuge:'''</p><p class="s12">Drähte, Mikroprofile, Kontaktbimetalle,</p><p class="s12">rollennahtgeschweißte Profile</p><p class="s12">'''Kontaktteile:'''</p><p class="s12">Massive- und Bimetallniete,</p><p class="s12">plattierte und geschweißte Kontaktteile, Stanzteile</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">Gleitkontakte, Gleitbahnen</p></td><td><p class="s12">Drahtbiegeteile, Kontaktfedern,</p><p class="s12">massive und plattierte Stanzteile</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
===Silber-Verbundwerkstoffe===<br />
<br />
====Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffe====<br />
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen<br />
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-<br />
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren<br />
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-<br />
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte<br />
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten<br />
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im<br />
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--(Fig. 2.75)--> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--(Fig. 2.76)-->).<br />
<br />
Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte<br />
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus. Das<br />
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei<br />
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer<br />
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften<br />
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine<br />
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/> <!--(Table 2.23)-->).<br />
<br />
Ag/Ni (SINIDUR)-Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von<br />
10-40 Massen-% hergestellt. SINIDUR 10 und SINIDUR 20, die am häufigsten<br />
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--(Fig. 2.71)--> <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--(Fig. 2.72)--> <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/> <!--(Fig. 2.73)--> <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--(Fig. 2.74)-->). Sie<br />
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe<br />
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni (SINIDUR)-Werkstoffe mit Nickel-<br />
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen<br />
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte<br />
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden<br />
können.<br />
<br />
Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,<br />
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere<br />
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/><!--(Table 2.24)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.21:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR) -Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th>Werkstoff/</th><th>Silberanteil</th><th>Dichte</th><th>Schmelztemperatur</th><th>Spez. elektr.<br />
Widerstand<i>p</i></th><th colspan="2">Elektrische<br />
Leitfähigkeit (weich)</th></tr><br />
<tr><br />
<th>DODUCO-Bezeichnung</th><th>[wt%]</th><th>[g/cm<sup>3</sup>]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th><br />
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">Ag/Ni 90/10</p><p class="s11">SINIDUR 10</p></td><td><p class="s11">89 - 91</p></td><td><p class="s11">10.2 - 10.3</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.82 - 1.92</p></td><td><p class="s12">90 - 95</p></td><td><p class="s12">52 - 55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 85/15</p><p class="s11">SINIDUR 15</p></td><td><p class="s11">84 - 86</p></td><td><p class="s11">10.1 - 10.2</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.89 - 2.0</p></td><td><p class="s12">86 - 91</p></td><td><p class="s12">50 - 53</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 80/20</p><p class="s11">SINIDUR 20</p></td><td><p class="s11">79 - 81</p></td><td><p class="s11">10.0 - 10.1</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.92 - 2.08</p></td><td><p class="s12">83 - 90</p></td><td><p class="s12">48 - 52</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 70/30</p><p class="s11">SINIDUR 30</p></td><td><p class="s11">69 - 71</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.44</p></td><td><p class="s12">71</p></td><td><p class="s12">41</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 60/40</p><p class="s11">SINIDUR 40</p></td><td><p class="s11">59 - 61</p></td><td><p class="s11">9.7</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.70</p></td><td><p class="s12">64</p></td><td><p class="s12">37</p></td></tr><br />
</table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.22"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.22:-->Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/DODUCO-Bezeichnung<br />
!Festigkeitszustand<br />
!Zugfestigkeit R<sub>m</sub> [Mpa]<br />
!Dehnung (weichgeglüht) [%] min.<br />
!Vickershärte HV 10<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />SINIDUR 10<br />
|soft<br />R 220<br />R 280<br />R 340<br />R 400<br />
|< 250<br />220 - 280<br />280 - 340<br />340 - 400<br />> 400<br />
|25<br />20<br />3<br />2<br />1<br />
|< 50<br />50 - 70<br />65 - 90<br />85 - 105<br />> 100<br />
|-<br />
|Ag/Ni 85/15<br />SINIDUR 15<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 380<br />R 400<br />
|< 275<br />250 - 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />> 400<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 70<br />70 - 90<br />85 - 105<br />100 - 120<br />> 115<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20<br />SINIDUR 20<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 400<br />R 450<br />
|< 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />400 - 450<br />> 450<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 80<br />80 - 95<br />90 - 110<br />100 - 125<br />> 120<br />
|-<br />
|Ag/Ni 70/30<br />SINIDUR 30<br />
|R 330<br />R 420<br />R 470<br />R 530<br />
|330 - 420<br />420 - 470<br />470 - 530<br />> 530<br />
|8<br />2<br />1<br />1<br />
|80<br />100<br />115<br />135<br />
|-<br />
|Ag/Ni 60/40<br />SINIDUR 40<br />
|R 370<br />R 440<br />R 500<br />R 580<br />
|370 - 440<br />440 - 500<br />500 - 580<br />> 580<br />
|6<br />2<br />1<br />1<br />
|90<br />110<br />130<br />150<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--Fig. 2.71:--> Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--Fig. 2.72:--> Erweichungsverhalten<br />
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/><!--Fig. 2.73:--> Verfestigungsverhalten von<br />
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--Fig. 2.74:--> Erweichungsverhalten<br />
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--Fig. 2.75:--> Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--Fig. 2.76:--> Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"><br />
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von<br />
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"><br />
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010"><br />
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020"><br />
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.23:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/<br />
DODUCO<br />
-Bezeichnung <br />
!Eigenschaften<br />
|-<br />
|Ag/Ni <br />SINIDUR<br />
|Hohe Abbbrandfestigkeit bei Schaltströmen bis 100A,<br />
Sicherheit gegen Verschweißen bei Einschaltströmen bis 100A,<br />
niedriger und über die Schaltstücklebensdauer nahezu konstanter<br />
Kontaktwiderstand bei Ag/Ni 90/10 und Ag/Ni 80/20,<br />
geringe flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,<br />
nichtleitende Abbrandrückstände auf Isolierstoffen, daher nur geringe<br />
Beeinträchtigung der Spannungsfestigkeit des Schaltgerätes,<br />
gutes Lichtbogenlaufverhalten,<br />
günstige Lichtbogenlöscheigenschaften,<br />
gute bis ausreichende Verformbarkeit entsprechend der<br />
Werkstoffzusammensetzung, gute Löt- und Schweißbarkeit<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.24:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />
!Anwendungsbeispiele<br />
!Schalt- bzw.<br />
Bemessungsströme<br />
!Lieferform<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Relais<br /> Kfz-Relais<br />
-Widerstandslast<br />
-Motorlast<br />
|> 10A<br />> 10A<br />
|rowspan="9" | '''Halbzeuge:'''<br />Drähte, Profile,<br />
Kontaktbimetalle,<br />
rollennahtgeschweißte<br />
Profile,<br />
Toplay-Profile<br />'''Kontaktteile::'''<br />Kontaktauflagen,<br />
Massiv-und<br />
Bimetallniete,<br />
Aufschweißkontakte,<br /><br />
plattierte,<br />
geschweißte,<br />
gelötete und genietete<br />
Kontaktteile<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20<br />
|Hilfsstromschalter<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Schalter für Hausgeräte<br />
|&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Lichtschalter<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Hauptschalter,<br />
Treppenhausautomaten<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Regel- und Steuerschalter,<br />
Thermostate<br />
|> 10A<br />&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Lastschalter<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Motorschalter (Schütze)<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />paired with Ag/C 97/3-96/4<br />
|Motorschutzschalter<br />
|&le; 40A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Fehlerstromschutzschalter<br />
|&le; 100A<br />
|rowspan="2" | Stangen, Profile,<br />
Kontaktauflagen,<br />
Formteile, gelötete<br />
und geschweißte<br />
Kontaktteile<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Leistungsschalter<br />
|> 100A<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/ZnO====<br />
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:<br />
Silber-Cadmiumoxid (DODURIT CdO), Silber-Zinnoxid (SISTADOX)<br />
und Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO). Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und<br />
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand<br />
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine<br />
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,<br />
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->).<br />
<br />
*'''Silver-cadmium oxide (DODURIT CdO) materials'''<br />
<br />
Silber-Cadmiumoxid (DODURIT CdO)-Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO<br />
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem<br />
Wege hergestellt <xr id="tab:Physical and Mechanical Properties"/><!--(Table 2.25)-->().<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical and Mechanical Properties"><br />
[[File:Physical and Mechanical Properties.jpg|right|thumb|Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren<br />
und Lieferformen von stranggepressten Silber-Cadmiumoxid<br />
(DODURIT CdO)-Werkstoffen]]<br />
</figtable><br />
<br />
Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von<br />
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium<br />
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung<br />
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen<br />
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der<br />
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei<br />
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen<br />
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der<br />
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.83)-->).<br />
<br />
Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs<br />
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.<br />
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf<br />
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Figs. 2.77)--> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.78)-->).<br />
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu<br />
einer bestimmten Tiefe ausgeführt (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--(Fig. 2.85)-->). Die so erhaltenen Zweischichtbänder<br />
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und<br />
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial<br />
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.<br />
<br />
Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren<br />
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern<br />
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen<br />
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der<br />
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft<br />
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--(Fig. 2.84)-->). Die für Bänder und Plättchen<br />
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen<br />
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem<br />
Strangpressvorgang erzielt (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--(Fig. 2.86)-->).<br />
<br />
Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der<br />
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung<br />
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes<br />
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang<br />
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.77:--> Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.78:--> Erweichungsverhalten von<br />
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.79:--> Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"/><!--Fig. 2.80:--> Erweichungsverhalten von<br />
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"/><!--Fig. 2.81:--> Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"/><!--Fig. 2.82:--> Erweichungsverhalten von<br />
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und<br />
unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--Fig. 2.83:--> Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich<br />
b) innerer Bereich<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.84:--> Gefüge von Ag/CdO 90/10 P a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--Fig. 2.85:--> Gefüge von Ag/CdO 90/10 ZH<br />
1) Ag/CdO-Schicht<br />
2) AgCd-Unterschicht<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--Fig. 2.86:--> Gefüge von Ag/CdO 88/12 WP a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von<br />
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von<br />
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<captionVerfestigungsverhalten<br />
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von<br />
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und<br />
unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich<br />
b) innerer Bereich</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 P a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010ZH.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 ZH<br />
1) Ag/CdO-Schicht<br />
2) AgCd-Unterschicht</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO8812WP.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 88/12 WP a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
*'''Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffe'''<br />
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen<br />
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO<sub>2</sub>-Werkstoffe mit 2-14<br />
Massen-% SnO<sub>2</sub> ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,<br />
dass Ag/SnO<sub>2</sub> -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,<br />
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich<br />
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.30)-->).<br />
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO<sub>2</sub>-<br />
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/><!--(Tab. 2.28)--> und <xr id="tab:tab2.29"/><!--(Table 2.29)-->).<br />
<br />
Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist<br />
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden<br />
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,<br />
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes<br />
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur<br />
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen<br />
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO<sub>2</sub>-Werkstoffe sind sehr<br />
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung<br />
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz<br />
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es<br />
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO<sub>2</sub>-Einlagerungen<br />
herzustellen (SISTADOX TOS F) (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--(Fig. 2.114)-->). Dies gelingt durch Optimierung des<br />
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim<br />
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder<br />
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen<br />
(SISTADOX WTOS F) (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--(Fig. 2.116)-->). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung<br />
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese<br />
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->).<br />
<br />
Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffen spielt die<br />
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein<br />
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO<sub>3</sub>,<br />
MoO<sub>3</sub>, CuO und/oder Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> zugemischt, die im Schaltbetrieb an der<br />
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese<br />
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der<br />
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen<br />
und Schalteigenschaften der Ag/SnO<sub>2</sub> -Werkstoffe (<xr id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"/> (Table 2.26 als PDF herunterladen: [[File:Physical Mechanical properties.pdf|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]] )).<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"><br />
[[File:Physical Mechanical Properties as Manufacturing.jpg|right|thumb|Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren<br />
und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffen]]<br />
</figtable><br />
<br />
Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,<br />
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben (<!--[[#figures|(Figs. 43 – 75)]]-->). Einige<br />
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:<br />
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' <br> 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.<br />
<br />
:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' <br> 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.<br />
<br />
:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' <br> Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag<sub>2</sub> MoO<sub>4</sub> , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.<br />
<br />
:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' <br> 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.<br />
<br />
:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' <br> In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO<sub>2</sub> werden eine Silbersalzlösung<br />
zusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen<br />
Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten<br />
Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.<br />
<br />
Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten<br />
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.<br />
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten<br />
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund<br />
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen<br />
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"/><!--(Table 2.27)-->).<br />
<br />
Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus<br />
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik<br />
hergestellt werden.<br />
<br />
<div id="figures"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.87:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.88:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.89:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"/><!--Fig. 2.90:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"/><!--Fig. 2.91:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"/><!--Fig. 2.92:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.93:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"/><!--Fig. 2.94:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"/><!--Fig 2.95:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"/><!--Fig. 2.96:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.97:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"/><!--Fig. 2.98:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"/><!--Fig. 2.99:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"/><!--Fig. 2.100:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"/><!--Fig. 2.101:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"/><!--Fig. 2.102:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.103:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.104:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.105:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"/><!--Fig. 2.106:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.108:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.107:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.109:--> Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur S trangpressrichtung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.110:--> Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"/><!--Fig. 2.111:--> Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.112:--> Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"/><!--Fig. 2.113:--> Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.114:--> Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.115:--> Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) AgSnO<sub>2</sub>-Schicht, 2) Ag-Unterschicht<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--Fig. 2.116:--> Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung,1) AgSnO<sub>2</sub>-Schicht, 2) Ag-Unterschicht<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.117:--> Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel zur Strangpressrichtung,<br />
1) AgSnO<sub>2</sub>-Schicht, 2) Ag-Unterschicht<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.118:--> Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX: parallel zur Strangpressrichtung,<br />
1) AgSnO<sub>2</sub>-Schicht, 2) Ag-Unterschicht<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"/><!--Fig. 2.119:--> Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) AgSnO<sub>2</sub>-Schicht, 2) Ag-Unterschicht<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"><br />
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"> <br />
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"><br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur S trangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) AgSnO<sub>2</sub>-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung,1) AgSnO<sub>2</sub>-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel zur Strangpressrichtung,<br />
1) AgSnO<sub>2</sub>-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX: parallel zur Strangpressrichtung,<br />
1) AgSnO<sub>2</sub>-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) AgSnO<sub>2</sub>-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"><br />
<caption>'''<!--Table 2.27:-->Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th rowspan="2"><p class="s11">Werkstoff/</p><p class="s11">DODUCO Bezeichnung</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Metalloxid-Zusätze</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Dichte</p><p class="s11">[ g/cm<sup>3</sup>]</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Spez. elektr.</p><p class="s11">Widerstand</p><p class="s11">[µ<span class="s14">S ·</span>cm]</p></th><th colspan="2"><p class="s11">Elektrische</p><p class="s11">Leitfähigkeit (weich)</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Vickershärte</p><p class="s11">HV 10.</p></th></tr><br />
<tr><th><p class="s11">[%IACS]</p></th><th><p>[MS/m]</p></th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">AgCdO 90/10EP</p><p class="s11">DODURIT CdO 10EP</p></td><td/><td><p class="s11">10.1</p></td><td><p class="s11">2.08</p></td><td><p class="s12">83</p></td><td><p class="s12">48</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgCdO 85/15 EP DODURIT CdO 15EP</p></td><td/><td><p class="s11">9.9</p></td><td><p class="s11">2.27</p></td><td><p class="s12">76</p></td><td><p class="s12">44</p></td><td><p class="s11">65</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 90/10 EPX SISTADOX 10EPX</p></td><td><p class="s11">CuO und</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">2.22</p></td><td><p class="s12">78</p></td><td><p class="s12">45</p></td><td><p class="s11">55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 88/12EPX SISTADOX 12EPX</p></td><td><p class="s11">CuO und</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.6</p></td><td><p class="s11">2.63</p></td><td><p class="s12">66</p></td><td><p class="s12">38</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr></table><br />
Lieferformen: Formteile, Pressteile, Plättchen<br />
</figtable><br />
<br />
*'''Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO)-Werkstoffe'''<br />
Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO) -Werkstoffe mit 6-10 Massen-% Oxidanteil,<br />
einschließlich geringer Metalloxidzusätze, werden ausschließlich auf<br />
pulvermetallurgischem Wege gefertigt ([[#figures1|(Figs. 76 – 81)]],<!--(Table 2.28)-->). Besonders bewährt hat sich der Zusatz<br />
Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> - nach Verfahrensweg c) in den Werkstoff eingebracht - für Anwendungen in Wechselstrom-Relais, Lichtschaltern und Schaltern für Hausgeräte.<br />
Wie bei den anderen Silber-Metalloxid-Werkstoffen werden zunächst Halbzeuge<br />
hergestellt, aus denen dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt werden.<br />
Ag/ZnO-Werkstoffe stellen aufgrund ihrer hohen Verschweißresistenz und<br />
Abbrandfestigkeit in manchen Anwendungen eine wirtschaftlich günstige<br />
Alternative zu Ag/SnO<sub>2</sub> dar (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Tab. 2.30)--> und <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Tab. 2.31)-->).<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.28"><br />
<caption>'''<!--Table 2.28:--> Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/<br />DODUCO-Bezeichnung<br />
!Silberanteil<br />[Massen-%]<br />
!Zusätze<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Spez. elektr.<br />Widerstand (20°)<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische<br />Leitfähigkeit<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickershärte<br />Hv1<br />
!Zugfestigkeit<br />[MPa]<br />
!Dehnung<br />(weichgeglüht)<br />A[%]min.<br />
!Herstellungsverfahren<br />
!Lieferform<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8P<br />DODURIT ZnO 8P<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.22<br />
|78<br />
|45<br />
|60 - 95<br />
|220 - 350<br />
|25<br />
|Pulvermetallurgie<br />
a) Einzelpulver<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 94/6PW25<br />DODURIT ZnO 6PW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 100<br />
|200 - 320<br />
|30<br />
|Pulvermetallurgie<br />
c) beschichtet<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8PW25<br />DODURIT ZnO 8PW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|230 - 340<br />
|25<br />
|Pulvermetallurgie<br />
c) beschichtet<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10PW25<br />DODURIT ZnO 10PW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.17<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 100<br />
|230 - 350<br />
|20<br />
|Pulvermetallurgie<br />
c) beschichtet<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WP<br />DODURIT ZnO 8WP<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Pulvermetallurgie mit Ag-<br />
Rücken a) Einzelpulver<br />
|2<br />
|-<br />
|AgZnO 94/6WPW25<br />DODURIT ZnO 6WPW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Pulvermetallurgie<br />
c) beschichtet<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WPW25<br />DODURIT ZnO 8WPW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|<br />
|<br />
|Pulvermetallurgie mit Ag-<br />
Rücken c) beschichtet<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10WPW25<br />DODURIT ZnO 10WPW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.7<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 110<br />
|<br />
|<br />
|Pulvermetallurgie mit Ag-<br />
Rücken c) beschichtet<br />
|2<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
1 = Drähte, Stangen, Niete, 2) Streifen, Bänder, Profile, Plättchen<br />
<br />
<br />
<div id="figures1"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.120:--> Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/ZnO 92/8 PW25 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.121:--> Erweichungsverhalten<br />
von Ag/ZnO 92/8 PW25 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 30%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.122:--> Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/ZnO 92/8 WPW25<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.123:--> Erweichungsverhalten von<br />
Ag/ZnO 92/8 WPW25 nach 1h Glühdauer<br />
und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"/><!--Fig. 2.124:--> Gefüge von Ag/ZnO 92/8 PW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.125:--> Gefüge von Ag/ZnO 92/8 WPW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/ZnO-Schicht, 2) Ag-Unterschicht<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/ZnO 92/8 PW25 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von Ag/ZnO 92/8 PW25 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/ZnO 92/8 WPW25<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[File:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von<br />
Ag/ZnO 92/8 WPW25 nach 1h Glühdauer<br />
und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"> <br />
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 PW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[File:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/ZnO 92/8 WPW25 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/ZnO-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.29"><br />
<caption>'''<!--Table 2.29:-->Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff/</p><p class="s12">Werkstoffgruppe</p></th><th><p class="s12">Spezielle Eigenschaften<th colspan="2"></p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>PE</p></td><td><p class="s12">Besonders geeignet für Kfz-Relais<br />
(Lampenlast)</p></td><td><p class="s12">gute Umformbarkeit (Niete)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>98/2 PX/PC</p></td><td><p class="s12">Besonders günstiges<br />
Erwärmungsverhalten</p></td><td><p class="s12">sehr gut nietbar, direkt schweißbar</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>TOS F</p></td><td><p class="s12">Besonders geeignet für hohe induktive<br />
Gleichstromlast</p></td><td><p class="s12">sehr gute Umformbarkeit (Niete)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPC</p></td><td><p class="s12">Für AC-3- und AC-4- Anwendungen<br />
in Motorschaltern</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPD</p></td><td><p class="s12">Besonders geeignet für Schwerlastbetrieb<br />
(AC-4) und hohe Schaltströme</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPX</p></td><td><p class="s12">Für normale Motorlast (AC-3),<br />
Ohmsche Last (AC-1), Gleichstromlast (DC-5)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WTOSF</p></td><td><p class="s12">Besonders geeignet für hohe induktive<br />
Gleichstromlast</p></td><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.30:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/<br />
DODUCOBezeichnung<br />
!Eigenschaften<br />
|-<br />
|Ag/CdO<br />DODURIT CdO<br />
|Hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen bei Schaltströmen bis 5kA<br />
insbesondere bei pulvermetallurgisch hergestellten Werkstoffen,<br />
Sicherheit gegenüber Verschweißungen mit steigendem Oxidgehalt zunehmend,<br />
niedriger und über die Gerätelebensdauer weitgehend stabiler Kontaktwiderstand<br />
und günstiges Übertemperaturverhalten,<br />
hohe Abbrandfestigkeit und Schaltstücklebensdauer bei Schaltströmen 100A-5kA,<br />
sehr gute Lichtbogenlaufeigenschaften bei Werkstoffen hergestellt durch innere<br />
Oxidation,<br />
günstiges Lichtbogenlöschverhalten,<br />
Umformbarkeit besser als bei Ag/SnO2 - und Ag/ZnO-Werkstoffen,<br />
aufgrund der Toxizität des Cd ist der Einsatz von Ag/CdO-Werkstoffen im<br />
Kfz-Bereich verboten,<br />
Verbot in Consumer-Geräten in Europa<br />
|-<br />
|Ag/SnO<sub>2</sub><br />SISTADOX<br />
|Umweltfreundliche Werkstoffe,<br />
sehr hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen,<br />
Sicherheit gegenüber Verschweißungen mit steigendem Oxidgehalt zunehmend,<br />
niedriger und über die Gerätelebensdauer weitgehend stabiler Kontaktwiderstand<br />
und günstiges Übertemperaturverhalten durch spezielle Oxidzusätze,<br />
hohe Abbrandfestigkeit und Schaltstücklebensdauer,<br />
sehr geringe, flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,<br />
günstige Lichtbogenlaufeigenschaften, sehr gutes Lichtbogenlöschverhalten<br />
|-<br />
|Ag/ZnO<br />DODURIT ZnO<br />
|Umweltfreundliche Werkstoffe,<br />
hohe Sicherheit gegenüber Einschaltverschweißungen (Kondensatorschütze),<br />
niedriger und konstanter Kontaktwiderstand durch spezielle Oxidzusätze,<br />
besonders hohe Abbrandfestigkeit bei hohen Schaltströmen,<br />
hinsichtlich Materialwanderung und Lebensdauer bei Gleichstromlast ungünstiger<br />
als Ag/SnO<sub>2</sub> ,mit Zusatz Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> besonders geeignet für Wechselstrom-Relais und Schalter in Hausgeräten,<br />
in den sonstigen Eigenschaften vergleichbar mit Ag/SnO<sub>2</sub><br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.31:-->Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Anwendungsbeispiele</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/CdO</p></td><td><p class="s12">Mikroschalter, Elementarrelais, Lichtschalter, Schalter für Hausgeräte,<br />
Hauptschalter, Motorschalter ( Schütze ), kleinere Leistungsschalter.</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2</span></p></td><td><p class="s12">Mikroschalter, Elementarrelais, Kfz-Relais, Schalter für Hausgeräte,<br />
Hauptschalter, Motorschalter ( Schütze ), Fehlerstromschutzschalter<br />
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/ZnO</p></td><td><p class="s12">Lichtschalter, Wechselstrom-Relais, Schalter für Hausgeräte<br />
Motorschutzschalter ( gepaart mit Ag/Ni bzw. Ag/C), Fehlerstromschutzschalter<br />
( gepaart mit Ag/C ), Leistungsschalter.</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
====Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffe====<br />
Ag/C (GRAPHOR)-Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten<br />
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/><!--(Table 2.32)-->). Die früher<br />
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik<br />
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und<br />
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,<br />
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und<br />
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine<br />
gewisse Bedeutung.<br />
<br />
Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren<br />
für Ag/C-Halbzeuge (<!--[[#figures3|(Figs. 82 – 85)]]<!--(Figs. 2.126 – 2.129)-->). Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung<br />
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel<br />
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 86 – 89)]]<!--(Figs. 2.130 – 2.133)-->). Je nach Art des Strangpressens, als Band<br />
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht<br />
(GRAPHOR) oder parallel (GRAPHOR D) zur Schaltfläche angeordnet<br />
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--(Fig. 2.131)--> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--(Fig. 2.132)-->).<br />
<br />
Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten<br />
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das<br />
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.<br />
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen<br />
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.<br />
<br />
Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die<br />
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine<br />
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von<br />
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre<br />
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen<br />
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel<br />
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die<br />
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,<br />
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer<br />
gleichbleibend niedrig.<br />
<br />
Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.<br />
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-<br />
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht<br />
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern (GRAPHOR DF) in den<br />
Werkstoff eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--(Fig. 2.133)-->). Das Schweißverhalten wird dabei durch<br />
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.<br />
<br />
Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach<br />
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu<br />
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen<br />
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/><!--(Table 2.33)-->). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die<br />
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit<br />
im Schaltbetrieb erfordern.<br />
<br />
Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim<br />
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-<br />
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der<br />
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als<br />
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung<br />
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus<br />
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach<br />
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,<br />
können die GRAPHOR D- und GRAPHOR DF-Profile auch mit einer dünnen<br />
Hartlotschicht versehen werden.<br />
<br />
In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch<br />
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet<br />
werden.<br />
<br />
Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,<br />
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im<br />
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der<br />
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/><!--(Table 2.34)-->). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird<br />
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte<br />
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.<br />
<br />
<div id="figures3"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.126:--> Verfestigungsverhalten von<br />
Ag/C 96/4 D durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.127:--> Erweichungsverhalten<br />
von Ag/C 96/4 D<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C DF"/><!--Fig. 2.128:--> Verfestigungsverhalten von<br />
Ag/C D durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"/><!--Fig. 2.129:--> Erweichungsverhalten<br />
von Ag/C DF<br />
</div><br />
<br />
<div id="figures4"><br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"/><!--Fig. 2.130:--> Gefüge von Ag/C 97/3 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--Fig. 2.131:--> Gefüge von Ag/C 95/5 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.132:--> Gefüge von Ag/C 96/4 D a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--Fig. 2.133:--> Gefüge von Ag/C DF a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag/Ni 90/10-Unterschicht<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"><br />
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von<br />
Ag/C 96/4 D durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von Ag/C 96/4 D</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von<br />
Ag/C D durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von Ag/C DF</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"> <br />
[[File:Micro structure of Ag C 97 3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 97/3 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"> <br />
[[File:Micro structure of Ag C 95 5.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 95/5 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C 96/4 D a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag-Unterschicht</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF"> <br />
[[File:Micro structure of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/C DF a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung, 1) Ag/C-Schicht, 2) Ag/Ni 90/10-Unterschicht</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.32"><br />
<caption>'''<!--Table 2.32:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/<br />
DODUCOBezeichnung <br />
!Silberanteil<br />[Massen-%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Schmelztemperatur<br />[°C]<br />
!Spez. elektr. Widerstand (20°)<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektrische Leitfähigkeit<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickershärte<br />HV10<br />42 - 45<br />
|-<br />
|Ag/C 98/2<br />GRAPHOR 2<br />
|97.5 - 98.5<br />
|9.5<br />
|960<br />
|1.85 - 1.92<br />
|90 - 93<br />
|48 - 50<br />
|42 - 44<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3<br />GRAPHOR 3<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1<br />
|960<br />
|1.92 - 2.0<br />
|86 - 90<br />
|45 - 48<br />
|41 - 43<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4<br />GRAPHOR 4<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.7<br />
|960<br />
|2.04 - 2.13<br />
|81 - 84<br />
|42 - 46<br />
|40 - 42<br />
|-<br />
|Ag/C 95/5<br />GRAPHOR 5<br />
|94.5 - 95.5<br />
|8.5<br />
|960<br />
|2.12 - 2.22<br />
|78 - 81<br />
|40 - 44<br />
|40 - 60<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3D<br />GRAPHOR 3D*)<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1 - 9.3<br />
|960<br />
|1.92 - 2.08<br />
|83 - 90<br />
|45 - 50<br />
|35 - 55<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4D<br />GRAPHOR 4D*)<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.8 - 9.0<br />
|960<br />
|2.04 - 2.22<br />
|78 - 84<br />
|43 - 47<br />
|35 - 60<br />
|-<br />
|AgCDF<br />GRAPHOR DF**)<br />
|95.7 - 96.7<br />
|8.7 - 8.9<br />
|960<br />
|2.27 - 2.50<br />
|69 - 76<br />
|40 - 44<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche <br /><br />
<nowiki>**)</nowiki> Grafitanteil 3,8 Massen-% Grafit-Partikel; Grafit-Fasern parallel zur Schaltfläche<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.33"><br />
<caption>'''<!--Table 2.33:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff/<br />
DODUCO-Bezeichnung</p></th><th><p class="s11">Eigenschaften</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C</p><p class="s12">GRAPHOR</p></td><td><p class="s12">Höchste Sicherheit gegenüber Verschweißungen beim Einschalten hoher Ströme,<br />
<br />
hohe Sicherheit hinsichtlich Verschweißen geschlossener Kontakte im<br />
Kurzschlussfall,<br />
<br />
Zunahme der Verschweißresistenz mit steigendem Grafit-Anteil,<br />
niedriger Kontaktwiderstand,<br />
<br />
ungünstiges Abbrandverhalten insbesondere beim Ausschalten,<br />
mit zunehmendem Grafit-Anteil erhöhter Abbrand;<br />
<br />
gleichzeitig nimmt die Verrußung der Schaltkammerwände zu,<br />
<br />
GRAPHOR mit senkrechter Orientierung der Grafit-Partikel weist Vorteile<br />
hinsichtlich Abbrandfestigkeit,<br />
mit paralleler Orientierung Vorteile<br />
hinsichtlich Verschweißresistenz auf,<br />
<br />
ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten; daher Einsatz in unsymmetrischer<br />
Paarung,<br />
begrenzte Umformbarkeit,<br />
<br />
löt- und schweißbar durch ausgebrannten Rücken,<br />
GRAPHOR DF ist hinsichtlich Abbrandfestigkeit und<br />
Verschweißverhalten optimiert.</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.34"><br />
<caption>'''<!--Table 2.34:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff/<br />
DODUCOBezeichnung</p></th><th><p class="s12">Anwendungsbeispiele</p></th><th><p class="s12">Lieferform</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 98/2</p><p class="s12">GRAPHOR 2</p></td><td><p class="s12">Motorschutzschalter, gepaart mit<br />
Ag/Ni</p></td><td><p class="s12">Kontaktauflagen, gelötete und<br />
geschweißte Kontaktteile,<br />
begrenzt Kontakniete</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Leitungsschutzschalter, gepaart mit<br />
Cu,<br />
Motorschutzschalter,<br />
gepaart mit Ag/Ni,<br />
Fehlerstromschutzschalter,<br />
gepaart mit Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC,</p></td><td><p class="s12">Kontaktauflagen, gelötete und<br />
geschweißte Kontaktteile,<br />
begrenzt Kontaktniete bei Ag/C97/3</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Ag/SnO2, Ag/ZnO,<br />
Leistungsschalter, gepaart mit<br />
Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Kontaktprofile, Kontaktauflagen,<br />
gelötete und geschweißte Kontaktteile</p></td></tr><tr><td/><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Silver_Based_Materials]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=MediaWiki:Sidebar&diff=4092MediaWiki:Sidebar2014-09-26T20:59:17Z<p>Teitscheid: </p>
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<br />
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<br />
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<br />
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<br />
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<br />
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<hr />
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<hr />
<div><br />
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<br />
[[de:Wiki_der_elektrischen_Kontakte]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Werkstoffe_auf_Silber-Basis&diff=4070Werkstoffe auf Silber-Basis2014-09-26T14:07:46Z<p>Teitscheid: temp edit</p>
<hr />
<div>===Feinsilber===<br />
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller<br />
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die<br />
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die<br />
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.<br />
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis<br />
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes<br />
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,<br />
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim<br />
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei<br />
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung<br />
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen<br />
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch<br />
Kurzschlüsse verursachen.<br />
<br />
Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/><!--(Table 2.11)-->). Silber<br />
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-<br />
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen<br />
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/><!--Table 2.12-->). Weitere Angaben zu den verschiedenen<br />
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.<br />
<br />
Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich<br />
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden.<br />
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-<br />
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach<br />
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten<br />
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.<br />
<br />
Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,<br />
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des<br />
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen<br />
verbreitet Anwendung.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"><br />
<caption>'''<!--Table 2.11:-->Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</p></th><th><p class="s12">Beimengungen</p><p class="s12">[ppm]</p></th><th><p class="s12">Hinweise für die Verwendung</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Spektralreines</p><p class="s12">Silber</p></td><td><p class="s11">99.999</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 3</p><p class="s11">Zn &lt; 1</p><p class="s11">Si &lt; 1</p><p class="s11">Ca &lt; 2</p><p class="s11">Fe &lt; 1</p><p class="s11">Mg &lt; 1</p><p class="s11">Cd &lt; 1</p></td><td><p class="s12">Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Hochreines Silber, sauerstofffrei</p></td><td><p class="s11">99.995</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 30</p><p class="s11">Zn &lt; 2</p><p class="s11">Si &lt; 5</p><p class="s11">Ca &lt; 10</p><p class="s11">Fe &lt; 3</p><p class="s11">Mg &lt; 5</p><p class="s11">Cd &lt; 3</p></td><td><p class="s12">Barren und Granalien für Legierungszwecke</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"><br />
<caption>'''<!--Table 2.12:-->Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!colspan="2" |Verunreinigungen <br />
!Ag-Chem.*<br />
!Ag-ES**<br />
!Ag-V***<br />
|-<br />
|Cu <br />
|ppm<br />
|< 100<br />
|< 300<br />
|< 300<br />
|-<br />
|Fe <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 100<br />
|< 100<br />
|-<br />
|Ni <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Cd <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Zn <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 10<br />
|-<br />
|Na + K + Mg + Ca <br />
|ppm<br />
|< 80<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Ag CI <br />
|ppm<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|-<br />
|NO<sub>3</sub> <br />
|ppm<br />
|< 40<br />
|< 40<br />
|<br />
|-<br />
|Nh<sub>4</sub>CI <br />
|ppm<br />
|< 30<br />
|< 30<br />
|<br />
|-<br />
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)<br />
|-<br />
|> 100 μm <br />
|%<br />
|0<br />
|0<br />
|0<br />
|-<br />
|< 100 bis > 63 μm <br />
|%<br />
|< 5<br />
|< 5<br />
|< 15<br />
|-<br />
|< 36 μm <br />
|%<br />
|< 80<br />
|< 90<br />
|< 75<br />
|-<br />
|Schüttdichte <br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|1.0 - 1.6<br />
|1.0 - 1.5<br />
|3 - 4<br />
|-<br />
|Stampfvolumen<br />
|ml/100g<br />
|40 - 50<br />
|40 - 50<br />
|15 - 25<br />
|-<br />
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten<br />
|-<br />
|Pressdichte<br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|5.6 - 6.5<br />
|5.6 - 6.3<br />
|6.5 - 8.5<br />
|-<br />
|Sinterdichte<br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|> 9<br />
|> 9.3<br />
|> 8<br />
|-<br />
|Volumenschrumpfung <br />
|%<br />
|> 34<br />
|> 35<br />
|> 0<br />
|-<br />
|Glühverlust<br />
|%<br />
|< 2<br />
|< 0.1<br />
|< 0.1<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung <br /><br />
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse <br /><br />
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/><!--Fig. 2.45:--> Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/><!--Fig. 2.46:--> Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"><br />
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
===Silber-Legierungen===<br />
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen<br />
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften<br />
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.13)-->). Durch die metallische Zusatzkomponente<br />
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und<br />
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und<br />
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie<br />
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden<br />
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--(Fig. 2.47)--> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--(Fig. 2.48)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.13:-->Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/<br />DODUCO-<br />Bezeichnung <br />
!Silber-Anteil<br />[wt%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Schmelzpunkt<br />bzw.-intervall<br />[°C]<br />
!Spez. elektr.<br />
Widerstand<br />[μΩ·cm]<br />
!Elektrische<br />
Leitfähigkeit<br />[MS/m]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/mK]<br />
!Temp. Koeff.d.el.<br />
Widerstandes<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
!E-Modul<br />[GPa]<br />
|-<br />
|Ag<br />
|99.95<br />
|10.5<br />
|961<br />
|1.67<br />
|60<br />
|419<br />
|4.1<br />
|80<br />
|-<br />
|AgNi 0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />
|99.85<br />
|10.5<br />
|960<br />
|1.72<br />
|58<br />
|414<br />
|4.0<br />
|82<br />
|-<br />
|AgCu3<br />
|97<br />
|10.4<br />
|900 - 938<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.2<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu5<br />
|95<br />
|10.4<br />
|910<br />
|1.96<br />
|51<br />
|380<br />
|3.0<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu10<br />
|90<br />
|10.3<br />
|870<br />
|2.0<br />
|50<br />
|335<br />
|2.8<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu28<br />
|72<br />
|10.0<br />
|779<br />
|2.08<br />
|48<br />
|325<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|Ag98CuNi<br />ARGODUR 27<br />
|98<br />
|10.4<br />
|940<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.5<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu24,5Ni0,5<br />
|75<br />
|10.0<br />
|805<br />
|2.20<br />
|45<br />
|330<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|AgCd10<br />
|89 - 91<br />
|10.3<br />
|910 - 925<br />
|4.35<br />
|23<br />
|150<br />
|1.4<br />
|60<br />
|-<br />
|Ag99,5NiMg<br />ARGODUR 32<br />unvergütet<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.3<br />
|80<br />
|-<br />
|ARGODUR 32<br />vergütet<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.1<br />
|80<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--Fig. 2.47:--> Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber<br />
<br />
<xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--Fig. 2.48:--> Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand<br />
a) geglüht und abgeschreckt<br />
b) bei 280°C angelassen<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"><br />
[[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<br />
a) geglüht und abgeschreckt<br />
b) bei 280°C angelassen</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
====Feinkornsilber====<br />
Unter Feinkornsilber (ARGODUR-Spezial) versteht man eine Silberlegierung mit<br />
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand<br />
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer<br />
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht<br />
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/> <!--(Fig. 2.51)-->). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze<br />
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers<br />
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden<br />
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/><!--(Fig. 2.49)--> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/><!--(Fig. 2.50)-->).<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"><br />
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97<br />
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer<br />
bei 600°C</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"><br />
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15<br />
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer<br />
bei 600°C</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel"><br />
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Nickel</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit<br />
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und<br />
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen<br />
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich<br />
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber<br />
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.<br />
<br />
====Hartsilber-Legierungen====<br />
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des<br />
Silbers deutlich erhöht. Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen<br />
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,<br />
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.<br />
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und<br />
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit<br />
auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.14:-->Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff//</p><p class="s12">DODUCO-Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Festigkeitszustand</p></th><th><p class="s12">Zugfestigkeit</p><p class="s12">R<span class="s31">m </span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Dehnung A [%] min.</p></th><th><p class="s12">Vickershärte</p><p class="s12">HV 10</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">200 - 250</p><p class="s12">250 - 300</p><p class="s12">300 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">8</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">60</p><p class="s12">80</p><p class="s12">90</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgNi 0,15</p><p class="s12">ARGODUR Special</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220 - 270</p><p class="s12">270 - 320</p><p class="s12">320 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">6</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu3</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 330</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 470</p></td><td><p class="s12">250 - 330</p><p class="s12">330 - 400</p><p class="s12">400 - 470</p><p class="s12">&gt; 470</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">45</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu5</p></td><td><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 460</p><p class="s12">R 550</p></td><td><p class="s12">270 - 350</p><p class="s12">350 - 460</p><p class="s12">460 - 550</p><p class="s12">&gt; 550</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">55</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">135</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu10</p></td><td><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 370</p><p class="s12">R 470</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">280 - 370</p><p class="s12">370 - 470</p><p class="s12">470 - 570</p><p class="s12">&gt; 570</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">60</p><p class="s12">95</p><p class="s12">130</p><p class="s12">150</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu28</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 380</p><p class="s12">R 500</p><p class="s12">R 650</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">380 - 500</p><p class="s12">500 - 650</p><p class="s12">&gt; 650</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">120</p><p class="s12">140</p><p class="s12">160</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag98CuNi</p><p class="s12">ARGODUR 27</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">250 - 310</p><p class="s12">310 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">50</p><p class="s12">85</p><p class="s12">110</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu24,5Ni0,5</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 600</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">&gt; 600</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">105</p><p class="s12">180</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCd10</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">200 - 280</p><p class="s12">280 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">36</p><p class="s12">75</p><p class="s12">100</p><p class="s12">115</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag99,5NiMg</p><p class="s12">ARGODUR 32</p><p class="s12">Not heat treated</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 260</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220</p><p class="s12">260</p><p class="s12">310</p><p class="s12">360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">ARGODUR 32 Heat treated</p></td><td><p class="s12">R 400</p></td><td><p class="s12">400</p></td><td><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">130-170</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-<br />
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im<br />
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes<br />
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere<br />
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,<br />
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und<br />
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)<br />
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--(Fig. 2.52)-->). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen<br />
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber<br />
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle<br />
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.<br />
<br />
Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-<br />
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine<br />
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die<br />
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe<br />
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung<br />
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit<br />
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.<br />
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung<br />
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit<br />
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung<br />
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren<br />
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer<br />
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.<br />
<br />
Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch<br />
bei Feinsilber angewandt werden.<br />
<br />
Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern<br />
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,<br />
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->).<br />
<br />
Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die<br />
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der<br />
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber<br />
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so<br />
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar<br />
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen<br />
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und<br />
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der<br />
Luft- und Raumfahrt.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--Fig. 2.52:--> Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Kupfer<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver cadmium"/><!--Fig. 2.53:--> Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Cadmium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/><!--Fig. 2.54:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu3 durch Kaltumformung<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/><!--Fig. 2.55:--> Erweichungsverhalten von AgCu3<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/><!--Fig. 2.56:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu5<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"/><!--Fig. 2.57:--> Erweichungsverhalten von AgCu5<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"/><!--Fig. 2.58:--> Verfestigungsverhalten von AgCu10<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"/><!--Fig. 2.59:--> Erweichungsverhalten von AgCu10<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"/><!--Fig. 2.60:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu28 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"/><!--Fig. 2.61:--> Erweichungsverhalten von AgCu28<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"/><!--Fig. 2.62:--> Verfestigungsverhalten von AgNi0,15<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"/><!--Fig. 2.63:--> Erweichungsverhalten von AgNi0,15<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"/><!--Fig. 2.64:--> Verfestigungsverhalten<br />
von ARGODUR 27<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"/><!--Fig. 2.65:--> Erweichungsverhalten<br />
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und<br />
einer Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver copper"> <br />
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Kupfer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver cadmium"> <br />
[[File:Phase diagram of silver cadmium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Cadmium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu5<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"> <br />
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von ARGODUR 27<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"> <br />
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und<br />
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.15:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff <br />
!colspan="2" | Eigenschaften<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Special<br />
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit <br />
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit<br />
|-<br />
|Ag-Legierungen <br />
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber<br />
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.16:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff <br />
!Anwendungsbeispiele<br />
!Lieferformen<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />AgCu3<br />AgNi98NiCu2<br />ARGODUR 27<br />AgCu24,5Ni0,5<br />
|Relais,<br />Mikroschalter,<br />Hilfsstromschalter,<br />Befehlsschalter,<br />Schalter für Hausgeräte,<br />Lichtschalter (&le; 20A),<br />Hauptschalter <br />
|'''Halbzeuge:''' <br />Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile<br />'''Kontaktteile:'''<br />Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile<br />
|-<br />
|AgCu5<br />AgCu10<br />AgCu28 <br />
|Spezielle Anwendungen<br />
|'''Halbzeuge:'''<br />Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile<br />'''Kontaktteile:'''<br />Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile<br />
|-<br />
|Ag99, 5NiOMgO<br />ARGODUR 32<br />
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen<br />
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
====Silber-Palladium-Legierungen====<br />
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften<br />
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von<br />
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert<br />
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab 2.17)--> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab.2.18)-->). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung<br />
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen<br />
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig<br />
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt<br />
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.<br />
<br />
AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere<br />
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Table 2.19)-->). Allerdings<br />
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.<br />
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der<br />
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft<br />
auswirkt.<br />
<br />
AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.<br />
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Drahtoder<br />
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.<br />
<br />
AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer<br />
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/><!--(Table 2.20)-->). Aufgrund des hohen<br />
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,<br />
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage, ersetzt.<br />
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte<br />
gefunden.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver palladium"/><!--Fig. 2.66:--> Zustandsdiagramm von Silber-Palladium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"/><!--Fig. 2.67:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"/><!--Fig. 2.68:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd50 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"/><!--Fig. 2.69:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"/><!--Fig. 2.70:--> Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,<br />
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium"><br />
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"><br />
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,<br />
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<br />
<caption>'''<!--Table 2.17:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />
!Palladiumanteil<br />[Massen-%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Schmelzpunkt<br />bzw.-intervall<br />[°C]<br />
!Spez. elektr.<br />
Widerstand<br />[μΩ·cm]<br />
!Elektrische<br />
Leitfähigkeit<br />[MS/m]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/mK]<br />
!Temp. Koeff.d.el.<br />
Widerstandes<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
|-<br />
|AgPd30<br />
|30<br />
|10.9<br />
|1155 - 1220<br />
|14.7<br />
|6.8<br />
|60<br />
|0.4<br />
|-<br />
|AgPd40<br />
|40<br />
|11.1<br />
|1225 - 1285<br />
|20.8<br />
|4.8<br />
|46<br />
|0.36<br />
|-<br />
|AgPd50<br />
|50<br />
|11.2<br />
|1290 - 1340<br />
|32.3<br />
|3.1<br />
|34<br />
|0.23<br />
|-<br />
|AgPd60<br />
|60<br />
|11.4<br />
|1330 - 1385<br />
|41.7<br />
|2.4<br />
|29<br />
|0.12<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5<br />
|30<br />
|10.8<br />
|1120 - 1165<br />
|15.6<br />
|6.4<br />
|28<br />
|0.37<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.18:-->Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Festigkeitszustand</p></th><th><p class="s12">Zugfestigkeit</p><p class="s12">R<span class="s31"><sub>m</sub></span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Dehnung A</p><p class="s12">[%]min.</p></th><th><p class="s12">Vickershärte</p><p class="s12">HV</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30</p></td><td><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">320</p><p class="s12">570</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">3</p></td><td><p class="s12">65</p><p class="s12">145</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd40</p></td><td><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">350</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">72</p><p class="s12">165</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd50</p></td><td><p class="s12">R 340</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">340</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">35</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">78</p><p class="s12">185</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd60</p></td><td><p class="s12">R 430</p><p class="s12">R 700</p></td><td><p class="s12">430</p><p class="s12">700</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">85</p><p class="s12">195</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">R 410</p><p class="s12">R 620</p></td><td><p class="s12">410</p><p class="s12">620</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">190</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.19:-->Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff <br />
!colspan="2" | Eigenschaften<br />
|-<br />
|AgPd30-60<br />
|Korrosionsbeständig, mit steigendem Pd-Anteil nimmt „brown-powder“-Bildung zu, geringere Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, hohe Verformbarkeit <br />
|beständig gegenüber Ag<sub>2</sub>S Bildung, niedriger Kontaktwiderstand, hohe Härte bei höherem Pd-Anteil, Abbrandfestigkeit von AgPd30 am höchsten, gut schweiß- und plattierbar<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5 <br />
|hohe mechanische Verschleißfestigkeit<br />
|hohe Härte <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.20:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Anwendungsbeispiele</p></th><th><p class="s12">Lieferformen</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd 30-60</p></td><td><p class="s12">Schalter, Relais, Taster,</p><p class="s12">Steckverbinder, Gleitkontakte</p></td><td><p class="s12">'''Halbzeuge:'''</p><p class="s12">Drähte, Mikroprofile, Kontaktbimetalle,</p><p class="s12">rollennahtgeschweißte Profile</p><p class="s12">'''Kontaktteile:'''</p><p class="s12">Massive- und Bimetallniete,</p><p class="s12">plattierte und geschweißte Kontaktteile, Stanzteile</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">Gleitkontakte, Gleitbahnen</p></td><td><p class="s12">Drahtbiegeteile, Kontaktfedern,</p><p class="s12">massive und plattierte Stanzteile</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
===Silber-Verbundwerkstoffe===<br />
<br />
====Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffe====<br />
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen<br />
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-<br />
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren<br />
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-<br />
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte<br />
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten<br />
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im<br />
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--(Fig. 2.75)--> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--(Fig. 2.76)-->).<br />
<br />
Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte<br />
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus. Das<br />
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei<br />
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer<br />
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften<br />
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine<br />
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/> <!--(Table 2.23)-->).<br />
<br />
Ag/Ni (SINIDUR)-Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von<br />
10-40 Massen-% hergestellt. SINIDUR 10 und SINIDUR 20, die am häufigsten<br />
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--(Fig. 2.71)--> <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--(Fig. 2.72)--> <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/> <!--(Fig. 2.73)--> <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--(Fig. 2.74)-->). Sie<br />
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe<br />
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni (SINIDUR)-Werkstoffe mit Nickel-<br />
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen<br />
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte<br />
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden<br />
können.<br />
<br />
Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,<br />
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere<br />
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/><!--(Table 2.24)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.21:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR) -Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th>Werkstoff/</th><th>Silberanteil</th><th>Dichte</th><th>Schmelztemperatur</th><th>Spez. elektr.<br />
Widerstand<i>p</i></th><th colspan="2">Elektrische<br />
Leitfähigkeit (weich)</th></tr><br />
<tr><br />
<th>DODUCO-Bezeichnung</th><th>[wt%]</th><th>[g/cm<sup>3</sup>]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th><br />
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">Ag/Ni 90/10</p><p class="s11">SINIDUR 10</p></td><td><p class="s11">89 - 91</p></td><td><p class="s11">10.2 - 10.3</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.82 - 1.92</p></td><td><p class="s12">90 - 95</p></td><td><p class="s12">52 - 55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 85/15</p><p class="s11">SINIDUR 15</p></td><td><p class="s11">84 - 86</p></td><td><p class="s11">10.1 - 10.2</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.89 - 2.0</p></td><td><p class="s12">86 - 91</p></td><td><p class="s12">50 - 53</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 80/20</p><p class="s11">SINIDUR 20</p></td><td><p class="s11">79 - 81</p></td><td><p class="s11">10.0 - 10.1</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.92 - 2.08</p></td><td><p class="s12">83 - 90</p></td><td><p class="s12">48 - 52</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 70/30</p><p class="s11">SINIDUR 30</p></td><td><p class="s11">69 - 71</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.44</p></td><td><p class="s12">71</p></td><td><p class="s12">41</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 60/40</p><p class="s11">SINIDUR 40</p></td><td><p class="s11">59 - 61</p></td><td><p class="s11">9.7</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.70</p></td><td><p class="s12">64</p></td><td><p class="s12">37</p></td></tr><br />
</table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.22"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.22:-->Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/DODUCO-Bezeichnung<br />
!Festigkeitszustand<br />
!Zugfestigkeit R<sub>m</sub> [Mpa]<br />
!Dehnung (weichgeglüht) [%] min.<br />
!Vickershärte HV 10<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />SINIDUR 10<br />
|soft<br />R 220<br />R 280<br />R 340<br />R 400<br />
|< 250<br />220 - 280<br />280 - 340<br />340 - 400<br />> 400<br />
|25<br />20<br />3<br />2<br />1<br />
|< 50<br />50 - 70<br />65 - 90<br />85 - 105<br />> 100<br />
|-<br />
|Ag/Ni 85/15<br />SINIDUR 15<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 380<br />R 400<br />
|< 275<br />250 - 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />> 400<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 70<br />70 - 90<br />85 - 105<br />100 - 120<br />> 115<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20<br />SINIDUR 20<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 400<br />R 450<br />
|< 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />400 - 450<br />> 450<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 80<br />80 - 95<br />90 - 110<br />100 - 125<br />> 120<br />
|-<br />
|Ag/Ni 70/30<br />SINIDUR 30<br />
|R 330<br />R 420<br />R 470<br />R 530<br />
|330 - 420<br />420 - 470<br />470 - 530<br />> 530<br />
|8<br />2<br />1<br />1<br />
|80<br />100<br />115<br />135<br />
|-<br />
|Ag/Ni 60/40<br />SINIDUR 40<br />
|R 370<br />R 440<br />R 500<br />R 580<br />
|370 - 440<br />440 - 500<br />500 - 580<br />> 580<br />
|6<br />2<br />1<br />1<br />
|90<br />110<br />130<br />150<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--Fig. 2.71:--> Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--Fig. 2.72:--> Erweichungsverhalten<br />
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/><!--Fig. 2.73:--> Verfestigungsverhalten von<br />
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--Fig. 2.74:--> Erweichungsverhalten<br />
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--Fig. 2.75:--> Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--Fig. 2.76:--> Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"><br />
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von<br />
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"><br />
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010"><br />
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020"><br />
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.23:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/<br />
DODUCO<br />
-Bezeichnung <br />
!Eigenschaften<br />
|-<br />
|Ag/Ni <br />SINIDUR<br />
|Hohe Abbbrandfestigkeit bei Schaltströmen bis 100A,<br />
Sicherheit gegen Verschweißen bei Einschaltströmen bis 100A,<br />
niedriger und über die Schaltstücklebensdauer nahezu konstanter<br />
Kontaktwiderstand bei Ag/Ni 90/10 und Ag/Ni 80/20,<br />
geringe flächenhafte Materialwanderung bei Gleichstromlast,<br />
nichtleitende Abbrandrückstände auf Isolierstoffen, daher nur geringe<br />
Beeinträchtigung der Spannungsfestigkeit des Schaltgerätes,<br />
gutes Lichtbogenlaufverhalten,<br />
günstige Lichtbogenlöscheigenschaften,<br />
gute bis ausreichende Verformbarkeit entsprechend der<br />
Werkstoffzusammensetzung, gute Löt- und Schweißbarkeit<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.24:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />
!Anwendungsbeispiele<br />
!Schalt- bzw.<br />
Bemessungsströme<br />
!Lieferform<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Relais<br /> Kfz-Relais<br />
-Widerstandslast<br />
-Motorlast<br />
|> 10A<br />> 10A<br />
|rowspan="9" | '''Halbzeuge:'''<br />Drähte, Profile,<br />
Kontaktbimetalle,<br />
rollennahtgeschweißte<br />
Profile,<br />
Toplay-Profile<br />'''Kontaktteile::'''<br />Kontaktauflagen,<br />
Massiv-und<br />
Bimetallniete,<br />
Aufschweißkontakte,<br /><br />
plattierte,<br />
geschweißte,<br />
gelötete und genietete<br />
Kontaktteile<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20<br />
|Hilfsstromschalter<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Schalter für Hausgeräte<br />
|&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Lichtschalter<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Hauptschalter,<br />
Treppenhausautomaten<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Regel- und Steuerschalter,<br />
Thermostate<br />
|> 10A<br />&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Lastschalter<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Motorschalter (Schütze)<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />paired with Ag/C 97/3-96/4<br />
|Motorschutzschalter<br />
|&le; 40A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Fehlerstromschutzschalter<br />
|&le; 100A<br />
|rowspan="2" | Stangen, Profile,<br />
Kontaktauflagen,<br />
Formteile, gelötete<br />
und geschweißte<br />
Kontaktteile<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Leistungsschalter<br />
|> 100A<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/ZnO====<br />
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:<br />
Silber-Cadmiumoxid (DODURIT CdO), Silber-Zinnoxid (SISTADOX)<br />
und Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO). Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und<br />
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand<br />
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine<br />
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,<br />
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->).<br />
<br />
*'''Silver-cadmium oxide (DODURIT CdO) materials'''<br />
<br />
Silber-Cadmiumoxid (DODURIT CdO)-Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO<br />
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem<br />
Wege hergestellt <xr id="tab:Physical and Mechanical Properties"/><!--(Table 2.25)-->().<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical and Mechanical Properties"><br />
[[File:Physical and Mechanical Properties.jpg|right|thumb|Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren<br />
und Lieferformen von stranggepressten Silber-Cadmiumoxid<br />
(DODURIT CdO)-Werkstoffen]]<br />
</figtable><br />
<br />
Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von<br />
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium<br />
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung<br />
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen<br />
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der<br />
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei<br />
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen<br />
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der<br />
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.83)-->).<br />
<br />
Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs<br />
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.<br />
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf<br />
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Figs. 2.77)--> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.78)-->).<br />
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu<br />
einer bestimmten Tiefe ausgeführt (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--(Fig. 2.85)-->). Die so erhaltenen Zweischichtbänder<br />
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und<br />
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial<br />
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.<br />
<br />
Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren<br />
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern<br />
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen<br />
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der<br />
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft<br />
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--(Fig. 2.84)-->). Die für Bänder und Plättchen<br />
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen<br />
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem<br />
Strangpressvorgang erzielt (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--(Fig. 2.86)-->).<br />
<br />
Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der<br />
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung<br />
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes<br />
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang<br />
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.77:--> Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.78:--> Erweichungsverhalten von<br />
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.79:--> Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"/><!--Fig. 2.80:--> Erweichungsverhalten von<br />
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"/><!--Fig. 2.81:--> Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"/><!--Fig. 2.82:--> Erweichungsverhalten von<br />
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und<br />
unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--Fig. 2.83:--> Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich<br />
b) innerer Bereich<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.84:--> Gefüge von Ag/CdO 90/10 P a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--Fig. 2.85:--> Gefüge von Ag/CdO 90/10 ZH<br />
1) Ag/CdO-Schicht<br />
2) AgCd-Unterschicht<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--Fig. 2.86:--> Gefüge von Ag/CdO 88/12 WP a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/CdO 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von<br />
Ag/CdO 90/10 nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/Cd 90/10P durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von<br />
Ag/CdO 90/10P nach 1 h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<captionVerfestigungsverhalten<br />
von Ag/CdO 88/12 WP durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von<br />
Ag/CdO 88/12 WP nach 1h Glühdauer und<br />
unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 i.o. a) Randbereich<br />
b) innerer Bereich</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 P a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010ZH.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 90/10 ZH<br />
1) Ag/CdO-Schicht<br />
2) AgCd-Unterschicht</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO8812WP.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/CdO 88/12 WP a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
*'''Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffe'''<br />
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen<br />
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO<sub>2</sub>-Werkstoffe mit 2-14<br />
Massen-% SnO<sub>2</sub> ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,<br />
dass Ag/SnO<sub>2</sub> -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,<br />
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich<br />
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.30)-->).<br />
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO<sub>2</sub>-<br />
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/><!--(Tab. 2.28)--> und <xr id="tab:tab2.29"/><!--(Table 2.29)-->).<br />
<br />
Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist<br />
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden<br />
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,<br />
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes<br />
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur<br />
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen<br />
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO<sub>2</sub>-Werkstoffe sind sehr<br />
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung<br />
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz<br />
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es<br />
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO<sub>2</sub>-Einlagerungen<br />
herzustellen (SISTADOX TOS F) (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--(Fig. 2.114)-->). Dies gelingt durch Optimierung des<br />
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim<br />
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder<br />
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen<br />
(SISTADOX WTOS F) (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--(Fig. 2.116)-->). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung<br />
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese<br />
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->).<br />
<br />
Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffen spielt die<br />
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein<br />
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO<sub>3</sub>,<br />
MoO<sub>3</sub>, CuO und/oder Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> zugemischt, die im Schaltbetrieb an der<br />
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese<br />
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der<br />
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen<br />
und Schalteigenschaften der Ag/SnO<sub>2</sub> -Werkstoffe (<xr id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"/> (Table 2.26 als PDF herunterladen: [[File:Physical Mechanical properties.pdf|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]] )).<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"><br />
[[File:Physical Mechanical Properties as Manufacturing.jpg|right|thumb|Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren<br />
und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffen]]<br />
</figtable><br />
<br />
Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,<br />
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben (<!--[[#figures|(Figs. 43 – 75)]]-->). Einige<br />
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:<br />
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' <br> 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.<br />
<br />
:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' <br> 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.<br />
<br />
:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' <br> Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag<sub>2</sub> MoO<sub>4</sub> , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.<br />
<br />
:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' <br> 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.<br />
<br />
:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' <br> In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO<sub>2</sub> werden eine Silbersalzlösung<br />
zusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen<br />
Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten<br />
Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.<br />
<br />
Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten<br />
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.<br />
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten<br />
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund<br />
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen<br />
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"/><!--(Table 2.27)-->).<br />
<br />
Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus<br />
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik<br />
hergestellt werden.<br />
<br />
<div id="figures"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.87:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.88:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.89:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"/><!--Fig. 2.90:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"/><!--Fig. 2.91:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"/><!--Fig. 2.92:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.93:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"/><!--Fig. 2.94:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"/><!--Fig 2.95:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"/><!--Fig. 2.96:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.97:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"/><!--Fig. 2.98:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"/><!--Fig. 2.99:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"/><!--Fig. 2.100:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"/><!--Fig. 2.101:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"/><!--Fig. 2.102:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.103:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.104:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.105:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"/><!--Fig. 2.106:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.108:--> Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.107:--> Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.109:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.110:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"/><!--Fig. 2.111:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.112:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"/><!--Fig. 2.113:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.114:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.115:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--Fig. 2.116:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.117:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.118:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"/><!--Fig. 2.119:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"><br />
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"> <br />
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"><br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 30%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"><br />
<caption>'''<!--Table 2.27:-->Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th rowspan="2"><p class="s11">Material/</p><p class="s11">DODUCO- Designation</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Additives</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Density</p><p class="s11">[ g/cm<sup>3</sup>]</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Resistivity</p><p class="s11">[µ<span class="s14">S ·</span>cm]</p></th><th colspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Conductivity</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Vickers</p><p class="s11">Hardness</p><p class="s11">HV 10.</p></th></tr><br />
<tr><th><p class="s11">[%IACS]</p></th><th><p>[MS/m]</p></th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">AgCdO 90/10EP</p><p class="s11">DODURIT CdO 10EP</p></td><td/><td><p class="s11">10.1</p></td><td><p class="s11">2.08</p></td><td><p class="s12">83</p></td><td><p class="s12">48</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgCdO 85/15 EP DODURIT CdO 15EP</p></td><td/><td><p class="s11">9.9</p></td><td><p class="s11">2.27</p></td><td><p class="s12">76</p></td><td><p class="s12">44</p></td><td><p class="s11">65</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 90/10 EPX SISTADOX 10EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">2.22</p></td><td><p class="s12">78</p></td><td><p class="s12">45</p></td><td><p class="s11">55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 88/12EPX SISTADOX 12EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.6</p></td><td><p class="s11">2.63</p></td><td><p class="s12">66</p></td><td><p class="s12">38</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr></table><br />
Form of Support: formed parts, stamped parts, contact tips<br />
</figtable><br />
<br />
*'''Silver–zinc oxide (DODURIT ZnO) materials'''<br />
Silver zinc oxide (DODURIT ZnO) contact materials with mostly 6 - 10 wt% oxide content including other small metal oxides are produced exclusively by powder metallurgy [[#figures1|(Figs. 76 – 81)]],<!--(Table 2.28)-->. Adding Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> in the process b) as described in the preceding chapter on Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Tab. 2.30)--> and <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Tab. 2.31)-->.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.28"><br />
<caption>'''<!--Table 2.28:--> Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Additives<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers<br />Hardness<br />Hv1<br />
!Tensile<br />Strength<br />[MPa]<br />
!Elongation<br />(soft annealed)<br />A[%]min.<br />
!Manufacturing<br />Process<br />
!Form of<br />Supply<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8P<br />DODURIT ZnO 8P<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.22<br />
|78<br />
|45<br />
|60 - 95<br />
|220 - 350<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />a) indiv. powders<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 94/6PW25<br />DODURIT ZnO 6PW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 100<br />
|200 - 320<br />
|30<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8PW25<br />DODURIT ZnO 8PW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|230 - 340<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10PW25<br />DODURIT ZnO 10PW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.17<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 100<br />
|230 - 350<br />
|20<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WP<br />DODURIT ZnO 8WP<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />with Ag backing a) individ.<br />
|2<br />
|-<br />
|AgZnO 94/6WPW25<br />DODURIT ZnO 6WPW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WPW25<br />DODURIT ZnO 8WPW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10WPW25<br />DODURIT ZnO 10WPW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.7<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 110<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips<br />
<br />
<br />
<div id="figures1"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.120:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 PW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.121:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 PW25 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.122:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.123:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 after annealing for 1hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"/><!--Fig. 2.124:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 Pw25: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.125:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 WPW25:a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/ZnO contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.29"><br />
<caption>'''<!--Table 2.29:-->Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">Material Group</p></th><th><p class="s12">Special Properties<th colspan="2"></p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>PE</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for automotive relays</p><p class="s12">(lamp loads)</p></td><td><p class="s12">Good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>98/2 PX/PC</p></td><td><p class="s12">Especially good heat resistance</p></td><td><p class="s12">Easily riveted, can be directly welded</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>TOS F</p></td><td><p class="s12">Especially suited for high inductive</p><p class="s12">DC loads</p></td><td><p class="s12">Very good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPC</p></td><td><p class="s12">For AC-3 and AC-4 applications in motor</p><p class="s12">switches (contactors)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPD</p></td><td><p class="s12">Especially suited for severe loads (AC-4)</p><p class="s12">and high switching currents</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPX</p></td><td><p class="s12">For standard motor loads (AC-3) and</p><p class="s12">Resistive loads (AC-1), DC loads (DC-5)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WTOSF</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for high inductive DC</p><p class="s12">loads</p></td><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.30:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/CdO<br />DODURIT CdO<br />
|High resistance against welding during current on switching for currents up to<br />5kA especially for powder metallurgical materials,<br /><br />
Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life at switching currents<br /><br />
of 100A – 5kA,<br /><br />
Very good arc moving properties for materials produced by internal oxidation,<br />Good arc extinguishing properties,<br /><br />
Formability better than the one of Ag/SnO2 and Ag/ZnO materials,<br /><br />
Use of Ag/CdO in automotive components is prohibited because of Cd toxicity,<br />Prohibition of use in consumer products and appliances in EU.<br />
|-<br />
|Ag/SnO<sub>2</sub><br />SISTADOX<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
Very high resistance against welding during current on switching,<br />Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties through use of special additives,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life,<br /><br />
Very low and flat material transfer during DC load switching,<br /><br />
Good arc moving and very good arc extinguishing properties<br />
|-<br />
|Ag/ZnO<br />DODURIT ZnO<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
High resistance against welding during current on switching<br />(capacitor contactors),<br /><br />
Low and stable contact resistance through special oxide additives,<br />Very high arc erosion resistance at high switching currents,<br /><br />
Less favorable than Ag/SnO<sub>2</sub> for electrical life and material transfer,<br /><br />
With Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> additive especially suitable for AC relays<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.31:-->Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/CdO</p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Wiring devices, Appliance switches, Main switches, contactors, Small (main) power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2</span></p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,</p><p class="s12">Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired against</p><p class="s12">Ag/C), (Main) Power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/ZnO</p></td><td><p class="s12">Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuit</p><p class="s12">breakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
====Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffe====<br />
Ag/C (GRAPHOR)-Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten<br />
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/><!--(Table 2.32)-->). Die früher<br />
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik<br />
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und<br />
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,<br />
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und<br />
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine<br />
gewisse Bedeutung.<br />
<br />
Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren<br />
für Ag/C-Halbzeuge (<!--[[#figures3|(Figs. 82 – 85)]]<!--(Figs. 2.126 – 2.129)-->). Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung<br />
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel<br />
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 86 – 89)]]<!--(Figs. 2.130 – 2.133)-->). Je nach Art des Strangpressens, als Band<br />
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht<br />
(GRAPHOR) oder parallel (GRAPHOR D) zur Schaltfläche angeordnet<br />
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--(Fig. 2.131)--> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--(Fig. 2.132)-->).<br />
<br />
Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten<br />
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das<br />
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.<br />
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen<br />
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.<br />
<br />
Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die<br />
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine<br />
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von<br />
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre<br />
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen<br />
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel<br />
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die<br />
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,<br />
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer<br />
gleichbleibend niedrig.<br />
<br />
Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.<br />
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-<br />
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht<br />
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern (GRAPHOR DF) in den<br />
Werkstoff eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--(Fig. 2.133)-->). Das Schweißverhalten wird dabei durch<br />
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.<br />
<br />
Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach<br />
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu<br />
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen<br />
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/><!--(Table 2.33)-->). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die<br />
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit<br />
im Schaltbetrieb erfordern.<br />
<br />
Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim<br />
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-<br />
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der<br />
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als<br />
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung<br />
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus<br />
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach<br />
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,<br />
können die GRAPHOR D- und GRAPHOR DF-Profile auch mit einer dünnen<br />
Hartlotschicht versehen werden.<br />
<br />
In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch<br />
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet<br />
werden.<br />
<br />
Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,<br />
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im<br />
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der<br />
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/><!--(Table 2.34)-->). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird<br />
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte<br />
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.<br />
<br />
<div id="figures3"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.126:--> Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.127:--> Softening of Ag/C 96/4 D after annealing<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C DF"/><!--Fig. 2.128:--> Strain hardening of Ag/C DF by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"/><!--Fig. 2.129:--> Softening of Ag/C DF after annealing<br />
</div><br />
<br />
<div id="figures4"><br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"/><!--Fig. 2.130:--> Micro structure of Ag/C 97/3: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--Fig. 2.131:--> Micro structure of Ag/C 95/5: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.132:--> Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--Fig. 2.133:--> Micro structure of Ag/C DF: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag/Ni 90/10 backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"><br />
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C 96/4 D after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C DF by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C DF after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.32"><br />
<caption>'''<!--Table 2.32:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />[°C]<br />
!Electrical Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers-Hardnes<br />HV10<br />42 - 45<br />
|-<br />
|Ag/C 98/2<br />GRAPHOR 2<br />
|97.5 - 98.5<br />
|9.5<br />
|960<br />
|1.85 - 1.92<br />
|90 - 93<br />
|48 - 50<br />
|42 - 44<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3<br />GRAPHOR 3<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1<br />
|960<br />
|1.92 - 2.0<br />
|86 - 90<br />
|45 - 48<br />
|41 - 43<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4<br />GRAPHOR 4<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.7<br />
|960<br />
|2.04 - 2.13<br />
|81 - 84<br />
|42 - 46<br />
|40 - 42<br />
|-<br />
|Ag/C 95/5<br />GRAPHOR 5<br />
|94.5 - 95.5<br />
|8.5<br />
|960<br />
|2.12 - 2.22<br />
|78 - 81<br />
|40 - 44<br />
|40 - 60<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3D<br />GRAPHOR 3D*)<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1 - 9.3<br />
|960<br />
|1.92 - 2.08<br />
|83 - 90<br />
|45 - 50<br />
|35 - 55<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4D<br />GRAPHOR 4D*)<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.8 - 9.0<br />
|960<br />
|2.04 - 2.22<br />
|78 - 84<br />
|43 - 47<br />
|35 - 60<br />
|-<br />
|AgCDF<br />GRAPHOR DF**)<br />
|95.7 - 96.7<br />
|8.7 - 8.9<br />
|960<br />
|2.27 - 2.50<br />
|69 - 76<br />
|40 - 44<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche <br /><br />
<nowiki>**)</nowiki> Grafitanteil 3,8 Massen-% Grafit-Partikel; Grafit-Fasern parallel zur Schaltfläche<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.33"><br />
<caption>'''<!--Table 2.33:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO-Designation</p></th><th><p class="s11">Properties</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C</p><p class="s12">GRAPHOR</p></td><td><p class="s12">Highest resistance against welding during make operations at high currents,</p><p class="s12">High resistance against welding of closed contacts during short circuit,</p><p class="s12">Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,</p><p class="s12">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, GRAPHOR with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,</p><p class="s12">Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,</p><p class="s12">Limited formability,</p><p class="s12">Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.34"><br />
<caption>'''<!--Table 2.34:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO Designation</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 98/2</p><p class="s12">GRAPHOR 2</p></td><td><p class="s12">Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact</p><p class="s12">parts, some contact rivets with</p><p class="s12">Ag/C97/3</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</p></td></tr><tr><td/><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Silver_Based_Materials]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Anwendungstabellen_und_Richtwerte_f%C3%BCr_den_Einsatz_elektrischer_Kontakte&diff=4069Anwendungstabellen und Richtwerte für den Einsatz elektrischer Kontakte2014-09-25T22:24:27Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<div>==<!--6.1-->Anwendungsbereiche für schaltende Kontakte==<br />
<br />
===<!--6.1.1 -->Kleine und mittlere elektrische Last===<br />
Schaltvorgänge bei kleinen und mittleren elektrischen Lasten treten z.B. in<br />
Relais und Schaltern der Messtechnik, Informationstechnik, Kfz-Technik und<br />
Hausgerätetechnik auf. Die Schaltspannung liegt dabei üblicherweise zwischen<br />
μV und 400 V, der Schaltstrom zwischen μA und ca. 100 A.<br />
<br />
siehe Artikle: [[Kleine_und_mittlere_elektrische_Last| Kleine und mittlere elektrische Last]]<br />
<br />
===<!--6.1.2-->Hohe elektrische Last===<br />
Bei hohen elektrischen Lasten, die überwiegend im Bereich der Energietechnik<br />
auftreten, sind die Schaltvorgänge weitgehend mit dem Auftreten von Lichtbögen<br />
verbunden. Die Beherrschung des Schaltlichtbogens ist in den meisten<br />
Anwendungen das zentrale Problem. Je nach Schaltgerätetyp stehen bestimmte<br />
Anforderungen im Vordergrund, nach denen die Wahl des Kontaktwerkstoffes<br />
erfolgt. Wie in der Informations- und Nachrichtentechnik sind dabei die<br />
Probleme zu berücksichtigen, die bei den Schaltvorgängen und der<br />
Stromführung auftreten.<br />
<br />
<br />
siehe Artikle: [[Hohe_elektrische_Last| Hohe elektrische Last]]<br />
<br />
==<!--6.2-->Werkstoffbestückung von Kontaktstellen==<br />
Eine hohe Kontaktzuverlässigkeit und hohe Lebensdauer von elektromechanischen<br />
Bauelementen und Schaltgeräten wird nur dann erreicht, wenn den<br />
Anforderungen entsprechend der optimale Kontaktwerkstoff und die geeignetste<br />
Kontaktform eingesetzt werden. Bei der Festlegung des Kontaktwerkstoffes<br />
und der technologischen Gestaltung der Kontaktstellen müssen allerdings<br />
auch wirtschaftliche Gesichtspunkte berücksichtigt werden. In der<br />
folgenden Tabelle (<xr id="tab:Material Selection and Contact Component Design"/><!--Table 6.1-->) sind anhand einiger Anwendungsbeispiele Vorschläge für<br />
die Wahl des Kontaktwerkstoffes und der Kontaktform aufgelistet.<br />
<br />
<figtable id="tab:Material Selection and Contact Component Design"><br />
<caption>'''<!--Table 6.1:-->Werkstoffbestückung von Kontaktteilen'''</caption> <br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Art der Kontaktstelle bzw. des Gerätes <br />
!Kennzeichnende Anforderungen an die Kontaktstelle<br />
!Kontaktwerkstoff<br />
!Kontaktformen<br />
|-<br />
|Kontaktstellen für Trockenschaltkreise<br />
|Zuverlässige Kontaktgabe bei kleinsten Strömen und<br />
Spannungen, wobei niedrige Kontaktkräfte typisch sind<br />
|AuAg-Leg., (AuPt), Au<br />
|Niete, geschweißte Miniprofile, galvanische<br />
Vergoldung, gesputterte Au-Schichten<br />
|-<br />
|Schaltkontakte in Messgeräten<br />
|Zuverlässige Kontaktgabe bei kleinen Spannungen und<br />
Strömen sowie geringen Kontaktkräften<br />
|Au und Pt-Leg., (AgPd-Leg.)<br />
|Niete, Drähte, aufgeschweißte Plättchen, plattierte<br />
Teile<br />
|-<br />
|Kontakte in Tastenfeldern<br />
|Definierte, nahezu prellfreie Kontaktgabe, höchste<br />
Zuverlässigkeit bei kleinen Schaltlasten<br />
|Au-Leg., (AgPd), Au auf Ni-Unterlage<br />
|Vergoldete Schnappscheiben, Au-plattierte Drähte<br />
und Stanzteile; hartvergoldete Kontaktstellen auf<br />
Leiterplatten<br />
|-<br />
|Drehschalter auf gedruckten<br />
Schaltungen<br />
|Gute Abriebfestigkeit, niedriger Kontaktwiderstand<br />
|Schleifbahn: Hartgold auf Ni-Unterlage<br />
Schleifer: AgPd-Leg., (Hartsilber)<br />
|Galvanische Überzüge auf Schleifbahnen, plattierte,<br />
geschweißte oder genietete Stanzteile<br />
|-<br />
|Schleifringübertrager hoher Güte<br />
|Möglichst konstanter, niedriger Kontaktwiderstand bei<br />
geringen Kontaktkräften<br />
|Bürsten: Au-Leg., AgPd, AgPdCu, Schleifringe:<br />
Au-Leg., Ag-Leg. (Rh), für höhere Ströme:<br />
Ag/C-Bürsten gegen Ag-Schleifringe<br />
|Schleifdrähte, gestanzte Schleifbürsten, massive-,<br />
plattierte- oder galvanisch veredelte Schleifringe,<br />
Ag/C-Formteile<br />
|-<br />
|Schleifkontakte in Kleinst-Motoren<br />
|Extreme Abriebfestigkeit, sichere Kontaktgabe auch bei<br />
kleinsten Kontaktkräften<br />
|Ag- und Au-Leg., Pd-Leg., Au-Mehrstoff-Leg.<br />
|Schleifer aus flachgewalztem Draht oder gestanzt,<br />
Kollektor mit Hartgold galvanisiert oder plattiert, oder<br />
aus Miniprofil-Abschnitten<br />
|-<br />
|Fliehkraftregler für Kleinmotoren<br />
|Geringe Formänderungen, definierte Kontaktgabe bei<br />
kleinsten Kontaktkräften und sehr hoher Schalthäufigkeit<br />
|Pd-Leg.<br />
|Niete, Kontaktschrauben, geschweißte Teile<br />
|-<br />
|Steckverbinder<br />
|Niedriger Kontaktwiderstand, Korrosionsbeständigkeit,<br />
ausreichende Abriebfestigkeit, gute Gleit-Eigenschaften<br />
|Ag, Au-Leg., Pd, PdNi; Für Kfz-Anwendungen<br />
und Unterhaltungselektronik bei geringer<br />
Steckhäufigkeit meist Sn, Sn-Leg.<br />
|Galvanische Schicht oder plattiert, häufig<br />
hauchvergoldet, überwiegend mit Unternickelung,<br />
Stanzteile aus feuerverzinntem Band<br />
|-<br />
|Telekom-Relais<br />
|Zuverlässige Kontaktgabe, auch bei hoher Schalthäufigkeit<br />
|Ag, AgPd, Au-Leg., PdRu<br />
|Niete, aufgeschweißte Profilabschnitte<br />
|-<br />
|Reed-Relais<br />
|Hohe Zuverlässigkeit bei kleinen Strömen, unabhängig von<br />
atmosphärischen Bedingungen<br />
|Rh, Ru<br />
|Schaltzungen aus FeNi mit teilweise eindiffundiertem<br />
Au, Rh-,Ru-Schichten galv. oder gesputtert<br />
|-<br />
|Relais in Elektronik-Schaltkreisen<br />
|Hohe Zuverlässigkeit bei kleinen Schaltlasten und kompakter<br />
Bauweise<br />
|Au-Leg., AgPd, Ag-Leg.<br />
|Aus rollennahtgeschweißten Profilen<br />
gestanzte Federn, geschweißte Miniprofil-Abschnitte,<br />
Kontaktniete<br />
|-<br />
|Elementarrelais<br />
|Geringer Abbrand, hohe Verschweißresistenz, niedriger und<br />
konstanter Kontaktwiderstand<br />
|Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub>, (Ag/CdO), Ag/ZnO,AgNi0.15, (Ag)<br />
|Niete, massiv oder plattiert, aufgeschweißte<br />
Miniprofil-Abschnitte<br />
|-<br />
|Kfz-Relais<br />
|Geringe Materialwanderung, niedriger Kontaktwiderstand,<br />
hohe Verschweißresistenz<br />
|AgNi0.15, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/Ni<br />
|Niete, aufgeschweißte Miniprofil-Abschnitte<br />
|-<br />
|Blink-Relais für Kfz<br />
(Schaltspielzahl >3Mio)<br />
|Möglichst geringe Materialwanderung, hohe<br />
Abbrandfestigkeit, niedriger Kontaktwiderstand<br />
|PdCu15 and 40 (Anode) gegen AgNi0.15, AgCu3 (Kathode), Ag/ZnO, Ag/SnO<sub>2</sub><br />
|Niete, aufgeschweißte Profil- und Bandabschnitte<br />
|-<br />
|Zündunterbrecher für Kfz<br />
|Extrem hohe Abbrandfestigkeit, hohe Schalthäufigkeit<br />
|W<br />
|Auf Formteile oder Fe-Sockel gelötete Plättchen<br />
|-<br />
|Kraftfahrzeughupen<br />
|Hohe Abbrandfestigkeit bei extremen Schaltfrequenzen<br />
|W, Ag/SnO<sub>2</sub><br />
|Kontaktniete, W-Aufschweißkontakte, Federn und<br />
Formteile mit aufgelöteten oder aufgeschweißten<br />
Plättchen<br />
|-<br />
|Schalter für Hausgeräte<br />
|Niedriger Kontaktwiderstand, ausreichende<br />
Abbrandfestigkeit und Verschweißresistenz<br />
|AgNi0.15, Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub>, (Ag/CdO)<br />
|Niete, geschweißte Kontaktteile<br />
|-<br />
|Temperatur-Regler<br />
(Thermostat)<br />
|Definierter Kontaktpunkt auch bei schleichender<br />
Kontaktgabe, hohe Arbeitstemperaturen<br />
|AgNi0.15, Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub>, (Ag/CdO)<br />
|Niete, geschweißte Kontaktteile, Aufschweißkontakte<br />
|-<br />
|Lichtschalter<br />
|Niedriger Kontaktwiderstand, ausreichende<br />
Abbrandfestigkeit und Verschweißresistenz<br />
|AgNi0.15, AgCu, Ag/Ni, mit Einschaltspitzen Ag/ZnO, (Ag/CdO)<br />
|Niete, geschweißte Kontaktteile<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
Table 1: '''Werkstoffbestückung von Kontaktteilen (Fortsetzung)'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Art der Kontaktstelle bzw. des Gerätes <br />
!Kennzeichnende Anforderungen an die Kontaktstelle<br />
!Kontaktwerkstoff<br />
!Kontaktformen<br />
|-<br />
|Treppenhausautomaten<br />
|Hohe Abbrandfestigkeit und Verschweißresistenz<br />
|Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub>, (Ag/CdO), Ag/C gegen Ag/SnO<sub>2</sub><br />
|Niete, geschweißte Kontaktteile<br />
|-<br />
|Leitungsschutzschalter<br />
|Extrem hohe Verschweißresistenz, geringe Erwärmung im<br />
Gebrauch, ausreichende Abbrandfestigkeit<br />
|I< 50 A: Ag/C97/3 (Cu/C) gegen Cu, I> 50 A : Ag/C97/3 o. 95/5 gegent AgCu3, Ag/Ni90/10 o. 80/20, Ag/W, Ag/WC (USA)<br />
|Geschweißte Kontaktteile (Ag/C), plattierte Stanzteile<br />
|-<br />
|Fehlerstrom-Schutzschalter<br />
|Extrem hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand,<br />
hohe Abbrandfestigkeit<br />
|Stationary contact: Ag/C96/4 o. 95/5 Movable contact: Ag/Ni, Ag/MeO, Ag/W, Ag/WC, Ag/WC/C<br />
|Geschweißte oder gelötete Kontaktteile<br />
|-<br />
|Mikro-Schnappschalter<br />
|Niedriger Kontaktwiderstand, kein Kleben beim Einschalten<br />
|AgNi 0,15, Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub>, (Ag/CdO)<br />
|Niete, plattierte oder geschweißte Teile<br />
|-<br />
|Befehlsschalter, Hilfsschalter<br />
|Niedriger Kontaktwiderstand über lange Betriebsdauer<br />
|Ag, AgNi 0,15, AgCu, Ag/Ni<br />
|Niete, plattierte Stanzteile (vergoldete Niete),<br />
geschweißte Kontaktteile<br />
|-<br />
|Hilfsschütze, Steuerschütze<br />
|Hohe Zuverlässigkeit über lange Lebensdauer,<br />
niedriger Kontaktwiderstand<br />
|AgNi 0,15, Ag/Ni<br />
|Niete, plattierte Profilteile, geschweißte Kontaktteile<br />
|-<br />
|Nockenschalter (Lastschalter)<br />
|Hohe Abbrandfestigkeit und Verschweißresistenz,<br />
niedriger Kontaktwiderstand<br />
|AgCu, Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/ZnO, (Ag/CdO)<br />
|Niete, geschweißte Kontaktteile<br />
|-<br />
|Schütze<br />
|Hohe Abbrandfestigkeit und Verschweißresistenz,<br />
niedriger Kontaktwiderstand<br />
|I< 20A : Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub> I>20A : Ag/SnO<sub>2</sub>, (AgCdO)<br />
|Geschweißte, gelötete Kontaktplättchen<br />
|-<br />
|Motor-Schutzschalter<br />
|Extrem hohe Verschweißresistenz,<br />
niedriger Kontaktwiderstand<br />
|Ag/ZnO, Ag/C gegen Ag/Ni<br />
|Geschweißte Kontaktteile, Toplay-Stanzteile<br />
|-<br />
|Leistungsschalter<br />
|Extrem hohe Verschweißresistenz, niedriger<br />
Kontaktwiderstand, hohe Abbrandfestigkeit<br />
|Ag/ZnO, Ag/SnO<sub>2</sub> , Ag/C gegen Ag/Ni o. Ag/W, Ag/W, Ag/WC/C, Ag/W gegen Ag/CdO<br />
|Gelötete oder geschweißte Kontakt- und Formteile<br />
|-<br />
|Leistungsschalter mit Vor- und<br />
Hauptkontakten<br />
|Hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand,<br />
hohe Abbrandfestigkeit<br />
|Vorkontakte: W/Ag, W/Cu, (Cu)<br />
Hauptkontakte: Ag/Ni, Ag/ZnO, Ag/W, Ag/WC<br />
|Gelötete und geschweißte Kontaktauflagen und<br />
Formteile<br />
|-<br />
|Trennschalter<br />
|Niedriger Kontaktwiderstand, ausreichende mechanische<br />
Festigkeit<br />
|AgNi 0,15, Ag/Ni, Ag (galvanisch)<br />
|Galvanische Überzüge, gelötete Kontaktteile<br />
|-<br />
|Last-Trennschalter (Mittel- und<br />
Hochspannung)<br />
|Wie Trennschalter, zusätzlich hohe Abbrandfestigkeit der<br />
Vorkontakte<br />
|Vorkontakte: W/Cu, Cu, Ag/C<br />
Hauptkontakte: Cu, CuCrZr versilbert, Ag/Ni,<br />
AgNi 0,15, Ag/C<br />
|Vorkontakte: gelötete, geschweißte Teile<br />
Hauptkontakte: versilberte, gelötete oder<br />
geschweißte Teile<br />
|-<br />
|Vakuum-Schütze<br />
|Niedriger Abreißstrom, hohe Abbrandfestigkeit,<br />
niedriger Kontaktwiderstand<br />
|Gasarmes W/Cu, W/CuSb, WC/Ag, CuCr<br />
|Kontaktscheiben, Kontaktronden<br />
|-<br />
|Vakuum-Leistungsschalter<br />
|Hohes Schaltvermögen, niedriger Kontaktwiderstand<br />
|Gasarmes CuCr<br />
|Kontaktscheiben, Formteile<br />
|-<br />
|Leistungsschalter (Hochspannung)<br />
|Abbrenn-Kontakte: höchste Abbrandfestigkeit,<br />
Hauptkontakte: niedriger Kontaktwiderstand<br />
|Abbrenn-Kontakte: W/Cu-Tränkwerkstoff,<br />
Hauptkontakte:CuCrZr, Cu versilbert<br />
|Angegossene, elektronenstrahlgeschweißte<br />
(aufgelötete) Formteile, abbrennstumpfgeschweißte<br />
Stifte<br />
|-<br />
|Trafo-Stufenschalter (Lastschalter)<br />
|Hohe Abbrandfestigkeit unter Öl<br />
|W/Cu-Tränkwerkstoff mit ca. 70 Massen-% W<br />
|Kontaktplatten aufgelötet<br />
|-<br />
|Trennschalter in Hochspannungs-<br />
Schaltanlagen<br />
|Niedriger Kontaktwiderstand, geringer mechanischer<br />
Verschleiß, ausreichende Abbrandfestigkeit bei Stromkommutierung<br />
|Ag (galvanisch), AgNi0,15, Ag/SnO<sub>2</sub><br />
|Galvanische Überzüge, gelötete Teile, Toplay-<br />
Profilabschnitte<br />
|}<br />
'''Anmerkungen:'''<br />
<xr id="tab:Material Selection and Contact Component Design"/><!--Table 6.1--> soll Hinweise geben, welche Kontaktwerkstoffe grundsätzlich für den<br />
jeweiligen Gerätetyp eingesetzt werden. Bei den aufgeführten Kontaktwerkstoffen<br />
wurde teilweise bewusst auf die Angabe der genauen Zusammensetzung und, wie<br />
bei Ag/SnO<sub>2</sub> und Ag/ZnO, der Art der Zusätze verzichtet, da eine endgültige Werkstofffestlegung auch von spezifischen konstruktiven Gegebenheiten des Gerätes<br />
abhängt. Hinweise auf spezielle Eigenschaften der Kontaktwerkstoffe sind aus Kap. 2 [[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik| Kontaktwerkstoffe für die Elektrotechnik ]]<br />
zu entnehmen.<br />
<br />
==<!--6.3-->Technologische Gestaltung von Kontaktstellen==<br />
Für die Herstellung von Kontaktteilen steht eine große Vielfalt an Technologien zur<br />
Verfügung (Kap. 3 [[Technologien_für_die_Herstellung_von_Kontaktteilen|Technologien für die Herstellung von Kontaktteilen]]). Die gewünschte Kontaktform setzt allerdings bestimmte Werkstoffeigenschaften<br />
z.B. Umform-, Schweißbarkeit usw. voraus, die nicht von allen<br />
Kontaktwerkstoffen gleich gut erfüllt werden. Darüber hinaus muss die Gestaltung der<br />
Kontaktstelle auf die Beanspruchung im jeweiligen Schaltgerät abgestimmt werden.<br />
Die nachfolgende Tabelle (<xr id="tab:Design Technologies for Contacts"/><!--table 6.2-->) stellt eine Verknüpfung von Kontaktteil, Kontaktwerkstoff<br />
und Anwendung dar.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Design Technologies for Contacts"><br />
<caption>'''<!--Table 6.2:-->Technologische Gestaltung von Kontaktstellen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Kontaktteile, -halbzeuge<br />
!Gebräuchliche Kontaktwerkstoffe und Abmessungen<br />
!Main Areas of Application<br />
!Remarks<br />
|-<br />
|Kontaktniete massiv,<br />
eingepresste Drahtabschnitte<br />
|Ag, Ag-Leg., Au-Leg., Pd-Leg., Ag/Ni, Ag/C97/3,<br />
Ag/MeO (1,2 bis ca. 8 mmØ )<br />
|Alle Arten von Schaltgeräten der Informations-, Kfzuund<br />
Energietechnik<br />
|Sichere Nietverbindung nur bei ausreichend<br />
dickem Schaft (Schaft-Ø= ½ Kopf-Ø).<br />
Umschalt-Kontakte durch Anstauchen<br />
langer Schäfte.<br />
|-<br />
|Kontaktniete plattiert (Bimetallniete)<br />
|Ag, Ag-Leg, Ag/Ni, Ag/MeO auf Cu-Sockel<br />
(2 bis ca. 10 mmØ )<br />
|Alle Arten von Schaltgeräten der Informations-, Kfzund<br />
Energietechnik<br />
|Sichere Nietverbindung nur bei ausreichend<br />
dickem Schaft (Schaft-Ø= ½ Kopf-Ø).<br />
|-<br />
|Kontaktniete mit gelöteter Auflage<br />
|Wolfram und schwer verformbare Sinterwerkstoffe (z.B.<br />
Ag/C) auf Cu oder Fe (2 bis ca. 12 mm Ø)<br />
|Schalter der Energietechnik, bei Wolfram-Auflage<br />
insbesondere für Regler<br />
|Wolfram-Kontaktniete druckarm vernieten,<br />
rollieren oder taumeln; bei Fe-Sockel auch<br />
warmstauchen<br />
|-<br />
|Kontaktschrauben<br />
|Beliebige Kontaktwerkstoffe auf Fe- und CuZn-<br />
Schrauben gelötet (1 bis ca. 10 mm Ø ; M2 bis ca. M 10)<br />
|Einstellbare Kontakte für Regler und Hupen<br />
|Bei gelöteten Auflagen Träger weich<br />
|-<br />
|Vertikal geschweißte Drahtabschnitte<br />
|Ag, Ag-Leg., Ag/Ni, AgPd, Au-Leg. (Draht 0,6 bis<br />
ca. 5 mmØ)<br />
|Kontaktteile f. Steuer-, Regel- und Energietechnik;<br />
wirtschaftliche Herstellung bei großen Stückzahlen<br />
|Aufschweißen, anschl. Kopfform prägen oder<br />
taumeln<br />
|-<br />
|Horizontal geschweißte Draht- und Profil-<br />
Abschnitte<br />
|Au-Leg, Pd-Leg., Ag, Ag-Leg., Ag/Ni, Ag/MeO,<br />
Ag/C in Band- oder Profilform, Miniprofile auch<br />
mehrschichtig, Profilbreite 0,2 bis ca. 5 mm<br />
|Kontaktteile für Informations-, Mess-, Steuer-,<br />
Regel- und Energietechnik. Besonders<br />
wirtschaftlich hinsichtlich Edelmetalleinsatz<br />
|Aufschweißen im Takt-Verfahren mit Spezial-<br />
Maschinen<br />
|-<br />
|Aufschweißkontakte<br />
|Ag, Ag-Leg., Ag/Ni, Ag/MeO auf z.B. Stahl, Nickel<br />
oder Monel; Ag/W, Ag/Mo (1,5 bis ca. 10 mm Ø)<br />
|Aufgeschweißt z. B. auf Stahl-Federn oder<br />
Thermobimetall für Temperatur-Regler<br />
|Stoffschlüssige Verbindung durch einfache<br />
Buckelschweissung bei Temperatur-<br />
Wechselbeanspruchung besonders geeignet<br />
|-<br />
|Wolfram-Aufschweißkontakte<br />
|W auf Ni oder vernickeltem Fe (2 bis ca. 6 mm Ø),<br />
Unterseite mit Schweißwarzen<br />
|Kontakte für Regler, Zündunterbrecher und Hupen,<br />
Vorkontakte in Sonder-Relais<br />
|Beidseitig aufgeschweißt für Umschaltkontakte<br />
|-<br />
|Gelötete Kontaktplatten<br />
|Alle Werkstoffe und Abmessungen, oxid- und<br />
graphithaltige Werkstoffe mit lötbarer Unterseite,<br />
Trägerteile aus Fe, Cu und Cu-Legierungen, bei<br />
höheren Anforderungen an Festigkeit auch CuCrZr<br />
oder CuBe<br />
|Schaltgeräte der Energietechnik mittlerer und<br />
großer Leistung<br />
|Lotschicht mit niedrigerem Schmelzpunkt,<br />
Teile erweichen beim Löten<br />
|-<br />
|Kontakt-Bimetalle, ganz plattiert oder mit<br />
Streifen-Einlage-Plattierung<br />
|Duktile Edelmetalle auf Cu und Cu-Leg., mindest<br />
Edelmetall-Dicke 2% der Gesamtdicke bei Ag und<br />
Ag-Leg., 0,5 % der Gesamtdicke bei Au-Leg. (auf Ni-<br />
Zwischenschicht), max. Einlage-Dicke 50 % der<br />
Gesamtdicke, Streifenbreite ab 2 mm<br />
|Plattierte Kontaktfedern, Stanz- und Formteile für<br />
Informations- und Energietechnik, Al-plattiert für<br />
Bondzwecke<br />
|Stoffschlüssige Verbindung, Streifenplattierung<br />
quer oder schräg zum Streifen gestanzt.<br />
Biegungen an der Plattierungsgrenze<br />
vermeiden<br />
|-<br />
|Bänder und Profile mit Streifen-Auflage-<br />
Plattierung (Toplay-Profile)<br />
|Ag, Ag-Leg., Ag/Ni, Ag/MeO auf Träger aus Cu u. Cu-<br />
Leg., Gesamtbreite 10 bis ca. 100 mm, Trägerdicke 0,3<br />
2 bis 5 mm, Ag-Streifenquerschnitt ab Aufl. 3 x 0,3 mm ,<br />
Streifendicke <Trägerdicke<br />
|Festkontakte und Kontaktbrücken für Schaltgeräte<br />
der Energietechnik<br />
|Auflagen kontinuierlich mit Silberlot gelötet und<br />
durch Profilwalzen nachverfestigt<br />
|-<br />
|Rollennahtgeschweißte Profile<br />
|Draht, Band od. Miniprofil (massiv oder plattiert)<br />
geschweißt auf Trägerband aus Cu-Leg. Auflage (0,3 bis<br />
ca. 3 mmØ ) bzw. bis 5 mm Breite<br />
|Schalter, Tasten, Relais, Hilfsschütze, Gleitkontakte<br />
|Vielseitig verwendbar, besonders wirtschaftlich,<br />
dünne federharte Träger ohne Erweichung<br />
|-<br />
|Miniprofile<br />
|Kontaktwerkstoffe auf Au-, Pd-, Ag-Basis zwei- oder<br />
mehrschichtig, Träger aus Ni, Monel oder Cu-Leg.,<br />
Miniprofilbreite: 0,2 bis ca. 2 mm<br />
|Geschweißte Profilabschnitte für Kontaktteile der<br />
Informations-, Mess-, Steuer- und Regeltechnik<br />
|Herstellung von Kreuz-Kontakten,<br />
sparsamster Einsatz von Edelmetallen<br />
|}<br />
<br />
<br />
Table 2: '''Technologische Gestaltung von Kontaktstellen (Fortsetzung)'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Kontaktteile, -halbzeuge<br />
!Gebräuchliche Kontaktwerkstoffe und Abmessungen<br />
!Hauptanwendungsgebiete<br />
!Bemerkungen<br />
|-<br />
|Plattierte Profile<br />
|Ag, Ag-Leg., Ag/Ni, Ag/MeO auf Träger aus Cu oder<br />
Cu-Leg., alle Querschnitte, die zieh- oder walzbar<br />
sind. Profilbreite: 2 bis ca. 10 mm<br />
|Profilabschnitte als Kontaktteile für Schaltgeräte<br />
in der Nieder- und Hochspannungstechnik<br />
|Bei komplizierten Formen meist hoher<br />
Werkzeugaufwand<br />
|-<br />
|Sinter-Tränkteile<br />
|Werkstoffe auf W-, WC- oder Mo-Basis, beliebige<br />
Kontaktformen<br />
|Kontaktteile für Schaltgeräte der Nieder- und<br />
Hochspannungstechnik<br />
|Hergestellt in Einzel-Presstechnik, meist mit<br />
Schweißwarzen und Lot-Unterseite<br />
|-<br />
|Abbrand-Formteile<br />
|W/Cu-Tränkwerkstoffe, Formteile nahezu in beliebiger<br />
Abmessung<br />
|Abbrenn-Kontakte für Schaltgeräte mit extremer<br />
Beanspruchung z.B. SF<sub>6</sub>-Leistungsschalter<br />
|Aufbringung auf Cu-Träger durch Angießen,<br />
Abbrenn-Stumpfschweißen, Elektronen-Strahlschweißen,<br />
seltener durch Hartlöten<br />
|-<br />
|Gasarme Kontaktteile<br />
|W/Cu-, WC/Ag-, CuCr-Werkstoffe, Ronden,<br />
Scheiben, Ringe in beliebiger Abmessung<br />
|Formteile für Vakuum Schalter (Schütze, Lastschalter,<br />
Leistungsschalter)<br />
|Auflöten der Teile auf Cu-Träger mit Speziallot<br />
|-<br />
|Angegossene Kontaktteile<br />
|W/Cu mit Cu hintergossen, Formteile u. Ringe bis<br />
100 mmØ<br />
|Abbrenn-Kontakte in Hochspannungsschaltern<br />
|Fugenlose Verbindung, Träger durch<br />
nachträgliches Umformen verfestigt<br />
|-<br />
|Elektronenstrahlgeschweißte Kontaktteile<br />
|W/Cu auf Cu o. CuCrZr-Kontaktstifte, -rohre,<br />
und -tulpen<br />
|Abbrennkontakte in Hochspannungs-<br />
Leistungsschaltern<br />
|Fugenlose Verbindung, mechanisch und thermisch<br />
extrem beanspruchbar<br />
|-<br />
|Galvanische Versilberung<br />
|Schichtdicke bis 20 μm, meist auf Cu und Cu-Leg.<br />
|Anschlussstellen und stromlos schaltende<br />
Kontakte der Energietechnik, Dreh- und<br />
Schiebeschalter, Steckverbinder<br />
|Für schaltende Kontakte nur bei sehr geringer<br />
Belastung<br />
|-<br />
|Galvanische Vergoldung<br />
|Hauchvergoldung 0,1 bis 0,2 μm auf Ag- und Cu-Leg.,<br />
Kontaktschichten 0,5 bis ca. 5 μm meist mit<br />
Ni-Unterschicht<br />
|Kontakte bei geringen Spannungen und<br />
Strömen, Steckerteile, Dreh- und Schiebeschalter,<br />
Kontaktschichten auf gedruckten<br />
Schaltungen<br />
|Hauchvergoldung nur bedingt als Anlaufschutz<br />
für Silberkontakte geeignet.<br />
|-<br />
|Selektiv galvanisierte Bänder<br />
|Streifen-Auflagen: Verzinnung 1 bis 10 μm,<br />
Versilberung 1 bis 20 μm, Vergoldung 0,2 bis 5 μm.<br />
Streifenbreite min. 2 mm, Streifenabstand > 2 mm,<br />
Trägerband aus Cu und Cu-Leg., Ni-Leg., rostfr. Stahl,<br />
Banddicke 0,1 bis ca. 1 mm,<br />
Bandbreite 5 bis ca. 100 mm<br />
|Kontaktteile für Steckverbinder,<br />
Drucktastenschalter, Dreh- und Schiebeschalter,<br />
bondfähige Kontaktierungen (Au) für<br />
elektronische Bauelemente<br />
|Wirtschaftliche Herstellung örtlich veredelter<br />
Teile, Hartgold mit Unternickelung möglich,<br />
jedoch nur begrenzt verformbar<br />
|-<br />
|Selektiv galvanisierte, vorgestanzte<br />
Bänder, Spot-Vergoldung<br />
|Partielle galv. Veredelung vorgebogener u. geprägter<br />
Kontaktstellen im Durchlauf; sämtliche galvanisierbaren<br />
Edelmetalle; Zwischenschichten aus Cu oder Ni,<br />
selektive Verzinnung von Steckbereichen und<br />
Anschlussenden. Trägerdicke bis 1mm, Trägerbreite<br />
bis ca. 80 mm<br />
|Veredelung von Schaltkontakten, Steckerteilen<br />
und Anschlussstiften für Informationstechnik<br />
|Rissfreie und verschleißfeste Schichten möglich,<br />
da Kontaktbereich vorher geformt<br />
|-<br />
|Gesputterte Profile<br />
|Au, Au-Leg. in beliebiger Zusammensetzung;<br />
Schichtdicke 0,1 bis 5 μm. Relais, Schalter und Tasten<br />
in Informations- und Messtechnik<br />
|Kontaktprofile für Relais, Schalter und Tasten in<br />
Informations- und Messtechnik<br />
|Hochreine Kontaktoberflächen für hohe<br />
Kontaktzuverlässigkeit<br />
|-<br />
|Feuerverzinnte Bänder<br />
|Allseitig oder streifenverzinnt 1 bis 15 μm<br />
|Steckverbinder für Kfz-und Consumer-<br />
Anwendung, Schraub- und Klemmverbindungen<br />
|Preisgünstige Beschichtung, keine Whisker-<br />
Bildung<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
==<!--6.4-->Formeln und Regeln==<br />
<br />
===<!--6.4.1-->Begriffe===<br />
<br />
siehe Artikel: [[Begriffe| Begriffe]]<br />
<br />
===<!--6.4.2-->Formeln aus der Kontaktphysik===<br />
<br />
Main Artikel: [[Formeln_aus_der_Kontaktphysik| Formeln aus der Kontaktphysik]]<br />
<br />
===<!--6.4.3-->Geschlossene Kontakte===<br />
<br />
<xr id="fig:Rough flat surface"/><!--Fig. 6.5:--> Raue ebene Oberfläche. a) vor und b) während der Berührung mit einer ideal glatten, ebenen Fläche; c) Darstellung der scheinbaren, tragenden und wirksamen Kontaktfläche (Maßstäbe willkürlich; gestrichelte Linien sind Höhenlinien)<br />
<br />
<xr id="fig:Contact-resistance-of-crossed-rods"/><!--Fig. 6.6:--> Kontaktwiderstand gekreuzter Rundstäbe in Abhängigkeit von der Kontaktkraft für Gold, Silber und Silber-Palladium-Legierungen<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Rough flat surface"><br />
[[File:Rough flat surface.jpg|left|thumb|Raue ebene Oberfläche. a) vor und b) während der Berührung mit einer ideal glatten, ebenen Fläche; c) Darstellung der scheinbaren, tragenden und wirksamen Kontaktfläche (Maßstäbe willkürlich; gestrichelte Linien sind Höhenlinien)]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Contact-resistance-of-crossed-rods"><br />
[[File:Contact-resistance-of-crossed-rods.jpg|left|thumb|Kontaktwiderstand gekreuzter Rundstäbe in Abhängigkeit von der Kontaktkraft für Gold, Silber und Silber-Palladium-Legierungen]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Thermo-electrical Voltage of Contact Materials (against Copper)"><br />
<caption>'''<!--Table 6.3:-->Thermospannung von Kontaktwerkstoffen (gegen Kupfer)'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!<br />
!Kontaktwerkstoffe<br />
!Thermospannung (0 - 100°C) [mV]<br />
|-<br />
|Reine Metalle<br />
|Ag<br />Au<br />Pt<br />Ir<br />Pd<br />Rh<br />Re<br />Cu<br />W<br />Mo<br />
| + 0.04<br />+ 0.06<br />+ 0.78<br />+ 0.13<br />+ 1.35<br />+ 0.08<br />+ 0.78<br />0<br />- 0.46<br />- 0.73<br />
|-<br />
|Legierungen/Sinterwerkstoffe<br />
|AgCu 3<br />AgPd 30<br />AgPd 40<br />AgPd 50<br />AgPd 60<br />Ag/Ni 10<br />Ag/Ni 20<br />Ag/W 65<br />AuNi 5<br />AuAg 20<br />AuPt 10<br />PtW 5<br />Ptlr 10<br />Ptlr 20<br />PtRu 5<br />PtRu 10<br />PdCu 15<br />PdCu 40<br />
| + 0.026<br />+ 0.125<br />+ 0.198<br />+ 0.321<br />+ 0.412<br />+ 0.23<br />+ 0.27<br />+ 0.01<br />+ 4.7<br />+ 2.76<br />+ 1.11<br />+ 0.67<br />+ 0.56<br />+ 0.60<br />+ 0.32<br />+ 0.13<br />+ 0.180<br />+ 0.247<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
===<!--6.4.4-->Schaltende Kontakte===<br />
<br />
siehe Artikel: [[Schaltende_Kontakte| Schaltende Kontakte]]<br />
<br />
===<!--6.4.5-->Physikalische Effekte bei Gleit- und Steckkontakten===<br />
<br />
siehe Artikel: [[Physikalische_Effekte_bei_Gleit-_und_Steckkontakten| Physikalische Effekte bei Gleit- und Steckkontakten]]<br />
<br />
===<!--6.4.6-->Faustregeln für die Kontaktdimensionierung===<br />
<br />
siehe Artikel: [[Faustregeln_für_die_Kontaktdimensionierung| Faustregeln für die Kontaktdimensionierung]]<br />
<br />
===<!--6.4.7-->Berechnung von Kontaktfedern===<br />
<br />
siehe Artikel: [[Berechnung_von_Kontaktfedern| Berechnung von Kontaktfedern]]<br />
<br />
==Referenzen==<br />
<br />
Vinaricky, E. (Hrsg): Elektrische Kontakte-Werkstoffe und Anwendungen.<br />
Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2002<br />
<br />
Schröder, K.-H.: Grundlagen der Werkstoffauswahl für elektrische Kontakte.<br />
Buchreihe „Kontakt & Studium“, Band 366:zit. in „Werkstoffe für elektrische<br />
Kontakte und ihre Anwendungen“, Expert Verlag, Renningen, Bd. 366, (1997)<br />
1-30<br />
<br />
Horn, J.: „Steckverbinder“. zit. in Vinaricky, E. (Hrsg): „Elektrische Kontakte-<br />
Werkstoffe und Anwendungen“, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2002, 401-<br />
419<br />
<br />
Holm, R.: Electric Contacts, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1967<br />
<br />
Sauer, H. (Hrsg): Relais-Lexikon. 2. Aufl. Hüthig-Verlag, Heidelberg 1985<br />
<br />
Greenwood J.A.: Constriction Resistance and the Area of Contact,<br />
Brit.J.Appl.Phys. 17 (1966) 1621<br />
<br />
Biefer, H.: Elektrische Kontakte, Technische Rundschau (Bern) (1954/10) 17<br />
<br />
Thielecke, K.: Anwendung von Kontakten in Schwachstromschaltern, in<br />
“Kontaktwerkstoffe in der Elektrotechnik”, Akademie-Verlag Berlin 1962, 107<br />
<br />
Kirchdorfer, J.: Schalter für elektrische Steuerkreise, Blaue TR-Reihe, Heft 91,<br />
Verlag Hallwag, Bern und Stuttgart 1969<br />
<br />
[[en:Application_Tables_and_Guideline_Data_for_Use_of_Electrical_Contact_Design]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Naturharte_Kupfer-Legierungen&diff=4068Naturharte Kupfer-Legierungen2014-09-25T20:15:26Z<p>Teitscheid: /* Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen (Neusilber) */</p>
<hr />
<div>Legierungen wie Messinge (CuZn), Zinnbronzen (CuSn) und Neusilber (CuNiZn), bei denen die gewünschte Festigkeit durch Kaltumformung erzeugt wird, werden als naturharte Legierungen bezeichnet. Zu dieser Gruppe sind auch die Silberbronzen mit Silbergehalten von 2 bis 6 Massen-% zu zählen. <br />
<br />
====<!--5.1.4.1-->Kupfer-Zink-Legierungen (Messing)====<br />
<br />
Kupfer-Zink-Legierungen finden wegen ihrer ausreichend hohen elektrischen<br />
Leitfähigkeit, der gegenüber Kupfer höheren Festigkeit bei noch guter Verarbeitbarkeit<br />
und des günstigen Preises breite Anwendung als Kontaktträgerwerkstoffe<br />
in Schaltgeräten der Energietechnik (<xr id="tab:Physical_Properties_of_ Selected_Copper_Zinc_Alloys"/><!--(Tab. 5.7)--> und <xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Selected_Copper_Zinc_Alloys"/><!--(Tab. 5.8)-->). Besonders<br />
geeignet sind die sehr gut kaltbildsamen Messinge bis 37 Massen-% Zn, die<br />
nach dem Zustandsdiagramm ausschließlich aus der &alpha;-Phase aufgebaut sind<br />
(<xr id="fig:Phase_diagram_of_copper_zinc_for_the_range_of_0_60_wt_zinc"/><!--(Fig. 5.5)-->). Beachtenswert ist die starke Abhängigkeit der Dichte, der elektrischen<br />
Leitfähigkeit und der Festigkeitseigenschaften vom Zinkgehalt (<xr id="fig:Mechanical_properties_of_brass_ depending_on_the_copper_content_after_cold_working_of_0_and_50"/><!--(Fig. 5.6)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical_Properties_of_ Selected_Copper_Zinc_Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 5.7:-->Physikalische Eigenschaften einiger Kupfer-Zink-Legierungen'''</caption> <br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />Bezeichnung<br />EN UNS <br />
!Zusammensetzung<br />[wt%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektr. Leitfähigkeit<br />
!Elektr. Widerstand[μΩ·cm]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/(m·K)]<br />
!Lin. Ausdehnungskoeff.<br />[10<sup>-6</sup>/K]<br />
!E-Modul<br />[GPa]<br />
!Erweichungstemperatur<br />(ca. 10% Festigkeitsabfall)<br />[°C]<br />
!Schmelzbereich<br />[°C]<br />
|-<br />
! <br />
!<br />
!<br />
![MS/m] <br />
![% IACS]<br />
!<br />
!<br />
!<br />
!<br />
!<br />
!<br />
|-<br />
|CuZn5<br />CW500L<br />C21000<br />
|Cu 94 - 96<br />Zn Rest<br />
|8.87<br />
|33<br />
|57<br />
|3.8<br />
|243<br />
|18.0<br />
|127<br />
|<br />
|1055 - 1065<br />
|-<br />
|CuZn10<br />CW501L<br />C22000<br />
|Cu 89 - 91<br />Zn Rest<br />
|8.79<br />
|25<br />
|43<br />
|4.0<br />
|184<br />
|18.2<br />
|125<br />
|<br />
|1030 - 1045<br />
|-<br />
|CuZn15<br />CW502L<br />C23000<br />
|Cu 84 - 86<br />Zn Rest<br />
|8.75<br />
|21<br />
|36<br />
|4.8<br />
|159<br />
|18.5<br />
|122<br />
|ca. 250<br />
|1005 - 1025<br />
|-<br />
|CuZn20<br />CW503L<br />C24000<br />
|Cu 79 - 81<br />Zn Rest<br />
|8.67<br />
|19<br />
|33<br />
|5.3<br />
|142<br />
|18.8<br />
|120<br />
|ca. 240<br />
|980 - 1000<br />
|-<br />
|CuZn30<br />CW505L<br />C26000<br />
|Cu 69 - 71<br />Zn Rest<br />
|8.53<br />
|16<br />
|28<br />
|6.3<br />
|124<br />
|19.8<br />
|114<br />
|ca. 230<br />
|910 - 940<br />
|-<br />
|CuZn37<br />CW508L<br />C27200<br />
|Cu 62 - 64<br />Zn Rest<br />
|8.45<br />
|15.5<br />
|27<br />
|6.5<br />
|121<br />
|20.2<br />
|110<br />
|ca. 220<br />
|900 - 920<br />
|-<br />
|CuZn23Al3Co<br />CW703R<br />C68800<br />
|Cu 73.5<br />Al 3.4<br />Co 0.4<br />Zn Rest<br />
|8.23<br />
|9.8<br />
|17<br />
|10.2<br />
|78<br />
|18.2<br />
|116<br />
|ca. 280<br />
|950 - 1000<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Selected_Copper_Zinc_Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 5.8:-->Mechanische Eigenschaften einiger Kupfer-Zink-Legierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />
!Zustand<br />
!Zugfestigkeit R<sub>m</sub><br />[MPa]<br />
!0,2% Dehngrenze<br />R<sub>p02</sub><br />[MPa]<br />
!Bruchdehnung<br />A<sub>50</sub><br />[%]<br />
!Vickershärte<br />HV<br />
!Biegeradius<sup>1)</sup><br />min senkrecht zur<br />Walzrichtung<br />
!Biegeradius<sup>1)</sup><br />min parallel zur<br />Walzrichtung<br />
!Federbiegegrenze σ<sub>FB</sub><br />[MPa]<br />
!Biegewechselfestigkeit σ<sub>BW</sub><br />[MPa]<br />
|-<br />
|CuZn5<br />
|R 230<br />R 270<br />R 340<br />
|230 - 280<br />270 -350<br />340 - 440<br />
|&le; 130<br />&ge; 200<br />&ge; 280<br />
|36<br />12<br />4<br />
|45 - 90<br />70 - 120<br />110 - 160<br />
|0 x t<br />0 x t<br /><br />
|0 x t<br />0 x t<br /><br />
|250<br />
|130<br />
|-<br />
|CuZn10<br />
|R 240<br />R 280<br />R 350<br />
|240 - 290<br />280 - 360<br />350 - 450<br />
|&le; 140<br />&ge; 200<br />&ge; 290<br />
|36<br />13<br />4<br />
|50 - 100<br />80 - 130<br />110 - 160<br />
|0 x t<br />0 x t<br /><br />
|0 x t<br />0 x t<br /><br />
|260<br />
|140<br />
|-<br />
|CuZn15<br />
|R 300<br />R 350<br />R 410<br />R 480<br />R 550<br />
|300 - 370<br />350 - 420<br />410 - 490<br />480 - 560<br />&ge; 550<br />
|&le; 150<br />&ge; 270<br />&ge; 360<br />&ge; 420<br />&ge; 480<br />
|16<br />8<br />3<br />1<br /><br />
|85 - 120<br />100 - 150<br />125 - 155<br />150 - 180<br />&ge; 170<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br /><br />
|0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />3 x t<br /><br />
|300<br />
|160<br />
|-<br />
|CuZn20<br />
|R 270<br />R 320<br />R 400<br />R 480<br />
|270 - 320<br />320 - 400<br />400 - 480<br />480 - 570<br />
|&le; 150<br />&ge; 200<br />&ge; 320<br />&ge; 440<br />
|38<br />20<br />5<br />3<br />
|55 - 105<br />95 - 155<br />120 - 180<br />&ge; 150<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br /><br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br /><br />
|320<br />
|180<br />
|-<br />
|CuZn30<br />
|R 270<br />R 350<br />R 410<br />R 480<br />
|270 - 350<br />350 - 430<br />410 - 490<br />480 - 580<br />
|&le; 160<br />&ge; 200<br />&ge; 430<br />&ge; 430<br />
|40<br />21<br />9<br />4<br />
|95 - 125<br />120 - 155<br />150 - 180<br />170 - 200<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />
|0 x t<br />1 x t<br />2 x t<br />3 x t<br />
|330<br />
|180<br />
|-<br />
|CuZn37<br />
|R 300<br />R 350<br />R 410<br />R 480<br />R 550<br />
|300 - 370<br />350 - 440<br />410 - 490<br />480 - 560<br />550 - 640<br />
|&le; 180<br />&ge; 200<br />&ge; 260<br />&ge; 430<br />&ge; 500<br />
|38<br />19<br />8<br />3<br /><br />
|55 - 105<br />95 - 155<br />120 - 190<br />&ge; 150<br />&ge; 170<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />0.5 x t<br />1 x t<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />3 x t<br />
|350<br />
|190<br />
|-<br />
|CuZn23Al3Co<br />
|R 660<br />R 740<br />R 820<br />
|660 - 750<br />740 - 830<br />&ge; 820<br />
|&ge; 580<br />&ge; 660<br />&ge; 780<br />
|10<br />3<br />2<br />
|190 - 220<br />210 - 240<br />&ge; 235<br />
|0 x t<br />1 x t<br /><br />
|0 x t<br />2 x t<br /><br />
|&ge; 400<br />
|230<br />
|}<br />
</figtable><br />
<sup>1)</sup> t: Banddicke max 0,5 mm<br />
<br />
Nachteile der Kupfer-Zink-Legierungen sind die mit steigendem Zinkgehalt<br />
zunehmende Neigung zur Spannungsrisskorrosion und das im Vergleich zu<br />
anderen Kupferlegierungen schlechte Spannungsrelaxationsverhalten.<br />
<br />
Von den Sondermessingen kommt vor allem CuZn23Al3Co als Kontaktträgerwerkstoff<br />
zum Einsatz. Dieser Werkstoff erreicht wesentlich höhere Festigkeitswerte<br />
als die Standard-Messinge. Obwohl CuZn23Al3Co zu den naturharten<br />
Legierungen gerechnet wird, erreicht er bei geeigneter Anlassbehandlung eine<br />
ausgeprägte Festigkeitszunahme.<br />
<br />
<xr id="fig:Phase_diagram_of_copper_zinc_for_the_range_of_0_60_wt_zinc"/><!--Fig. 5.5:--> Zustandsdiagramm Kupfer-Zink für den Bereich 0 bis 60 Massen-% Zink<br />
<br />
<xr id="fig:Mechanical_properties_of_brass_ depending_on_the_copper_content_after_cold_working_of_0_and_50"/><!--Fig. 5.6:--> Festigkeitseigenschaften von Messing in Abhängigkeit vom Kupfergehalt (Kaltumformung 0 und 50%)<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of CuZn36 by cold forming"/><!--Fig. 5.7:--> Verfestigungsverhalten von CuZn36 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of CuZn36 after 3 hrs annealing after 25% cold working"/><!--Fig. 5.8:--> Erweichungsverhalten von CuZn36 nach 3h Glühdauer und einer Kaltumformung von 25%<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Phase_diagram_of_copper_zinc_for_the_range_of_0_60_wt_zinc"><br />
[[File:Phase diagram of copper zinc.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm Kupfer-Zink für den Bereich 0 bis 60 Massen-% Zink</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Mechanical_properties_of_brass_ depending_on_the_copper_content_after_cold_working_of_0_and_50"><br />
[[File:Mechanical properties of brass depending on the copper content.jpg|left|thumb|<caption>Festigkeitseigenschaften von Messing in Abhängigkeit vom Kupfergehalt (Kaltumformung 0 und 50%)</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of CuZn36 by cold forming"><br />
[[File:Strain hardening of CuZn36 by cold forming.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von CuZn36 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of CuZn36 after 3 hrs annealing after 25% cold working"><br />
[[File:Softening of CuZn36 25.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von CuZn36 nach 3h Glühdauer und einer Kaltumformung von 25%</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
====<!--5.1.4.2-->Kupfer-Zinn-Legierungen (Zinnbronze)====<br />
<br />
Die Kupfer-Zinn-Legierungen CuSn6 und CuSn8 gelten dank ihrer günstigen<br />
Federeigenschaften und ihrer guten Verarbeitbarkeit als Standardwerkstoffe für<br />
federnde Kontaktteile in elektromechanischen Bauelementen, wie Steckverbindern,<br />
Schaltern und Relais (<xr id="tab:Physical Properties of Copper-Tin Alloys"/><!--(Tab. 5.9)--> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Copper-Tin Alloys"/><!--(Tab.5.10)-->).<br />
Zum Einsatz kommen außerdem die Legierungen<br />
CuSn4 und CuSn5 (vor allem in<br />
den USA) sowie die Mehrstoffzinnbronze<br />
CuSn3Zn9.<br />
In <!--5.10--><xr id="fig:Phase diagram of the Cu-Sn system for the range of 0 – 30 wt% Sn"/> ist die kupferreiche Seite des<br />
Zustandsdiagramms für das System<br />
Kupfer-Zinn dargestellt. Die durch Kaltumformung<br />
erzielbaren Festigkeitswerte sind<br />
denen des Messings überlegen (Bild<br />
5.11). Sie steigen mit wachsendem Zinngehalt<br />
deutlich an. Am Beispiel von CuSn8<br />
sind das Verformungs- und Erweichungsverhalten<br />
aufgeführt (<xr id="fig:Strain hardening of CuSn8 by cold working"/><!--Figures 5.12--> and <xr id="fig:Softening of CuSn8 after 3 hrs annealing after 50% cold working"/><!--Fig. 5.13-->).<br />
Das Relaxationsverhalten der Kupfer-Zinn-<br />
Legierungen ist bis ca. 100°C günstig,<br />
wird jedoch oberhalb 150°C deutlich<br />
schlechter.<br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Copper-Tin Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 5.9:-->Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Zinn-Legierungen'''</caption> <br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />Bezeichnung<br />EN UNS <br />
!Zusammensetzung<br />[wt%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektr. Leitfähigkeit<br />
!Elektr. Widerstand[μΩ·cm]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/(m·K)]<br />
!Lin. Ausdehnungskoeff.<br />[10<sup>-6</sup>/K]<br />
!E-Modul<br />[GPa]<br />
!Erweichungstemperatur<br />(ca. 10% Festigkeitsabfall)<br />[°C]<br />
!Schmelzbereich<br />[°C]<br />
|-<br />
!<br />
!<br />
!<br />
![MS/m] <br />
![% IACS]<br />
!<br />
!<br />
!<br />
!<br />
!<br />
!<br />
|-<br />
|CuSn4<br />CW450K<br />C51100<br />
|Sn 3.5 - 4.5<br />P 0.01 - 0.4<br />Cu Rest<br />
|8.85<br />
|12.0<br />
|20<br />
|8.3<br />
|118<br />
|18.0<br />
|120<br />
|ca. 260<br />
|960 - 1060<br />
|-<br />
|CuSn5<br />CW451K<br />C51000<br />
|Sn 4.5 - 5.5<br />P 0.01 - 0.4<br />Cu Rest<br />
|8.85<br />
|10.0<br />
|17<br />
|10.0<br />
|96<br />
|18.0<br />
|120<br />
|ca. 260<br />
|940 - 1050<br />
|-<br />
|CuSn6<br />CW452K<br />C51900<br />
|Sn 5.5 - 7.0<br />P 0.01 - 0.4<br />Cu Rest<br />
|8.80<br />
|9.0<br />
|15<br />
|11.1<br />
|75<br />
|18.5<br />
|118<br />
|ca. 280<br />
|910 - 1040<br />
|-<br />
|CuSn8<br />CW453K<br />C52100<br />
|Sn 7.5 - 8.5<br />P 0.01 - 0.4<br />Cu Rest<br />
|8.80<br />
|7.5<br />
|13<br />
|13.3<br />
|67<br />
|18.5<br />
|115<br />
|ca. 320<br />
|875 - 1025<br />
|-<br />
|CuSn3Zn9<br />CW454K<br />C42500<br />
|Zn 7.5 - 10<br />Sn 1.5 - 3.5<br />P 0.2<br />Ni 0.2<br />Cu Rest<br />
|8.75<br />
|12<br />
|28<br />
|6.2<br />
|120<br />
|18.4<br />
|126<br />
|ca. 250<br />
|900 - 1015<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Copper-Tin Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 5.10:-->Mechanische Eigenschaften von Kupfer-Zinn-Legierungen'''</caption> <br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />
!Zustand<br />
!Zugfestigkeit R<sub>m</sub><br />[MPa]<br />
!0,2% Dehngrenze<br />R<sub>p02</sub><br />[MPa]<br />
!Bruchdehnung<br />A<sub>50</sub><br />[%]<br />
!Vickershärte<br />HV<br />
!Biegeradius<sup>1)</sup><br />min senkrecht zur<br />Walzrichtung<br />
!Biegeradius<sup>1)</sup><br />min parallel zur<br />Walzrichtung<br />
!Federbiegegrenze σ<sub>FB</sub><br />[MPa]<br />
!Biegewechselfestigkeit σ<sub>BW</sub><br />[MPa]<br />
|-<br />
|CuSn4<br />
|R 290<br />R 390<br />R 480<br />R 540<br />R 610<br />
|290 - 390<br />390 - 490<br />480 - 570<br />540 - 630<br />&ge; 610<br />
|&le; 190<br />&ge; 210<br />&ge; 420<br />&ge; 490<br />&ge; 540<br />
|40<br />13<br />5<br />4<br />2<br />
|70 - 100<br />115 - 155<br />150 - 180<br />170 - 200<br />&ge; 190<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />
|420<br />
|200<br />
|-<br />
|CuSn5<br />
|R 310<br />R 400<br />R 490<br />R 550<br />R 630<br />R 690<br />
|310 - 390<br />400 - 500<br />490 - 580<br />550 - 640<br />630 - 720<br />&ge; 690<br />
|&le; 250<br />&ge; 240<br />&ge; 430<br />&ge; 510<br />&ge; 600<br />&ge; 670<br />
|45<br />17<br />10<br />6<br />3<br />
|75 - 105<br />120 - 160<br />160 - 190<br />180 - 210<br />200 - 230<br />&ge; 220<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />2 x t<br />
|460<br />
|220<br />
|-<br />
|CuSn6<br />
|R 350<br />R 420<br />R 500<br />R 560<br />R 640<br />R 720<br />
|350 - 420<br />420 - 520<br />500 - 590<br />560 - 650<br />640 - 730<br />&ge; 720<br />
|&le; 300<br />&ge; 260<br />&ge; 450<br />&ge; 500<br />&ge; 600<br />&ge; 690<br />
|45<br />20<br />10<br />7<br />4<br />
|80 - 110<br />125 - 165<br />160 - 190<br />180 - 210<br />200 - 230<br />&ge; 220<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />2 x t<br />
|480<br />
|230<br />
|-<br />
|CuSn8<br />
|R 370<br />R 450<br />R 540<br />R 600<br />R 660<br />R 740<br />
|370 - 450<br />450 - 550<br />540 - 630<br />600 - 690<br />660 - 750<br />&ge; 740<br />
|&le; 300<br />&ge; 280<br />&ge; 460<br />&ge; 530<br />&ge; 620<br />&ge; 700<br />
|50<br />23<br />15<br />7<br />4<br />
|90 - 120<br />135 - 175<br />170 - 200<br />190 - 220<br />210 - 240<br />&ge; 230<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />2 x t<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />2 x t<br />
|520<br />
|240<br />
|-<br />
|CuSn3Zn9<br />
|R 320<br />R 380<br />R 430<br />R 510<br />R 580<br />R 660<br />
|320 - 380<br />380 - 430<br />430 - 520<br />510 - 600<br />580 - 690<br />&ge; 660<br />
|&le; 230<br />&ge; 200<br />&ge; 330<br />&ge; 430<br />&ge; 520<br />&ge; 610<br />
|25<br />18<br />6<br />3<br />4<br />
|80 - 110<br />110 - 140<br />140 - 170<br />160 - 190<br />180 - 210<br />&ge; 200<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />2 x t<br />
|500<br />
|210<br />
|}<br />
</figtable><br />
<sup>1)</sup> t: Banddicke max 0,5 mm<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of CuZn36 50"/><!--Fig. 5.9:--> Erweichungsverhalten von CuZn36 nach 3h Glühdauer und einer Kaltumformung von 50%<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of the Cu-Sn system for the range of 0 – 30 wt% Sn"/><!--Fig. 5.10:--> Zustandsdiagramm Kupfer-Zinn für den Bereich 0 bis 30 Massen-% Zinn<br />
<br />
<xr id="fig:Mechanical properties of tin bronze depending on the tin content (cold working 0 and 50%)"/><!--Fig. 5.11:--> Festigkeitseigenschaften von Zinnbronze in Abhängigkeit vom Zinngehalt<br />
(Kaltumformung 0 und 50%)<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of CuSn8 by cold working"/><!--Fig. 5.12:--> Verfestigungsverhalten von CuSn8 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of CuSn8 after 3 hrs annealing after 50% cold working"/><!--Fig. 5.13:--> Erweichungsverhalten von CuSn8 nach 3h Glühdauer und einer Kaltumformung von 50%<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of CuZn36 50"><br />
[[File:Softening of CuZn36 50.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von CuZn36 nach 3h Glühdauer und einer Kaltumformung von 50%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of the Cu-Sn system for the range of 0 – 30 wt% Sn"><br />
[[File:Phase diagram of the Cu Sn system.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm Kupfer-Zinn für den Bereich 0 bis 30 Massen-% Zinn</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Mechanical properties of tin bronze depending on the tin content (cold working 0 and 50%)"><br />
[[File:Mechanical properties of tin bronze depending on the tin content.jpg|left|thumb|<caption>Festigkeitseigenschaften von Zinnbronze in Abhängigkeit vom Zinngehalt<br />
(Kaltumformung 0 und 50%)</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of CuSn8 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of CuSn8 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von CuSn8 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of CuSn8 after 3 hrs annealing after 50% cold working"><br />
[[File:Softening of CuSn8 50.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von CuSn8 nach 3h Glühdauer und einer Kaltumformung von 50%</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
====<!--5.1.4.3-->Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen (Neusilber)====<br />
<br />
Die günstigen Federeigenschaften, die hohe Korrosionsbeständigkeit und die<br />
gute Verarbeitbarkeit machen Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen trotz der<br />
niedrigen elektrischen Leitfähigkeit zu einem häufig eingesetzten Federwerkstoff<br />
für Schalter und Relais. Wie dem Zustandsdiagramm zu entnehmen ist,<br />
liegen die verwendeten Werkstoffe im "-Bereich, stellen demnach einphasige<br />
Legierungen dar (<xr id="fig:Copper rich region of the ternary copper-nickel-zinc phase diagram with indication of the more commonly available german silver materials"/><!--(Fig. 5.14)-->.). Die Umformbarkeit und die Festigkeitseigenschaften<br />
von Neusilber sind mit denen von Kupfer-Zinn-Legierungen vergleichbar. Das Verfestigungs- und Erweichungsverhalten zeigen<br />
die Bilder <xr id="fig:Strain hardening of CuNi12Zn24 by cold working"/><!--Figures 5.15--> und <xr id="fig:Softening of CuNi12Zn24 after 3 hrs annealing after 50% cold working"/><!--5.16--> am Beispiel von CuNi12Zn24 .<br />
<br />
Hinsichtlich ihres Relaxationsverhaltens sind Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen<br />
der Zinnbronze überlegen. Hervorzuheben sind noch die sehr gute Schweißund<br />
Lötbarkeit sowie die hohe Korrosionsbeständigkeit der Kupfer-Nickel-Zink-<br />
Legierungen.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab5.11"><br />
<caption>'''<!--Table 5.11:-->Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen'''</caption> <br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />Bezeichnung<br />EN UNS <br />
!Zusammensetzung<br />[wt%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektr. Leitfähigkeit<br />
!Elektr. Widerstand[μΩ·cm]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/(m·K)]<br />
!Lin. Ausdehnungskoeff.<br />[10<sup>-6</sup>/K]<br />
!E-Modul<br />[GPa]<br />
!Erweichungstemperatur<br />(ca. 10% Festigkeitsabfall)<br />[°C]<br />
!Schmelzbereich<br />[°C]<br />
|-<br />
!<br />
!<br />
!<br />
![MS/m] <br />
![% IACS]<br />
!<br />
!<br />
!<br />
!<br />
!<br />
!<br />
|-<br />
|CuNi12Zn24<br />CW403J<br />C75700<br />
|Cu 63- 66<br />Ni 11 - 13<br />Mn 0.5<br />Fe 0.3<br />Zn Rest<br />
|8.67<br />
|4.4<br />
|7<br />
|30<br />
|42<br />
|18<br />
|125<br />
|ca. 400<br />
|1020 - 1065<br />
|-<br />
|CuNi18Zn20<br />CW409J<br />C76400<br />
|Cu 60 - 63<br />Ni 17 - 19<br />Mn 0.5<br />Fe 0.3<br />Zn Rest<br />
|8.73<br />
|3.3<br />
|5<br />
|23<br />
|33<br />
|17.7<br />
|135<br />
|ca. 440<br />
|1055 - 1105<br />
|-<br />
|CuNi18Zn27<br />CW410J<br />C77000<br />
|Cu 53 - 56<br />Ni 17 - 19<br />Mn 0.5<br />Fe 0.3<br />Zn Rest<br />
|8.70<br />
|3.3<br />
|5<br />
|23<br />
|32<br />
|17.7<br />
|135<br />
|ca. 440<br />
|1050 - 1100<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab5.12"><br />
<caption>'''<!--Table 5.12:-->Mechanische Eigenschaften von Kupfer-Nickel-Zink-Legierungen'''</caption> <br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />
!Zustand<br />
!Zugfestigkeit R<sub>m</sub><br />[MPa]<br />
!0,2% Dehngrenze<br />R<sub>p02</sub><br />[MPa]<br />
!Bruchdehnung<br />A<sub>50</sub><br />[%]<br />
!Vickershärte<br />HV<br />
!Biegeradius<sup>1)</sup><br />min senkrecht zur<br />Walzrichtung<br />
!Biegeradius<sup>1)</sup><br />min parallel zur<br />Walzrichtung<br />
!Federbiegegrenze σ<sub>FB</sub><br />[MPa]<br />
!Biegewechselfestigkeit σ<sub>BW</sub><br />[MPa]<br />
|-<br />
|CuNi12Zn24<br />
|R 360<br />R 430<br />R 490<br />R 550<br />R &ge; 610<br />
|360 - 430<br />430 - 510<br />490 - 580<br />550 - 640<br />&ge; 580<br />
|&le; 230<br />&ge; 230<br />&ge; 400<br />&ge; 480<br />&ge; 580<br />
|35<br />8<br />6<br />3<br />2<br />
|80 - 110<br />110 - 150<br />150 - 180<br />170 - 200<br />&ge; 190<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />
|480<br />
|210<br />
|-<br />
|CuNi18Zn20<br />
|R 380<br />R 450<br />R 500<br />R 580<br />R &ge; 640<br />
|380 - 450<br />450 - 520<br />500 - 590<br />580 - 670<br />&ge; 640<br />
|&le; 250<br />&ge; 250<br />&ge; 410<br />&ge; 510<br />&ge; 600<br />
|27<br />9<br />5<br />2<br />
|85 - 115<br />115 - 160<br />160 - 190<br />180 - 210<br />&ge; 220<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />
|520<br />
|220<br />
|-<br />
|CuNi18Zn27<br />
|R 390<br />R 470<br />R 540<br />R 600<br />R &ge; 700<br />
|390 - 470<br />470 - 540<br />540 - 630<br />600 - 700<br />&ge; 700<br />
|&le; 280<br />&ge; 280<br />&ge; 450<br />&ge; 550<br />&ge; 680<br />
|30<br />11<br />5<br />2<br />
|90 - 120<br />120 - 170<br />170 - 200<br />190 - 220<br />&ge; 220<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />
|0 x t<br />0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />
|550<br />
|250<br />
|}<br />
</figtable><br />
<sup>1)</sup> t: Banddicke max 0,5 mm<br />
<br />
<xr id="fig:Copper rich region of the ternary copper-nickel-zinc phase diagram with indication of the more commonly available german silver materials"/><!--Fig. 5.14:--> Kupferecke des ternären Zustandsdiagramms Kupfer-Nickel-Zink mit Existenzbereich der handelsüblichen Neusilber-Legierungen<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of CuNi12Zn24 by cold working"/><!--Fig. 5.15:--> Verfestigungsverhalten von CuNi12Zn24 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of CuNi12Zn24 after 3 hrs annealing after 50% cold working"/><!--Fig. 5.16:--> Erweichungsverhalten von CuNi12Zn24 nach 3h Glühdauer und einer Kaltumformung von 50%<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Copper rich region of the ternary copper-nickel-zinc phase diagram with indication of the more commonly available german silver materials"><br />
[[File:Copper rich region of the termary copper nickel zinc phase diagram.jpg|right|thumb|Kupferecke des ternären Zustandsdiagramms Kupfer-Nickel-Zink mit Existenzbereich der handelsüblichen Neusilber-Legierungen]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of CuNi12Zn24 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of CuNi 12Zn24 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von CuNi12Zn24 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of CuNi12Zn24 after 3 hrs annealing after 50% cold working"><br />
[[File:Softening of CuNi12Zn24 50.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von CuNi12Zn24 nach 3h Glühdauer und einer Kaltumformung von 50%</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
====<!--5.1.4.4-->Kupfer-Silber-(Cadmium)-Legierungen (Silberbronze)====<br />
<br />
Neben dem niedriglegierten CuAg0,1 werden auch Kupfer-Werkstoffe mit<br />
höherem Silberanteil (2 bis 6 Massen-% ) als Kontaktträgerwerkstoffe eingesetzt.<br />
Sie enthalten teilweise noch 1,5 Massen-% Cd. Wie aus dem Zustandsdiagramm<br />
zu erkennen ist, sind Kupfer-Silber-Legierungen prinzipiell aushärtbar,<br />
jedoch ist die dadurch erreichbare Festigkeitssteigerung gering (<xr id="fig:Phase diagram of copper-silver for the range of 0 – 40 wt% silver"/><!--(Fig. 5.17)-->).<br />
<br />
Kupfer-Silber-Legierungen weisen günstige Federeigenschaften und im Vergleich<br />
zu anderen Federwerkstoffen eine besonders hohe elektrische Leitfähigkeit<br />
auf (<xr id="tab:tab5.13"/> <!--(Tab. 5.13)--> und <xr id="tab:tab5.14"/><!--(Tab. 5.14)-->). Die Festigkeitswerte im stark verformten Zustand<br />
kommen denen der Kupfer-Zinn-Legierungen nahe. Verfestigungs- und Erweichungsverhalten<br />
sind am Beispiel von CuAg2 dargestellt [[#figures5|(Figs. 13 – 15)]]<!--(Figs. 5.18 – 5.20)-->. Im Relaxationsverhalten ist die Silberbronze dem Neusilber und der<br />
Zinnbronze überlegen.<br />
<br />
Wegen der günstigen Federeigenschaften in Verbindung mit der sehr hohen<br />
elektrischen Leitfähigkeit eignen sich Silberbronzen z.B. für Kontaktfedern in<br />
Relais bei hoher Strombelastung. Daneben werden sie wegen ihrer hohen<br />
Warmfestigkeit als Trägerwerkstoffe für stromführende Dauerkontakte in Schaltgeräten<br />
der Hochspannungstechnik sowie als Elektrodenwerkstoffe für das<br />
Widerstandsschweißen eingesetzt.<br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab5.13"><br />
<caption>'''<!--Table 5.13:-->Physikalische Eigenschaften einiger Kupfer-Silber-(Cadmium)-Legierungen'''</caption> <br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />Bezeichnung<br />EN UNS <br />
!Zusammensetzung<br />[wt%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Elektr. Leitfähigkeit<br />
!Elektr. Widerstand[μΩ·cm]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/(m·K)]<br />
!Lin. Ausdehnungskoeff.<br />[10<sup>-6</sup>/K]<br />
!E-Modul<br />[GPa]<br />
!Erweichungstemperatur<br />(ca. 10% Festigkeitsabfall)<br />[°C]<br />
!Schmelzbereich<br />[°C]<br />
|-<br />
! <br />
!<br />
!<br />
![MS/m] <br />
![% IACS]<br />
!<br />
!<br />
!<br />
!<br />
!<br />
!<br />
|-<br />
|CuAg2<br />nicht genormt<br /><br />
|Ag 2<br />Cu Rest<br /><br />
|9.0<br />
|49<br />
|85<br />
|2.0<br />
|330<br />
|17.5<br />
|123<br />
|ca. 330<br />
|1050 - 1075<br />
|-<br />
|CuAg2Cd1,5<br />nicht genormt<br /><br />
|Ag 2<br />Cd1,5<br />Cu Rest<br />
|9.0<br />
|43<br />
|74<br />
|2.3<br />
|260<br />
|17.8<br />
|121<br />
|ca. 350<br />
|970 - 1055<br />
|-<br />
|CuAg6<br />nicht genormt<br /><br />
|Ag 6<br />Cu Rest<br />
|9.2<br />
|38<br />
|66<br />
|2.4<br />
|270<br />
|17.5<br />
|120<br />
|<br />
|960 - 1050<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab5.14"><br />
<caption>'''<!--Table 5.14:-->Mechanische Eigenschaften einiger Kupfer-Silber-(Cadmium)-Legierungen'''</caption> <br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />
!Zustand<br />
!Zugfestigkeit R<sub>m</sub><br />[MPa]<br />
!0,2% Dehngrenze<br />R<sub>p02</sub><br />[MPa]<br />
!Bruchdehnung<br />A<sub>50</sub><br />[%]<br />
!Vickershärte<br />HV<br />
!Biegeradius<sup>1)</sup><br />min senkrecht zur<br />Walzrichtung<br />
!Biegeradius<sup>1)</sup><br />min parallel zur<br />Walzrichtung<br />
!Federbiegegrenze σ<sub>FB</sub><br />[MPa]<br />
!Biegewechselfestigkeit σ<sub>BW</sub><br />[MPa]<br />
|-<br />
|CuAg2<br />
|R 280<br />R 380<br />R 450<br />R 550<br />
|280 - 380<br />380 - 460<br />450 - 570<br />&ge; 550<br />
|&le; 180<br />&ge; 300<br />&ge; 420<br />&ge; 500<br />
|30<br />6<br />3<br />1<br />
|50 - 110<br />100 - 140<br />130 - 165<br />&ge; 160<br />
|0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />
|0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />
|400<br />
|190<br />
|-<br />
|CuAg2Cd1,5<br />
|R 300<br />R 380<br />R 480<br />R 600<br />
|300 - 380<br />380 - 490<br />480 - 620<br />&ge; 600<br />
|&le; 190<br />&ge; 310<br />&ge; 440<br />&ge; 550<br />
|30<br />8<br />3<br />1<br />
|55 - 110<br />100 - 145<br />130 - 170<br />&ge; 160<br />
|0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />
|0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />
|440<br />
|220<br />
|-<br />
|CuAg6<br />
|R 320<br />R 400<br />R 500<br />R 650<br />
|320 - 400<br />400 - 510<br />500 - 660<br />&ge; 650<br />
|&le; 210<br />&ge; 330<br />&ge; 460<br />&ge; 610<br />
|30<br />6<br />3<br />1<br />
|70 - 120<br />110 - 150<br />145 - 175<br />&ge; 175<br />
|0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />
|0 x t<br />0 x t<br />1 x t<br />
|460<br />
|230<br />
|}<br />
</figtable><br />
<sup>1)</sup> t: Banddicke max 0,5 mm<br />
<br />
<div id="figures5"><br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of copper-silver for the range of 0 – 40 wt% silver"/><!--Fig. 5.17:--> Zustandsdiag ramm Kupfer-Silber für den Bereich 0 bis 40 Massen-% Silber<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of CuAg2 by cold working"/><!--Fig. 5.18:--> Verfestigungsverhalten von CuAg2 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of CuAg2 after 1 hr annealing after 40% cold working"/><!--Fig. 5.19:--> Erweichungsverhalten von CuAg2 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of CuAg2 after 1 hr annealing after 80% cold working"/><!--Fig. 5.20:--> Erweichungsverhalten von CuAg2 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 80%<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of copper-silver for the range of 0 – 40 wt% silver"><br />
[[File:Phase diagram of copper silver.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiag ramm Kupfer-Silber für den Bereich 0 bis 40 Massen-% Silber</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of CuAg2 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of CuAg2 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von CuAg2 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of CuAg2 after 1 hr annealing after 40% cold working"><br />
[[File:Softening of CuAg2 40.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von CuAg2 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 40%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of CuAg2 after 1 hr annealing after 80% cold working"><br />
[[File:Softening of CuAg2 80.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von CuAg2 nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Trägerwerkstoffe#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Naturally_Hard_Copper_Alloys]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Beschichtungsverfahren&diff=4067Beschichtungsverfahren2014-09-25T16:43:56Z<p>Teitscheid: /* Thermisch verzinnte („feuerverzinnte“) Bänder */</p>
<hr />
<div>Neben der Herstellung der Kontaktwerkstoffe aus der festen Phase, z.B. auf<br />
schmelz- oder pulvermetallurgischem Wege, bietet sich die Herstellung über die<br />
flüssige und gasförmige Phase vor allem dann an, wenn dünne Schichten im<br />
μm-Bereich benötigt werden, die nach den üblichen Plattiertechniken nicht<br />
wirtschaftlich herstellbar sind <xr id="tab:Overview_of_Important_Properties_of_Electroplated_Coatings_and_their_Applications"/><!--(Tab. 7.1)-->. Derartige Schichten erfüllen, abhängig<br />
von ihrer chemischen Zusammensetzung und Dicke, unterschiedliche<br />
Anforderungen. Sie dienen z.B. als Korrosions- und Verschleißschutz oder<br />
übernehmen die Funktion einer Kontaktschicht, an die bestimmte technische<br />
Anforderungen gestellt werden. Daneben stellen sie für dekorative Zwecke eine<br />
optisch ansprechende und verschleißfeste Oberflächenschicht dar.<br />
<br />
<figtable id="tab:Overview_of_Important_Properties_of_Electroplated_Coatings_and_their_Applications"><br />
<caption>'''<!--Table 7.1:-->Übersicht über einige wichtige Eigenschaften galvanisch abgeschiedener Schichten und die jeweiligen Anwendungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Eigenschaften<br />
!Anwendungszweck<br />
!Anwendungsbeispiele<br />
|-<br />
|Farbe<br />
|gutes Aussehen<br />
|vermessingte Leuchten, Möbelbeschläge<br />
|-<br />
|Glanz<br />
|dekoratives Aussehen, Reflexionsvermögen<br />
|verchromte Armaturen, versilberte Spiegel<br />
|-<br />
|Härte/Verschleißfestigkeit<br />
|Erhöhung der Standzeit<br />
|hartverchromte Werkzeuge<br />
|-<br />
|Gleitfähigkeit<br />
|Verbesserung der Trockengleiteigenschaften<br />
|Blei-Zinn-Kupfer-Legierungen für Gleitlager<br />
|-<br />
|Chemische Beständigkeit<br />
|Schutz gegen Chemikalieneinwirkung<br />
|Blei-Zinn-Schichten als Ätzresist bei gedruckten Schaltungen<br />
|-<br />
|Korrosionsbeständigkeit<br />
|Schutz gegen die atmosphärische Korrosion<br />
|Zinkschichten auf Werkstücken aus Stahl<br />
|-<br />
|Elektrische Leitfähigkeit<br />
|Leitung des elektrischen Stromes auf der Oberfläche<br />
|Leiterbahnen auf gedruckten Schaltungen<br />
|-<br />
|Wärmeleitfähigkeit<br />
|verbesserter Wärmeübergang auf der Oberfläche<br />
|verkupferte Böden von Töpfen für Elektroherde<br />
|-<br />
|Zerspanbarkeit<br />
|Formgebung durch spanabhebendes Bearbeiten<br />
|Kupferschichten auf Tiefdruckzylindern<br />
|-<br />
|Magnetische Eigenschaften<br />
|Erhöhung der Koerzitivkraft [[#text-reference|<sup>*)</sup>]] <br />
|Kobalt-Nickel-Legierungen auf Magnetspeichern<br />
|-<br />
|Lötbarkeit<br />
|Löten ohne aggressive Flußmittel<br />
|Zinn-Blei-Schichten auf Leiterbahnen gedruckter Schaltungen<br />
|-<br />
|Haftfähigkeit<br />
|Verbesserung der Haftung<br />
|Messingschichten auf Reifeneinlegedraht<br />
|-<br />
|Schmierfähigkeit<br />
|Verbesserung der Verformbarkeit<br />
|Verkupfern beim Drahtziehen<br />
|}<br />
</figtable><br />
<div id="text-reference">*) Koerzitivkraft = Kraft, mit der ein Stoff versucht, die einmal angenommene Magnetisierung zu behalten</div> <br />
<br />
Um den mechanischen Verschleiß bei dünnen Schichten zu verringern,<br />
kommen bei Gleit- und Steckkontakten Schmiermittel meist in flüssiger Form<br />
zum Einsatz. Bei Silber-Kontakten bieten sog. Passivierungsschichten einen<br />
Schutz gegenüber Silbersulfidbildung.<br />
<br />
==Beschichtung über die flüssige Phase==<br />
Für dünne, über die flüssige Phase erzeugte Schichten bieten sich zwei Herstellungsverfahren<br />
an. Sie unterscheiden sich dadurch, dass die metallische<br />
Abscheidung mit oder ohne äußere Stromquelle erfolgt. Im ersten Fall handelt<br />
es sich um eine galvanische Beschichtung, im zweiten um eine chemische<br />
Beschichtung.<br />
<br />
===Galvanische Beschichtung===<br />
Zur galvanischen Abscheidung von Metallen, insbesondere Edelmetallen,<br />
werden wässrige Lösungen (Elektrolyte) verwendet, die die abzuscheidenden<br />
Metalle in Form von Ionen (z.B. gelöste Metallsalze) enthalten. Unter dem<br />
Einfluss eines elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem kathodisch<br />
geschalteten Beschichtungsgut gelangen positiv geladene Metallionen zur<br />
Kathode, wo sie ihre Ladung abgeben und sich als Metall auf der Oberfläche<br />
abscheiden.<br />
Je nach Einsatz, in der Elektrotechnik und Elektronik oder für dekorative<br />
Zwecke, kommen unterschiedliche galvanische Bäder (Elektrolyte) zur<br />
Anwendung. Die für die Edelmetallbeschichtung eingesetzten Galvanisieranlagen<br />
und der Umfang ihrer Ausrüstung werden durch den vorgesehenen<br />
technologischen Prozess bestimmt.<br />
Die galvanischen Arbeitsverfahren erstrecken sich nicht nur auf den Vorgang<br />
der reinen elektrochemischen Metallabscheidung, sondern umfassen auch die<br />
Vor- und Nachbehandlung der zu beschichtenden Ware. Wichtigste Voraussetzung<br />
für die Herstellung eines festhaftenden Überzuges ist eine metallisch<br />
blanke, d.h. fett- und oxidfreie Oberfläche des zu veredelnden Werkstückes.<br />
Hierfür gibt es verschiedene Vorbehandlungsverfahren, die auf den Oberflächenzustand<br />
und die Eigenschaften des Werkstoffes abgestimmt sind.<br />
In den folgenden Abschnitten werden galvanische Bäder - Edelmetall- und<br />
Unedelmetallbäder - sowie die wichtigsten Galvanisierverfahren beschrieben.<br />
<br />
siehe Artikel: [[Galvanische_Beschichtung| Galvanische Beschichtung]]<br />
<br />
===<!--7.1.2-->Stromlose Beschichtung===<br />
Unter stromloser Metallabscheidung versteht man Beschichtungsverfahren, die<br />
ohne Anwendung einer äußeren Stromquelle ablaufen. Sie ermöglichen eine<br />
gleichmäßige Metallbeschichtung unabhängig von der geometrischen Form der<br />
zu beschichtenden Teile. Aufgrund der sehr guten Streufähigkeit dieser Bäder<br />
lassen sich z.B. auch Innenseiten von Bohrungen beschichten.<br />
Prinzipiell können zwei Verfahren der außenstromlosen Metallabscheidung<br />
unterschieden werden: Verfahren, bei denen das zu beschichtende Substratmaterial<br />
als Reduktionsmittel dient (Austauschverfahren), und solche, bei denen<br />
dem Elektrolyt ein Reduktionsmittel zugesetzt wird (Reduktionsverfahren).<br />
<br />
siehe Artikel: [[Stromlose_Beschichtung| Stromlose Beschichtung]]<br />
<br />
==<!--7.2-->Beschichtung über die Gasphase (Vakuumbeschichtung)==<br />
Unter der Bezeichnung PVD (physical vapor deposition) werden Beschichtungsverfahren<br />
zusammengefasst, bei denen die Abscheidung von Metallen, Legierungen<br />
sowie chemischen Verbindungen im Vakuum durch Zufuhr thermischer<br />
oder kinetischer Energie mittels Teilchenbeschuss erfolgt. Dabei unterscheidet<br />
man hauptsächlich vier Beschichtungsvarianten <xr id="tab:Characteristics of the Most Important PVD Processes"/><!--(Table 7.6-->:<br />
<br />
*Aufdampfen <br />
*Kathodenzerstäuben (Sputtern)<br />
*Lichtbogenverdampfen <br />
*Ionenplattieren<br />
<br />
In allen vier Prozessen wird der Schichtwerkstoff unter Vakuum atomar von der<br />
Quelle zum Substrat transportiert und dort als dünne Schicht (einige nm bis ca.<br />
10 μm) niedergeschlagen.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Characteristics of the Most Important PVD Processes"><br />
<caption>'''<!--Table 7.6:-->Charakteristische Merkmale der wichtigsten PVD-Verfahren'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Verfahren<br />
!Prinzip<br />
!Prozessgasdruck<br />
!Teilchenenergie<br />
!Bemerkungen<br />
|-<br />
|Aufdampfen<br />
|Verdampfen aus Tiegel (Elektronenstrahl o.<br />Widerstandsheizung)<br />
|10<sup>-3</sup> Pa<br />
|< 2eV<br />
|Entmischung bei Legierungen möglich<br />
|-<br />
|Lichtbogenverdampfen<br />
|Verdampfen der Targetplatte<br />mit Lichtbogen<br />
|10<sup>-1</sup> Pa-1Pa<br />
|80eV-300eV<br />
|Sehr gute Haftung durch Ionenbeschuss<br />
|-<br />
|Kathodenzerstäuben (Sputtern)<br />
|Atomare Zerstäubung der Targetplatte<br />(Kathode) in Gasentladung<br />
|10<sup>-1</sup> Pa-1Pa<br />
|10eV-100eV<br />
|Auch Sputtern von Nichtleitern durch RF-Betrieb möglich<br />
|-<br />
|Ionenplattieren<br />
|Kombination aus Aufdampfen<br />und Sputtern<br />
|10<sup>-1</sup> Pa-1Pa<br />
|80eV-300eV<br />
|Sehr gute Haftung durch Ionenbeschuss, aber auch Substraterwärmung<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
Die aus wirtschaftlicher Sicht grösste Bedeutung hat das Sputtern, dessen<br />
Verfahrensprinzip in <xr id="fig:Principle of sputtering"/><!--(Fig. 7.5)--> dargestellt ist.<br />
<br />
<figure id="fig:Principle of sputtering"><br />
[[File:Principle of sputtering.jpg|right|thumb|Prinzip der Kathodenzerstäubung; Ar = Argonatom; e = Elektron; M = Metallatom]]<br />
</figure><br />
Zunächst wird in Argon-Atmosphäre bei niedrigem Druck (10 - 1 Pa) eine<br />
Gasentladung gezündet. Die dabei erzeugten Argon-Ionen werden in einem<br />
elektrischen Feld beschleunigt und prallen mit hoher Energie auf die Kathode<br />
(Target) auf, die aus dem Schichtwerkstoff besteht. Durch die Aufprallenergie<br />
werden Metallatome aus dem Target herausgeschlagen, die auf der gegenüberliegenden<br />
Anode (Substrat) kondensieren und eine festhaftende Schicht<br />
aufbauen. Durch ein überlagertes Magnetfeld am Target kann die Beschichtungsrate<br />
und damit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöht werden.<br />
<br />
Die Vorteile des PVD-Verfahrens, insbesondere des in der Kontakttechnik<br />
eingesetzten Sputterns, sind:<br />
<br />
*Hohe Reinheit der Schichten <br />
*Geringe thermische Substratbeeinflussung <br />
*Beliebige Schichtwerkstoffe <br />
*Geringe Schichtdickentoleranz <br />
*Ausgezeichnete Haftfestigkeit (auch über zusätzliche Zwischenschichten)<br />
<br />
Nach dem PVD-Verfahren aufgebrachte Schichten werden u.a. für Kontaktzwecke,<br />
z.B. bei Miniprofilen, in der Elektrotechnik und Elektronik, zur Belotung<br />
in der Verbindungstechnik, zur Metallisierung von Nichtleitern sowie in der<br />
Halbleitertechnik, Optoelektronik, Optik und Medizintechnik eingesetzt.<br />
<br />
Bei der Geometrie der beschichtbaren Teile gibt es keine wesentlichen Beschränkungen.<br />
Lediglich die Innenbeschichtung von Bohrungen oder Rohren<br />
mit kleinem Durchmesser kann problematisch werden (Tiefe zu Durchmesser<br />
< 2:1). Es können Profildrähte, Bänder und Folien ein- oder beidseitig beschichtet<br />
werden; außerdem lassen sich Formteile durch geeignete Abdeckungen,<br />
die gleichzeitig als Halterung dienen, selektiv beschichten.<br />
<br />
*'''Beispiele für vakuumbeschichtete Halbzeuge und Teile'''<br />
[[File:Examples of vacuum coated semi finished materials and parts.jpg|left|Beispiele für vakuumbeschichtete Halbzeuge und Teile]]<br />
<br />
<br style="clear:both;"/><br />
*'''Werkstoffe'''<br />
Auswahl möglicher Kombinationen von Schicht- und Substratwerkstoffen<br />
<br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th rowspan="2"><p class="s8">Substratwerkstoffe</p></th><th colspan="12"><p class="s8">Schichtwerkstoffe</p></th></tr><br />
<tr><th><p><span>Ag</span></p></th><th><p><span>Au</span></p></th><th><p><span>Pt</span></p></th><th><p><span>Pd</span></p></th><th><p><span>Cu</span></p></th><th><p><span>Ni</span></p></th><th><p><span>Ti</span></p></th><th><p><span>Cr</span></p></th><th><p><span>Mo</span></p></th><th><p><span>W</span></p></th><th><p><span>Ai</span></p></th><th><p><span>Si</span></p></th></tr><br />
<tr><td><p class="s8">Edelmetall/Legierungen</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">NE-Metall/Legierungen</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">FE-Legierungen/Edelstahl</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Sondermetalle (Ti,Mo,W, etc.)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Hartmetalle (WC-Co)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Keramik (Al<span class="s16">2</span>O<span class="s16">3</span>, AlN)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Gläser (SiO<span class="s16">2</span>, CaF, etc.)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Kunststoffe (PA, PPS, etc.)</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr></table><br />
<br />
[[File:K7-gef.png]] herstellbar<br />
[[File:K7-leer.png]] mit Zwischenschichten herstellbar<br />
<br />
*'''Abmessungen und Toleranzen'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:40%"<br />
|-<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|'''Abmessungen'''<br />
|-<br />
|Schichtdicke:<br />
|10 nm - 15 μm<br />
|-<br />
|Schichtdicke für Kontaktanwendungen:<br />
|0.1 - 10 μm<br />
|}<br />
<br />
Bezüglich der Geometrie der beschichtbaren Halbzeuge gibt es keine wesentlichen<br />
Einschränkungen. Lediglich der Innenbeschichtung von Bohrungen und<br />
Rohren sind verfahrenstechnisch Grenzen gesetzt.<br />
<br />
*'''Toleranzen'''<br />
<br />
Schichtdicke: &#177;10 - 30 %, abhängig von der Schichtdicke<br />
<br />
*'''Qualitätsmerkmale'''<br />
Je nach Anwendung werden u.a. folgende Merkmale geprüft und dokumentiert<br />
(siehe auch Galvanisieren von Teilen):<br />
<br />
*Schichtdicke <br />
*Haftfestigkeit <br />
*Porosität <br />
*Lötbarkeit<br />
*Bondbarkeit <br />
*Kontaktwiderstand <br />
<br />
Die Prüfungen und die Festlegung der Prüfmerkmale erfolgen nach einschlägigen<br />
Normen, Werksnormen bzw. Kundenspezifikationen.<br />
<br />
==<!--7.3-->Vergleich verschiedener Beschichtungsverfahren==<br />
Die einzelnen Beschichtungsverfahren weisen teilweise unterschiedliche<br />
Leistungsmerkmale auf. Für jeden Anwendungsfall muss daher das optimale<br />
Verfahren unter Berücksichtigung sämtlicher technischer und wirtschaftlicher<br />
Randbedingungen festgelegt werden. Dabei spielen vor allem die elektrischen<br />
und mechanischen Anforderungen an die Kontaktschicht und konstruktive<br />
Merkmale des Kontaktteils eine wesentliche Rolle. <xr id="tab:Comparison of different coating processes"/><!--Table 7.7--> enthält einige<br />
Angaben für eine vergleichende Betrachtung der verschiedenen<br />
Beschichtungsverfahren.<br />
<br />
Die stromlose Metallabscheidung bleibt hier unberücksichtigt, da die Schichten<br />
wegen ihrer geringen Dicke für die meisten Anwendungen als Kontaktschicht in<br />
elektromechanischen Bauelementen nicht geeignet sind.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Comparison of different coating processes"><br />
<caption>'''<!--Table 7.7:-->Vergleich verschiedener Beschichtungsverfahren'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Verfahren/Schichteigenschaften<br />
!Mechanische Verfahren (Plattieren)<br />
!Galvanische Verfahren<br />
!Vakuumtechnische Verfahren (Sputtern)<br />
|-<br />
|Schichtwerkstoff<br />
|verformbare Metalle und Legierungen<br />
|Metalle, Legierungen in begrenztem Maße<br />
|Metalle und Legierungen<br />
|-<br />
|Schichtdicke<br />
|> 1μm<br />
|0,1 - ca. 10 μm<br />(in Sonderfällen - 100 μm)<br />
|0,1 - ca. 10 μm<br />
|-<br />
|Schichtbelegung<br />
|selektiv, Stanzkanten unbeschichtet<br />
|allseitig und selektiv<br />Stanzkanten beschichtet<br />
|überwiegend selektiv<br />
|-<br />
|Haftung<br />
|gut<br />
|gut<br />
|sehr gut<br />
|-<br />
|Duktilität<br />
|gut<br />
|eingeschränkt<br />
|gut<br />
|-<br />
|Reinheit<br />
|gut<br />
|Einbau von Fremdstoffen<br />
|sehr gut<br />
|-<br />
|Porosität<br />
|gut<br />
|gut > ca. 1μm<br />
|good<br />
|-<br />
|Temperaturbeständigkeit<br />
|sehr gut<br />
|gut<br />
|sehr gut<br />
|-<br />
|mechanischer Verschleiß<br />
|gering<br />
|sehr gering<br />
|gering<br />
|-<br />
|Umweltbelastung<br />
|gering<br />
|erheblich<br />
|keine<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
Unterschiede zwischen den Beschichtungsverfahren zeigen sich vor allem beim<br />
Schichtwerkstoff und der Schichtdicke. Während bei der mechanischen<br />
Plattierung und dem Sputterverfahren nahezu sämtliche Legierungen eingesetzt<br />
werden können, bleibt die galvanische Beschichtung auf Metalle und bestimmte<br />
Legierungssysteme, z.B. hochkarätige Goldlegierungen mit ca. 0,3 Massen-%<br />
Co bzw. Ni beschränkt. Galvanisch abgeschiedene und durch Sputtern<br />
erzeugte Schichten weisen aus technischen und wirtschaftlichen Gründen eine<br />
obere Grenzdicke von ca. 10 μm auf. Während bei walzplattierten Schichten die<br />
minimale Schichtdicke bei ca. 1 μm liegt, können nach galvanischen und<br />
vakuumtechnischen Verfahren auch sehr dünne Schichten von 0,1 μm Dicke<br />
problemlos aufgebracht werden.<br />
<br />
Die Eigenschaften der Schichten sind eng mit dem Aufbringverfahren verknüpft.<br />
Ausgangswerkstoffe für mechanische Plattierungen und Sputtertargets sind<br />
Edelmetalle und deren Legierungen, die bei Gold- und Palladiumwerkstoffen im<br />
Vakuum erschmolzen werden und daher eine hohe Reinheit aufweisen. Bei der<br />
galvanischen Beschichtung werden je nach Badtyp und den gewählten Abscheidungsbedingungen<br />
stets Badbestandteile wie Kohlenstoff und organische<br />
Verbindungen in die Edelmetallschicht eingebaut. Aus der Gasphase<br />
abgeschiedene Schichten sind dagegen sehr rein.<br />
<br />
==<!--7.4-->Thermisch verzinnte („feuerverzinnte“) Bänder==<br />
Beim Feuerverzinnen werden entsprechend vorbehandelte Bänder mit<br />
schmelzflüssigem Lot aus Reinzinn oder einer Zinnlegierung beschichtet. Bei<br />
allseitiger Verzinnung werden die Bänder durch die Metallschmelze gezogen.<br />
Dabei tauchen Walzen in das schmelzflüssige Lotbad ein und übertragen das<br />
Lot auf das darüber geführte Band. Durch spezielle Abstreif- oder Abblasverfahren<br />
kann die aufgebrachte Lotschichtdicke in engen Toleranzen gehalten<br />
werden. Die Feuerverzinnung erfolgt ohne vorausgehende Verkupferung oder<br />
Vernickelung direkt auf dem Grundmaterial. Spezielle Angießverfahren oder das<br />
Aufschmelzen von Lot in Folienform ermöglichen auch die Herstellung dickerer<br />
Lotschichten ( > 15 μm ).<br />
<br />
Der Vorteil der Feuerverzinnung gegenüber einer galvanischen Verzinnung liegt<br />
in der Ausbildung einer intermetallischen Kupfer-Zinn-Phase (Cu<sub>3</sub>Sn, Cu<sub>6</sub>Sn<sub>5</sub>) an der Grenze zwischen Trägerband und Zinnschicht. Diese dünne (0,3 - 0,5 μm)<br />
intermetallische Zwischenschicht, die im Verlauf des thermischen Verzinnungsprozesses<br />
entsteht, wirkt sich aufgrund ihrer hohen Härte beim Einsatz in<br />
Steckverbindern reibungs- und verschleißmindernd aus. Durch Feuerverzinnen<br />
hergestellte Überzüge haften gut auf dem Grundmaterial und neigen nicht zur<br />
Bildung von Zinn-Whiskern.<br />
<br />
Eine spezielle Form der thermischen Verzinnung stellt das Reflow-Verfahren dar.<br />
Hierbei wird die Zinnschicht galvanisch aufgebracht und anschließend im<br />
Durchzugsverfahren kurzzeitig aufgeschmolzen. Die Eigenschaften so hergestellter<br />
Zinnschichten sind mit den konventionell erzeugter feuerverzinnter<br />
Schichten vergleichbar. <br />
<br />
Neben der allseitigen Beschichtung kann die<br />
Feuerverzinnung auch in Form eines oder mehrerer Streifen auf der Ober und/oder Unterseite des Trägerbandes erfolgen.<br />
<br />
*'''Typische Ausführungsformen für thermisch verzinnte Bänder'''<br />
[[File:Typical examples of hot tinned strip materials.jpg|left|Typische Ausführungsformen für thermisch verzinnte Bänder]]<br />
<br style="clear:both;"/><br />
*'''Werkstoffe'''<br />
Schichtwerkstoffe: Reinzinn, Zinnlegierungen<br><br />
Trägerwerkstoffe: Cu, CuZn, CuNiZn, CuSn, CuBe u.a.<br /><br />
<br />
*'''Abmessungen und Toleranzen'''<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:40%"<br />
|-<br />
|Breite der Verzinnung: <br />
|&#8805; 3 &#177; 1 mm<br />
|-<br />
|Dicke der Verzinnung: <br />
|1 - 15 μm (übliche Ausführung)<br />
|-<br />
|Toleranzen: <br />
|Je nach Dicke der Verzinnung &#177; 1 - &#177; 3 μm<br />
|}<br />
<br />
*'''Qualitätsmerkmale'''<br />
Festigkeitswerte und Maßtoleranzen thermisch verzinnter Bänder sind<br />
angelehnt an die für Cu und Cu-Legierungen geltenden Normen DIN EN 1652<br />
und DIN EN 1654.<br />
Qualitätsmerkmale für die Zinnüberzüge werden i.d.R. gesondert vereinbart.<br />
<br />
==<!--7.5-->Kontaktschmiermittel==<br />
Durch die Verwendung geeigneter Schmiermittel kann der mechanische Verschleiß<br />
und die Reiboxidation bei Gleit- und Steckkontakten wesentlich verringert<br />
werden. In der Kontakttechnik werden feste, nieder- und hochviskose<br />
Schmiermittel eingesetzt.<br />
<br />
Die Schmiermittel müssen dabei einer Vielzahl von Anforderungen genügen:<br />
<br />
*Sie sollen die Kontaktoberfläche gut benetzen; nach dem Gleitvorgang soll sich der Schmiermittelfilm wieder schließen, d.h. mechanische Verletzungen „ausheilen“<br />
*sie dürfen nicht verharzen, sich nicht verflüchtigen und sollen möglichst keine Staubfänger sein<br />
*die Schmiermittel dürfen Kunststoffe nicht anlösen; sie dürfen weder auf Unedelmetallen korrosionsfördernd wirken, noch Spannungsrisskorrosion bei Kunststoffteilen auslösen<br />
*der spezifische Widerstand der Schmiermittel darf - ausgenommen bei festen Schmiermitteln - nicht so niedrig sein, dass benetzte Kunststoffoberflächen ihr Isolationsvermögen verlieren<br />
*der Kontaktwiderstand darf durch den Schmierfilm nicht erhöht werden; infolge seiner verschleißmindernden Wirkung soll der Kontaktwiderstand möglichst über eine lange Betriebsdauer konstant bleiben<br />
<br />
Als feste „metallische Schmiermittel“ gelten z. B. 0,05 - 0,2 μm dünne<br />
Hartgoldschichten, die in Steckverbindern zusätzlich auf den eigentlichen<br />
Kontaktschichten aufgebracht werden.<br />
<br />
Aus der Vielzahl der angebotenen Schmiermittel haben sich besonders<br />
Kontaktöle bewährt. Zum Einsatz kommen meist synthetische, chemisch <br />
neutrale und silikonfreie Öle, z.B. DODUCONTA-Öle, die sich in ihrer chemischen<br />
Zusammensetzung und der Viskosität unterscheiden.<br />
<br />
Bei Gleitkontaktsystemen mit Kontaktkräften < 50 cN und höherer Geschwindigkeit<br />
werden bevorzugt niederviskose (< 50mPa·s) Kontaktöle eingesetzt. In<br />
Anwendungen, bei denen höhere Kontaktkräfte und höhere Temperaturen<br />
auftreten, kommen bevorzugt Kontaktöle mit höherer Viskosität zum Einsatz.<br />
Kontaktöle eignen sich besonders für Anwendungsfälle mit geringer Strombelastung.<br />
Bei höheren Strömen und beim Auftreten von Kontaktabhebungen<br />
während des Gleitvorganges kann es zu einer thermischen Zersetzung des<br />
Kontaktöles kommen und dadurch die Schmierwirkung verlorengehen.<br />
<br />
Besonders kunststoffverträglich sind die Kontaktöl-Varianten B5, B12K und<br />
B25, die auch über einen längeren Zeitraum keine Spannungsrisskorrosion<br />
hervorrufen.<br />
<br />
Für eine gute Schmierung ist eine sehr dünne Ölschicht ausreichend. Daher<br />
wird empfohlen, die Kontaktöle z.B. in Isopropylalkohol zu verdünnen.<br />
<br />
<br />
*'''Eigenschaften synthetischer Kontaktschmierstoffe DODUCONTA-Öl'''<br />
<br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th>Schmiermittel</th><th colspan="5">DODUCONTA</th></tr><br />
<th></th><th>B5</th><th>B9</th><th>B10</th><th>B12K</th><th>B25</th><br />
<tr><td><p class="s8">Kontaktkraft</p></td><td><p class="s8">&gt;1N</p></td><td><p class="s8">0.1 - 2N</p></td><td><p class="s8">&lt; 0.2N</p></td><td><p class="s8">0.2 - 5N</p></td><td><p class="s8">&lt;1N</p></td></tr><tr><td><p class="s8">Dichte (20°C)</p><p class="s8">[g/cm³]</p></td><td><p class="s8">1.9</p></td><td><p class="s8">1.0</p></td><td><p class="s8">0.92</p></td><td><p class="s8">1.0</p></td><td><p class="s8">1.0</p></td></tr><tr><td><p class="s8">Spez. Widerstand [<span class="s9">S · </span>cm]</p></td><td/><td><p class="s8">2 x 10<sup>10</sup></p></td><td><p class="s8">10<sup>10</sup></p></td><td><p class="s8">6 x 10<sup>9</sup></p></td><td><p class="s8">5 x 10<sup>8</sup></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Viskosität (20°C)</p><p class="s8">[mPa·s]</p></td><td><p class="s8">325</p></td><td><p class="s8">47</p></td><td><p class="s8">21</p></td><td><p class="s8">235</p></td><td><p class="s8">405</p></td></tr><tr><td><p class="s8">Stockpunkt [°C]</p></td><td/><td><p class="s8">-55</p></td><td><p class="s8">-60</p></td><td><p class="s8">-40</p></td><td><p class="s8">-35</p></td></tr><tr><td><p class="s8">Flammpunkt [°C]</p></td><td/><td><p class="s8">247</p></td><td><p class="s8">220</p></td><td><p class="s8">238</p></td><td><p class="s8">230</p></td></tr></table><br />
<br />
<br />
*'''Anwendungsbereiche synthetischer DODUCONTA-Kontaktöle'''<br />
<br />
<table class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:80%"><br />
<tr><th><p class="s8">Schmiermittel</p></th><th><p class="s8">Anwendungsbereich</p></th></tr><br />
<tr><td><p class="s8">DODUCONTA B5</p></td><td><p class="s8">Stromabnehmer, Steckverbindungen, Schiebeschalter</p></td></tr><tr><td><p class="s8">DODUCONTA B9</p></td><td><p class="s8">Drahtpotentiometer, Gleitringübertrager, Schiebeschalter, Messstellenumschalter, Miniatur-Steckverbindungen</p></td></tr><tr><td><p class="s8">DODUCONTA B10</p></td><td><p class="s8">Präzisions-Drahtpotentiometer, Miniatur-Gleitringübertrager</p></td></tr><tr><td><p class="s8">DODUCONTA B12K</p></td><td><p class="s8">Drahtpotentiometer, Schiebeschalter, Miniatur-Gleitringübertrager, Messstellenumschalter, Steckverbinder</p></td></tr><tr><td><p class="s8">DODUCONTA B25</p></td><td><p class="s8">Stromabnehmer, Messstellenumschalter, Steckverbinder</p></td></tr></table><br />
<br />
==<!--7.6-->Silber-Passivierung==<br />
Die Bildung von Silbersulfidschichten, die in schwefelhaltiger Atmosphäre entstehen,<br />
lässt sich durch Aufbringung zusätzlicher „Schutz“-Schichten während<br />
der Lagerung weitgehend vermeiden (Passivierungsschichten). Derartige<br />
Schichten sollten chemisch inert und ausreichend leitfähig sein, oder durch die<br />
anliegende Kontaktkraft durchbrochen werden können.<br />
<figure id="fig:Typical process flow for the SILVERBRITE W ATPS process"><br />
[[File:Typical process flow for the SILVERBRITE W ATPS process.jpg|right|thumb|Typischer Prozessablauf beim Passivierungsverfahren SILVERBRITE W ATPS]]<br />
</figure><br />
Das Passivierungsverfahren SILVERBRITE W ATPS ist ein auf wässriger Basis<br />
arbeitender Anlaufschutz für Silber. Es ist frei von Chrom(VI)-Verbindungen und<br />
Lösungsmitteln. Die Passivierungsschicht wird im Tauchverfahren aufgebracht.<br />
Dabei entsteht ein transparenter, organischer Schutzfilm, der das Aussehen<br />
und die guten elektrischen Eigenschaften von Silber, z.B. den Kontaktwiderstand,<br />
nur geringfügig verschlechtert. Die gute Löt- und Bondbarkeit wird durch<br />
die Passivierungsschicht nicht beeinträchtigt. Aufgrund seiner chemischen<br />
Zusammensetzung besitzt der Schutzfilm Schmiereigenschaften, wodurch z.B.<br />
in Steckverbindern die Steck- und Ziehkräfte deutlich herabgesetzt werden.<br />
<br />
<xr id="fig:Typical process flow for the SILVERBRITE W ATPS process"/> Typischer Prozessablauf beim Passivierungsverfahren SILVERBRITE W ATPS<br />
<br />
==Referenzen==<br />
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schwefelhaltiger Umgebung. VDE – Fachbericht 65 (2009) 51 – 58<br />
<br />
[[en:Surface_Coating_Technologies]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Pr%C3%BCfverfahren_in_der_Energietechnik&diff=4066Prüfverfahren in der Energietechnik2014-09-25T16:39:43Z<p>Teitscheid: /* Schaltvermögen */</p>
<hr />
<div>==<!--13.4-->Prüfverfahren in der Energietechnik==<br />
<br />
Die Prüfung von elektrischen Kontakten der Energietechnik dient einerseits der<br />
laufenden Qualitätskontrolle und andererseits der Neu- und Weiterentwicklung<br />
von Kontaktwerkstoffen. Um ein optimales Kontakt- und Schaltverhalten zu<br />
erreichen, müssen Kontaktwerkstoffe und Schaltgeräte mit ihren Eigenschaften<br />
im Rahmen elektrischer Prüfungen aufeinander abgestimmt werden. Der Erfolg<br />
dieser Abstimmung wird durch Schaltprüfungen nachgewiesen.<br />
<br />
Die Bewertung eines Kontaktwerkstoffes erfolgt durch Untersuchungen mit Hilfe<br />
werkstoffkundlicher Prüfmethoden sowie durch Schaltversuche in Modellschaltern<br />
und Serien-Schaltgeräten. Die physikalischen Eigenschaften, wie<br />
Schmelz- und Siedetemperatur, elektrische Leitfähigkeit usw., sind maßgebend<br />
für die Auswahl des Basiswerkstoffes und einzelner Komponenten, können<br />
aber keine Aussage zum Kontakt- und Schaltverhalten geben.<br />
Werkstoffkundliche Prüfmethoden eignen sich in erster Linie zur Aufdeckung<br />
von Material- und Bearbeitungsfehlern. Das eigentliche Kontakt- und<br />
Schaltverhalten eines Werkstoffes kann nur durch elektrische Schaltversuche<br />
mit einem Modellschalter oder vorzugsweise mit einem Serien-Schaltgerät<br />
erfasst werden.<br />
<br />
Modellschalter bieten dabei die Möglichkeit, einen Kontaktwerkstoff schon innerhalb<br />
kurzer Zeit z.B. bezüglich des Ein- und Ausschaltverhaltens zu beurteilen und grob zu<br />
klassifizieren. Da Modellschalter von idealisierten Versuchsbedingungen ausgehen,<br />
können sie keinesfalls die Prüfung im serienmäßigen Schaltgerät ersetzen.<br />
<br />
Die Prüfung von Kontaktwerkstoffen in serienmäßigen Schaltgeräten sollte<br />
möglichst nach DIN EN - bzw. IEC-Bestimmungen und -Regeln erfolgen. Für<br />
jede Geräteart bestehen spezielle Prüf-Normen, die sich für die Beurteilung<br />
eines Gerätes jeweils unterteilen lassen nach:<br />
<br />
* Einschaltvermögen,<br />
* Ausschaltvermögen,<br />
* elektrische Lebensdauer,<br />
* Übertemperatur.<br />
<br />
Die nachfolgenden Ausführungen beschränken sich auf werkstoffkundliche<br />
Prüfungen sowie die Prüfung der für Schaltgeräte besonders wichtigen<br />
Kenngrößen elektrische Lebensdauer, Übertemperatur und Schaltvermögen. <br />
<br />
===<!--13.4.1-->Werkstoffkundliche Prüfungen===<br />
<br />
Hauptmerkmal für die Beurteilung von Kontaktwerkstoffen der Energietechnik ist<br />
die mikroskopische Gefügeuntersuchung anhand eines metallographischen<br />
Schliffs. Sie gibt einen Einblick in die innere Struktur des Werkstoffes. Auf diese<br />
Weise werden Gefügecharakteristiken, wie Korngröße, Oxidverteilung und auch<br />
Gefügeinhomogenitäten, Korngrenzenanreicherungen, Risse, Materialtrennungen<br />
oder fehlerhafte Lötverbindungen erkennbar. Allerdings ist die Betrachtung<br />
auf die gewählte Schliffebene begrenzt.<br />
<br />
Bild <xr id="fig:Microstructure of a powder metallurgical Ag CdO material"/><!--(Fig. 13.11)--> zeigt das Gefüge eines Ag/CdO-Werkstoffes nach Lichtbogenbeanspruchung.<br />
Im unteren Bildteil ist das Ausgangsgefüge des Kontaktwerkstoffes<br />
zu erkennen. Im oberen Bildteil sind Werkstoffentmischungen zu sehen, die<br />
durch Lichtbogeneinwirkung beim Schaltvorgang entstanden sind. Dieses<br />
„Schaltgefüge“ weist in einigen Bereichen eine Verarmung von Metalloxid auf,<br />
so dass beim Einschaltvorgang die Gefahr des Verschweißens der Kontaktstücke<br />
besteht. Weitere Untersuchungen mittels Mikrosonde in Kombination mit<br />
einem Raster-Elektronenmikroskop (REM) erlauben eine Analyse der an der<br />
Oberfläche vorhandenen Elemente.<br />
<figure id="fig:Microstructure of a powder metallurgical Ag CdO material"><br />
[[File:Microstructure of a powder metallurgical Ag CdO material.jpg|right|thumb|Gefüge eines gesinterten Ag/CdOWerkstoffes nach intensiver Lichtbogenbeanspruchung]]<br />
</figure><br />
<br />
===<!--13.4.2-->Prüfungen nach IEC/EN===<br />
<br />
====<!--13.4.2.1-->Elektrische Lebensdauer====<br />
<br />
Die elektrische Lebensdauer von in der Niederspannungs-Energietechnik<br />
häufig eingesetzten Schützen, Motorschaltern und Hilfsstromschaltern wird<br />
nach Gebrauchskategorien festgelegt, die in <xr id="tab:Important Use Categories and Their Typical Applications for Contactors and Power Switches"/><!--(Tab. 13.1)--> zusammengefasst sind.<br />
<br />
Zur Prüfung der elektrischen Lebensdauer nach IEC/EN 60947-4-1 sind für die<br />
einzelnen Gebrauchskategorien in <xr id="tab:Verification of Electrical Life Conditions for Make and Break Tests of Contactors and Motor Starters by Utilization Category"/><!--(Tab. 13.2)--> die Ein- und Ausschaltbedingungen<br />
aufgeführt:<br />
<br />
Die Lebensdauer eines Motorschalters wird in erster Linie vom Abbrand bestimmt,<br />
der durch die Ein- und Ausschaltlichtbögen an den Kontaktstücken<br />
entsteht. Bei der Prüfung nach der Gebrauchskategorie AC-3, bei<br />
der der Einschaltstrom das 6-fache des Ausschaltstromes beträgt, ist für die<br />
Höhe des Abbrandes weitgehend der Einschaltvorgang maßgebend, insbesondere<br />
wenn häufig Prellungen > 2 ms Dauer auftreten. Die Charakteristik des<br />
Prellvorganges beim Einschalten ist daher für den Abbrand der Kontaktstücke<br />
in Schaltgeräten, die überwiegend im Normalbetrieb (AC-3) eingesetzt sind,<br />
von außerordentlich großer Bedeutung. Wenn bei den Schaltgeräten die Einund<br />
Ausschaltströme gleich groß sind, wie nach den Gebrauchskategorien<br />
AC-3 und AC-5, überwiegt der Ausschaltabbrand so stark, dass der Einschaltabbrand<br />
vernachlässigt werden kann.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Important Use Categories and Their Typical Applications for Contactors<br />
and Power Switches"><br />
<caption>'''<!--Table 13.1:-->Wichtige Gebrauchskategorien und typische Anwendungsfälle für Schütze und Hilfsstromschalter'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!colspan="6" style="text-align:left"| Schütze, Motorschalter (IEC/EN 60947-4-1)<br />
|- <br />
!Stromart<br />
!Gebrauchskategorie<br />
!Typischer Anwendungsfall<br />
|-<br />
|Wechselstrom<br />
|AC-1<br />
|Nicht induktive oder schwach induktive Last. Widerstandsöfen<br />
|-<br />
|<br />
|AC-2<br />
|Schleifringläufermotoren: Anlassen, Ausschalten<br />
|-<br />
|<br />
|AC-3<br />
|Käfigläufermotoren: Anlassen, Ausschalten während des Laufes<br />
|-<br />
|<br />
|AC-4<br />
|Käfigläufermotoren: Anlassen, Gegenstrombremsen, Tippen, Reversieren<br />
|-<br />
|Gleichstrom<br />
|DC-1<br />
|Nicht induktive oder schwach induktive Last Widerstandsöfen<br />
|-<br />
|<br />
|DC-3<br />
|Nebenschlussmotoren: Anlassen, Gegenstrombremsen, Reversieren, Tippen, Widerstandsbremsen<br />
|-<br />
|<br />
|DC-5<br />
|Reihenschlussmotoren: Anlassen, Gegenstrombremsen, Reversieren, Tippen, Widerstandsbremsen<br />
|-<br />
!colspan="6" style="text-align:left"| Hilfstromschalter (IEC 60947-5-1)<br />
|-<br />
!Stromart<br />
!Gebrauchskategorie<br />
!Typischer Anwendungsfall<br />
|-<br />
|Wechselstrom<br />
|AC-12<br />
|Steuern von ohmscher Last und Halbleiterlast in Eingangskreisen von Optokopplern<br />
|-<br />
|<br />
|AC-14<br />
|Steuern von kleiner elektromagnetischer Last (max. 72VA)<br />
|-<br />
|<br />
|AC-15<br />
|Steuern von elektromagnetischer Last (größer als 72VA)<br />
|-<br />
|Gleichstrom<br />
|DC-12<br />
|Steuern von ohmscher Last und Halbleiterlast in Eingangskreisen von Optpkopplern<br />
|-<br />
|<br />
|DC-13<br />
|Steuern von Elektromagneten bei Gleichspannung<br />
|-<br />
|<br />
|DC-14<br />
|Steuern von elektromagnetischer Last bei Gleichspannung mit Sparwiderständen im Stromkreis<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
Die elektrische Lebensdauer in den Gebrauchskategorien AC-3, DC-3 und<br />
DC-5 muss mindestens 5% der mechanischen Lebensdauer betragen.<br />
Die elektrische Lebensdauer von Hilfsstromschaltern ist i.d.R. von untergeordneter<br />
Bedeutung, da diese Geräte nur gering belastet werden. Es ist jedoch zu<br />
beachten, dass nach den Bestimmungen bezüglich des Ein- und Ausschaltvermögens<br />
unter bestimmten Bedingungen die 10-fachen Werte der Bemessungs-Betriebsdaten verlangt werden, was hohe Anforderungen an die elektrische<br />
Festigkeit der Schaltstrecke unmittelbar nach der Lichtbogen beanspruchung<br />
bzw. an die Wiederverfestigungsspannung der Kontaktwerkstoffe stellt.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Verification of Electrical Life Conditions for Make and Break Tests of Contactors and Motor Starters by Utilization Category"><br />
<caption>'''<!--Table 13.2:-->Nachweis der elektrischen Lebensdauer. Bedingungen für das Ein- und Ausschalten von Schützen und Motorschaltern nach Gebrauchskategorien'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Gebrauchskategorie<br />
!Nennbetriebsstrom<br />
!colspan="3" style="text-align:center"| Einschalten<br />
!colspan="3" style="text-align:center"| Ausschalten<br />
|-<br />
!<br />
!I<sub>e</sub>/A<br />
!I/I<sub>e</sub><br />
!U/U<sub>e</sub><br />
!cos &phi; <br />
!I<sub>c</sub>/I<sub>e</sub><br />
!U<sub>r</sub>/U<sub>e</sub><br />
!cos &phi; <br />
|-<br />
|AC-1<br />
|Alle Werte<br />
|1<br />
|1<br />
|0.95<br />
|1<br />
|1<br />
|0.95<br />
|-<br />
|AC-2<br />
|Alle Werte<br />
|2.5<br />
|1<br />
|0.65<br />
|2.5<br />
|1<br />
|0.65<br />
|-<br />
|AC-3<br />
|I<sub>e</sub> &le; 17<br />I<sub>e</sub> > 17<br />
|6<br />6<br />
|1<br />1<br />
|0.65<br />0.35<br />
|1<br />1<br />
|0.17<br />0.17<br />
|0.65<br />0.35<br />
|-<br />
|AC-4<br />
|I<sub>e</sub> &le; 17<br />I<sub>e</sub> > 17<br />
|6<br />6<br />
|1<br />1<br />
|0.65<br />0.35<br />
|6<br />6<br />
|1<br />1<br />
|0.65<br />0.35<br />
|-<br />
!<br />
!I<sub>e</sub>/A<br />
!I/I<sub>e</sub><br />
!U/U<sub>e</sub><br />
!L/R [ms]<br />
!I<sub>c</sub>/I<sub>e</sub><br />
!U<sub>r</sub>/U<sub>e</sub><br />
!L/R [ms]<br />
|-<br />
|DC-1<br />
|Alle Werte<br />
|1<br />
|1<br />
|1<br />
|1<br />
|1<br />
|1<br />
|-<br />
|DC-3<br />
|Alle Werte<br />
|2.5<br />
|1<br />
|2<br />
|2.5<br />
|1<br />
|2<br />
|-<br />
|DC-5<br />
|All values<br />
|2.5<br />
|1<br />
|7.5<br />
|2.5<br />
|1<br />
|7.5<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
I<sub>e</sub> = Bemessungs-Betriebsstrom<br /> <br />
I = Einschaltstrom<br /><br />
I<sub>c</sub> = Ausschaltstrom<br /><br />
<br />
U<sub>e</sub> = Bemessungs-Betriebsspannung <br /><br />
U = Angelegte Spannung<br /><br />
U<sub>r</sub> = Wiederkehrende Spannung<br />
<br />
[[File:AC3 contact arc erosion of two differently produced Ag SnO2 contact materials.jpg|right|thumb|AC-3 contact arc erosion of two differently produced Ag/SnO<sub>2</sub> contact materials in a 37 kW contactor <b>1</b> Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12, produced by conventional powder metallurgy with MoO<sub>3</sub> additive, extruded <b>2</b> Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12, powder manufacturing by the reaction-spray process with CuO and Bi<sub>2</sub> O<sub>3</sub> additives, extruded]]<br />
<br />
====<!--13.4.2.2-->Erwärmung (Übertemperatur)====<br />
<br />
Die Prüfung der Übertemperatur wird nur für Schaltgeräte im Neuzustand<br />
vorgeschrieben. Während des Betriebes dürfen im Verlaufe der gesamten<br />
Lebensdauer keine Schäden infolge zu hoher Temperatur im Gerät und an den<br />
Anschlüssen auftreten.<br />
<figure id="fig:Maximum movable bridge temperature rise for different contact materials"><br />
[[File:Maximum movable bridge temperature rise for different contact materials.jpg|right|thumb|Maximale Brückenübertemperatur<br />
für verschiedene Silber-<br />
Metalloxid-Werkstoffe in einem 132 kWSchütz<br />
nach Schwerlastbeanspruchung<br />
(AC4-Betrieb).<br />
I = 300 A (Dauerstrom)<br />
<b>1</b> Ag/CdO 88/12 gesintert und<br />
stranggepresst<br />
<b>2</b> Ag/SnO27.5In2O32.5<br />
innerlich oxidiert<br />
<b>3</b> Ag/SnO2 88/12<br />
gesintert und stranggepresst<br />
<b>4</b> Ag/SnO2 11.5 WO3 0.5 gesintert und stranggepresst<br />
<b>5</b> Ag/SnO2 11.6 MO4 0.4<br />
gesintert und stranggepresst]]<br />
</figure><br />
Für eine Bewertung von Kontaktwerkstoffen wird häufig eine Erwärmungsprüfung<br />
nach einer bestimmten Anzahl von Schaltspielen unter<br />
Lichtbogenbeanspruchung durchgeführt (<xr id="fig:Maximum movable bridge temperature rise for different contact materials"/><!--(Fig. 13.13)-->). Besonders kritisch zu<br />
bewerten ist dabei das Übertemperaturverhalten der Brückenkontaktstücke.<br />
Bei Überschreiten eines gerätespezifischen oberen Grenzwertes der Temperatur<br />
können bei benachbarten Kunststoffen irreversible Schäden auftreten.<br />
<br />
====<!--13.4.2.3-->Analyse der Schaltvorgänge====<br />
<br />
In Schaltgeräten, bei denen der Antriebsmagnet mit Wechselstrom erregt wird,<br />
können die Kontaktstücke zu einem bestimmten Winkel, bezogen auf den Spannungs-<br />
Nulldurchgang einer Netzphase, synchron schließen und öffnen. Von ähnlicher<br />
Bedeutung ist, mit welcher Phasenfolge, d.h. Reihenfolge der drei Phasen eines<br />
Gerätes, das Schließen und Öffnen der Kontaktstücke abläuft. Der dabei auftretende<br />
Schließ- und Öffnungsverzug gibt an, mit welchem zeitlichen Abstand nach der<br />
ersten Phase die beiden anderen folgen. <br />
<br />
Entsprechende Untersuchungen haben<br />
gezeigt, dass die Überlagerung der Effekte Synchronismus, Phasenfolge und<br />
Schaltverzug bei einer ungünstigen Konstellation zu einer extremen Beanspruchung der Kontaktstücke, besonders bei einer der drei Phasen führen kann. Die<br />
Folgen sind Frühausfälle dieser Phase und somit des kompletten Schaltgerätes,<br />
die unabhängig vom Kontaktwerkstoff bereits bei 30% der Nennlebensdauer<br />
auftreten können. Aufgrund der teilweise starken Streuung der mechanischen<br />
Kennwerte der Schalt-geräte innerhalb einer Fertigungscharge ist die Lebensdauerprüfung<br />
in einem einzelnen Schaltgerät nicht aussagekräftig. Erst die<br />
statistische Auswertung einer großen Zahl von Prüflingen könnte zu einem verwertbaren<br />
Ergebnis führen. Diese Vorgehensweise ist aber sehr aufwendig.<br />
Wird jedoch nach einem speziellen Messverfahren jede einzelne Schaltung bezüglich<br />
des Prellvorgangs, der Ein- und Ausschalt-synchronismen, der damit<br />
verbundenen Phasenfolgen und Schaltverzüge, der Lichtbogenlaufeigenschaften<br />
und vor allem der Energie, die während der Ein- und Ausschaltvorgänge an<br />
die Kontaktstücke abgegeben wird, analysiert, so kann schon die Prüfung in<br />
einem einzelnen Schaltgerät zur Bewertung eines Kontaktwerkstoffes führen.<br />
<br />
====<!--13.4.2.4-->Schaltvermögen====<br />
<br />
Das sichere Beherrschen hoher Kurzschlusströme ist die Hauptaufgabe von<br />
Niederspannungs-Leistungsschaltern. Das Kurzschlussschaltvermögen von<br />
Leistungsschaltern wird nach den in IEC/EN 60947-2 festgelegten Prüfungen<br />
bestimmt (<xr id="tab:Testing for the Short Circuit Breaking Capacity of Low Voltage Power Switches According to IECEN 60947-2 (Shortened Summary)"/><!--(Tab. 13.3)-->). Bei der Prüfung des Kurzschlussschaltvermögens wird nach IEC/EN 60947-2<br />
zwischen dem Bemessungs-Grenzkurzschlussausschaltvermögen I<sub>CU</sub> und dem kleineren oder max. gleich hohen Bemessungs-Betriebskurzschlussausschaltvermögen I<sub>CS</sub> unterschieden.<br />
<br />
Bei der Festlegung von I<sub>CU</sub> muss gewährleistet sein, dass Kurzschlussströme bis zur Höhe der Bemessungsgrenze sicher ausgeschaltet werden. Danach<br />
muss es möglich sein, einmal auf den nicht beseitigten Kurzschluss zu schalten<br />
und diesen Strom sicher auszuschalten. Der Schalter muss danach nicht mehr<br />
für den weiteren Betrieb geeignet sein. Ein nach I<sub>CS</sub> bemessener Schalter muss die Anlage noch schützen können und kann mit Einschränkungen weiter<br />
verwendet werden.<br />
<br />
Um die Kurzschlussströme sicher zu beherrschen, werden hohe Anforderungen<br />
an die Verschweißresistenz der eingesetzten Kontaktpaarung gestellt. Beim<br />
Einschalten auf einen Kurzschluss wird die Kontaktkraft durch die Wirkung<br />
elektrodynamischer Kräfte reduziert. Oberhalb eines gerätespezifischen Stromwertes<br />
kommt es zu einem Abheben der Kontaktstücke. Dabei entsteht ein<br />
Lichtbogen, an dessen Fußpunkten das Kontaktmaterial aufschmilzt. Beim<br />
nachfolgenden Schließen der Kontaktstücke können Verschweißungen<br />
auftreten, so dass der Schalter nicht mehr in der Lage ist, den Kurzschlussstrom<br />
auszuschalten und somit seine Sicherheitsfunktion verliert.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Testing for the Short Circuit Breaking Capacity of Low Voltage Power Switches According to IECEN 60947-2 (Shortened Summary)"><br />
<caption>'''<!--Table 13.3:-->Prüfung des Kurzschlussschaltvermögens von Niederspannungs-Leistungsschaltern nach IEC/EN 60947-2 (gekürzte Darstellung)'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Prüfmerkmale<br />
!Bemessungsgrenzkurzschluss- ausschaltvermögen I<sub>CU</sub><br />
!Bemessungsgrenzkurzschluss- ausschaltvermögen I<sub>CS</sub><br />
|-<br />
|Prüfbedingungen<br />
|Ue<br />abhängig von der Höhe des Prüfstromes I in kA, z.B.<br />
<br />
{| class="innertable" style=" border: none"<br />
|6 < l &le; 10<br />
| cos&phi; 0.5<br />
|- <br />
|10 < l &le; 20<br />
|cos&phi; 0.3<br />
|-<br />
|20 < l &le; 50 <br />
| cos&phi; 0.25 <br />
|-<br />
| 50 < l <br />
|cos&phi; 0.2 <br />
|-<br />
|}<br />
|Ue<br />abhängig von der Höhe des Prüfstromes I in kA, z.B.<br />
<br />
{| class="innertable" style=" border: none"<br />
|6 < l &le; 10<br />
| cos&phi; 0.5<br />
|- <br />
|10 < l &le; 20<br />
|cos&phi; 0.3<br />
|-<br />
|20 < l &le; 50 <br />
| cos&phi; 0.25 <br />
|-<br />
| 50 < l <br />
|cos&phi; 0.2 <br />
|-<br />
|}<br />
|-<br />
|Prüffolge<br />
|O - t - CO<br />
|O - t - CO - CO<br />
|-<br />
|anschließende Isolationsprüfung<br />
|2 x U<sub>e</sub>, mindestens mit 1.000 V<br />
|2 x U<sub>e</sub>, mindestens mit 1.000 V<br />
|-<br />
|anschließende Erwärmungsprüfung<br />
|<br />
|Die Übertemperaturen dürfen die Grenzübertemperaturen nicht übersteigen<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
U<sub>e</sub> = Bemessungsbetriebsspannung<br /><br />
U = Prüfstrom<br /><br />
O = Ausschalten<br /><br />
T = Pause<br /><br />
CO = Ein- und Ausschalten<br />
<br />
===<!--13.4.3-->Prüfungen nach UL und CSA===<br />
<br />
Die nordamerikanischen Normen nach UL (USA) und CSA (Kanada) unterscheiden<br />
sich teilweise erheblich von den IEC-Normen und den harmonisierten<br />
Europa-Normen (EN). In den USA und Kanada wird zwischen Geräten für die<br />
Energieverteilung z.B. Niederspannungs-Leistungsschalter nach UL 489<br />
(UL=Underwriters Laboratories) bzw. CSA-C22.2 No. 5-02 (CSA= Canadian<br />
Standard Association) und Industrieschaltgeräten z.B. Schützen nach UL 508<br />
bzw. CSA-C22.2 No. 14 unterschieden. Nordamerikanische Normen legen<br />
einen besonderen Schwerpunkt auf die Vermeidung von Bränden. Daraus ergeben<br />
sich besondere Anforderungen an das Erwärmungsverhalten. Außerdem<br />
sehen nordamerikanische Normen größere Luft- und Kriechstrecken vor als die<br />
IEC- Normen. Beides hat erheblichen Einfluss auf die Bauweise der Schaltgeräte<br />
und die Bemessung des Kontaktsystems.<br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Prüfverfahren#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Testing_Procedures_for_Power_Engineering]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Werkstoffe_auf_Wolfram-_und_Molybd%C3%A4n-Basis&diff=4065Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis2014-09-25T16:37:55Z<p>Teitscheid: /* Kupfer-Wolfram (CUWODUR) -Werkstoffe */</p>
<hr />
<div>===Wolfram und Molybdän (reine Metalle)===<br />
Wolfram zeichnet sich durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften, wie hoher<br />
Schmelz- und Siedepunkt, ausreichend hohe elektrische und thermische<br />
Leitfähigkeit, sehr hohe Härte und Dichte aus (<xr id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"/><!--(Table 2.35)-->). Es wird überwiegend in Form<br />
aufgelöteter Plättchen für solche Schaltaufgaben eingesetzt, die eine schnelle<br />
Schaltfolge, z.B. in Hupen für Kfz, verlangen.<br />
<br />
Molybdän hat als Kontaktwerkstoff eine wesentlich geringere Bedeutung als<br />
Wolfram, da es gegen Oxidation weniger beständig ist.<br />
Beide Elemente werden in großem Maße als hochschmelzende Komponenten<br />
für Verbundwerkstoffe mit Silber bzw. Kupfer eingesetzt.<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical_Properties_of_Tungsten_and_Molybdenum"><br />
<caption>'''<!--Table 2.35:-->Mechanische Eigenschaften von Wolfram und Molybdän'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Gefügezustand</p></th><th><p class="s12">Vickershärte</p><p class="s12">HV 10</p></th><th><p class="s12">Zugfestigkeit</p><p class="s12">[MPa]</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Wolfram</p></td><td><p class="s12">schwach verformtes Gefüge</p><p class="s12">(Drähte und Bleche > 1 mm Dicke)</p><p class="s12">stark verformtes Gefüge</p><p class="s12">(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)</p><p class="s12">rekristallisiertes Gefüge</p></td><td><p class="s12">300 - 500</p><p class="s12">500 - 750</p><p class="s12">360</p></td><td><p class="s12">1000 - 1800</p><p class="s12">1500 - 5000</p><p class="s12">1000 - 1200</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Molybdän</p></td><td><p class="s12">schwach verformtes Gefüge</p><p class="s12">(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)</p><p class="s12">stark verformtes Gefüge</p><p class="s12">(Drähte und Bleche <1 mm Dicke)</p><p class="s12">rekristallisiertes Gefüge</p></td><td><p class="s12">140 - 320</p><p class="s12">260 - 550</p><p class="s12">140 - 160</p></td><td><p class="s12">600 - 1100</p><p class="s12">800 - 2500</p><p class="s12">600 - 900</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
===Silber-Wolfram (SIWODUR)-Werkstoffe===<br />
Ag/W (SIWODUR)-Kontaktwerkstoffe vereinigen in sich die hohe elektrische und<br />
thermische Leitfähigkeit des Silbers mit der hohen Abbrandfestigkeit des hochschmelzenden<br />
Wolframs (<xr id="tab:Physical Properties of-Contact Materials Based"/><!--(Table 2.36)-->). Die Herstellung der SIWODUR-Werkstoffe mit<br />
üblicherweise 50-80 Massen-% Wolfram erfolgt auf pulvermetallurgischem<br />
Wege entweder durch Sintern mit flüssiger Phase oder über das Tränkverfahren.<br />
Kornform und Größe der Ausgangspulver bestimmen entscheidend das Gefüge<br />
sowie die mechanischen und kontaktspezifischen Eigenschaften dieser Stoffgruppe (<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/><!--(Fig. 2.134)--> und <xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/><!--(Fig. 2.135)-->), <xr id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"/><!--(Table 2.37)-->.<br />
<br />
Bei häufigem betriebsmäßigem Schalten unter Lichtbogenbelastung bilden sich<br />
auf Ag/W-Kontaktoberflächen Wolframoxide sowie Mischoxide (Silber-Wolframate)<br />
und damit schlecht leitende Oberflächenschichten, die eine deutliche<br />
Erhöhung des Kontaktwiderstandes und dadurch bei Führung des Dauerstromes<br />
eine unzulässige Erwärmung zur Folge haben. Aus diesem Grunde wird Ag/W in vielen Schaltgeräten gepaart mit Ag/C-Kontaktstücken eingesetzt.<br />
<br />
Silber-Wolfram-Kontakte kommen als Einzelteile in Form nahezu beliebig<br />
geformter Auflagen zum Einsatz. Zur besseren Weiterverarbeitung sind die<br />
Auflagen meist auf der Verbindungsseite mit Ag angereichert oder mit einer<br />
Lotauflage versehen.<br />
Die Verbindung der Ag/W-Teile mit Kontaktträgern erfolgt durch Löten, bei<br />
kleineren Abmessungen auch durch Widerstandsschweißen.<br />
<br />
Ag/W-Werkstoffe werden vor allem als Abbrennkontakte in Leistungsschaltern<br />
großer Leistung sowie als Hauptkontakte in Leistungschaltern kleinerer und<br />
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)"/><!--(Table 2.38)-->). In Nord- und Südamerika<br />
kommen Silber-Wolfram-Kontakstücke in großen Stückzahlen in Leitungsschutzschaltern<br />
mit niedrigem und mittlerem Schaltvermögen für die Hausinstallation<br />
sowie für die kommerzielle Stromverteilung zum Einsatz.<br />
<br />
===Silber-Wolframkarbid (SIWODUR C)-Werkstoffe===<br />
Diese Gruppe von Kontaktwerkstoffen mit üblicherweise 40-65 Massen-%<br />
Wolframkarbid besteht aus dem besonders harten und verschleißfesten Wolframkarbid<br />
und dem gut leitenden Silber (<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/><!--(Fig. 2.135)--> <xr id="tab:Physical Properties of-Contact Materials Based"/><!--(Table 2.36)-->). 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)"/><!--(Table 2.37)-->).<br />
Der Anstieg des Kontaktwiderstandes beim betriebsmäßigen Schalten ist bei<br />
Ag/WC-Werkstoffen weniger ausgeprägt als bei Ag/W, da das bei Lichtbogeneinwirkung<br />
entstehende CO eine schützende Gashülle bildet, die den Zutritt von<br />
Sauerstoff und damit die Oxidbildung einschränkt.<br />
<br />
Hohe Ansprüche an das Erwärmungsverhalten können durch Zusatz eines<br />
geringen Grafit-Anteils erfüllt werden, wodurch allerdings das Abbrandverhalten<br />
verschlechtert wird. Die Silber-Wolframkarbid-Grafit-Werkstoffe werden z.B. mit<br />
27 Massen-% WC und 3 Massen-% Grafit bzw. 16 Massen-% WC und<br />
2 Massen-% Grafit in Einzelpresstechnik nach dem Sinter-Press-Nachpress-<br />
Verfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/><!--(Fig. 2.136)-->).<br />
<br />
Die Einsatzgebiete von Silber-Wolframkarbid-Werkstoffen sind ähnlich denen<br />
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)"/><!--(Table 2.38)-->).<br />
<br />
===Silber-Molybdän (SILMODUR) -Werkstoffe===<br />
Ag/Mo (SILMODUR)-Kontaktwerkstoffe mit 50-70 Massen-% Molybdän werden<br />
üblicherweise auf pulvermetallurgischem Wege nach dem Tränkverfahren hergestellt (<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/><!--(Fig. 2.137)--> <xr id="tab:Physical Properties of-Contact Materials Based"/><!--(Table 2.36)-->).<br />
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)"/><!--(Table 2.37)-->).<br />
Da Molybdänoxid im Vergleich zu Wolframoxid thermisch weniger stabil ist, ist<br />
die Selbstreinigung der Ag/Mo-Kontaktoberflächen im Schaltlichtbogen intensiver<br />
und somit der Kontaktwiderstand niedriger. Ag/Mo-Kontaktwerkstoffe sind<br />
weniger abbrandfest als Ag/W-Kontaktwerkstoffe. Haupteinsatzgebiet von<br />
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)"/><!--(Table 2.38)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of-Contact Materials Based"><br />
[[File:Physical Properties of-Contact Materials Based.jpg|right|thumb|Physikalische Eigenschaften von Werkstoffen auf Silber-Wolfram (SIWODUR)-,<br />
Silber-Wolframkarbid (SIWODUR C)- und Silber-Molybdän (SILMODUR)-Basis]]<br />
</figtable><br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"/><!--Fig. 2.134:--> Gefüge von Ag/W 25/75<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"/><!--Fig. 2.135:--> Gefüge von Ag/WC 50/50<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"/><!--Fig. 2.136:--> Gefüge von Ag/WC 27/C3<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"/><!--Fig. 2.137:--> Gefüge von Ag/Mo 35/65<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag W 25 75"> <br />
[[File:Micro structure of Ag W 25 75.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/W 25/75</caption>]]<br />
</figure><br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag WC 50 50"> <br />
[[File:Micro structure of Ag WC 50 50.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 50/50</caption>]]<br />
</figure><br />
<figure id="fig:Micro structure of -Ag WC 27 C3"> <br />
[[File:Micro structure of -Ag WC 27 C3.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/WC 27/C3</caption>]]<br />
</figure><br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag Mo 35 65"> <br />
[[File:Micro structure of Ag Mo 35 65.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Mo 35/65</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"><br />
<caption>'''<!--Table 2.37:-->Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Wolfram (SIWODUR), Silber-Wolframkarbid- (SIWODUR C)-,Silber-Wolframkarbid-Grafit (SIWODUR C/C) und Silber-Molybdän-(SILMODUR)-Werkstoffe'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff/ DODUCO-Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Eigenschaften</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Silber-Wolfram</p><p class="s12">SIWODUR</p><p class="s12">Silber-Wolframkarbid SIWODUR C</p></td><td><p class="s12">Neigung zu Verschweißungen bei hohen Einschaltströmen in symmetrischer Paarung, höhere Kontaktwiderstände und höhere</p><p class="s12">Übertemperaturen durch Bildung von Deckschichten aus Wolframoxiden und Wolframaten mit zunehmenden Schaltspielen insbesondere bei Silber-Wolfram,</p><p class="s12">hohe Verschweißneigung geschlossener Kontaktstücke bei Kurzschlussströmen,</p><p class="s12">sehr hohe Abbrandfestigkeit, ungünstiges Lichtbogenlaufverhalten, hohe Härte und nur sehr geringe Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit durch Silberanreicherung auf Kontaktrücken.</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Silber-Wolframkarbid plus Grafit SIWODUR C/C</p></td><td><p class="s12">Niedrigerer Kontaktwiderstand und günstigeres Übertemperaturverhalten durch Grafit-Zusatz,</p><p class="s12">geringere Neigung zu Verschweißungen, geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Silber-Molybdän</p><p class="s12">SILMODUR</p></td><td><p class="s12">Günstigeres Kontaktwiderstandsverhalten durch weniger stabile Deckschichten,</p><p class="s12">geringere Abbrandfestigkeit verglichen mit Silber-Wolfram.</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Contact Materials Based on Silver – Tungsten (SIWODUR), Silver–Tungsten Carbide (SIWODUR C) and Silver Molybdenum (SILMODUR)"><br />
<caption>'''<!--Table 2.38:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Wolfram (SIWODUR)-, Silber-Wolframkarbid (SIWODUR C)- und Silber-Molybdän (SILMODUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff <br />
!Anwendungsbeispiele<br />
!Lieferformen<br />
|-<br />
|Ag/W<br />SIWODUR<br />
|Leitungsschutzschalter (nicht strombegrenzend)<br />
|rowspan="3" | Kontaktauflagen, gelötete<br />und geschweißte Kontaktteile<br />
|-<br />
|Ag/W<br />SIWODUR<br />Ag/WC<br />SIWODUR C<br />Ag/WC/C<br />SIWODUR C/C <br />
|Leistungsschalter<br /> (gepaart mit Ag/C)<br /><br />
Fehlerstromschutzschalter<br />(gepaart mit Ag/C)<br />
|-<br />
|Ag/Mo<br />SILMODUR<br />
|Geräteschutzschalter<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
===Kupfer-Wolfram (CUWODUR) -Werkstoffe===<br />
Kupfer-Wolfram (CUWODUR)-Werkstoffe mit üblicherweise 50-85 Massen-%<br />
Wolfram werden nahezu auschließlich nach dem Tränkverfahren hergestellt,<br />
wobei die Korngröße des eingesetzten Wolfram-Pulvers entsprechend dem<br />
Anwendungsfall festgelegt wird [[#figures4|(Figs. 5 – 8)]] <!--(Figs. 2.138 – 2.141)--> und <xr id="tab:Physical Properties of Copper Tungsten CUWODUR Contact Materials"/><!--(Table 2.39)-->. Zur Verbesserung der Benetzung des Wolframskeletts<br />
durch Kupfer wird den Pulvermischungen ein Nickelanteil < 1 Massen-%<br />
beigegeben.<br />
<br />
W/Cu-Werkstoffe weisen eine extrem hohe Abbrandfestigkeit auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Copper–Tungsten (CUWODUR) Contact Materials"/><!--(Table 2.40)-->). Sie sind<br />
jedoch im Gegensatz zu den Silber-Wolfram-Werkstoffen zur Führung von<br />
Dauerströmen weniger geeignet.<br />
<br />
Liegt ein festes Wolframgerüst vor, was bei W/Cu-Tränkwerkstoffen mit 70-85<br />
Massen-% Wolfram gegeben ist, so schmilzt und verdampft bei intensiver Lichtbogeneinwirkung<br />
die niedriger schmelzende Werkstoffkomponente Cu. Dabei<br />
wird das bei der Siedetemperatur von Cu (2567 °C) noch feste Wolfram<br />
wirkungsvoll „gekühlt“ und bleibt somit weitgehend erhalten.<br />
<br />
Bei hoher thermischer Beanspruchung der W/Cu-Kontaktauflagen, z.B. bei<br />
Kurzschlusströmen> 40 kA werden besonders hohe Anforderungen an die<br />
Festigkeit des Wolframgerüstes gestellt. Für derartige Anwendungsfälle wird<br />
zunächst ein festes, hochgesintertes Gerüst aus Wolframpulver geeigneter<br />
Korngröße hergestellt, das anschließend in üblicher Weise mit Kupfer getränkt<br />
wird (z.B. CUWODUR H).<br />
<br />
In Leistungsschaltern der Hochspannungstechnik hat sich besonders das Kontaktsystem,<br />
bestehend aus Kontakttulpe und Schaltstift bewährt. Beide Schaltstücke<br />
sind üblicherweise aus dem mechanisch festen und hoch leitfähigen<br />
CuCrZr-Trägermaterial und W/Cu als Abbrandspitze zusammengesetzt.<br />
Die mechanisch und thermisch hochbeanspruchte Verbindung zwischen den<br />
beiden Werkstoffen erfolgt meist mittels Elektronenstrahl- oder Abbrennstumpfschweißen.<br />
Weitere Verbindungsarten sind das Hartlöten und das Angießen<br />
von Kupfer mit nachträglicher Kaltverformung.<br />
<br />
Hauptanwendungsgebiet der CUWODUR-Werkstoffe sind Abbrennkontakte von<br />
Last- und Leistungsschaltern der Mittel- und Hochspannungstechnik sowie<br />
Elektroden für Funkenstrecken und Überspannungsableiter <xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Tungsten– Copper (CUWODUR) Contact Materials"/><!--(Table 2.41)-->().<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Copper Tungsten CUWODUR Contact Materials"><br />
[[File:Physical Properties of Copper Tungsten CUWODUR Contact Materials.jpg|right|thumb|Physikalische Eigenschaften von Kupfer-Wolfram (CUWODUR)-Werkstoffen]]<br />
</figtable><br />
<div id="figures4"><br />
<xr id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G"/><!--Fig. 2.139:--> Gefüge von W/Cu 70/30 G<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 H"/><!--Fig. 2.140:--> Gefüge von W/Cu 70/30 H<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F"/><!--Fig. 2.138:--> Gefüge von W/Cu 70/30 F <br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of W Cu 80 20 H"/><!--Fig. 2.141:--> Gefüge von W/Cu 80/20 H<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 G"> <br />
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 G.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 G</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 H"><br />
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 H.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 H</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 70 30 F"><br />
[[File:Micro structure of W Cu 70 30 F.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 70/30 F</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of W Cu 80 20 H"> <br />
[[File:Micro structure of W Cu 80 20 H.jpg|left|thumb|<caption>Gefüge von W/Cu 80/20 H</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Copper–Tungsten (CUWODUR) Contact Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.40:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Kupfer-Wolfram (CUWODUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff/ DODUCO-Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Eigenschaften</p></th></tr><tr><td><p class="s12">W/Cu F</p><p class="s12">CUWODUR F</p></td><td><p class="s12">Sehr hohe Abbrandfestigkeit,</p><p class="s12">gleichmäßiges Abbrandbild bei hoher Schalthäufigkeit, besonders hohe mechanische Festigkeit,</p><p class="s12">hohe Beständigkeit gegen thermische und mechanische Schockbeanspruchung.</p></td></tr><tr><td><p class="s12">W/Cu G</p><p class="s12">CUWODUR G</p></td><td><p class="s12">Sehr hohe Abbrandfestigkeit, sehr hohe mechanische Festigkeit,</p><p class="s12">sehr hohe Beständigkeit gegen thermische und mechanische Schockbeanspruchung.</p></td></tr><tr><td><p class="s12">W/Cu H</p><p class="s12">CUWODUR H</p></td><td><p class="s12">Sehr hohe Abbrandfestigkeit, sehr hohe mechanische Festigkeit, besonders hohe Beständigkeit gegen thermische und mechanische Schockbeanspruchung</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Tungsten– Copper (CUWODUR) Contact Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.41:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Wolfram-Kupfer (CUWODUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Anwendungsbeispiele</p></th><th><p class="s12">Lieferformen</p></th></tr><tr><td><p class="s12">W/Cu F</p></td><td><p class="s12">Trafo Stufenschalter</p><p class="s12">Mittelspannungs-Lastschalter</p></td><td><p class="s12">Kontaktauflagen, Formteile,</p><p class="s12">gelötete und geschweißte Kontaktteile</p></td></tr><tr><td><p class="s12">W/Cu G</p></td><td><p class="s12">Überspannungsableiter mit Funkenstrecke,</p><p class="s12">Mittelspannungs-Lastschalter, Mittelspannungs-Leistungsschalter, Hochspannungs-Leistungsschalter</p></td><td><p class="s12">Kontaktauflagen, Formteile,</p><p class="s12">gelötete und geschweißte Kontaktteile Kontaktulpen, -stifte, -rohre</p></td></tr><tr><td><p class="s12">W/Cu H</p></td><td><p class="s12">Hochspannungs-Leistungsschalter</p><p class="s12">mit sehr hohen Kurzschlussströmen</p></td><td><p class="s12">Geschweißte Kontaktteile,<br />
Kontaktulpen,</p><p class="s12">-stifte, -rohre</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Tungsten_and_Molybdenum_Based_Materials]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Best%C3%BCckung_von_Einzelkontakten&diff=4064Bestückung von Einzelkontakten2014-09-25T16:33:55Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<div>In den nachfolgenden Abschnitten wird ein Überblick über die in der Kontakttechnik<br />
üblicherweise verwendeten Bestückungsverfahren von vorgefertigten<br />
Kontaktträgerteilen mit Kontaktmaterial gegeben. Zu diesen Verfahren zählen<br />
die mechanische Bestückung, das Löten und das Schweißen.<br />
<br />
===Mechanische Bestückungsverfahren===<br />
Das Einnieten von Kontaktnieten sowie das Einpressen und Formen von Drahtabschnitten<br />
in gelochte Kontaktträger sind vielfach angewandte Verfahren der<br />
mechanischen Bestückung von Kontaktträgern mit Kontaktmaterial.<br />
<br />
Das Einnieten wird bei kleineren Stückzahlen meist mittels Exzenterpresse oder<br />
durch pneumatische oder magnetische Druckerzeugung ausgeführt. Bei großen<br />
Stückzahlen erfolgt der Prozessablauf meist in Folgeverbundwerkzeugen vollautomatisch,<br />
wobei die Kontaktniete über geeignete Zuführungen lagerichtig zur<br />
Montagestation gelangen. Zur sicheren Befestigung muss der Schließkopf ausreichend<br />
bemessen sein. Als Faustregel gilt, dass der Schaft mindestens um<br />
1/3 länger, als der Kontaktträger dick ist.<br />
Bei der Herstellung von Umschaltkontakten wird ein Teil des Nietschaftes zu<br />
einem zweiten Kontaktkopf umgeformt. Um Deformationen vor allem bei dünnen<br />
Kontaktträgern zu vermeiden, erfolgt der Nietvorgang meist durch Rollieren oder<br />
Taumeln.<br />
<br />
Das Einpressen von Drahtabschnitten lässt sich besonders gut in ein Stanz-<br />
Biege-Werkzeug integrieren <xr id="fig:Direct_press_insertion_of_wire_segments"/><!--(Fig. 3.7)-->. Dem im Vergleich zu plattierten Kontaktnieten<br />
höheren Edelmetallverbrauch steht dabei eine höhere Arbeitsgeschwindigkeit<br />
gegenüber, die dieses Verfahren bei silberhaltigen Kontakten<br />
wirtschaftlich macht.<br />
Allerdings besteht bei der Verarbeitung von Drahtabschnitten aus sprödem<br />
Ag/SnO<sub>2</sub>-Vormaterial die Gefahr der Rissbildung.<br />
<br />
<figure id="fig:Direct_press_insertion_of_wire_segments"><br />
[[File:Direct press-insertion of wire segments.jpg|right|thumb|Direktes Einpressen von Drahtabschnitten]]<br />
</figure><br />
<br />
===Lötverfahren===<br />
Löten ist ein thermisches Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen metallischer<br />
Werkstoffe mit Hilfe eines geschmolzenen Zusatzwerkstoffes (Lot), gegebenenfalls<br />
unter Verwendung von Flussmittel oder Schutzgas. Der Schmelzbereich<br />
des Lotes umfasst den Temperaturbereich vom Beginn des Schmelzens<br />
(Solidustemperatur) bis zur vollständigen Verflüssigung (Liquidustemperatur).<br />
Er liegt unterhalb der Schmelzbereiche der zu fügenden Teile. Beim Lötvorgang<br />
kommt es bei gegenseitiger Löslichkeit durch thermische Aktivierung zu<br />
Diffusionsvorgängen, bei denen sowohl Elemente des Lotes in den Grundwerkstoff<br />
als auch Elemente des Grundwerkstoffes in das Lot eindringen.<br />
Dadurch wird eine Verstärkung der Haftkräfte und somit eine Erhöhung der<br />
mechanischen Belastbarkeit erreicht.<br />
<br />
Zur Befestigung von Kontaktplättchen auf Trägerteilen werden ausschließlich<br />
Hartlote verwendet. Gründe hierfür sind ihre im Vergleich zu Weichloten höhere<br />
Erweichungs- und Schmelztemperatur, höhere mechanische Festigkeit und<br />
günstigere elektrische Leitfähigkeit. Die für elektrische Kontakte eingesetzten<br />
Lote und Flussmittel werden in Kap. 4 ([[Lote_und_Flussmittel|Lote und Flussmittel]]) und unter [[Prüfung_von_Löt-_und_Schweißverbindungen|Prüfung von Löt- und Schweißverbindungen]] behandelt. Nachfolgend werden einige<br />
häufig verwendete Lötverfahren beschrieben. <br />
<br />
====Flammlöten====<br />
Am einfachsten lässt sich das Hartlöten mit Hilfe eines Gebläsebrenners<br />
ausführen. Bei hinreichend großen Stückzahlen wird das Flammlöten häufig<br />
teilautomatisiert. Dabei durchlaufen die zu lötenden Teile, nachdem sie mit<br />
dosierten Lot- und Flussmittelmengen versehen wurden, eine Reihe feststehender<br />
Brenner eines Lötkarussells oder einer Förderbandlötmaschine.<br />
Um den Anteil an Flussmittel- und Gaseinschlüssen in der Lotschicht einzuschränken,<br />
empfiehlt es sich, sobald das Lot schmelzflüssig ist, die Kontaktauflagen<br />
etwas hin- und herzubewegen (einzuschwemmen). Der Lotbindungsanteil<br />
liegt beim Flammlöten je nach Größe und geometrischer Form der Verbindungsflächen<br />
zwischen 65% und 90%.<br />
<br />
====Ofenlöten====<br />
Unter dem Begriff Ofenlöten wird vor allem das Schutzgaslöten und das<br />
Vakuumlöten verstanden. Beide Verfahren arbeiten flussmittelfrei.<br />
<br />
Das Schutzgaslöten erfolgt entweder als diskontinuierliche Lötung in Muffel-,<br />
Topf- oder Haubenöfen oder als kontinuierliche Lötung in Förderbanddurchlauföfen<br />
in reduzierender Atmosphäre in reinem Wasserstoff (H<sub>2</sub>) oder<br />
Ammoniakspaltgas (H<sub>2</sub>,N<sub>2</sub>).<br />
<br />
Das Vakuum ist ein sehr wirkungsvolles „Schutzgas“. Da das Vakuumlöten<br />
verhältnismäßig aufwändig ist, werden meist nur solche Werkstoffe gelötet, die während des Lötprozesses sehr empfindlich sind gegenüber Sauerstoff-,<br />
Stickstoff- oder Wasserstoffverunreinigungen. Für eine Vakuumlötung ungeeignet<br />
sind Werkstoffe, die Bestandteile mit hohem Dampfdruck enthalten.<br />
<br />
Teile aus sauerstoffhaltigem Kupfer dürfen nicht in reduzierender Atmosphäre<br />
gelötet werden, da sonst die sog. Wasserstoffkrankheit auftritt. Ähnliches gilt für<br />
metalloxidhaltige Kontaktwerkstoffe, da durch Reduzierung des Metalloxids die<br />
Werkstoffzusammensetzung und dadurch die Kontakteigenschaften in der<br />
oberflächennahen Schicht geändert werden.<br />
<br />
==== Widerstandslöten====<br />
Bei diesem Lötvorgang dient die Widerstandserwärmung unter Stromfluss als<br />
Energiequelle. In der Kontakttechnik werden für das Widerstandslöten zwei<br />
Verfahrensvarianten angewandt <xr id="fig:Resistance brazing (schematic)"/><!--(Fig. 3.8)-->.<br />
<figure id="fig:Resistance brazing (schematic)"><br />
[[File:Resistance brazing (schematic).jpg|right|thumb|Widerstandslöten (schematisch)]]<br />
</figure><br />
<br />
Beim direkten Widerstandslöten fließt der Strom unmittelbar durch die Lötfläche.<br />
Kontaktauflage und Trägerteil werden dabei zusammen mit Lot und Flussmittel<br />
zwischen die Elektroden einer Widerstandslötmaschine gespannt und durch<br />
direkten Stromdurchgang so lange erwärmt, bis das Lot in der Verbindungsfläche<br />
zum Schmelzen kommt.<br />
<br />
Beim indirekten Widerstandslöten fließt der Strom nur über eines der zu verbindenden<br />
Werkstücke. Diese Verfahrensvariante bietet die Möglichkeit, die<br />
Kontaktauflage im schmelzflüssigen Lot hin-und herzubewegen (einschwemmen)<br />
und Lunkerstellen, verursacht durch Flussmitteleinschlüsse, aus dem<br />
Fügebereich zu entfernen und so den Bindeanteil zu erhöhen. Für das Widerstandslöten werden zwei Arten von Elektrodenwerkstoffen<br />
eingesetzt:<br />
<br />
*Elektroden aus schlecht leitenden Kohlewerkstoffen (Grafit))<br />Die Wärme wird in den Elektroden erzeugt und durch Wärmeleitung zur Verbindungsfläche transportiert.<br /><br />
<br />
*Elektroden aus gut leitenden, warmfesten Metallen.<br />Die Wärme wird durch den erhöhten elektrischen Widerstand in der Verbindungsfläche, die durch geeignete Gestaltung eine ausgeprägte Stromenge darstellt, und durch den Widerstand der Werkstücke erzeugt.<br /><br />
<br />
Kohleelektroden kommen vor allem beim indirekten Widerstandslöten und bei<br />
Verbindungsflächen > 100 mm<sup>2</sup> zum Einsatz. Bei Kontaktauflagen < 100 mm<sup>2</sup>,<br />
die bereits mit phosphorhaltigem Silber-Hartlot beschichtet sind, kann beim<br />
direktem Widerstandslöten die Lötzeit so kurz gehalten werden, dass die<br />
Trägerteile nur in unmittelbarer Nähe der Fügefläche erweichen. Für dieses<br />
„Kurzzeitlöten“ werden meist warmfeste Metallelektroden verwendet, deren<br />
Werkstoffzusammensetzung und geometrische Form den jeweils zu<br />
verbindenden Teilen angepasst sind.<br />
<br />
Der Bindeanteil der gelöteten Fläche liegt beim üblichen Widerstandslöten mit<br />
Flussmittel je nach Kontaktgröße zwischen 70% und 90%, beim Kurzzeitlöten<br />
deutlich höher.<br />
<br />
====Induktionslöten====<br />
Beim Induktionslöten ensteht die Wärme über einen Induktor, der von einem<br />
Mittel- oder Hochfrequenzgenerator gespeist wird und ein elektromagnetisches<br />
Wechselfeld zur Folge hat, das im Lotgut Wirbelströme erzeugt. Aufgrund des<br />
Skineffektes erfolgt der Stromfluss und dadurch auch die Erwärmung bevorzugt<br />
in der Außenschicht des Werkstücks. Der Abstand des Heizinduktors zum Lötgut<br />
muss so gewählt werden, dass auf der gesamten Lötfläche möglichst<br />
gleichzeitig die Arbeitstemperatur erreicht wird. Das Induktionslöten kann für<br />
verschiedenste Kontaktformen durch geeignete Formgebung des Induktors<br />
optimiert werden. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt in der kurzen Aufheizzeit, so<br />
dass nur die der Lötzone unmittelbar benachbarten Bereiche erweichen.<br />
Die teilweise sehr unterschiedlichen Lötzeiten bei den verschiedenen<br />
Lötverfahren sind aus der nachfolgenden <xr id="tab:Brazing Times for Different Brazing Methods"/><!--(Table 3.1)--> zu entnehmen.<br />
<br />
<figtable id="tab:Brazing Times for Different Brazing Methods"><br />
<caption>'''<!--Tab.3.1:-->Lötzeiten bei verschiedenen Lötverfahren'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Lötverfahren <br />
!Lötzeit in s<br />
|-<br />
|Flammenlöten<br />
|3 - 100<br />
|-<br />
|direktes Widerstandslöten<br />
|1 - 3<br />
|-<br />
|indirektes Widerstandslöten<br />
|1 - 5<br />
|-<br />
|Kurzzeitlöten<br />
|0.1 - 1<br />
|-<br />
|Induktionslöten<br />
|0.5 - 5<br />
|-<br />
|Ofenlöten<br />
|100 - 1000<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
*Beispiele für gelötete Kontaktteile <xr id="fig:Examples of brazed contact assemblies"/><br />
<figure id="fig:Examples of brazed contact assemblies"><br />
[[File:Examples of brazed contact assemblies.jpg|right|thumb|Beispiele für gelötete Kontaktteile]]<br />
</figure><br />
*Kontaktwerkstoffe <br />Ag, Ag-Alloys., Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO) and Ag/C (GRAPHOR D) mit lötbarer Unterseite, Refraktäre Werkstoffe auf W -, WC- und Mo-Basis<br /><br />
<br />
*Lote <br />L-Ag 15P, L-Ag 55Sn u.a.<br /><br />
<br />
*Trägerwerkstoffe <br />Cu, Cu-Alloys. u.a.<br /><br />
<br />
*Abmessungen <br />Lötfläche > 10 mm²<br /><br />
<br />
*Qualitätsmerkmale <br />Die Prüfung der Lötverbindung erfolgt nach Vereinbarung zwischen Hersteller und Anwender.<br /><br />
<br />
===Schweißverfahren===<br />
Für das Schweißen als Verbindungsverfahren sprechen sowohl technische als<br />
auch wirtschaftliche Gesichtspunkte. Aufgrund der kurzzeitigen Wärmeeinwirkung<br />
bleibt bei allen Schweißverfahren die Ausgangshärte der Trägerteile bis<br />
auf den unmittelbar thermisch beanspruchten Bereich erhalten. Unter den<br />
nachfolgend beschriebenen Schweißverfahren nimmt das Widerstandsschweißen<br />
eine Vorrangstellung ein.<br />
<br />
Im Zuge der Miniaturisierung elektromechanischer Bauelemente z.B. Relais hat<br />
das Laserschweißen eine gewisse Bedeutung erreicht. Das Reibschweißen hauptsächlich zur Herstellung von Bondverbindungen (Kap. 9 [[Anwendungen_in_der_Aufbau_und_Verbindungstechnik|Anwendungen in der Aufbau und Verbindungstechnik]]). Weitere<br />
Verbindungsverfahren, wie das Kugel- und Ultraschallschweißen finden z.Z. nur<br />
begrenzt Anwendung und werden daher hier nicht näher beschrieben.<br />
Spezielle Verbindungsverfahren, wie das Elektronenstrahlschweißen und das<br />
Angießen, werden häufig eingesetzt bei Kontaktteilen für Schaltgeräte der<br />
Mittel- und Hochspannungstechnik.<br />
<br />
====Widerstandsschweißen====<br />
Unter Widerstandsschweißen versteht man ein elektrisches Schweißverfahren,<br />
bei dem die erforderliche Schweißwärme durch Stromfluss ohne Zusatzwerkstoffe<br />
in den zu verbindenden Werkstücken selbst erzeugt wird. In der Kontakttechnik<br />
wird meist das Prinzip des Buckelschweißens angewandt. Die<br />
Konzentration des Schweißstromes wird dabei über unterschiedlich geformte<br />
Buckel an einem der zu verbindenden Werkstücke vorgegeben. Diese Schweißbuckel<br />
verringern die Berührungsfläche und erhöhen den elektrischen Widerstand<br />
in der Kontaktenge. Infolge der erhöhten Stromdichte schmelzen die<br />
Schweißbuckel (Schweißwarzen) teilweise oder vollständig auf, wobei die<br />
Werkstücke gleichzeitig durch Einwirkung der Elektrodenkraft zusammengepresst<br />
werden. Schweißstrom und Elektrodenkraft werden über die Schweißelektroden<br />
übertragen, deren Werkstoffzusammensetzung und geometrische<br />
Form der jeweiligen Schweißaufgabe angepasst sind.<br />
<br />
Einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität der Schweißverbindung hat die<br />
Form des Schweißstromes. Neben 50Hz-Wechselstrom mit Phasenanschnittssteuerung<br />
kommen Gleichstromanlagen mit 6-phasigem Gleichstrom aus<br />
Dreiphasengleichrichtung und neuerdings vor allem Mittelfrequenzschweißanlagen<br />
zum Einsatz. Bei letzteren wird die Netzspannung zunächst gleichgerichtet<br />
und über einen geregelten Wechselrichter in Verbindung mit einem<br />
Schweißtransformator als getaktete Gleichspannung bereitgestellt.<br />
Mittelfrequenzschweißanlagen arbeiten meist mit Taktfrequenzen von 1kHz bis<br />
10kHz. Die für die Qualität der Schweißverbindung maßgeblichen Parameter,<br />
wie Strom, Spannung und Leistung werden mit Messaufnehmern erfasst und im<br />
Bedarfsfall nachgeregelt. Die mit Mittelfrequenzschweißanlagen erreichbaren<br />
sehr kurzen Schweißzeiten führen im Vergleich zu anderen Schweißanlagen zu<br />
einer deutlich geringeren thermischen Beanspruchung der Werkstücke. Auch<br />
kritische Materialkombinationen lassen sich so prozesssicher beherrschen.<br />
<br />
=====Vertikal-Drahtaufschweißen=====<br />
Beim Vertikal-Drahtaufschweißen wird der Kontaktwerkstoff in Drahtform in einer<br />
Spannzange, die gleichzeitig als Schweißelektrode dient, vertikal zugeführt<br />
<xr id="fig:Vertical wire welding (schematic)"/><!--(Fig. 3.9)-->. <br />
<figure id="fig:Vertical wire welding (schematic)"><br />
[[File:Vertical wire welding (schematic).jpg|right|thumb|Vertikal-Drahtaufschweißen (schematisch)]]<br />
</figure><br />
<br />
Durch einen oder mehrere Stromimpulse wird der dachförmig angeschnittene<br />
Draht unter Wirkung der Elektrodenkraft auf den Trägerwerkstoff<br />
aufgeschweißt. Die verschweißte Fläche kann unter optimalen Schweißbedingungen bis 120 %<br />
der ursprünglichen Drahtabschnittsfläche betragen. Nach Beendigung des<br />
Schweißvorgangs trennen keilförmige Schermesser den Draht abfalllos ab. Die<br />
Schermesser sind so ausgebildet, dass das Drahtende wiederum eine dachförmige,<br />
schweißgerechte Stirnfläche für die nachfolgende Schweißung erhält.<br />
Der geschweißte Drahtabschnitt wird in nachfolgenden Arbeitsschritten durch<br />
Prägen oder Taumeln in die gewünschte Form gebracht. Dieses Schweißverfahren<br />
lässt sich vorteilhaft in automatisierte Fertigungsprozesse für<br />
Kontaktteile integrieren. Voraussetzung ist allerdings, dass der verwendete<br />
Kontaktwerkstoff in Drahtform fertigbar und direkt schweißbar ist, d.h. keine<br />
metalloxid- oder grafithaltigen Bestandteile enthält.<br />
<br />
=====Horizontal- Draht- und Profilabschnittschweißen=====<br />
Beim Horizontal- Draht- und Profilabschnittschweißen wird der Kontaktwerkstoff<br />
als Draht oder Profil horizontal dem Trägerband zugeführt <xr id="fig:Horizontal profile cut-off welding (schematic)"/><!--(Fig. 3.10)-->. <br />
<figure id="fig:Horizontal profile cut-off welding (schematic)"><br />
[[File:Horizontal profile cut-off welding (schematic).jpg|right|thumb|Horizontal-Profilabschnittschweißen (schematisch)]]<br />
</figure><br />
Das Abschneiden des Kontaktdrahtes oder -profils erfolgt entweder direkt mit<br />
der Schweißelektrode oder in einer separaten Schneidstation. Die horizontale<br />
Zuführung ermöglicht den Einsatz von Mehrschichtprofilen. Dieser Profilaufbau<br />
gestattet, die Schichtdicke des Kontaktwerkstoffes sowie die Kontaktform<br />
entsprechend der elektrischen Last und der vorgegebenen Schaltspielzahl<br />
festzulegen. Durch eine Zweischicht-Kontaktauflage können mehrere elektrische<br />
Belastungsbereiche beherrscht werden. Als Beispiel sei hier ein aus<br />
Trimetall bestehendes Mehrschichtprofil angeführt. Die 5 μm dicke AuAg 8-<br />
Auflage eignet sich zum Schalten trockener Stromkreise, die darunter liegende<br />
100 μm dicke Ag/Ni 90/10-Zwischenschicht dient zum Schalten hoher elektrischer<br />
Lasten, während die Profilunterseite aus einer dem Trägerwerkstoff angepassten, gut schweißbaren Unedelmetall-Legierung z.B. CuNi44 oder<br />
CuNi9Sn2 besteht. Maßgebend für die Qualität der Schweißverbindung sind<br />
Anzahl und Dimensionierung der Schweißwarzen bzw. -stege auf der<br />
Profilunterseite<br />
<br />
Aufgrund der erreichbaren hohen Taktzahlen (bis ca. 700 Schweißungen<br />
pro min.) und des der Funktion angepassten Edelmetallbedarfs ist dieses<br />
Verbindungsverfahren besonders wirtschaftlich.<br />
<br />
=====Plättchenschweißen=====<br />
Kontaktplättchen und -formteile, die z.B. nach den in Abschn. 3.1.2 aufgelisteten<br />
Verfahren hergestellt wurden, werden überwiegend durch Plättchenschweißen<br />
auf entsprechende Trägerteile aufgebracht. Bei diesem Verbindungsverfahren<br />
werden meist kleinere Teile z.B. aus Ag/C oder Ag/W mit gut<br />
schweißbarer Unterseite, direkt auf Trägerteile geschweißt. Zur besseren<br />
Schweißbarkeit weisen die Plättchen auf der Unterseite eine Riffelung (Ag/C)<br />
oder spezielle Schweißwarzen auf (Ag/W). Diese Schweißhilfen können aber<br />
auch in Form von Prägungen auf dem Trägerteil aufgebracht werden. Größere<br />
Kontaktplättchen sind meist auf der Unterseite lotbeschichtet.<br />
<br />
Das Plättchenschweißen wird häufig zur Aufbringung von Aufschweißkontakten<br />
(s. Abschn. [[Herstellung_von_Einzelkontakten#Aufschweißkontakte|Aufschweißkontakte]]) eingesetzt. Das Aufschweißen erfolgt dabei meist halb- oder<br />
vollautomatisch, wobei die Aufschweißkontakte mittels geeigneter Zuführeinrichtungen<br />
lagerichtig sortiert in entsprechend geformte Schweißelektroden<br />
transportiert und danach mit dem Trägerteil stoffschlüssig verbunden werden.<br />
<br />
====Abbrennstumpfschweißen (Perkussionsschweißen)====<br />
Das Abbrennstumpfschweißen stellt eine Art Lichtbogenpressschweißen dar.<br />
Dabei werden Kontaktauflage und Trägerteil in spezielle Elektroden geklemmt<br />
und zwischen diesen über einen zentrischen Zapfen, der als Zündspitze dient,<br />
ein Hochstromlichtbogen gezündet <xr id="fig:Percussion welding (schematic)"/><!--(Fig. 3.11)-->. <br />
<figure id="fig:Percussion welding (schematic)"><br />
[[File:Percussion welding (schematic).jpg|right|thumb|Abbrennstumpfschweißen (schematisch)]]<br />
</figure><br />
Infolge Lichtbogeneinwirkung<br />
entsteht in der Verbindungsfläche zwischen Kontaktauflage und Trägerteil eine<br />
Schmelzzone. Unmittelbar danach schlagen beide Teile aufeinander, wobei das<br />
flüssige Metall auf der gesamten Verbindungsfläche eine feste Verschweißung<br />
bewirkt. Durch den extrem kurzen Ablauf des gesamten Schmelz- und<br />
Schweißvorganges behalten Auflage und Träger ausgenommen der Verbindungszone<br />
ihre Ausgangshärte. Die beim Fügevorgang unvermeidbaren<br />
Schweißspritzer müssen durch eine mechanische Nachbearbeitung beseitigt<br />
werden.<br />
Das Abbrennstumpfschweißen wird hauptsächlich bei der Herstellung von<br />
Schaltstiften für Hochspannungs-Leistungsschalter eingesetzt.<br />
<br />
====Laserschweißen====<br />
Dieses Verbindungsverfahren ist der Gruppe der Schmelzschweißverfahren<br />
zuzuordnen. Zum Schweißen und auch Löten werden überwiegend Festkörperlaser<br />
eingesetzt. Ein wesentlicher Gesichtspunkt ist die Strahlübertragung<br />
bzw. -führung von der Strahlquelle zur Arbeitsstation, wo die absorbierte<br />
Lichtenergie in Wärme umgewandelt wird. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen<br />
in der berührungslosen Energieübertragung, wodurch eine Verschmutzung der<br />
Kontaktflächen vermieden wird, der scharf begrenzten Schweißzone, der<br />
genauen Lage des Schweißpunktes und der gut einstellbaren Schweißleistung.<br />
<br />
Das Laserschweißen wird hauptsächlich zum Befestigen kleinerer Kontaktauflagen auf dünne Trägerteile angewandt. Um die Kontaktauflage nicht zu<br />
schädigen, wird üblicherweise von der Trägerseite ausgehend geschweißt. Mit<br />
einem leistungsstarken Laser und durch Strahlaufteilung lässt sich ein<br />
automatisierter Fertigungsablauf mit hohen Taktzahlen erreichen. Dabei können<br />
gleichzeitig an verschiedenen Stellen Schweißungen durchgeführt werden.<br />
<br />
====Spezielle Verbindungsverfahren====<br />
In der Hochspannungstechnik werden die Kontaktteile im Kurzschlussfall einer<br />
extrem hohen mechanischen und thermischen Beanspruchung ausgesetzt.<br />
Dies setzt mechanisch feste und 100% stoffschlüssige Verbindungen voraus,<br />
die nach herkömmlichen Fügeverfahren nicht erreichbar sind. Als Lösungswege<br />
bieten sich zwei Verfahren an, das Elektronenstrahlschweißen und das<br />
Angießen von Kupfer.<br />
<br />
=====Elektronenstrahlschweißen=====<br />
Das Elektronenstrahlschweißen hat sich als Fügeverfahren besonders bei<br />
Kontakttulpen für Hochspannungs-Leistungsschalter bewährt. Der scharf<br />
gebündelte Elektronenstrahl besitzt<br />
ausreichend Energie, um die relativ<br />
dickwandigen Teile zu durchdringen.<br />
Die dabei erzeugte Schmelzzone ist<br />
örtlich eng begrenzt (1 bis 4 mm), so<br />
dass die Trägerteile nur in einer<br />
schmalen Zone um die Schweißnaht<br />
erweichen. So können W/Cu-Kontaktauflagen<br />
auf harte Trägerteile aus warmfesten<br />
Kupferlegierungen z.B. CuCrZr<br />
geschweißt werden, wenn federnde<br />
Kontakttulpen benötigt werden <xr id="fig:Contact tulips with CuW welded to CuCrZr carriers"/><!--(Fig. 3.12)-->.<br />
<figure id="fig:Contact tulips with CuW welded to CuCrZr carriers"><br />
[[File:Contact tulips with CuW welded to CuCrZr carriers.jpg|right|thumb|Ausführungsformen von Kontakttulpen:<br />
W/Cu-Kontaktauflage auf CuCrZr-Träger<br />
elektronenstrahlgeschweißt.]]<br />
</figure><br />
<br />
=====Angießen von Kupfer=====<br />
Das Angießen von flüssigem Kupfer an die vorgefertigten W/Cu-Kontaktauflagen<br />
erfolgt in Spezialgießformen. Auf diese Weise erhält man eine fugenlose<br />
Verbindung zwischen W/Cu und dem Cu-Träger. Durch Nachverformen z.B.<br />
Fließpressen des Cu wird eine Härtesteigerung erreicht.<br />
<br />
*Beispiele für geschweißte Kontaktteile (<xr id="fig:Examples of Wire Welding"/>)<br />
<figure id="fig:Examples of Wire Welding"><br />
[[File:Examples of Wire Welding.jpg|right|thumb|Beispiele für geschweißte Kontaktteile]]<br />
</figure><br />
<br />
'''Vertikal-Drahtschweißen'''<br />
<br />
*Kontaktwerkstoffe <br />Ag, Ag-Leg., Au- und Pd-Leg., Ag/Ni (SINIDUR)<br /><br />
<br />
*Trägerwerkstoffe <br />Cu, Cu-Leg., Cu plattiertes Fe u.a.<br /><br />
<br />
*Abmessungen <xr id="fig:Vertical Wire Welding Dimensions"/><br />
<figure id="fig:Vertical Wire Welding Dimensions"> <br />
[[File:Vertical Wire Welding Dimensions.jpg|right|thumb|Abmessungen]]<br />
</figure><br />
Funktionsrelevante Qualitätsmerkmale, wie verschweißter Flächenanteil oder Abscherkraft, werden üblicherweise zwischen Hersteller und Anwender vereinbart und in Liefervorschriften festgelegt.<br />
<br />
'''Horizontal- Draht- und Profilabschnittschweißen'''<br />
<br />
*Kontaktwerkstoffe <br />Au-Leg., Pd-Leg., Ag-Leg., Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO), und Ag/C (GRAPHOR D)<br /><br />
<br />
*Basiswerkstoffe <br />(schweißbare Unterseite bei Mehrschichtprofilen) Ni, CuNi, CuNiFe, CuNiZn, CuSn, CuNiSn u.a.<br /><br />
<br />
*Lotschicht <br />L-Ag 15P (CP 102 or BCUP-5)<br /><br />
<br />
*Abmessungen <xr id="fig:Horizontal Wire Welding Dimensions"/><br />
<figure id="fig:Horizontal Wire Welding Dimensions"> <br />
[[File:Horizontal Wire Welding Dimensions.jpg|right|thumb|Abmessungen horizontal]]<br />
</figure><br />
<br />
*Qualitätsmerkmale<br />
Funktionsrelevante Qualitätsmerkmale, wie verschweißter Flächenanteil oder Abscherkraft, werden üblicherweise zwischen Hersteller und Anwender vereinbart und in Liefervorschriften festgelegt.<br />
<br />
'''Abbrennstumpfschweißen'''<br />
<br />
*Kontaktwerkstoffe <br />W/Cu, W/Ag, u.a.<br /><br />
<br />
*Trägerwerkstoffe <br />Cu, Cu-Alloys, u.a.<br /><br />
<br />
*Abmessungen <br />Schweißfläche (plan) 6...25 mm Durchmesser<br />rechteckig... Diagonale ... 25 mm Durchmesser<br /><br />
<br />
*Qualitätsmerkmale <br />Prüfung der Schweißverbindung erfolgt nach Vereinbarung zwischen Hersteller und Anwender.<br />
<br />
*Beispiele für abbrennstumpfgeschweißte Kontaktteile <xr id="fig:Examples for percussion welded contact parts"/><!--(Fig. 3.13)--><br />
<figure id="fig:Examples for percussion welded contact parts"><br />
[[File:Examples for percussion welded contact parts.jpg|right|thumb|Beispiele für abbrennstumpfgeschweißte Kontaktteile]]<br />
</figure><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[:Technologien_für_die_Herstellung_von_Kontaktteilen#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Attachment_of_Single_Contact_Parts]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Contact_Physics_%E2%80%93_Formulas&diff=4063Contact Physics – Formulas2014-09-25T15:58:57Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<div>===<!--6.4.2-->Contact Physics – Formulas===<br />
<br />
*'''Constriction resistance''' <br />
: $R_e = \rho/2a$<br />
(Single spot contact according to Holm; circular touching spot between clean<br />
contact surfaces)<br />
: $R_e = \rho/2Na$<br />
(Multi-spot contact according to Holm without influence between the N<br />
individual spots)<br />
: $R_e = \rho/2 x \sum a_i + 3 \pi \rho /32N^2 x \sum \sum (s_ij) i \neq j$<br />
(Multi-spot contact according to Greenwood considering the influence between<br />
the spots)<br />
<br />
*'''Contact resistance'''<br />
: $R_K = R_e + R_f$<br />
<br />
*'''Path resistance''' <br />
: $R_d = R_b + R_K$<br />
<br />
*'''Contact resistance and contact force'''<br />
: $R_K = 280\rho \sqrt[3]{E (F_K \cdot r)} $ <br />
(According to Holm model for film-free spherical contact surfaces with plastic<br />
deformation of the contact material; F<sub>k</sub> < 1 N for typical contact materials)<br />
: $R_K = 9000 \rho \sqrt{ H/ F_K}$<br />
(According to Holm model for film-free spherical contact surfaces with plastic<br />
deformation of the contact material; F<sub>k</sub> > 5 N for typical contact materials)<br />
<br />
*'''Dynamic contact separation''' (without considering magnetic fields caused by the current path) <br />
: $F_A \approx 0,8 xl^2$<br />
(Rule of thumb with F<sub>A</sub> in N and l in kA)<br />
<br />
*'''Contact voltage and max. contact temperature'''<br />
: $T_kmax \approx 3200 U_K$<br />
<br />
*'''Contact resistance at higher contact forces (according to Babikow)''' <br />
: $R_K = cF_k^{-m}$<br />
For F<sub>K</sub> between 10 and 200 N<br/><br />
c = material dependent proportionality factor<br/><br />
m = shape dependent exponent of the contact force<br />
<br />
<br />
{| class="twocolortable scalable" style="text-align: left; font-size: 12px; width:45%;"<br />
|-<br />
!Material combination <br />
!c<br />
|-<br />
|Copper - Copper <br />
|(0.08 bis 0.14) x 10<sup>-3</sup><br />
|-<br />
|Aluminum - Aluminum<br />
|(3 bis 6,7) x 10<sup>-3</sup><br />
|-<br />
|Brass - Brass <br />
|0.67 x 10<sup>-3</sup><br />
|-<br />
|Steel – Silver<br />
|0.06 x 10<sup>-3</sup><br />
|-<br />
|Steel – Copper<br />
|3.1 x 10<sup>-3</sup><br />
|-<br />
|Steel – Brass<br />
|3.0 x 10<sup>-3</sup><br />
|}<br />
<br />
{| class="twocolortable scalable" style="text-align: left; font-size: 12px; width:45%; "<br />
|-<br />
!Contact shapes <br />
!m<br />
|-<br />
|Flat – Flat <br />
|1<br />
|-<br />
|Pyramid – Flat<br />
|0.5<br />
|-<br />
|Sphere – Flat <br />
|0.6<br />
|-<br />
|Sphere – Sphere<br />
|0.5<br />
|-<br />
|Multi-strand brush - Flat<br />
|1<br />
|-<br />
|Current bar (Busbar) contact<br />
|0.5 - 0.7<br />
|}<br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
==References==<br />
[[Application Tables and Guideline Data for Use of Electrical Contact Design#References|References]]<br />
<br />
[[de:Formeln_aus_der_Kontaktphysik]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Formeln_aus_der_Kontaktphysik&diff=4062Formeln aus der Kontaktphysik2014-09-25T15:57:59Z<p>Teitscheid: Created page with "===<!--6.4.2-->Formeln aus der Kontaktphysik=== *'''Engewiderstand''' : $R_e = \rho/2a$ (Einflächenkontakt nach Holm, kreisförmige Berührungsfläche zwischen fremdschicht..."</p>
<hr />
<div>===<!--6.4.2-->Formeln aus der Kontaktphysik===<br />
<br />
*'''Engewiderstand''' <br />
: <math>R_e = \rho/2a</math><br />
(Einflächenkontakt nach Holm, kreisförmige Berührungsfläche zwischen fremdschichtfreien Oberflächen)<br />
: <math>R_e = \rho/2Na</math><br />
(Mehrflächenkontakt nach Holm ohne gegenseitige Beeinflussung der N Einzelflächen)<br />
: <math>R_e = \rho/2 x \sum a_i + 3 \pi \rho /32N^2 x \sum \sum (s_ij) i \neq j</math><br />
(Mehrflächenkontakt nach Greenwood unter Berücksichtigung der gegenseitigen Beeinflussung)<br />
<br />
*'''Kontaktwiderstand'''<br />
: <math>R_K = R_e + R_f</math><br />
<br />
*'''Durchgangswiderstand''' <br />
: <math>R_d = R_b + R_K</math><br />
<br />
*'''Kontaktwiderstand und Kontaktkraft'''<br />
: <math>R_K = 280\rho \sqrt[3]{E (F_K \cdot r)} </math><br />
(nach Holm-Modell für fremdschichtfreie, kugelförmige Kontaktoberflächen bei elastischer Verformung des Kontaktwerkstoffes; F<sub>k</sub> < 1N für übliche Kontaktwerkstoffe)<br />
: <math>R_K = 9000 \rho \sqrt{ H/ F_K}</math><br />
(nach Holm-Modell für fremdschichtfreie, kugelförmige<br />
Kontaktoberflächen bei plastischer Verformung des Kontaktwerkstoffes;<br />
FK<sub>k</sub> > 5N für übliche Kontaktwerkstoffe)<br />
<br />
*'''Dynamische Kontaktabhebung''' (ohne Berücksichtigung von Magnetfeldern aufgrund der Stromführung)<br />
: <math>F_A \approx 0,8 xl^2</math><br />
(Faustformel bei F<sub>A</sub> in N und l in kA)<br />
<br />
*'''Kontaktspannung und maximale Kontakttemperatur'''<br />
: <math>T_kmax \approx 3200 U_K</math><br />
<br />
*'''Kontaktwiderstand bei hohen Kontaktkräften (nach Babikow)''' <br />
: <math>R_K = cF_k^{-m}</math><br />
für F<sub>K</sub> zwischen 10 bis 200 N<br/><br />
c = werkstoffabhängige Proportionalitätskonstante<br/><br />
m = formabhängiger Exponent der Kontaktkraft<br />
<br />
<br />
{| class="twocolortable scalable" style="text-align: left; font-size: 12px; width:45%;"<br />
|-<br />
!Werkstoffpaarung <br />
!c<br />
|-<br />
|Kupfer - Kupfer <br />
|(0.08 bis 0.14) x 10<sup>-3</sup><br />
|-<br />
|Aluminium - Aluminium<br />
|(3 bis 6,7) x 10<sup>-3</sup><br />
|-<br />
|Messing - Messing <br />
|0.67 x 10<sup>-3</sup><br />
|-<br />
|Stahl – Silber<br />
|0.06 x 10<sup>-3</sup><br />
|-<br />
|Stahl – Kupfer<br />
|3.1 x 10<sup>-3</sup><br />
|-<br />
|Stahl – Brass<br />
|3.0 x 10<sup>-3</sup><br />
|}<br />
<br />
{| class="twocolortable scalable" style="text-align: left; font-size: 12px; width:45%; "<br />
|-<br />
!Kontaktformen <br />
!m<br />
|-<br />
|Fläche - Fläche <br />
|1<br />
|-<br />
|Pyramide - Fläche<br />
|0.5<br />
|-<br />
|Kugel - Fläche <br />
|0.6<br />
|-<br />
|Kugel - Kugel<br />
|0.5<br />
|-<br />
|Mehrplattenbürste - Fläche<br />
|1<br />
|-<br />
|Stromschienenkontakt<br />
|0.5 - 0.7<br />
|}<br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Anwendungstabellen_und_Richtwerte_für_den_Einsatz_elektrischer_Kontakte#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Contact_Physics_–_Formulas]]<br />
</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Anwendungstabellen_und_Richtwerte_f%C3%BCr_den_Einsatz_elektrischer_Kontakte&diff=4061Anwendungstabellen und Richtwerte für den Einsatz elektrischer Kontakte2014-09-25T15:56:59Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<div>==<!--6.1-->Anwendungsbereiche für schaltende Kontakte==<br />
<br />
===<!--6.1.1 -->Kleine und mittlere elektrische Last===<br />
Schaltvorgänge bei kleinen und mittleren elektrischen Lasten treten z.B. in<br />
Relais und Schaltern der Messtechnik, Informationstechnik, Kfz-Technik und<br />
Hausgerätetechnik auf. Die Schaltspannung liegt dabei üblicherweise zwischen<br />
μV und 400 V, der Schaltstrom zwischen μA und ca. 100 A.<br />
<br />
siehe Artikle: [[Kleine_und_mittlere_elektrische_Last| Kleine und mittlere elektrische Last]]<br />
<br />
===<!--6.1.2-->Hohe elektrische Last===<br />
Bei hohen elektrischen Lasten, die überwiegend im Bereich der Energietechnik<br />
auftreten, sind die Schaltvorgänge weitgehend mit dem Auftreten von Lichtbögen<br />
verbunden. Die Beherrschung des Schaltlichtbogens ist in den meisten<br />
Anwendungen das zentrale Problem. Je nach Schaltgerätetyp stehen bestimmte<br />
Anforderungen im Vordergrund, nach denen die Wahl des Kontaktwerkstoffes<br />
erfolgt. Wie in der Informations- und Nachrichtentechnik sind dabei die<br />
Probleme zu berücksichtigen, die bei den Schaltvorgängen und der<br />
Stromführung auftreten.<br />
<br />
<br />
siehe Artikle: [[Hohe_elektrische_Last| Hohe elektrische Last]]<br />
<br />
==<!--6.2-->Werkstoffbestückung von Kontaktstellen==<br />
Eine hohe Kontaktzuverlässigkeit und hohe Lebensdauer von elektromechanischen<br />
Bauelementen und Schaltgeräten wird nur dann erreicht, wenn den<br />
Anforderungen entsprechend der optimale Kontaktwerkstoff und die geeignetste<br />
Kontaktform eingesetzt werden. Bei der Festlegung des Kontaktwerkstoffes<br />
und der technologischen Gestaltung der Kontaktstellen müssen allerdings<br />
auch wirtschaftliche Gesichtspunkte berücksichtigt werden. In der<br />
folgenden Tabelle (<xr id="tab:Material Selection and Contact Component Design"/><!--Table 6.1-->) sind anhand einiger Anwendungsbeispiele Vorschläge für<br />
die Wahl des Kontaktwerkstoffes und der Kontaktform aufgelistet.<br />
<br />
<figtable id="tab:Material Selection and Contact Component Design"><br />
<caption>'''<!--Table 6.1:-->Werkstoffbestückung von Kontaktteilen'''</caption> <br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Type of Contacts or Devices <br />
!Characteristic Requirements for Contacts<br />
!Contact Material<br />
!Design Form of Contacts<br />
|-<br />
|Contacts for dry circuits<br />
|Reliable contacting at very low currents and voltages and mostly at also<br />low contact forces<br />
|AuAg alloys, (AuPt), Au<br />
|Contact rivets, welded miniature profiles (tapes), electroplated Au, sputtered Au layers<br />
|-<br />
|Switching contacts in measuring devices<br />
|Reliable switching at low voltages and currents at low contact forces<br />
|Au and Pt alloys, (AgPd alloys)<br />
|Contact rivets, welded tips, clad parts<br />
|-<br />
|Keyboard contacts<br />
|Defined contacting, close to bounce-free make, high reliability at low switching loads<br />
|Au alloys, (AgPd), Au on Ni substrate<br />
|Au plated snap discs, Au clad wires and stamped parts, hard gold electroplated contact spots on printed circuit boards<br />
|-<br />
|Rotary switches on printed circuit boards<br />
|Good frictional wear resistance, low contact résistance<br />
|Sliding track: hard gold on Ni substrate Slider: AgPd alloy, (Hard silver)<br />
|Electroplated coatings on slide tracks; clad, welded, or riveted stamping parts<br />
|-<br />
|Slip rings with high reliability<br />
|Low and consistent contact resistance at low contact forces<br />
|Brushes: Au alloys, AgPd, AgPdCu; Slip rings: Au alloys, Ag alloys (Rh); For higher currents: Ag/C brushes against Ag slip rings<br />
|Brush wires, stamped brushes; solid, clad, or electroplated slip rings, Ag/C formed parts<br />
|-<br />
|Sliding contacts in miniature motors<br />
|Very high frictional wear resistance, sure contacting even at very low contact forces<br />
|Ag and Au alloys, Pd alloys, Au multi component alloys<br />
|Brushes from flat rolled wire or stamped; collector hard gold electroplated or clad, or made from miniature profile segments<br />
|-<br />
|Centrifugal controllers for small motors<br />
|Little shape changes, defined contacting at very low contact forces and high frequency of operation<br />
|Pd alloys<br />
|Contact rivets, contact screws, welded parts<br />
|-<br />
|Connectors<br />
|Low contact resistance, corrosion resistance, sufficient frictional wear resistance, good sliding capabilities<br />
|Ag and Au alloys, Pd, PdNi; For automotive and consumer electronic at low operation numbers: Sn and Sn alloys<br />
|Electroplated layers or clad, often Au flash plated, mostly with Ni substrate layer, stamped parts from hot tin dipped strip<br />
|-<br />
|Telecommunication relays<br />
|Reliable contacting even at high operational frequency<br />
|Ag, AgPd, Au alloys, PdRu<br />
|Rivets, welded profile segments<br />
|-<br />
|Reed relay contacts<br />
|High reliability at low currents independent of atmospheric environment<br />
|Au, (Rh)<br />
|Switch paddles FeNi with partially diffused Au, (electroplated Rh)<br />
|-<br />
|Relays in electronic circuits<br />
|High reliability at low switching loads and compact device design<br />
|Au alloys, AgPd, Ag alloys<br />
|Stamped springs from seam-welded profiles, welded miniature profile (tape) segments, contact rivets<br />
|-<br />
|GP relais (Elementary relays)<br />
|Low arc erosion, high weld resistance, low and consistent contact resistance<br />
|Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub>, (Ag/CdO), Ag/ZnO,AgNi0.15, (Ag)<br />
|Solid and composite contact rivets, welded miniature profile (tape) segments<br />
|-<br />
|Automotive relays<br />
|Low material transfer, low contact resistance, high weld resistance<br />
|AgNi0.15, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/Ni<br />
|Contact rivets, welded miniature profile (tape) segments<br />
|-<br />
|Flasher relays (automotive, > 3 Mio operations)<br />
|Low material transfer, high arc erosion resistance, low contact resistance<br />
|PdCu15 and 40 (Anode) vs. AgNi0.15, AgCu3 (Cathode), Ag/ZnO, Ag/SnO<sub>2</sub><br />
|Contact rivets, welded miniature profile (tape) and strip segments<br />
|-<br />
|Breaker points (automotive ignition)<br />
|Very high arc erosion resistance, high switching frequency<br />
|W<br />
|Tips or discs welded to formed parts or Fe supports<br />
|-<br />
|Automotive horn contacts<br />
|High arc erosion resistance at extremely high number of switching operations<br />
|W, Ag/SnO<sub>2</sub><br />
|Contact rivets, W weld buttons, springs or formed parts with brazed or welded tips<br />
|-<br />
|Appliance switches<br />
|Low contact resistance, reasonable arc erosion and weld resistance<br />
|AgNi0.15, Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub>, (Ag/CdO)<br />
|Contact rivets, welded contact parts<br />
|-<br />
|Temperature controllers (Thermostats)<br />
|Defined contacting point even at slow motion make, high operating temperatures<br />
|AgNi0.15, Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub>, (Ag/CdO)<br />
|Contact rivets, welded contact parts, weld buttons<br />
|-<br />
|Wiring devices (Light switches)<br />
|Low contact resistance, reasonable arc erosion and weld resistance<br />
|AgNi0.15, AgCu, Ag/Ni, with make peaks also Ag/ZnO, (Ag/CdO)<br />
|Contact rivets, welded contact parts<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
Table 1: '''Werkstoffbestückung von Kontaktteilen (Fortsetzung)'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Type of Contacts or Devices <br />
!Characteristic Requirements for Contacts<br />
!Contact Material<br />
!Design Form of Contacts<br />
|-<br />
|Automatic staircase lighting switches<br />
|High arc erosion and weld resistance<br />
|Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub>, (Ag/CdO), Ag/C against Ag/SnO<sub>2</sub><br />
|Rivets, welded contact parts<br />
|-<br />
|Miniature Circuit breakers<br />
|Extremely high weld resistance, low temperature rise in use, sufficient arc erosion resistance<br />
|I< 50 A: Ag/C97/3 (Cu/C) against Cu, I> 50 A : Ag/C97/3 o. 95/5 against AgCu3, Ag/Ni90/10 o. 80/20, Ag/W, Ag/WC (USA)<br />
|Welded contact parts (Ag/C), clad stamped parts<br />
|-<br />
|Fault current circuit breakers<br />
|Extremely high weld resistance, low contact resistance, high arc erosion resistance<br />
|Stationary contact: Ag/C96/4 o. 95/5 Movable contact: Ag/Ni, Ag/MeO, Ag/W, Ag/WC, Ag/WC/C<br />
|Welded and brazed contact parts<br />
|-<br />
|Micro snap switches<br />
|Low contact resistance, no sticking during make operation<br />
|AgNi 0,15, Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub>, (Ag/CdO)<br />
|Rivets, clad or welded contact parts<br />
|-<br />
|Control and auxiliary switches<br />
|Low contact resistance over extended life span<br />
|Ag, AgNi 0,15, AgCu, Ag/Ni<br />
|Rivets, clad stamped parts, (gold plated rivets), welded contact parts<br />
|-<br />
|Auxiliary and control relays<br />
|High reliability over extended life span, low contact resistance<br />
|AgNi 0,15, Ag/Ni<br />
|Rivets, clad profile parts, welded contact parts<br />
|-<br />
|Cam switches (higher loads)<br />
|High arc erosion and weld resistance, low contact resistance<br />
|AgCu, Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/ZnO, (Ag/CdO)<br />
|Rivets, welded contact parts<br />
|-<br />
|Contactors<br />
|High arc erosion and weld resistance, low contact resistance<br />
|I< 20A : Ag/Ni, Ag/SnO<sub>2</sub> I>20A : Ag/SnO<sub>2</sub>, (AgCdO)<br />
|Welded and brazed contact tips<br />
|-<br />
|Motor -protective circuit breakers<br />
|Extremely high weld resistance, low contact resistance<br />
|Ag/ZnO, Ag/C against Ag/Ni<br />
|Welded contact parts, toplay stamping parts<br />
|-<br />
|Power switches and circuit breakers<br />
|Extremely high arc erosion and weld resistance, low contact resistance<br />
|Ag/ZnO, Ag/SnO<sub>2</sub> , Ag/C against Ag/Ni o. Ag/W, Ag/W, Ag/WC/C, Ag/W against Ag/CdO<br />
|Brazed and welded contact tips and formed parts<br />
|-<br />
|Power switches with arcing and main contacts<br />
|High weld resistance, low contact resistance, high arc erosion resistance<br />
|Arcing contacts: W/Ag, W/Cu, (Cu) Main contacts: Ag/Ni, Ag/ZnO, Ag/W, Ag/WC<br />
|Brazed and welded contact tips and formed parts<br />
|-<br />
|Disconnect switches<br />
|Low contact resistance, sufficient mechanical strength<br />
|AgNi 0,15, Ag/Ni, Ag (electroplated)<br />
|Electroplated coatings, brazed contact parts<br />
|-<br />
|High voltage circuit breakers<br />
|Arcing contacts: highest arc erosion resistance Main contacts: low contact resistance<br />
|Arcing contacts: W/Cu-infiltrated Main contact CuCrZr silver plated,<br />
|Cast-on, electron-beam welded (or brazed) formed parts, percussion welded pins<br />
|-<br />
|Load disconnect switches (medium and high voltage)<br />
|Low contact resistance, sufficient mechanical strength, high arc erosion resistance of precontacts<br />
|Arcing contact: W/Cu, Cu, Ag/C Main contact: Cu, CuCrZr silver plated, Ag/Ni, AgNi0,15, Ag/C<br />
|Arcing contacts: brazed or welded parts Main contacts: silver plated, brazed or welded parts<br />
|-<br />
|Vacuum contactors<br />
|Low chopping current, high arc erosion resistance, low contact resistance<br />
|Low gas content W/Cu, W/CuSb, WC/Ag, CuCr<br />
|Contact discs, shaped rings<br />
|-<br />
|Vacuum circuit breakers<br />
|High switching capacity, low contact resistance<br />
|Low gas content CuCr<br />
|Contact discs<br />
|-<br />
|Transformer tab changers<br />
|High arc erosion resistance in oil environment<br />
|W/Cu in filtrated with approx. 70%<br />
|Brazed contact tips<br />
|-<br />
|Disconnect switches in high voltage circuits<br />
|Low contact resistance, low mechanical wear, sufficient arc erosion resistance during current commutation<br />
|Ag (electroplated), AgNi0,15, Ag/SnO<sub>2</sub><br />
|Electroplated coatings, brazed parts, Toplay profile segments<br />
|}<br />
'''Anmerkungen:'''<br />
<xr id="tab:Material Selection and Contact Component Design"/><!--Table 6.1--> soll Hinweise geben, welche Kontaktwerkstoffe grundsätzlich für den<br />
jeweiligen Gerätetyp eingesetzt werden. Bei den aufgeführten Kontaktwerkstoffen<br />
wurde teilweise bewusst auf die Angabe der genauen Zusammensetzung und, wie<br />
bei Ag/SnO<sub>2</sub> und Ag/ZnO, der Art der Zusätze verzichtet, da eine endgültige Werkstofffestlegung auch von spezifischen konstruktiven Gegebenheiten des Gerätes<br />
abhängt. Hinweise auf spezielle Eigenschaften der Kontaktwerkstoffe sind aus Kap. 2 [[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik| Kontaktwerkstoffe für die Elektrotechnik ]]<br />
zu entnehmen.<br />
<br />
==<!--6.3-->Technologische Gestaltung von Kontaktstellen==<br />
Für die Herstellung von Kontaktteilen steht eine große Vielfalt an Technologien zur<br />
Verfügung (Kap. 3 [[Technologien_für_die_Herstellung_von_Kontaktteilen|Technologien für die Herstellung von Kontaktteilen]]). Die gewünschte Kontaktform setzt allerdings bestimmte Werkstoffeigenschaften<br />
z.B. Umform-, Schweißbarkeit usw. voraus, die nicht von allen<br />
Kontaktwerkstoffen gleich gut erfüllt werden. Darüber hinaus muss die Gestaltung der<br />
Kontaktstelle auf die Beanspruchung im jeweiligen Schaltgerät abgestimmt werden.<br />
Die nachfolgende Tabelle (<xr id="tab:Design Technologies for Contacts"/><!--table 6.2-->) stellt eine Verknüpfung von Kontaktteil, Kontaktwerkstoff<br />
und Anwendung dar.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Design Technologies for Contacts"><br />
<caption>'''<!--Table 6.2:-->Technologische Gestaltung von Kontaktstellen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Contact Parts, Semi-finished Materials<br />
!Typical Contact Materials and Dimensions<br />
!Main Areas of Application<br />
!Remarks<br />
|-<br />
|Contact rivets solid, inserted wire segments<br />
|Ag, Ag alloys, Au alloys, Pd alloys, Ag/Ni, Ag/C97/3, Ag/MeO (1.2 – 8 mm Ø)<br />
|All types of switches in the communications, automotive, or power distribution technology simple contact component, universally applied, selection through economic aspects<br />
|Secure rivet attachment only with sufficiently thick shank (shank Ø = 1⁄2 head Ø); change-over contacts by forming secondary head from longer shanks<br />
|-<br />
|Contact rivets, clad (Composite Rivets)<br />
|Ag, Ag alloys, Ag/Ni, Ag/MeO on Cu base (2 ~ 10 mm Ø)<br />
|All types of switches in the communications, automotive, or power engineering<br />
|Secure rivet attachment only with sufficiently thick shank (shank Ø = 1⁄2 head Ø)<br />
|-<br />
|Contact rivets with brazed surface layer<br />
|Tungsten and difficult to form powder metallurgical materials (i.e. Ag/C) on Cu or Fe bases (1 ~ 12 mm Ø)<br />
|Switches for power engineering, W layers mostly for controls<br />
|Tungsten contact to be staked (riveted) with moderate force or using orbital riveting; for Fe bases also warm-forming<br />
|-<br />
|Contact screws<br />
|Any contact material on Fe and CuZn screws, brazed, (1 ~ 10 mm Ø, M 2 ~ M 10)<br />
|Adjustable contacts for controls and horns<br />
|During brazing carrier may get soft<br />
|-<br />
|Vertically welded wire segments<br />
|Ag, Ag alloys, Ag/Ni, AgPd, Au alloys (wire 0.6 ~ 5 mm Ø)<br />
|Contact parts for control functions and power engine- ering; economical manufacturing at higher quantities<br />
|Welding and subsequently heading or orbital forming of head shape<br />
|-<br />
|Horizontally welded wire and profile segments<br />
|Au alloys, Pd alloys, Ag, Ag alloys, Ag/Ni, Ag/MeO, Ag/C in strip or profile form, Miniature profiles - also multi-layered (profile width 0.2 ~ 5 mm)<br />
|Contact parts for communication, measurement, controls and power engineering; very economical with respect to precious metal usage<br />
|Welding synchronized to stamping / forming on special equipment<br />
|-<br />
|Weld buttons<br />
|Ag, Ag alloys, Ag/Ni, Ag/MeO on Steel, Ni, Monel; Ag/W, Ag/Mo (1.5 ~ 10 mm Ø)<br />
|Welded for example to steel springs or thermostatic bimetals for temperature controls<br />
|Metallurgical bond through simple projection welding remains strong in temperature cycling applications<br />
|-<br />
|Tungsten weld buttons<br />
|W on Ni or Ni-plated Fe, (2 ~ 6 mm) with weld projections<br />
|Contacts for controls, ignition points and horns; arcing contacts in special relays<br />
|For change-over contact welded on both sides of carrier<br />
|-<br />
|Brazed contact tips<br />
|All materials and dimensions, oxide and graphite containing materials with brazable backing, carrier parts from Fe, Cu and Cu alloys, at higher strength requirements also CuCrZr or CuBe<br />
|Medium and higher load switching devices for power engineering<br />
|Braze alloy layer with low meting point, carriers may soften during brazing<br />
|-<br />
|Clad contact materials (Contact Bimetals), totally covered or with inlayed strips<br />
|Ductile precious metals on Cu and Cu alloys, minimum precious metal layer 2% of total strip thickness for Ag and Ag alloys, 0.5% of total strip thickness for Au alloys (with Ni intermediate layer), max. inlayed thickness 50% of total, strip width starting at 2 mm<br />
|Clad contact springs; stamped and formed parts for communications and power engineering; aluminum clad for bonding capability<br />
|Metallurgical bond; inlayed strip stamped perpendicular or at angle to strip direction; avoid bends at the cladding edges<br />
|-<br />
|Strips or profiles with brazed contact material layers (Toplay material)<br />
|Ag, Ag alloys, Ag/Ni, Ag/MeO on Cu and Cu alloy carriers, total width 10 ~ 100mm, carrier thickness 0.3 – 5 mm, Ag strip cross section from 0.3 x 3 mm<sup>2</sup>, strip thickn. to be &le; carrier thickn.<br />
|Stationary and moving contact bridges for power engineering switching devices<br />
|Contact layers brazed with Ag brazing alloys; strips re-hardened during profile rolling<br />
|-<br />
|Seam-welded contact strips or profiles<br />
|Wire, strip, miniature profiles (solid or clad) welded to Cu alloy carrier strip (0.3 – 3 mm Ø or up to 5 mm width)<br />
|Switches, pushbuttons, relays, auxiliary contactors, sliding contacts<br />
|Broad usability, highly economical, thin spring hard carriers can be used<br />
|-<br />
|Miniature profiles (Weld tapes)<br />
|Mostly high precious contact materials, double or multi layer, Ni, Monel, or Cu alloy carrier; miniature-profile width 0.2 – 2 mm<br />
|Welded profile segments for contact parts in communication, measurement and control engineering<br />
|Manufacturing of cross-directional contact spots; most economical precious metal usage<br />
|}<br />
<br />
<br />
Table 2: '''Technologische Gestaltung von Kontaktstellen (Fortsetzung)'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Contact Parts, Semi-finished Materials<br />
!Typical Contact Materials and Dimensions<br />
!Main Areas of Application<br />
!Remarks<br />
|-<br />
|Clad profiles<br />
|Ag, Ag alloys, Ag/Ni, Ag/MeO, on Cu or Cu alloy carriers, all cross-sectional areas that can be drawn or rolled; Profile width: 2 ~ 10 mm<br />
|Profile segments as contact areas for low and high voltage switching devices<br />
|More complex shapes require costly tooling<br />
|-<br />
|Sintered and infiltrated parts<br />
|W-, WC-, Mo-based materials, in almost any contact shapes<br />
|Contact parts for low and high voltage switching devices<br />
|Single parts pressing; mostly with weld projec- tions and braze alloy coating on underside<br />
|-<br />
|Formed arc erosion parts<br />
|W/Cu infiltration materials, parts in almost any shapes<br />
|Arcing contacts for extreme duty switching devices, i.e. SF<sub>6</sub> circuit breakers<br />
|Attachment to Cu carriers by cast-on, percussion welding, electron-beam welding; rarely by brazing<br />
|-<br />
|Low gas content contact parts<br />
|W/Cu-, WC/Ag-, CuCr-based materials, rings and discs in almost any shape<br />
|Shaped contact parts for vacuum switches (contactors, power switches, circuit breakers)<br />
|Brazing to Cu carriers requires special brazing alloys<br />
|-<br />
|Cast-on contact parts<br />
|W/Cu cast on with Cu, shaped parts and rings up to 100 mm Ø<br />
|Arcing contacts in high voltage switchgear<br />
|Seamless bond interface, carriers get hardened through subsequent forming<br />
|-<br />
|Electron-beam welded contact parts<br />
|W/Cu on Cu or CuCrZr contact rods, tubes, tulips<br />
|Arcing contacts in high voltage circuit breakers<br />
|Seamless bond interface, withstands high mechanical and thermal stresses<br />
|-<br />
|Silver electroplating<br />
|Layer thickness up to 20 μm, mostly on Cu and Cu alloys<br />
|Connecting areas and no-load switching contacts in power engineering; rotary switches, sliding contacts, connectors<br />
|For switching contacts only under very low loads<br />
|-<br />
|Gold electroplating<br />
|Flash plating 0.1 – 0.2 μm on Ag alloys, and Cu alloys; contact layers 0.5 – 5 μm mostly with intermediate Ni layer<br />
|Contacts with low current and voltage loads, connectors, rotary and sliding switches, contact areas on printed circuit boards<br />
|Flash plating only limited effective as corrosion resistant layer on silver contacts<br />
|-<br />
|Selectively electroplated strips<br />
|Stripe coatings: Tin plating 1- 10 μm, Ag plating 1 – 20 μm, Au plating 0.2 – 5 μm; stripe width 2 mm min, stripe distance > 2 mm; carrier material: Cu and Cu alloys, Ni alloys, stainless steel; strip thickness: 0.1 ~ 1 mm; strip width: 5 ~ 100 mm<br />
|Contact parts for connectors, keyboard switches, rotary and sliding switches; bondable areas (Au) for electronic components<br />
|Economic manufacturing for partially plated parts; hard gold with Ni intermediate layer possible but has limited formability<br />
|-<br />
|Selectively electroplated pre-stamped strips, Spot gold plating<br />
|Continuous partial electroplating of pre-stamped and coined contact spots; all<br />
precious metals; intermediate layers of Cu or Ni; selective tinning of connector contact areas and terminal ends; carrier materials up to 1 mm thick, strip width up to ~ 80 mm<br />
|Precious metal plating of switching contacts, connector parts, and terminal pins in the communication technology<br />
|Crack-free and wear resistant layers possible since contact areas are already formed to final shape<br />
|-<br />
|Sputtered profiles<br />
|Au, Au alloys in any composition; layer thickness 0.1 – 5 μm<br />
|Contact profiles for relays, switches and keyboard contacts in the information and measuring technology<br />
|High purity contact layers for high reliability<br />
|-<br />
|Hot-dip tinned strips<br />
|All around or stripe tinning 1 ~ 15 μm<br />
|Connectors for automotive and consumer technology; screw and crimp connectors<br />
|Economic coating method; does not form (Sn) whiskers<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
==<!--6.4-->Formeln und Regeln==<br />
<br />
===<!--6.4.1-->Begriffe===<br />
<br />
siehe Artikel: [[Begriffe| Begriffe]]<br />
<br />
===<!--6.4.2-->Formeln aus der Kontaktphysik===<br />
<br />
Main Artikel: [[Formeln_aus_der_Kontaktphysik| Formeln aus der Kontaktphysik]]<br />
<br />
===<!--6.4.3-->Geschlossene Kontakte===<br />
<br />
<xr id="fig:Rough flat surface"/><!--Fig. 6.5:--> Raue ebene Oberfläche. a) vor und b) während der Berührung mit einer ideal glatten, ebenen Fläche; c) Darstellung der scheinbaren, tragenden und wirksamen Kontaktfläche (Maßstäbe willkürlich; gestrichelte Linien sind Höhenlinien)<br />
<br />
<xr id="fig:Contact-resistance-of-crossed-rods"/><!--Fig. 6.6:--> Kontaktwiderstand gekreuzter Rundstäbe in Abhängigkeit von der Kontaktkraft für Gold, Silber und Silber-Palladium-Legierungen<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Rough flat surface"><br />
[[File:Rough flat surface.jpg|left|thumb|Raue ebene Oberfläche. a) vor und b) während der Berührung mit einer ideal glatten, ebenen Fläche; c) Darstellung der scheinbaren, tragenden und wirksamen Kontaktfläche (Maßstäbe willkürlich; gestrichelte Linien sind Höhenlinien)]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Contact-resistance-of-crossed-rods"><br />
[[File:Contact-resistance-of-crossed-rods.jpg|left|thumb|Kontaktwiderstand gekreuzter Rundstäbe in Abhängigkeit von der Kontaktkraft für Gold, Silber und Silber-Palladium-Legierungen]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Thermo-electrical Voltage of Contact Materials (against Copper)"><br />
<caption>'''<!--Table 6.3:-->Thermospannung von Kontaktwerkstoffen (gegen Kupfer)'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!<br />
!Contact Materials<br />
!Thermo-electric Voltage (0 - 100°C) [mV]<br />
|-<br />
|Pure metals<br />
|Ag<br />Au<br />Pt<br />Ir<br />Pd<br />Rh<br />Re<br />Cu<br />W<br />Mo<br />
| + 0.04<br />+ 0.06<br />+ 0.78<br />+ 0.13<br />+ 1.35<br />+ 0.08<br />+ 0.78<br />0<br />- 0.46<br />- 0.73<br />
|-<br />
|Alloys/Composite materials<br />
|AgCu 3<br />AgPd 30<br />AgPd 40<br />AgPd 50<br />AgPd 60<br />Ag/Ni 10<br />Ag/Ni 20<br />Ag/W 65<br />AuNi 5<br />AuAg 20<br />AuPt 10<br />PtW 5<br />Ptlr 10<br />Ptlr 20<br />PtRu 5<br />PtRu 10<br />PdCu 15<br />PdCu 40<br />
| + 0.026<br />+ 0.125<br />+ 0.198<br />+ 0.321<br />+ 0.412<br />+ 0.23<br />+ 0.27<br />+ 0.01<br />+ 4.7<br />+ 2.76<br />+ 1.11<br />+ 0.67<br />+ 0.56<br />+ 0.60<br />+ 0.32<br />+ 0.13<br />+ 0.180<br />+ 0.247<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
===<!--6.4.4-->Schaltende Kontakte===<br />
<br />
siehe Artikel: [[Schaltende_Kontakte| Schaltende Kontakte]]<br />
<br />
===<!--6.4.5-->Physikalische Effekte bei Gleit- und Steckkontakten===<br />
<br />
siehe Artikel: [[Physikalische_Effekte_bei_Gleit-_und_Steckkontakten| Physikalische Effekte bei Gleit- und Steckkontakten]]<br />
<br />
===<!--6.4.6-->Faustregeln für die Kontaktdimensionierung===<br />
<br />
siehe Artikel: [[Faustregeln_für_die_Kontaktdimensionierung| Faustregeln für die Kontaktdimensionierung]]<br />
<br />
===<!--6.4.7-->Berechnung von Kontaktfedern===<br />
<br />
siehe Artikel: [[Berechnung_von_Kontaktfedern| Berechnung von Kontaktfedern]]<br />
<br />
==Referenzen==<br />
<br />
Vinaricky, E. (Hrsg): Elektrische Kontakte-Werkstoffe und Anwendungen.<br />
Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2002<br />
<br />
Schröder, K.-H.: Grundlagen der Werkstoffauswahl für elektrische Kontakte.<br />
Buchreihe „Kontakt & Studium“, Band 366:zit. in „Werkstoffe für elektrische<br />
Kontakte und ihre Anwendungen“, Expert Verlag, Renningen, Bd. 366, (1997)<br />
1-30<br />
<br />
Horn, J.: „Steckverbinder“. zit. in Vinaricky, E. (Hrsg): „Elektrische Kontakte-<br />
Werkstoffe und Anwendungen“, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2002, 401-<br />
419<br />
<br />
Holm, R.: Electric Contacts, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York 1967<br />
<br />
Sauer, H. (Hrsg): Relais-Lexikon. 2. Aufl. Hüthig-Verlag, Heidelberg 1985<br />
<br />
Greenwood J.A.: Constriction Resistance and the Area of Contact,<br />
Brit.J.Appl.Phys. 17 (1966) 1621<br />
<br />
Biefer, H.: Elektrische Kontakte, Technische Rundschau (Bern) (1954/10) 17<br />
<br />
Thielecke, K.: Anwendung von Kontakten in Schwachstromschaltern, in<br />
“Kontaktwerkstoffe in der Elektrotechnik”, Akademie-Verlag Berlin 1962, 107<br />
<br />
Kirchdorfer, J.: Schalter für elektrische Steuerkreise, Blaue TR-Reihe, Heft 91,<br />
Verlag Hallwag, Bern und Stuttgart 1969<br />
<br />
[[en:Application_Tables_and_Guideline_Data_for_Use_of_Electrical_Contact_Design]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Beschichtungsverfahren&diff=4060Beschichtungsverfahren2014-09-25T15:54:41Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<div>Neben der Herstellung der Kontaktwerkstoffe aus der festen Phase, z.B. auf<br />
schmelz- oder pulvermetallurgischem Wege, bietet sich die Herstellung über die<br />
flüssige und gasförmige Phase vor allem dann an, wenn dünne Schichten im<br />
μm-Bereich benötigt werden, die nach den üblichen Plattiertechniken nicht<br />
wirtschaftlich herstellbar sind <xr id="tab:Overview_of_Important_Properties_of_Electroplated_Coatings_and_their_Applications"/><!--(Tab. 7.1)-->. Derartige Schichten erfüllen, abhängig<br />
von ihrer chemischen Zusammensetzung und Dicke, unterschiedliche<br />
Anforderungen. Sie dienen z.B. als Korrosions- und Verschleißschutz oder<br />
übernehmen die Funktion einer Kontaktschicht, an die bestimmte technische<br />
Anforderungen gestellt werden. Daneben stellen sie für dekorative Zwecke eine<br />
optisch ansprechende und verschleißfeste Oberflächenschicht dar.<br />
<br />
<figtable id="tab:Overview_of_Important_Properties_of_Electroplated_Coatings_and_their_Applications"><br />
<caption>'''<!--Table 7.1:-->Übersicht über einige wichtige Eigenschaften galvanisch abgeschiedener Schichten und die jeweiligen Anwendungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Eigenschaften<br />
!Anwendungszweck<br />
!Anwendungsbeispiele<br />
|-<br />
|Farbe<br />
|gutes Aussehen<br />
|vermessingte Leuchten, Möbelbeschläge<br />
|-<br />
|Glanz<br />
|dekoratives Aussehen, Reflexionsvermögen<br />
|verchromte Armaturen, versilberte Spiegel<br />
|-<br />
|Härte/Verschleißfestigkeit<br />
|Erhöhung der Standzeit<br />
|hartverchromte Werkzeuge<br />
|-<br />
|Gleitfähigkeit<br />
|Verbesserung der Trockengleiteigenschaften<br />
|Blei-Zinn-Kupfer-Legierungen für Gleitlager<br />
|-<br />
|Chemische Beständigkeit<br />
|Schutz gegen Chemikalieneinwirkung<br />
|Blei-Zinn-Schichten als Ätzresist bei gedruckten Schaltungen<br />
|-<br />
|Korrosionsbeständigkeit<br />
|Schutz gegen die atmosphärische Korrosion<br />
|Zinkschichten auf Werkstücken aus Stahl<br />
|-<br />
|Elektrische Leitfähigkeit<br />
|Leitung des elektrischen Stromes auf der Oberfläche<br />
|Leiterbahnen auf gedruckten Schaltungen<br />
|-<br />
|Wärmeleitfähigkeit<br />
|verbesserter Wärmeübergang auf der Oberfläche<br />
|verkupferte Böden von Töpfen für Elektroherde<br />
|-<br />
|Zerspanbarkeit<br />
|Formgebung durch spanabhebendes Bearbeiten<br />
|Kupferschichten auf Tiefdruckzylindern<br />
|-<br />
|Magnetische Eigenschaften<br />
|Erhöhung der Koerzitivkraft [[#text-reference|<sup>*)</sup>]] <br />
|Kobalt-Nickel-Legierungen auf Magnetspeichern<br />
|-<br />
|Lötbarkeit<br />
|Löten ohne aggressive Flußmittel<br />
|Zinn-Blei-Schichten auf Leiterbahnen gedruckter Schaltungen<br />
|-<br />
|Haftfähigkeit<br />
|Verbesserung der Haftung<br />
|Messingschichten auf Reifeneinlegedraht<br />
|-<br />
|Schmierfähigkeit<br />
|Verbesserung der Verformbarkeit<br />
|Verkupfern beim Drahtziehen<br />
|}<br />
</figtable><br />
<div id="text-reference">*) Koerzitivkraft = Kraft, mit der ein Stoff versucht, die einmal angenommene Magnetisierung zu behalten</div> <br />
<br />
Um den mechanischen Verschleiß bei dünnen Schichten zu verringern,<br />
kommen bei Gleit- und Steckkontakten Schmiermittel meist in flüssiger Form<br />
zum Einsatz. Bei Silber-Kontakten bieten sog. Passivierungsschichten einen<br />
Schutz gegenüber Silbersulfidbildung.<br />
<br />
==Beschichtung über die flüssige Phase==<br />
Für dünne, über die flüssige Phase erzeugte Schichten bieten sich zwei Herstellungsverfahren<br />
an. Sie unterscheiden sich dadurch, dass die metallische<br />
Abscheidung mit oder ohne äußere Stromquelle erfolgt. Im ersten Fall handelt<br />
es sich um eine galvanische Beschichtung, im zweiten um eine chemische<br />
Beschichtung.<br />
<br />
===Galvanische Beschichtung===<br />
Zur galvanischen Abscheidung von Metallen, insbesondere Edelmetallen,<br />
werden wässrige Lösungen (Elektrolyte) verwendet, die die abzuscheidenden<br />
Metalle in Form von Ionen (z.B. gelöste Metallsalze) enthalten. Unter dem<br />
Einfluss eines elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem kathodisch<br />
geschalteten Beschichtungsgut gelangen positiv geladene Metallionen zur<br />
Kathode, wo sie ihre Ladung abgeben und sich als Metall auf der Oberfläche<br />
abscheiden.<br />
Je nach Einsatz, in der Elektrotechnik und Elektronik oder für dekorative<br />
Zwecke, kommen unterschiedliche galvanische Bäder (Elektrolyte) zur<br />
Anwendung. Die für die Edelmetallbeschichtung eingesetzten Galvanisieranlagen<br />
und der Umfang ihrer Ausrüstung werden durch den vorgesehenen<br />
technologischen Prozess bestimmt.<br />
Die galvanischen Arbeitsverfahren erstrecken sich nicht nur auf den Vorgang<br />
der reinen elektrochemischen Metallabscheidung, sondern umfassen auch die<br />
Vor- und Nachbehandlung der zu beschichtenden Ware. Wichtigste Voraussetzung<br />
für die Herstellung eines festhaftenden Überzuges ist eine metallisch<br />
blanke, d.h. fett- und oxidfreie Oberfläche des zu veredelnden Werkstückes.<br />
Hierfür gibt es verschiedene Vorbehandlungsverfahren, die auf den Oberflächenzustand<br />
und die Eigenschaften des Werkstoffes abgestimmt sind.<br />
In den folgenden Abschnitten werden galvanische Bäder - Edelmetall- und<br />
Unedelmetallbäder - sowie die wichtigsten Galvanisierverfahren beschrieben.<br />
<br />
siehe Artikel: [[Galvanische_Beschichtung| Galvanische Beschichtung]]<br />
<br />
===<!--7.1.2-->Stromlose Beschichtung===<br />
Unter stromloser Metallabscheidung versteht man Beschichtungsverfahren, die<br />
ohne Anwendung einer äußeren Stromquelle ablaufen. Sie ermöglichen eine<br />
gleichmäßige Metallbeschichtung unabhängig von der geometrischen Form der<br />
zu beschichtenden Teile. Aufgrund der sehr guten Streufähigkeit dieser Bäder<br />
lassen sich z.B. auch Innenseiten von Bohrungen beschichten.<br />
Prinzipiell können zwei Verfahren der außenstromlosen Metallabscheidung<br />
unterschieden werden: Verfahren, bei denen das zu beschichtende Substratmaterial<br />
als Reduktionsmittel dient (Austauschverfahren), und solche, bei denen<br />
dem Elektrolyt ein Reduktionsmittel zugesetzt wird (Reduktionsverfahren).<br />
<br />
siehe Artikel: [[Stromlose_Beschichtung| Stromlose Beschichtung]]<br />
<br />
==<!--7.2-->Beschichtung über die Gasphase (Vakuumbeschichtung)==<br />
Unter der Bezeichnung PVD (physical vapor deposition) werden Beschichtungsverfahren<br />
zusammengefasst, bei denen die Abscheidung von Metallen, Legierungen<br />
sowie chemischen Verbindungen im Vakuum durch Zufuhr thermischer<br />
oder kinetischer Energie mittels Teilchenbeschuss erfolgt. Dabei unterscheidet<br />
man hauptsächlich vier Beschichtungsvarianten <xr id="tab:Characteristics of the Most Important PVD Processes"/><!--(Table 7.6-->:<br />
<br />
*Aufdampfen <br />
*Kathodenzerstäuben (Sputtern)<br />
*Lichtbogenverdampfen <br />
*Ionenplattieren<br />
<br />
In allen vier Prozessen wird der Schichtwerkstoff unter Vakuum atomar von der<br />
Quelle zum Substrat transportiert und dort als dünne Schicht (einige nm bis ca.<br />
10 μm) niedergeschlagen.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Characteristics of the Most Important PVD Processes"><br />
<caption>'''<!--Table 7.6:-->Charakteristische Merkmale der wichtigsten PVD-Verfahren'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Verfahren<br />
!Prinzip<br />
!Prozessgasdruck<br />
!Teilchenenergie<br />
!Bemerkungen<br />
|-<br />
|Aufdampfen<br />
|Verdampfen aus Tiegel (Elektronenstrahl o.<br />Widerstandsheizung)<br />
|10<sup>-3</sup> Pa<br />
|< 2eV<br />
|Entmischung bei Legierungen möglich<br />
|-<br />
|Lichtbogenverdampfen<br />
|Verdampfen der Targetplatte<br />mit Lichtbogen<br />
|10<sup>-1</sup> Pa-1Pa<br />
|80eV-300eV<br />
|Sehr gute Haftung durch Ionenbeschuss<br />
|-<br />
|Kathodenzerstäuben (Sputtern)<br />
|Atomare Zerstäubung der Targetplatte<br />(Kathode) in Gasentladung<br />
|10<sup>-1</sup> Pa-1Pa<br />
|10eV-100eV<br />
|Auch Sputtern von Nichtleitern durch RF-Betrieb möglich<br />
|-<br />
|Ionenplattieren<br />
|Kombination aus Aufdampfen<br />und Sputtern<br />
|10<sup>-1</sup> Pa-1Pa<br />
|80eV-300eV<br />
|Sehr gute Haftung durch Ionenbeschuss, aber auch Substraterwärmung<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
Die aus wirtschaftlicher Sicht grösste Bedeutung hat das Sputtern, dessen<br />
Verfahrensprinzip in <xr id="fig:Principle of sputtering"/><!--(Fig. 7.5)--> dargestellt ist.<br />
<br />
<figure id="fig:Principle of sputtering"><br />
[[File:Principle of sputtering.jpg|right|thumb|Prinzip der Kathodenzerstäubung; Ar = Argonatom; e = Elektron; M = Metallatom]]<br />
</figure><br />
Zunächst wird in Argon-Atmosphäre bei niedrigem Druck (10 - 1 Pa) eine<br />
Gasentladung gezündet. Die dabei erzeugten Argon-Ionen werden in einem<br />
elektrischen Feld beschleunigt und prallen mit hoher Energie auf die Kathode<br />
(Target) auf, die aus dem Schichtwerkstoff besteht. Durch die Aufprallenergie<br />
werden Metallatome aus dem Target herausgeschlagen, die auf der gegenüberliegenden<br />
Anode (Substrat) kondensieren und eine festhaftende Schicht<br />
aufbauen. Durch ein überlagertes Magnetfeld am Target kann die Beschichtungsrate<br />
und damit die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erhöht werden.<br />
<br />
Die Vorteile des PVD-Verfahrens, insbesondere des in der Kontakttechnik<br />
eingesetzten Sputterns, sind:<br />
<br />
*Hohe Reinheit der Schichten <br />
*Geringe thermische Substratbeeinflussung <br />
*Beliebige Schichtwerkstoffe <br />
*Geringe Schichtdickentoleranz <br />
*Ausgezeichnete Haftfestigkeit (auch über zusätzliche Zwischenschichten)<br />
<br />
Nach dem PVD-Verfahren aufgebrachte Schichten werden u.a. für Kontaktzwecke,<br />
z.B. bei Miniprofilen, in der Elektrotechnik und Elektronik, zur Belotung<br />
in der Verbindungstechnik, zur Metallisierung von Nichtleitern sowie in der<br />
Halbleitertechnik, Optoelektronik, Optik und Medizintechnik eingesetzt.<br />
<br />
Bei der Geometrie der beschichtbaren Teile gibt es keine wesentlichen Beschränkungen.<br />
Lediglich die Innenbeschichtung von Bohrungen oder Rohren<br />
mit kleinem Durchmesser kann problematisch werden (Tiefe zu Durchmesser<br />
< 2:1). Es können Profildrähte, Bänder und Folien ein- oder beidseitig beschichtet<br />
werden; außerdem lassen sich Formteile durch geeignete Abdeckungen,<br />
die gleichzeitig als Halterung dienen, selektiv beschichten.<br />
<br />
*'''Beispiele für vakuumbeschichtete Halbzeuge und Teile'''<br />
[[File:Examples of vacuum coated semi finished materials and parts.jpg|left|Beispiele für vakuumbeschichtete Halbzeuge und Teile]]<br />
<br />
<br style="clear:both;"/><br />
*'''Werkstoffe'''<br />
Auswahl möglicher Kombinationen von Schicht- und Substratwerkstoffen<br />
<br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th rowspan="2"><p class="s8">Substratwerkstoffe</p></th><th colspan="12"><p class="s8">Schichtwerkstoffe</p></th></tr><br />
<tr><th><p><span>Ag</span></p></th><th><p><span>Au</span></p></th><th><p><span>Pt</span></p></th><th><p><span>Pd</span></p></th><th><p><span>Cu</span></p></th><th><p><span>Ni</span></p></th><th><p><span>Ti</span></p></th><th><p><span>Cr</span></p></th><th><p><span>Mo</span></p></th><th><p><span>W</span></p></th><th><p><span>Ai</span></p></th><th><p><span>Si</span></p></th></tr><br />
<tr><td><p class="s8">Edelmetall/Legierungen</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">NE-Metall/Legierungen</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">FE-Legierungen/Edelstahl</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Sondermetalle (Ti,Mo,W, etc.)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Hartmetalle (WC-Co)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Keramik (Al<span class="s16">2</span>O<span class="s16">3</span>, AlN)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Gläser (SiO<span class="s16">2</span>, CaF, etc.)</p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-leer.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Kunststoffe (PA, PPS, etc.)</p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td><td><p><span>[[File:K7-gef.png]]</span></p></td></tr></table><br />
<br />
[[File:K7-gef.png]] herstellbar<br />
[[File:K7-leer.png]] mit Zwischenschichten herstellbar<br />
<br />
*'''Abmessungen und Toleranzen'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:40%"<br />
|-<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|'''Abmessungen'''<br />
|-<br />
|Schichtdicke:<br />
|10 nm - 15 μm<br />
|-<br />
|Schichtdicke für Kontaktanwendungen:<br />
|0.1 - 10 μm<br />
|}<br />
<br />
Bezüglich der Geometrie der beschichtbaren Halbzeuge gibt es keine wesentlichen<br />
Einschränkungen. Lediglich der Innenbeschichtung von Bohrungen und<br />
Rohren sind verfahrenstechnisch Grenzen gesetzt.<br />
<br />
*'''Toleranzen'''<br />
<br />
Schichtdicke: &#177;10 - 30 %, abhängig von der Schichtdicke<br />
<br />
*'''Qualitätsmerkmale'''<br />
Je nach Anwendung werden u.a. folgende Merkmale geprüft und dokumentiert<br />
(siehe auch Galvanisieren von Teilen):<br />
<br />
*Schichtdicke <br />
*Haftfestigkeit <br />
*Porosität <br />
*Lötbarkeit<br />
*Bondbarkeit <br />
*Kontaktwiderstand <br />
<br />
Die Prüfungen und die Festlegung der Prüfmerkmale erfolgen nach einschlägigen<br />
Normen, Werksnormen bzw. Kundenspezifikationen.<br />
<br />
==<!--7.3-->Vergleich verschiedener Beschichtungsverfahren==<br />
Die einzelnen Beschichtungsverfahren weisen teilweise unterschiedliche<br />
Leistungsmerkmale auf. Für jeden Anwendungsfall muss daher das optimale<br />
Verfahren unter Berücksichtigung sämtlicher technischer und wirtschaftlicher<br />
Randbedingungen festgelegt werden. Dabei spielen vor allem die elektrischen<br />
und mechanischen Anforderungen an die Kontaktschicht und konstruktive<br />
Merkmale des Kontaktteils eine wesentliche Rolle. <xr id="tab:Comparison of different coating processes"/><!--Table 7.7--> enthält einige<br />
Angaben für eine vergleichende Betrachtung der verschiedenen<br />
Beschichtungsverfahren.<br />
<br />
Die stromlose Metallabscheidung bleibt hier unberücksichtigt, da die Schichten<br />
wegen ihrer geringen Dicke für die meisten Anwendungen als Kontaktschicht in<br />
elektromechanischen Bauelementen nicht geeignet sind.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Comparison of different coating processes"><br />
<caption>'''<!--Table 7.7:-->Vergleich verschiedener Beschichtungsverfahren'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Verfahren/Schichteigenschaften<br />
!Mechanische Verfahren (Plattieren)<br />
!Galvanische Verfahren<br />
!Vakuumtechnische Verfahren (Sputtern)<br />
|-<br />
|Schichtwerkstoff<br />
|verformbare Metalle und Legierungen<br />
|Metalle, Legierungen in begrenztem Maße<br />
|Metalle und Legierungen<br />
|-<br />
|Schichtdicke<br />
|> 1μm<br />
|0,1 - ca. 10 μm<br />(in Sonderfällen - 100 μm)<br />
|0,1 - ca. 10 μm<br />
|-<br />
|Schichtbelegung<br />
|selektiv, Stanzkanten unbeschichtet<br />
|allseitig und selektiv<br />Stanzkanten beschichtet<br />
|überwiegend selektiv<br />
|-<br />
|Haftung<br />
|gut<br />
|gut<br />
|sehr gut<br />
|-<br />
|Duktilität<br />
|gut<br />
|eingeschränkt<br />
|gut<br />
|-<br />
|Reinheit<br />
|gut<br />
|Einbau von Fremdstoffen<br />
|sehr gut<br />
|-<br />
|Porosität<br />
|gut<br />
|gut > ca. 1μm<br />
|good<br />
|-<br />
|Temperaturbeständigkeit<br />
|sehr gut<br />
|gut<br />
|sehr gut<br />
|-<br />
|mechanischer Verschleiß<br />
|gering<br />
|sehr gering<br />
|gering<br />
|-<br />
|Umweltbelastung<br />
|gering<br />
|erheblich<br />
|keine<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
Unterschiede zwischen den Beschichtungsverfahren zeigen sich vor allem beim<br />
Schichtwerkstoff und der Schichtdicke. Während bei der mechanischen<br />
Plattierung und dem Sputterverfahren nahezu sämtliche Legierungen eingesetzt<br />
werden können, bleibt die galvanische Beschichtung auf Metalle und bestimmte<br />
Legierungssysteme, z.B. hochkarätige Goldlegierungen mit ca. 0,3 Massen-%<br />
Co bzw. Ni beschränkt. Galvanisch abgeschiedene und durch Sputtern<br />
erzeugte Schichten weisen aus technischen und wirtschaftlichen Gründen eine<br />
obere Grenzdicke von ca. 10 μm auf. Während bei walzplattierten Schichten die<br />
minimale Schichtdicke bei ca. 1 μm liegt, können nach galvanischen und<br />
vakuumtechnischen Verfahren auch sehr dünne Schichten von 0,1 μm Dicke<br />
problemlos aufgebracht werden.<br />
<br />
Die Eigenschaften der Schichten sind eng mit dem Aufbringverfahren verknüpft.<br />
Ausgangswerkstoffe für mechanische Plattierungen und Sputtertargets sind<br />
Edelmetalle und deren Legierungen, die bei Gold- und Palladiumwerkstoffen im<br />
Vakuum erschmolzen werden und daher eine hohe Reinheit aufweisen. Bei der<br />
galvanischen Beschichtung werden je nach Badtyp und den gewählten Abscheidungsbedingungen<br />
stets Badbestandteile wie Kohlenstoff und organische<br />
Verbindungen in die Edelmetallschicht eingebaut. Aus der Gasphase<br />
abgeschiedene Schichten sind dagegen sehr rein.<br />
<br />
==<!--7.4-->Thermisch verzinnte („feuerverzinnte“) Bänder==<br />
Beim Feuerverzinnen werden entsprechend vorbehandelte Bänder mit<br />
schmelzflüssigem Lot aus Reinzinn oder einer Zinnlegierung beschichtet. Bei<br />
allseitiger Verzinnung werden die Bänder durch die Metallschmelze gezogen.<br />
Dabei tauchen Walzen in das schmelzflüssige Lotbad ein und übertragen das<br />
Lot auf das darüber geführte Band. Durch spezielle Abstreif- oder Abblasverfahren<br />
kann die aufgebrachte Lotschichtdicke in engen Toleranzen gehalten<br />
werden. Die Feuerverzinnung erfolgt ohne vorausgehende Verkupferung oder<br />
Vernickelung direkt auf dem Grundmaterial. Spezielle Angießverfahren oder das<br />
Aufschmelzen von Lot in Folienform ermöglichen auch die Herstellung dickerer<br />
Lotschichten ( > 15 μm ).<br />
<br />
Der Vorteil der Feuerverzinnung gegenüber einer galvanischen Verzinnung liegt<br />
in der Ausbildung einer intermetallischen Kupfer-Zinn-Phase (Cu<sub>3</sub>Sn, Cu<sub>6</sub>Sn<sub>5</sub>) an der Grenze zwischen Trägerband und Zinnschicht. Diese dünne (0,3 - 0,5 μm)<br />
intermetallische Zwischenschicht, die im Verlauf des thermischen Verzinnungsprozesses<br />
entsteht, wirkt sich aufgrund ihrer hohen Härte beim Einsatz in<br />
Steckverbindern reibungs- und verschleißmindernd aus. Durch Feuerverzinnen<br />
hergestellte Überzüge haften gut auf dem Grundmaterial und neigen nicht zur<br />
Bildung von Zinn-Whiskern.<br />
<br />
Eine spezielle Form der thermischen Verzinnung stellt das Reflow-Verfahren dar.<br />
Hierbei wird die Zinnschicht galvanisch aufgebracht und anschließend im<br />
Durchzugsverfahren kurzzeitig aufgeschmolzen. Die Eigenschaften so hergestellter<br />
Zinnschichten sind mit den konventionell erzeugter feuerverzinnter<br />
Schichten vergleichbar. <br />
<br />
Neben der allseitigen Beschichtung kann die<br />
Feuerverzinnung auch in Form eines oder mehrerer Streifen auf der Ober und/oder Unterseite des Trägerbandes erfolgen.<br />
<br />
*'''Typical examples of hot tinned strip materials'''<br />
[[File:Typical examples of hot tinned strip materials.jpg|left|Typische Ausführungsformen für thermisch verzinnte Bänder]]<br />
<br style="clear:both;"/><br />
*'''Werkstoffe'''<br />
Schichtwerkstoffe: Reinzinn, Zinnlegierungen<br><br />
Trägerwerkstoffe: Cu, CuZn, CuNiZn, CuSn, CuBe u.a.<br /><br />
<br />
*'''Abmessungen und Toleranzen'''<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:40%"<br />
|-<br />
|Breite der Verzinnung: <br />
|&#8805; 3 &#177; 1 mm<br />
|-<br />
|Dicke der Verzinnung: <br />
|1 - 15 μm (übliche Ausführung)<br />
|-<br />
|Toleranzen: <br />
|Je nach Dicke der Verzinnung &#177; 1 - &#177; 3 μm<br />
|}<br />
<br />
*'''Qualitätsmerkmale'''<br />
Festigkeitswerte und Maßtoleranzen thermisch verzinnter Bänder sind<br />
angelehnt an die für Cu und Cu-Legierungen geltenden Normen DIN EN 1652<br />
und DIN EN 1654.<br />
Qualitätsmerkmale für die Zinnüberzüge werden i.d.R. gesondert vereinbart.<br />
<br />
==<!--7.5-->Kontaktschmiermittel==<br />
Durch die Verwendung geeigneter Schmiermittel kann der mechanische Verschleiß<br />
und die Reiboxidation bei Gleit- und Steckkontakten wesentlich verringert<br />
werden. In der Kontakttechnik werden feste, nieder- und hochviskose<br />
Schmiermittel eingesetzt.<br />
<br />
Die Schmiermittel müssen dabei einer Vielzahl von Anforderungen genügen:<br />
<br />
*Sie sollen die Kontaktoberfläche gut benetzen; nach dem Gleitvorgang soll sich der Schmiermittelfilm wieder schließen, d.h. mechanische Verletzungen „ausheilen“<br />
*sie dürfen nicht verharzen, sich nicht verflüchtigen und sollen möglichst keine Staubfänger sein<br />
*die Schmiermittel dürfen Kunststoffe nicht anlösen; sie dürfen weder auf Unedelmetallen korrosionsfördernd wirken, noch Spannungsrisskorrosion bei Kunststoffteilen auslösen<br />
*der spezifische Widerstand der Schmiermittel darf - ausgenommen bei festen Schmiermitteln - nicht so niedrig sein, dass benetzte Kunststoffoberflächen ihr Isolationsvermögen verlieren<br />
*der Kontaktwiderstand darf durch den Schmierfilm nicht erhöht werden; infolge seiner verschleißmindernden Wirkung soll der Kontaktwiderstand möglichst über eine lange Betriebsdauer konstant bleiben<br />
<br />
Als feste „metallische Schmiermittel“ gelten z. B. 0,05 - 0,2 μm dünne<br />
Hartgoldschichten, die in Steckverbindern zusätzlich auf den eigentlichen<br />
Kontaktschichten aufgebracht werden.<br />
<br />
Aus der Vielzahl der angebotenen Schmiermittel haben sich besonders<br />
Kontaktöle bewährt. Zum Einsatz kommen meist synthetische, chemisch <br />
neutrale und silikonfreie Öle, z.B. DODUCONTA-Öle, die sich in ihrer chemischen<br />
Zusammensetzung und der Viskosität unterscheiden.<br />
<br />
Bei Gleitkontaktsystemen mit Kontaktkräften < 50 cN und höherer Geschwindigkeit<br />
werden bevorzugt niederviskose (< 50mPa·s) Kontaktöle eingesetzt. In<br />
Anwendungen, bei denen höhere Kontaktkräfte und höhere Temperaturen<br />
auftreten, kommen bevorzugt Kontaktöle mit höherer Viskosität zum Einsatz.<br />
Kontaktöle eignen sich besonders für Anwendungsfälle mit geringer Strombelastung.<br />
Bei höheren Strömen und beim Auftreten von Kontaktabhebungen<br />
während des Gleitvorganges kann es zu einer thermischen Zersetzung des<br />
Kontaktöles kommen und dadurch die Schmierwirkung verlorengehen.<br />
<br />
Besonders kunststoffverträglich sind die Kontaktöl-Varianten B5, B12K und<br />
B25, die auch über einen längeren Zeitraum keine Spannungsrisskorrosion<br />
hervorrufen.<br />
<br />
Für eine gute Schmierung ist eine sehr dünne Ölschicht ausreichend. Daher<br />
wird empfohlen, die Kontaktöle z.B. in Isopropylalkohol zu verdünnen.<br />
<br />
<br />
*'''Eigenschaften synthetischer Kontaktschmierstoffe DODUCONTA-Öl'''<br />
<br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th>Schmiermittel</th><th colspan="5">DODUCONTA</th></tr><br />
<th></th><th>B5</th><th>B9</th><th>B10</th><th>B12K</th><th>B25</th><br />
<tr><td><p class="s8">Kontaktkraft</p></td><td><p class="s8">&gt;1N</p></td><td><p class="s8">0.1 - 2N</p></td><td><p class="s8">&lt; 0.2N</p></td><td><p class="s8">0.2 - 5N</p></td><td><p class="s8">&lt;1N</p></td></tr><tr><td><p class="s8">Dichte (20°C)</p><p class="s8">[g/cm³]</p></td><td><p class="s8">1.9</p></td><td><p class="s8">1.0</p></td><td><p class="s8">0.92</p></td><td><p class="s8">1.0</p></td><td><p class="s8">1.0</p></td></tr><tr><td><p class="s8">Spez. Widerstand [<span class="s9">S · </span>cm]</p></td><td/><td><p class="s8">2 x 10<sup>10</sup></p></td><td><p class="s8">10<sup>10</sup></p></td><td><p class="s8">6 x 10<sup>9</sup></p></td><td><p class="s8">5 x 10<sup>8</sup></p></td></tr><tr><td><p class="s8">Viskosität (20°C)</p><p class="s8">[mPa·s]</p></td><td><p class="s8">325</p></td><td><p class="s8">47</p></td><td><p class="s8">21</p></td><td><p class="s8">235</p></td><td><p class="s8">405</p></td></tr><tr><td><p class="s8">Stockpunkt [°C]</p></td><td/><td><p class="s8">-55</p></td><td><p class="s8">-60</p></td><td><p class="s8">-40</p></td><td><p class="s8">-35</p></td></tr><tr><td><p class="s8">Flammpunkt [°C]</p></td><td/><td><p class="s8">247</p></td><td><p class="s8">220</p></td><td><p class="s8">238</p></td><td><p class="s8">230</p></td></tr></table><br />
<br />
<br />
*'''Anwendungsbereiche synthetischer DODUCONTA-Kontaktöle'''<br />
<br />
<table class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:80%"><br />
<tr><th><p class="s8">Schmiermittel</p></th><th><p class="s8">Anwendungsbereich</p></th></tr><br />
<tr><td><p class="s8">DODUCONTA B5</p></td><td><p class="s8">Stromabnehmer, Steckverbindungen, Schiebeschalter</p></td></tr><tr><td><p class="s8">DODUCONTA B9</p></td><td><p class="s8">Drahtpotentiometer, Gleitringübertrager, Schiebeschalter, Messstellenumschalter, Miniatur-Steckverbindungen</p></td></tr><tr><td><p class="s8">DODUCONTA B10</p></td><td><p class="s8">Präzisions-Drahtpotentiometer, Miniatur-Gleitringübertrager</p></td></tr><tr><td><p class="s8">DODUCONTA B12K</p></td><td><p class="s8">Drahtpotentiometer, Schiebeschalter, Miniatur-Gleitringübertrager, Messstellenumschalter, Steckverbinder</p></td></tr><tr><td><p class="s8">DODUCONTA B25</p></td><td><p class="s8">Stromabnehmer, Messstellenumschalter, Steckverbinder</p></td></tr></table><br />
<br />
==<!--7.6-->Silber-Passivierung==<br />
Die Bildung von Silbersulfidschichten, die in schwefelhaltiger Atmosphäre entstehen,<br />
lässt sich durch Aufbringung zusätzlicher „Schutz“-Schichten während<br />
der Lagerung weitgehend vermeiden (Passivierungsschichten). Derartige<br />
Schichten sollten chemisch inert und ausreichend leitfähig sein, oder durch die<br />
anliegende Kontaktkraft durchbrochen werden können.<br />
<figure id="fig:Typical process flow for the SILVERBRITE W ATPS process"><br />
[[File:Typical process flow for the SILVERBRITE W ATPS process.jpg|right|thumb|Typischer Prozessablauf beim Passivierungsverfahren SILVERBRITE W ATPS]]<br />
</figure><br />
Das Passivierungsverfahren SILVERBRITE W ATPS ist ein auf wässriger Basis<br />
arbeitender Anlaufschutz für Silber. Es ist frei von Chrom(VI)-Verbindungen und<br />
Lösungsmitteln. Die Passivierungsschicht wird im Tauchverfahren aufgebracht.<br />
Dabei entsteht ein transparenter, organischer Schutzfilm, der das Aussehen<br />
und die guten elektrischen Eigenschaften von Silber, z.B. den Kontaktwiderstand,<br />
nur geringfügig verschlechtert. Die gute Löt- und Bondbarkeit wird durch<br />
die Passivierungsschicht nicht beeinträchtigt. Aufgrund seiner chemischen<br />
Zusammensetzung besitzt der Schutzfilm Schmiereigenschaften, wodurch z.B.<br />
in Steckverbindern die Steck- und Ziehkräfte deutlich herabgesetzt werden.<br />
<br />
<xr id="fig:Typical process flow for the SILVERBRITE W ATPS process"/> Typischer Prozessablauf beim Passivierungsverfahren SILVERBRITE W ATPS<br />
<br />
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<br />
[[en:Surface_Coating_Technologies]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Kontaktwerkstoffe_f%C3%BCr_die_Elektrotechnik&diff=4059Kontaktwerkstoffe für die Elektrotechnik2014-09-25T15:42:18Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<div>Kontaktstücke sind wichtige Bauteile in Schaltgeräten. Sie müssen ihre Funktion<br />
vom Neuzustand bis zum Ende der Gerätelebensdauer erfüllen.<br />
<br />
Das Anforderungsspektrum an die Kontaktwerkstoffe ist vielfältig. Neben den<br />
typischen Kontakteigenschaften wie:<br />
<br />
*hohe Abbrandfestigkeit<br />
*hohe Verschweißresistenz<br />
*niedriger Kontaktwiderstand<br />
*gute Lichtbogenlaufeigenschaften<br />
*gutes Lichtbogenlöschverhalten<br />
<br />
werden physikalische, mechanische und chemische Eigenschaften, wie hohe<br />
elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Härte, hohe Korrosionsbeständigkeit<br />
usw., aber auch gute Verarbeitbarkeit sowie gute Löt- und Schweißbarkeit<br />
gewünscht. Außerdem sollen die Werkstoffe umweltfreundlich sein.<br />
<br />
Die für Kontaktzwecke zur Verfügung stehenden Werkstoffe lassen sich je nach<br />
Zusammensetzung und Gefügeaufbau unterteilen in:<br />
<br />
*reine Metalle<br />
*Legierungen<br />
*Verbundwerkstoffe<br />
<br />
*'''Reine Metalle'''<br />
<br />
Von dieser Werkstoffgruppe hat Silber für Schaltgeräte der Energietechnik die<br />
größte Bedeutung. Andere Edelmetalle wie Gold und die Platinmetalle kommen<br />
nur im Bereich der Informationstechnik meist in Form dünner Schichten zur<br />
Anwendung. Von den Unedelmetallen wird Wolfram für spezielle Schaltaufgaben,<br />
z.B. in Kfz-Hupen eingesetzt. Gelegentlich wird auch Kupfer, allerdings<br />
meist in unsymmetrischer Paarung mit einem silberhaltigen Kontaktwerkstoff,<br />
verwendet.<br />
<br />
*'''Legierungen'''<br />
<br />
Neben den wenigen reinen Metallen steht eine größere Anzahl schmelztechnisch<br />
hergestellter Legierungen für Kontaktaufgaben zur Verfügung. Eine<br />
Legierung ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen ihren Komponenten eine<br />
vollständige oder begrenzte gegenseitige Löslichkeit im festen Zustand besteht.<br />
Im Zustandsdiagramm (-schaubild) werden für Mehrstoffsysteme Anzahl und Art<br />
von Kristalltypen in Abhängigkeit von Temperatur und Anteil der Legierungspartner<br />
dargestellt. Daraus lassen sich u.a. Schmelzbereiche und feste Phasen<br />
sowie Erstarrungsverläufe entnehmen.<br />
<br />
Durch Legierungsbildung gelingt es, eine Eigenschaft eines Werkstoffes auf<br />
Kosten einer anderen zu verbessern. So wird durch Legierungsbildung z.B. die<br />
Festigkeit des Grundmetalls erhöht, während die elektrische Leitfähigkeit, abhängig<br />
von der Legierungszusammensetzung, bereits bei geringen metallischen<br />
Zusätzen deutlich abnimmt.<br />
<br />
*'''Verbundwerkstoffe'''<br />
<br />
Die Verbundwerkstoffe stellen eine Stoffgruppe dar, deren Eigenschaftsspektrum<br />
für Anwendungen als elektrische Kontakte in Schaltgeräten, in denen<br />
höhere Ströme beherrscht werden müssen, besondere Vorteile bietet. <br />
<br />
Die für Kontaktzwecke eingesetzten metallischen Verbundwerkstoffe sind<br />
heterogene Werkstoffe, die aus zwei oder mehreren innig miteinander verbundenen<br />
Komponenten bestehen, bei denen mindestens die dem Volumen nach<br />
überwiegende Komponente ein Metall ist.<br />
<br />
Die Eigenschaften der Verbundwerkstoffe werden durch die Eigenschaften ihrer<br />
Komponenten weitgehend unabhängig voneinander bestimmt. So gelingt es<br />
z.B. in einem Werkstoff das hochschmelzende, abbrandfeste Wolfram mit dem<br />
niedrigschmelzenden, gutleitenden Kupfer oder das hochleitende Metall Silber<br />
mit dem verschweißresistenten Metalloid Grafit zu kombinieren.<br />
In Bild <xr id="fig:Powder metallurgical manufacturing of composite materials (schematic)"/> sind die Herstellungsschritte aufgezeigt, die ausgehend von der<br />
Pulvermischung zum Kontaktwerkstoff führen. Grundsätzlich kann zwischen<br />
folgenden drei Varianten unterschieden werden:<br />
<br />
*Sintern ohne flüssige Phase<br />
*Sintern mit flüssiger Phase<br />
*Tränkverfahren<br />
<br />
<figure id="fig:Powder metallurgical manufacturing of composite materials (schematic)"><br />
[[File:Powder metallurgical manufacturing of composite materials (schematic).jpg|thumb|<caption>Pulvermetallurgische Herstellung von Verbundwerkstoffen (schematisch) T<sub>s</sub> = Schmelztemperatur der niedrigschmelzenden Komponente</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
Beim Sintern ohne flüssige Phase (linker Bildteil) wird die Pulvermischung<br />
zunächst durch Pressen verdichtet, danach wärmebehandelt (gesintert) und<br />
ggf. durch Nachpressen weiter verdichtet. Die Sinteratmosphäre hängt dabei<br />
von der Werkstoffzusammensetzung und dem Verwendungszweck ab; z.B.<br />
Vakuum für gasarme Kontaktwerkstoffe aus Cu/Cr. Bei Werkstoffen mit hohem<br />
Silberanteil wird meist von Presslingen in Blockform ausgegangen, die nach<br />
dem Sintern durch Strangpressen zu Bändern oder Drähten umgeformt werden.<br />
Die durch Strangpressen erzielte hohe Verdichtung wirkt sich vorteilhaft auf das<br />
Abbrandverhalten der Verbundwerkstoffe aus. Nach diesem Verfahren werden<br />
die Verbundwerkstoffe Ag/Ni, Ag/Metalloxid und Ag/C hergestellt.<br />
<br />
Das Verfahren des Sinterns mit flüssiger Phase hat den Vorteil, dass der Sintervorgang<br />
wegen der beschleunigten Diffusion wesentlich schneller abläuft und<br />
nahezu die theoretische Dichte des Werkstoffes erreicht werden kann.<br />
<br />
Um die Formbeständigkeit im Laufe des Sintervorganges zu gewährleisten, darf<br />
der Volumenanteil der flüssigen Phase nicht zu groß sein.<br />
Im Gegensatz zum Sintern mit flüssiger Phase, das bei der Herstellung von<br />
Kontaktwerkstoffen nur in wenigen Fällen verwendet wird, hat das im rechten<br />
Bildteil dargestellte Tränkverfahren sehr große praktische Bedeutung. Bei der<br />
Herstellung dieser Verbundwerkstoffe wird das Pulver der hochschmelzenden<br />
Komponente teilweise auch als Pulvergemisch mit einem geringen Anteil der<br />
Zweitkomponente gepresst und im Sinterzustand als poröser Skelettkörper mit<br />
der schmelzflüssigen zweiten Komponente infiltriert (getränkt). Die Füllung der<br />
Poren erfolgt durch Wirkung von Kapillarkräften. Bei diesem Verfahren wird ohne<br />
nachträgliche Verdichtung nahezu die theoretische Dichte erreicht.<br />
Das Endprodukt wird schließlich durch mechanische Bearbeitung fertiggestellt.<br />
Auf diesem Wege werden vor allem Kontaktwerkstoffe auf Wolfram-Basis z.B.<br />
W/Cu gefertigt.<br />
<br />
==Werkstoffe auf Gold-Basis==<br />
<br />
Reines Gold ist neben Platin das chemisch beständigste aller Edelmetalle. Gold<br />
in unlegierter Form ist für die Verwendung als Kontaktwerkstoff in elektromechanischen<br />
Bauelementen aufgrund seiner Neigung zum Kleben und Kaltschweißen<br />
auch bei kleinen Kontaktkräften weniger gut geeignet. Außerdem ist Feingold <br />
nicht ausreichend mechanisch verschleißfest und widerstandsfähig bei elektrischer<br />
Belastung. Daher beschränkt sich sein Einsatz meist auf dünne, galvanisch<br />
oder vakuumtechnisch aufgebrachte Schichten.<br />
<br />
siehe Artikel: [[Werkstoffe_auf_Gold-Basis| Werkstoffe auf Gold-Basis]]<br />
<br />
==Werkstoffe aus Platin-Metallen==<br />
<br />
Zur Platingruppe zählen die Elemente Pt, Pd, Rh, Ru, Ir und Os (Tab. 2.6). Für<br />
Anwendungen in der Kontakttechnik haben Platin und Palladium als Legierungsgrundmetalle<br />
sowie Ruthenium und Iridium als Legierungsbestandteile<br />
praktische Bedeutung. Pt und Pd sind zwar ähnlich korrosionsbeständig wie Au,<br />
neigen aber aufgrund ihrer katalytischen Eigenschaften dazu, an der Kontaktoberfläche<br />
adsorbierte organische Dämpfe zu polymerisieren. Bei Reibbeanspruchung<br />
der Kontaktpartner entsteht dabei als Polymerisationsprodukt das<br />
sog. brown powder, das zu einer starken Erhöhung des Kontaktwiderstandes<br />
führen kann. Daher werden Pt und Pd nicht rein, sondern ausschließlich in<br />
Legierungsform für Kontaktzwecke eingesetzt.<br />
<br />
siehe Artikel: [[Werkstoffe_aus_Platin-Metallen| Werkstoffe aus Platin-Metallen]]<br />
<br />
==Werkstoffe auf Silber-Basis==<br />
<br />
siehe Artikel: [[Werkstoffe_auf_Silber-Basis| Werkstoffe auf Silber-Basis]]<br />
<br />
==Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis==<br />
<br />
siehe Artikel: [[Werkstoffe_auf_Wolfram-_und_Molybdän-Basis| Werkstoffe auf Wolfram- und Molybdän-Basis]]<br />
<br />
==Spezielle Werkstoffe (VAKURIT) für Vakuumschalter==<br />
<br />
Mit dem Namen VAKURIT wird eine Familie gasarmer Kontaktwerkstoffe bezeichnet,<br />
die speziell für den Einsatz in Vakuumschaltern entwickelt wurden. [[Special_Contact_Materials_(VAKURIT)_for_Vacuum_Switches|Table 1]] <br />
<br />
siehe Artikel: [[Spezielle_Werkstoffe_(VAKURIT)_für_Vakuumschalter| Spezielle Werkstoffe (VAKURIT) für Vakuumschalter]]<br />
<br />
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<br />
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(Bild)<br />
<br />
[[en:Contact_Materials_for_Electrical_Engineering]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Werkstoffe_auf_Silber-Basis&diff=4058Werkstoffe auf Silber-Basis2014-09-25T13:16:47Z<p>Teitscheid: temp edit</p>
<hr />
<div>===Feinsilber===<br />
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller<br />
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die<br />
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die<br />
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.<br />
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis<br />
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes<br />
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,<br />
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim<br />
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei<br />
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung<br />
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen<br />
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch<br />
Kurzschlüsse verursachen.<br />
<br />
Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/><!--(Table 2.11)-->). Silber<br />
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-<br />
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen<br />
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/><!--Table 2.12-->). Weitere Angaben zu den verschiedenen<br />
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.<br />
<br />
Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich<br />
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden.<br />
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-<br />
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach<br />
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten<br />
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.<br />
<br />
Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,<br />
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des<br />
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen<br />
verbreitet Anwendung.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"><br />
<caption>'''<!--Table 2.11:-->Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</p></th><th><p class="s12">Beimengungen</p><p class="s12">[ppm]</p></th><th><p class="s12">Hinweise für die Verwendung</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Spektralreines</p><p class="s12">Silber</p></td><td><p class="s11">99.999</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 3</p><p class="s11">Zn &lt; 1</p><p class="s11">Si &lt; 1</p><p class="s11">Ca &lt; 2</p><p class="s11">Fe &lt; 1</p><p class="s11">Mg &lt; 1</p><p class="s11">Cd &lt; 1</p></td><td><p class="s12">Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Hochreines Silber, sauerstofffrei</p></td><td><p class="s11">99.995</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 30</p><p class="s11">Zn &lt; 2</p><p class="s11">Si &lt; 5</p><p class="s11">Ca &lt; 10</p><p class="s11">Fe &lt; 3</p><p class="s11">Mg &lt; 5</p><p class="s11">Cd &lt; 3</p></td><td><p class="s12">Barren und Granalien für Legierungszwecke</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"><br />
<caption>'''<!--Table 2.12:-->Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!colspan="2" |Verunreinigungen <br />
!Ag-Chem.*<br />
!Ag-ES**<br />
!Ag-V***<br />
|-<br />
|Cu <br />
|ppm<br />
|< 100<br />
|< 300<br />
|< 300<br />
|-<br />
|Fe <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 100<br />
|< 100<br />
|-<br />
|Ni <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Cd <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Zn <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 10<br />
|-<br />
|Na + K + Mg + Ca <br />
|ppm<br />
|< 80<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Ag CI <br />
|ppm<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|-<br />
|NO<sub>3</sub> <br />
|ppm<br />
|< 40<br />
|< 40<br />
|<br />
|-<br />
|Nh<sub>4</sub>CI <br />
|ppm<br />
|< 30<br />
|< 30<br />
|<br />
|-<br />
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)<br />
|-<br />
|> 100 μm <br />
|%<br />
|0<br />
|0<br />
|0<br />
|-<br />
|< 100 bis > 63 μm <br />
|%<br />
|< 5<br />
|< 5<br />
|< 15<br />
|-<br />
|< 36 μm <br />
|%<br />
|< 80<br />
|< 90<br />
|< 75<br />
|-<br />
|Schüttdichte <br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|1.0 - 1.6<br />
|1.0 - 1.5<br />
|3 - 4<br />
|-<br />
|Stampfvolumen<br />
|ml/100g<br />
|40 - 50<br />
|40 - 50<br />
|15 - 25<br />
|-<br />
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten<br />
|-<br />
|Pressdichte<br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|5.6 - 6.5<br />
|5.6 - 6.3<br />
|6.5 - 8.5<br />
|-<br />
|Sinterdichte<br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|> 9<br />
|> 9.3<br />
|> 8<br />
|-<br />
|Volumenschrumpfung <br />
|%<br />
|> 34<br />
|> 35<br />
|> 0<br />
|-<br />
|Glühverlust<br />
|%<br />
|< 2<br />
|< 0.1<br />
|< 0.1<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung <br /><br />
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse <br /><br />
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/><!--Fig. 2.45:--> Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/><!--Fig. 2.46:--> Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"><br />
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
===Silber-Legierungen===<br />
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen<br />
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften<br />
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.13)-->). Durch die metallische Zusatzkomponente<br />
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und<br />
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und<br />
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie<br />
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden<br />
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--(Fig. 2.47)--> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--(Fig. 2.48)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.13:-->Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/<br />DODUCO-<br />Bezeichnung <br />
!Silber-Anteil<br />[wt%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Schmelzpunkt<br />bzw.-intervall<br />[°C]<br />
!Spez. elektr.<br />
Widerstand<br />[μΩ·cm]<br />
!Elektrische<br />
Leitfähigkeit<br />[MS/m]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/mK]<br />
!Temp. Koeff.d.el.<br />
Widerstandes<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
!E-Modul<br />[GPa]<br />
|-<br />
|Ag<br />
|99.95<br />
|10.5<br />
|961<br />
|1.67<br />
|60<br />
|419<br />
|4.1<br />
|80<br />
|-<br />
|AgNi 0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />
|99.85<br />
|10.5<br />
|960<br />
|1.72<br />
|58<br />
|414<br />
|4.0<br />
|82<br />
|-<br />
|AgCu3<br />
|97<br />
|10.4<br />
|900 - 938<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.2<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu5<br />
|95<br />
|10.4<br />
|910<br />
|1.96<br />
|51<br />
|380<br />
|3.0<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu10<br />
|90<br />
|10.3<br />
|870<br />
|2.0<br />
|50<br />
|335<br />
|2.8<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu28<br />
|72<br />
|10.0<br />
|779<br />
|2.08<br />
|48<br />
|325<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|Ag98CuNi<br />ARGODUR 27<br />
|98<br />
|10.4<br />
|940<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.5<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu24,5Ni0,5<br />
|75<br />
|10.0<br />
|805<br />
|2.20<br />
|45<br />
|330<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|AgCd10<br />
|89 - 91<br />
|10.3<br />
|910 - 925<br />
|4.35<br />
|23<br />
|150<br />
|1.4<br />
|60<br />
|-<br />
|Ag99,5NiMg<br />ARGODUR 32<br />unvergütet<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.3<br />
|80<br />
|-<br />
|ARGODUR 32<br />vergütet<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.1<br />
|80<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--Fig. 2.47:--> Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber<br />
<br />
<xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--Fig. 2.48:--> Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand<br />
a) geglüht und abgeschreckt<br />
b) bei 280°C angelassen<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"><br />
[[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<br />
a) geglüht und abgeschreckt<br />
b) bei 280°C angelassen</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
====Feinkornsilber====<br />
Unter Feinkornsilber (ARGODUR-Spezial) versteht man eine Silberlegierung mit<br />
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand<br />
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer<br />
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht<br />
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/> <!--(Fig. 2.51)-->). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze<br />
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers<br />
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden<br />
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/><!--(Fig. 2.49)--> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/><!--(Fig. 2.50)-->).<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"><br />
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97<br />
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer<br />
bei 600°C</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"><br />
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15<br />
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer<br />
bei 600°C</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel"><br />
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Nickel</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit<br />
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und<br />
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen<br />
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich<br />
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber<br />
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.<br />
<br />
====Hartsilber-Legierungen====<br />
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des<br />
Silbers deutlich erhöht. Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen<br />
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,<br />
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.<br />
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und<br />
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit<br />
auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.14:-->Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff//</p><p class="s12">DODUCO-Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Festigkeitszustand</p></th><th><p class="s12">Zugfestigkeit</p><p class="s12">R<span class="s31">m </span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Dehnung A [%] min.</p></th><th><p class="s12">Vickershärte</p><p class="s12">HV 10</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">200 - 250</p><p class="s12">250 - 300</p><p class="s12">300 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">8</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">60</p><p class="s12">80</p><p class="s12">90</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgNi 0,15</p><p class="s12">ARGODUR Special</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220 - 270</p><p class="s12">270 - 320</p><p class="s12">320 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">6</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu3</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 330</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 470</p></td><td><p class="s12">250 - 330</p><p class="s12">330 - 400</p><p class="s12">400 - 470</p><p class="s12">&gt; 470</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">45</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu5</p></td><td><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 460</p><p class="s12">R 550</p></td><td><p class="s12">270 - 350</p><p class="s12">350 - 460</p><p class="s12">460 - 550</p><p class="s12">&gt; 550</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">55</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">135</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu10</p></td><td><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 370</p><p class="s12">R 470</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">280 - 370</p><p class="s12">370 - 470</p><p class="s12">470 - 570</p><p class="s12">&gt; 570</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">60</p><p class="s12">95</p><p class="s12">130</p><p class="s12">150</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu28</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 380</p><p class="s12">R 500</p><p class="s12">R 650</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">380 - 500</p><p class="s12">500 - 650</p><p class="s12">&gt; 650</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">120</p><p class="s12">140</p><p class="s12">160</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag98CuNi</p><p class="s12">ARGODUR 27</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">250 - 310</p><p class="s12">310 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">50</p><p class="s12">85</p><p class="s12">110</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu24,5Ni0,5</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 600</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">&gt; 600</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">105</p><p class="s12">180</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCd10</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">200 - 280</p><p class="s12">280 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">36</p><p class="s12">75</p><p class="s12">100</p><p class="s12">115</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag99,5NiMg</p><p class="s12">ARGODUR 32</p><p class="s12">Not heat treated</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 260</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220</p><p class="s12">260</p><p class="s12">310</p><p class="s12">360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">ARGODUR 32 Heat treated</p></td><td><p class="s12">R 400</p></td><td><p class="s12">400</p></td><td><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">130-170</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-<br />
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im<br />
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes<br />
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere<br />
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,<br />
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und<br />
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)<br />
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--(Fig. 2.52)-->). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen<br />
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber<br />
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle<br />
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.<br />
<br />
Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-<br />
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine<br />
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die<br />
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe<br />
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung<br />
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit<br />
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.<br />
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung<br />
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit<br />
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung<br />
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren<br />
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer<br />
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.<br />
<br />
Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch<br />
bei Feinsilber angewandt werden.<br />
<br />
Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern<br />
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,<br />
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->).<br />
<br />
Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die<br />
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der<br />
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber<br />
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so<br />
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar<br />
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen<br />
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und<br />
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der<br />
Luft- und Raumfahrt.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--Fig. 2.52:--> Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Kupfer<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver cadmium"/><!--Fig. 2.53:--> Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Cadmium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/><!--Fig. 2.54:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu3 durch Kaltumformung<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/><!--Fig. 2.55:--> Erweichungsverhalten von AgCu3<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/><!--Fig. 2.56:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu5<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"/><!--Fig. 2.57:--> Erweichungsverhalten von AgCu5<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"/><!--Fig. 2.58:--> Verfestigungsverhalten von AgCu10<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"/><!--Fig. 2.59:--> Erweichungsverhalten von AgCu10<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"/><!--Fig. 2.60:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu28 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"/><!--Fig. 2.61:--> Erweichungsverhalten von AgCu28<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"/><!--Fig. 2.62:--> Verfestigungsverhalten von AgNi0,15<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"/><!--Fig. 2.63:--> Erweichungsverhalten von AgNi0,15<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"/><!--Fig. 2.64:--> Verfestigungsverhalten<br />
von ARGODUR 27<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"/><!--Fig. 2.65:--> Erweichungsverhalten<br />
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und<br />
einer Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver copper"> <br />
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Kupfer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver cadmium"> <br />
[[File:Phase diagram of silver cadmium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Cadmium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu5<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"> <br />
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von ARGODUR 27<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"> <br />
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und<br />
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.15:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff <br />
!colspan="2" | Eigenschaften<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Special<br />
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit <br />
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit<br />
|-<br />
|Ag-Legierungen <br />
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber<br />
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.16:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff <br />
!Anwendungsbeispiele<br />
!Lieferformen<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />AgCu3<br />AgNi98NiCu2<br />ARGODUR 27<br />AgCu24,5Ni0,5<br />
|Relais,<br />Mikroschalter,<br />Hilfsstromschalter,<br />Befehlsschalter,<br />Schalter für Hausgeräte,<br />Lichtschalter (&le; 20A),<br />Hauptschalter <br />
|'''Halbzeuge:''' <br />Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile<br />'''Kontaktteile:'''<br />Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile<br />
|-<br />
|AgCu5<br />AgCu10<br />AgCu28 <br />
|Spezielle Anwendungen<br />
|'''Halbzeuge:'''<br />Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile<br />'''Kontaktteile:'''<br />Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile<br />
|-<br />
|Ag99, 5NiOMgO<br />ARGODUR 32<br />
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen<br />
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
====Silber-Palladium-Legierungen====<br />
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften<br />
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von<br />
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert<br />
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab 2.17)--> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab.2.18)-->). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung<br />
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen<br />
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig<br />
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt<br />
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.<br />
<br />
AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere<br />
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Table 2.19)-->). Allerdings<br />
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.<br />
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der<br />
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft<br />
auswirkt.<br />
<br />
AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.<br />
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Drahtoder<br />
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.<br />
<br />
AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer<br />
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/><!--(Table 2.20)-->). Aufgrund des hohen<br />
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,<br />
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage, ersetzt.<br />
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte<br />
gefunden.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver palladium"/><!--Fig. 2.66:--> Zustandsdiagramm von Silber-Palladium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"/><!--Fig. 2.67:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"/><!--Fig. 2.68:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd50 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"/><!--Fig. 2.69:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"/><!--Fig. 2.70:--> Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,<br />
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium"><br />
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"><br />
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,<br />
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<br />
<caption>'''<!--Table 2.17:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />
!Palladiumanteil<br />[Massen-%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Schmelzpunkt<br />bzw.-intervall<br />[°C]<br />
!Spez. elektr.<br />
Widerstand<br />[μΩ·cm]<br />
!Elektrische<br />
Leitfähigkeit<br />[MS/m]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/mK]<br />
!Temp. Koeff.d.el.<br />
Widerstandes<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
|-<br />
|AgPd30<br />
|30<br />
|10.9<br />
|1155 - 1220<br />
|14.7<br />
|6.8<br />
|60<br />
|0.4<br />
|-<br />
|AgPd40<br />
|40<br />
|11.1<br />
|1225 - 1285<br />
|20.8<br />
|4.8<br />
|46<br />
|0.36<br />
|-<br />
|AgPd50<br />
|50<br />
|11.2<br />
|1290 - 1340<br />
|32.3<br />
|3.1<br />
|34<br />
|0.23<br />
|-<br />
|AgPd60<br />
|60<br />
|11.4<br />
|1330 - 1385<br />
|41.7<br />
|2.4<br />
|29<br />
|0.12<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5<br />
|30<br />
|10.8<br />
|1120 - 1165<br />
|15.6<br />
|6.4<br />
|28<br />
|0.37<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.18:-->Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Festigkeitszustand</p></th><th><p class="s12">Zugfestigkeit</p><p class="s12">R<span class="s31"><sub>m</sub></span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Dehnung A</p><p class="s12">[%]min.</p></th><th><p class="s12">Vickershärte</p><p class="s12">HV</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30</p></td><td><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">320</p><p class="s12">570</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">3</p></td><td><p class="s12">65</p><p class="s12">145</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd40</p></td><td><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">350</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">72</p><p class="s12">165</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd50</p></td><td><p class="s12">R 340</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">340</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">35</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">78</p><p class="s12">185</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd60</p></td><td><p class="s12">R 430</p><p class="s12">R 700</p></td><td><p class="s12">430</p><p class="s12">700</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">85</p><p class="s12">195</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">R 410</p><p class="s12">R 620</p></td><td><p class="s12">410</p><p class="s12">620</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">190</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.19:-->Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff <br />
!colspan="2" | Eigenschaften<br />
|-<br />
|AgPd30-60<br />
|Korrosionsbeständig, mit steigendem Pd-Anteil nimmt „brown-powder“-Bildung zu, geringere Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, hohe Verformbarkeit <br />
|beständig gegenüber Ag<sub>2</sub>S Bildung, niedriger Kontaktwiderstand, hohe Härte bei höherem Pd-Anteil, Abbrandfestigkeit von AgPd30 am höchsten, gut schweiß- und plattierbar<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5 <br />
|hohe mechanische Verschleißfestigkeit<br />
|hohe Härte <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.20:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Anwendungsbeispiele</p></th><th><p class="s12">Lieferformen</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd 30-60</p></td><td><p class="s12">Schalter, Relais, Taster,</p><p class="s12">Steckverbinder, Gleitkontakte</p></td><td><p class="s12">'''Halbzeuge:'''</p><p class="s12">Drähte, Mikroprofile, Kontaktbimetalle,</p><p class="s12">rollennahtgeschweißte Profile</p><p class="s12">'''Kontaktteile:'''</p><p class="s12">Massive- und Bimetallniete,</p><p class="s12">plattierte und geschweißte Kontaktteile, Stanzteile</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">Gleitkontakte, Gleitbahnen</p></td><td><p class="s12">Drahtbiegeteile, Kontaktfedern,</p><p class="s12">massive und plattierte Stanzteile</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
===Silber-Verbundwerkstoffe===<br />
<br />
====Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffe====<br />
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen<br />
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-<br />
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren<br />
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-<br />
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte<br />
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten<br />
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im<br />
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--(Fig. 2.75)--> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--(Fig. 2.76)-->).<br />
<br />
Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte<br />
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus. Das<br />
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei<br />
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer<br />
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften<br />
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine<br />
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/> <!--(Table 2.23)-->).<br />
<br />
Ag/Ni (SINIDUR)-Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von<br />
10-40 Massen-% hergestellt. SINIDUR 10 und SINIDUR 20, die am häufigsten<br />
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--(Fig. 2.71)--> <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--(Fig. 2.72)--> <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/> <!--(Fig. 2.73)--> <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--(Fig. 2.74)-->). Sie<br />
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe<br />
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni (SINIDUR)-Werkstoffe mit Nickel-<br />
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen<br />
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte<br />
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden<br />
können.<br />
<br />
Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,<br />
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere<br />
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/><!--(Table 2.24)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.21:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR) -Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th>Werkstoff/DODUCO-Bezeichnung</th><th>Silberanteil</th><th>Dichte</th><th>Schmelztemperatur</th><th>Spez. elektr.<br />
Widerstand<i>p</i></th><th colspan="2">Elektrische<br />
Leitfähigkeit (weich)</th></tr><br />
<tr><br />
<th>Designation</th><th>[wt%]</th><th>[g/cm<sup>3</sup>]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th><br />
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">Ag/Ni 90/10</p><p class="s11">SINIDUR 10</p></td><td><p class="s11">89 - 91</p></td><td><p class="s11">10.2 - 10.3</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.82 - 1.92</p></td><td><p class="s12">90 - 95</p></td><td><p class="s12">52 - 55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 85/15</p><p class="s11">SINIDUR 15</p></td><td><p class="s11">84 - 86</p></td><td><p class="s11">10.1 - 10.2</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.89 - 2.0</p></td><td><p class="s12">86 - 91</p></td><td><p class="s12">50 - 53</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 80/20</p><p class="s11">SINIDUR 20</p></td><td><p class="s11">79 - 81</p></td><td><p class="s11">10.0 - 10.1</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.92 - 2.08</p></td><td><p class="s12">83 - 90</p></td><td><p class="s12">48 - 52</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 70/30</p><p class="s11">SINIDUR 30</p></td><td><p class="s11">69 - 71</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.44</p></td><td><p class="s12">71</p></td><td><p class="s12">41</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 60/40</p><p class="s11">SINIDUR 40</p></td><td><p class="s11">59 - 61</p></td><td><p class="s11">9.7</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.70</p></td><td><p class="s12">64</p></td><td><p class="s12">37</p></td></tr><br />
</table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.22"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.22:-->Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/DODUCO-Bezeichnung<br />
!Festigkeitszustand<br />
!Zugfestigkeit R<sub>m</sub> [Mpa]<br />
!Dehnung (weichgeglüht) [%] min.<br />
!Vickershärte HV 10<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />SINIDUR 10<br />
|soft<br />R 220<br />R 280<br />R 340<br />R 400<br />
|< 250<br />220 - 280<br />280 - 340<br />340 - 400<br />> 400<br />
|25<br />20<br />3<br />2<br />1<br />
|< 50<br />50 - 70<br />65 - 90<br />85 - 105<br />> 100<br />
|-<br />
|Ag/Ni 85/15<br />SINIDUR 15<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 380<br />R 400<br />
|< 275<br />250 - 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />> 400<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 70<br />70 - 90<br />85 - 105<br />100 - 120<br />> 115<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20<br />SINIDUR 20<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 400<br />R 450<br />
|< 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />400 - 450<br />> 450<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 80<br />80 - 95<br />90 - 110<br />100 - 125<br />> 120<br />
|-<br />
|Ag/Ni 70/30<br />SINIDUR 30<br />
|R 330<br />R 420<br />R 470<br />R 530<br />
|330 - 420<br />420 - 470<br />470 - 530<br />> 530<br />
|8<br />2<br />1<br />1<br />
|80<br />100<br />115<br />135<br />
|-<br />
|Ag/Ni 60/40<br />SINIDUR 40<br />
|R 370<br />R 440<br />R 500<br />R 580<br />
|370 - 440<br />440 - 500<br />500 - 580<br />> 580<br />
|6<br />2<br />1<br />1<br />
|90<br />110<br />130<br />150<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--Fig. 2.71:--> Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--Fig. 2.72:--> Erweichungsverhalten<br />
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/><!--Fig. 2.73:--> Verfestigungsverhalten von<br />
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--Fig. 2.74:--> Erweichungsverhalten<br />
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--Fig. 2.75:--> Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--Fig. 2.76:--> Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von Ag/Ni 90/10 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"><br />
[[File:Softening of AgNi9010 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von Ag/Ni 90/10 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von<br />
Ag/Ni 80/20 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"><br />
[[File:Softening of AgNi8020 after annealing.jpg|right|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von Ag/Ni 80/20 nach 1h Glühdauer<br />
und einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010"><br />
[[File:Micro structure of AgNi9010.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 90/10 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020"><br />
[[File:Micro structure of AgNi 8020.jpg|right|thumb|<caption>Gefüge von Ag/Ni 80/20 a) senkrecht zur Strangpressrichtung<br />
b) parallel zur Strangpressrichtung</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.23:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/Ni <br />SINIDUR<br />
|High arc erosion resistance at switching currents up to 100A,<br />Resistance against welding for starting current up to 100A,<br />low and over the electrical contact life nearly constant contact resistance for Ag/Ni 90/10 and Ag/Ni 80/20,<br />ow and spread-out material transfer under DC load,<br />non-conductive erosion residue on isolating components resulting in only minor change of the dielectric strength of switching devices,<br />good arc moving properties,<br />good arc extinguishing properties,<br />good or sufficient ductility depending on the Ni content,<br />easy to weld and braze<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.24:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material<br />
!Application Examples<br />
!Switching or Nominal Current<br />
!Form of Supply<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Relays<br /> Automotive Relays - Resistive load - Motor load<br />
|> 10A<br />> 10A<br />
|rowspan="9" | '''Semi-finisched Materials:'''<br />Wires, profiles,<br />clad strips,<br />Seam-welded strips,<br />Toplay strips <br />'''Contact Parts:'''<br />Contact tips, solid<br />and composite<br />rivets, Weld buttons,<br />clad, welded,<br />brazed, and riveted<br />contact parts<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20<br />
|Auxiliary current switches<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Appliance switches<br />
|&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Wiring devices<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Main switches, Automatic staircase illumination switches<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Control<br />Thermostats<br />
|> 10A<br />&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Load switches<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Contactors circuit breakers<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />paired with Ag/C 97/3-96/4<br />
|Motor protective circuit breakers<br />
|&le; 40A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Fault current circuit breakers<br />
|&le; 100A<br />
|rowspan="2" | Rods, Profiles,<br />Contact tips, Formed parts,<br />brazed and welded<br />contact parts<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Power switches<br />
|> 100A<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/ZnO====<br />
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:<br />
Silber-Cadmiumoxid (DODURIT CdO), Silber-Zinnoxid (SISTADOX)<br />
und Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO). Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und<br />
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand<br />
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine<br />
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,<br />
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->).<br />
<br />
*'''Silver-cadmium oxide (DODURIT CdO) materials'''<br />
<br />
Silber-Cadmiumoxid (DODURIT CdO)-Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO<br />
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem<br />
Wege hergestellt <xr id="tab:Physical and Mechanical Properties"/><!--(Table 2.25)-->().<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical and Mechanical Properties"><br />
[[File:Physical and Mechanical Properties.jpg|right|thumb|Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren<br />
und Lieferformen von stranggepressten Silber-Cadmiumoxid<br />
(DODURIT CdO)-Werkstoffen]]<br />
</figtable><br />
<br />
Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von<br />
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium<br />
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung<br />
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen<br />
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der<br />
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei<br />
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen<br />
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der<br />
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.83)-->).<br />
<br />
Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs<br />
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.<br />
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf<br />
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Figs. 2.77)--> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.78)-->).<br />
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu<br />
einer bestimmten Tiefe ausgeführt (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--(Fig. 2.85)-->). Die so erhaltenen Zweischichtbänder<br />
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und<br />
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial<br />
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.<br />
<br />
Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren<br />
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern<br />
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen<br />
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der<br />
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft<br />
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--(Fig. 2.84)-->). Die für Bänder und Plättchen<br />
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen<br />
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem<br />
Strangpressvorgang erzielt (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--(Fig. 2.86)-->).<br />
<br />
Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der<br />
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung<br />
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes<br />
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang<br />
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.77:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.78:--> Softening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.79:--> Strain hardening of Ag/CdO 90/10 P by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"/><!--Fig. 2.80:--> Softening of Ag/CdO 90/10 P after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"/><!--Fig. 2.81:--> Strain hardening of Ag/CdO 88/12 WP<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"/><!--Fig. 2.82:--> Softening of Ag/CdO 88/12WP after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--Fig. 2.83:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 i.o. a) close to surface b) in center area<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.84:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 P: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--Fig. 2.85:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 ZH: 1) Ag/CdO layer 2) AgCd backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--Fig. 2.86:--> Micro structure of AgCdO 88/12 WP: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Softening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/CdO 90/10 P by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/CdO 90/10 P after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/CdO 88/12 WP</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/CdO 88/12WP after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 P: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010ZH.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 ZH: 1) Ag/CdO layer 2) AgCd backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO8812WP.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of AgCdO 88/12 WP: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
*'''Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffe'''<br />
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen<br />
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO<sub>2</sub>-Werkstoffe mit 2-14<br />
Massen-% SnO<sub>2</sub> ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,<br />
dass Ag/SnO<sub>2</sub> -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,<br />
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich<br />
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.30)-->).<br />
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO<sub>2</sub>-<br />
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/><!--(Tab. 2.28)--> und <xr id="tab:tab2.29"/><!--(Table 2.29)-->).<br />
<br />
Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist<br />
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden<br />
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,<br />
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes<br />
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur<br />
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen<br />
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO<sub>2</sub>-Werkstoffe sind sehr<br />
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung<br />
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz<br />
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es<br />
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO<sub>2</sub>-Einlagerungen<br />
herzustellen (SISTADOX TOS F) (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--(Fig. 2.114)-->). Dies gelingt durch Optimierung des<br />
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim<br />
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder<br />
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen<br />
(SISTADOX WTOS F) (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--(Fig. 2.116)-->). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung<br />
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese<br />
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->).<br />
<br />
Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffen spielt die<br />
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein<br />
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO<sub>3</sub>,<br />
MoO<sub>3</sub>, CuO und/oder Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> zugemischt, die im Schaltbetrieb an der<br />
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese<br />
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der<br />
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen<br />
und Schalteigenschaften der Ag/SnO<sub>2</sub> -Werkstoffe (<xr id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"/> (Table 2.26 als PDF herunterladen: [[File:Physical Mechanical properties.pdf|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]] )).<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"><br />
[[File:Physical Mechanical Properties as Manufacturing.jpg|right|thumb|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]]<br />
</figtable><br />
<br />
Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,<br />
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben (<!--[[#figures|(Figs. 43 – 75)]]-->). Einige<br />
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:<br />
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' <br> 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.<br />
<br />
:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' <br> 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.<br />
<br />
:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' <br> Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag<sub>2</sub> MoO<sub>4</sub> , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.<br />
<br />
:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' <br> 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.<br />
<br />
:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' <br> In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO<sub>2</sub> werden eine Silbersalzlösung<br />
zusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen<br />
Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten<br />
Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.<br />
<br />
Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten<br />
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.<br />
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten<br />
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund<br />
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen<br />
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"/><!--(Table 2.27)-->).<br />
<br />
Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus<br />
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik<br />
hergestellt werden.<br />
<br />
<div id="figures"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.87:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.88:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.89:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"/><!--Fig. 2.90:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"/><!--Fig. 2.91:--> Strain hardening of oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"/><!--Fig. 2.92:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.93:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"/><!--Fig. 2.94:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"/><!--Fig 2.95:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"/><!--Fig. 2.96:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.97:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"/><!--Fig. 2.98:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"/><!--Fig. 2.99:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"/><!--Fig. 2.100:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"/><!--Fig. 2.101:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"/><!--Fig. 2.102:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.103:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.104:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.105:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"/><!--Fig. 2.106:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.108:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.107:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.109:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.110:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"/><!--Fig. 2.111:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.112:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"/><!--Fig. 2.113:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.114:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.115:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--Fig. 2.116:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.117:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.118:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"/><!--Fig. 2.119:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"><br />
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"> <br />
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"><br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub>88/12P after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"><br />
<caption>'''<!--Table 2.27:-->Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th rowspan="2"><p class="s11">Material/</p><p class="s11">DODUCO- Designation</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Additives</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Density</p><p class="s11">[ g/cm<sup>3</sup>]</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Resistivity</p><p class="s11">[µ<span class="s14">S ·</span>cm]</p></th><th colspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Conductivity</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Vickers</p><p class="s11">Hardness</p><p class="s11">HV 10.</p></th></tr><br />
<tr><th><p class="s11">[%IACS]</p></th><th><p>[MS/m]</p></th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">AgCdO 90/10EP</p><p class="s11">DODURIT CdO 10EP</p></td><td/><td><p class="s11">10.1</p></td><td><p class="s11">2.08</p></td><td><p class="s12">83</p></td><td><p class="s12">48</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgCdO 85/15 EP DODURIT CdO 15EP</p></td><td/><td><p class="s11">9.9</p></td><td><p class="s11">2.27</p></td><td><p class="s12">76</p></td><td><p class="s12">44</p></td><td><p class="s11">65</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 90/10 EPX SISTADOX 10EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">2.22</p></td><td><p class="s12">78</p></td><td><p class="s12">45</p></td><td><p class="s11">55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 88/12EPX SISTADOX 12EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.6</p></td><td><p class="s11">2.63</p></td><td><p class="s12">66</p></td><td><p class="s12">38</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr></table><br />
Form of Support: formed parts, stamped parts, contact tips<br />
</figtable><br />
<br />
*'''Silver–zinc oxide (DODURIT ZnO) materials'''<br />
Silver zinc oxide (DODURIT ZnO) contact materials with mostly 6 - 10 wt% oxide content including other small metal oxides are produced exclusively by powder metallurgy [[#figures1|(Figs. 76 – 81)]],<!--(Table 2.28)-->. Adding Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> in the process b) as described in the preceding chapter on Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Tab. 2.30)--> and <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Tab. 2.31)-->.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.28"><br />
<caption>'''<!--Table 2.28:--> Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Additives<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers<br />Hardness<br />Hv1<br />
!Tensile<br />Strength<br />[MPa]<br />
!Elongation<br />(soft annealed)<br />A[%]min.<br />
!Manufacturing<br />Process<br />
!Form of<br />Supply<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8P<br />DODURIT ZnO 8P<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.22<br />
|78<br />
|45<br />
|60 - 95<br />
|220 - 350<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />a) indiv. powders<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 94/6PW25<br />DODURIT ZnO 6PW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 100<br />
|200 - 320<br />
|30<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8PW25<br />DODURIT ZnO 8PW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|230 - 340<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10PW25<br />DODURIT ZnO 10PW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.17<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 100<br />
|230 - 350<br />
|20<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WP<br />DODURIT ZnO 8WP<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />with Ag backing a) individ.<br />
|2<br />
|-<br />
|AgZnO 94/6WPW25<br />DODURIT ZnO 6WPW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WPW25<br />DODURIT ZnO 8WPW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10WPW25<br />DODURIT ZnO 10WPW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.7<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 110<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips<br />
<br />
<br />
<div id="figures1"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.120:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 PW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.121:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 PW25 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.122:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.123:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 after annealing for 1hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"/><!--Fig. 2.124:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 Pw25: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.125:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 WPW25:a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/ZnO contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.29"><br />
<caption>'''<!--Table 2.29:-->Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">Material Group</p></th><th><p class="s12">Special Properties<th colspan="2"></p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>PE</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for automotive relays</p><p class="s12">(lamp loads)</p></td><td><p class="s12">Good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>98/2 PX/PC</p></td><td><p class="s12">Especially good heat resistance</p></td><td><p class="s12">Easily riveted, can be directly welded</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>TOS F</p></td><td><p class="s12">Especially suited for high inductive</p><p class="s12">DC loads</p></td><td><p class="s12">Very good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPC</p></td><td><p class="s12">For AC-3 and AC-4 applications in motor</p><p class="s12">switches (contactors)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPD</p></td><td><p class="s12">Especially suited for severe loads (AC-4)</p><p class="s12">and high switching currents</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPX</p></td><td><p class="s12">For standard motor loads (AC-3) and</p><p class="s12">Resistive loads (AC-1), DC loads (DC-5)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WTOSF</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for high inductive DC</p><p class="s12">loads</p></td><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.30:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/CdO<br />DODURIT CdO<br />
|High resistance against welding during current on switching for currents up to<br />5kA especially for powder metallurgical materials,<br /><br />
Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life at switching currents<br /><br />
of 100A – 5kA,<br /><br />
Very good arc moving properties for materials produced by internal oxidation,<br />Good arc extinguishing properties,<br /><br />
Formability better than the one of Ag/SnO2 and Ag/ZnO materials,<br /><br />
Use of Ag/CdO in automotive components is prohibited because of Cd toxicity,<br />Prohibition of use in consumer products and appliances in EU.<br />
|-<br />
|Ag/SnO<sub>2</sub><br />SISTADOX<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
Very high resistance against welding during current on switching,<br />Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties through use of special additives,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life,<br /><br />
Very low and flat material transfer during DC load switching,<br /><br />
Good arc moving and very good arc extinguishing properties<br />
|-<br />
|Ag/ZnO<br />DODURIT ZnO<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
High resistance against welding during current on switching<br />(capacitor contactors),<br /><br />
Low and stable contact resistance through special oxide additives,<br />Very high arc erosion resistance at high switching currents,<br /><br />
Less favorable than Ag/SnO<sub>2</sub> for electrical life and material transfer,<br /><br />
With Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> additive especially suitable for AC relays<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.31:-->Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/CdO</p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Wiring devices, Appliance switches, Main switches, contactors, Small (main) power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2</span></p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,</p><p class="s12">Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired against</p><p class="s12">Ag/C), (Main) Power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/ZnO</p></td><td><p class="s12">Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuit</p><p class="s12">breakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
====Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffe====<br />
Ag/C (GRAPHOR)-Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten<br />
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/><!--(Table 2.32)-->). Die früher<br />
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik<br />
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und<br />
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,<br />
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und<br />
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine<br />
gewisse Bedeutung.<br />
<br />
Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren<br />
für Ag/C-Halbzeuge (<!--[[#figures3|(Figs. 82 – 85)]]<!--(Figs. 2.126 – 2.129)-->). Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung<br />
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel<br />
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 86 – 89)]]<!--(Figs. 2.130 – 2.133)-->). Je nach Art des Strangpressens, als Band<br />
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht<br />
(GRAPHOR) oder parallel (GRAPHOR D) zur Schaltfläche angeordnet<br />
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--(Fig. 2.131)--> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--(Fig. 2.132)-->).<br />
<br />
Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten<br />
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das<br />
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.<br />
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen<br />
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.<br />
<br />
Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die<br />
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine<br />
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von<br />
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre<br />
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen<br />
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel<br />
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die<br />
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,<br />
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer<br />
gleichbleibend niedrig.<br />
<br />
Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.<br />
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-<br />
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht<br />
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern (GRAPHOR DF) in den<br />
Werkstoff eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--(Fig. 2.133)-->). Das Schweißverhalten wird dabei durch<br />
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.<br />
<br />
Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach<br />
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu<br />
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen<br />
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/><!--(Table 2.33)-->). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die<br />
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit<br />
im Schaltbetrieb erfordern.<br />
<br />
Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim<br />
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-<br />
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der<br />
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als<br />
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung<br />
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus<br />
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach<br />
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,<br />
können die GRAPHOR D- und GRAPHOR DF-Profile auch mit einer dünnen<br />
Hartlotschicht versehen werden.<br />
<br />
In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch<br />
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet<br />
werden.<br />
<br />
Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,<br />
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im<br />
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der<br />
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/><!--(Table 2.34)-->). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird<br />
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte<br />
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.<br />
<br />
<div id="figures3"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.126:--> Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.127:--> Softening of Ag/C 96/4 D after annealing<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C DF"/><!--Fig. 2.128:--> Strain hardening of Ag/C DF by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"/><!--Fig. 2.129:--> Softening of Ag/C DF after annealing<br />
</div><br />
<br />
<div id="figures4"><br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"/><!--Fig. 2.130:--> Micro structure of Ag/C 97/3: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--Fig. 2.131:--> Micro structure of Ag/C 95/5: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.132:--> Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--Fig. 2.133:--> Micro structure of Ag/C DF: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag/Ni 90/10 backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"><br />
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C 96/4 D after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C DF by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C DF after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.32"><br />
<caption>'''<!--Table 2.32:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />[°C]<br />
!Electrical Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers-Hardnes<br />HV10<br />42 - 45<br />
|-<br />
|Ag/C 98/2<br />GRAPHOR 2<br />
|97.5 - 98.5<br />
|9.5<br />
|960<br />
|1.85 - 1.92<br />
|90 - 93<br />
|48 - 50<br />
|42 - 44<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3<br />GRAPHOR 3<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1<br />
|960<br />
|1.92 - 2.0<br />
|86 - 90<br />
|45 - 48<br />
|41 - 43<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4<br />GRAPHOR 4<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.7<br />
|960<br />
|2.04 - 2.13<br />
|81 - 84<br />
|42 - 46<br />
|40 - 42<br />
|-<br />
|Ag/C 95/5<br />GRAPHOR 5<br />
|94.5 - 95.5<br />
|8.5<br />
|960<br />
|2.12 - 2.22<br />
|78 - 81<br />
|40 - 44<br />
|40 - 60<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3D<br />GRAPHOR 3D*)<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1 - 9.3<br />
|960<br />
|1.92 - 2.08<br />
|83 - 90<br />
|45 - 50<br />
|35 - 55<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4D<br />GRAPHOR 4D*)<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.8 - 9.0<br />
|960<br />
|2.04 - 2.22<br />
|78 - 84<br />
|43 - 47<br />
|35 - 60<br />
|-<br />
|AgCDF<br />GRAPHOR DF**)<br />
|95.7 - 96.7<br />
|8.7 - 8.9<br />
|960<br />
|2.27 - 2.50<br />
|69 - 76<br />
|40 - 44<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche <br /><br />
<nowiki>**)</nowiki> Grafitanteil 3,8 Massen-% Grafit-Partikel; Grafit-Fasern parallel zur Schaltfläche<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.33"><br />
<caption>'''<!--Table 2.33:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO-Designation</p></th><th><p class="s11">Properties</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C</p><p class="s12">GRAPHOR</p></td><td><p class="s12">Highest resistance against welding during make operations at high currents,</p><p class="s12">High resistance against welding of closed contacts during short circuit,</p><p class="s12">Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,</p><p class="s12">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, GRAPHOR with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,</p><p class="s12">Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,</p><p class="s12">Limited formability,</p><p class="s12">Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.34"><br />
<caption>'''<!--Table 2.34:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO Designation</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 98/2</p><p class="s12">GRAPHOR 2</p></td><td><p class="s12">Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact</p><p class="s12">parts, some contact rivets with</p><p class="s12">Ag/C97/3</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</p></td></tr><tr><td/><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Silver_Based_Materials]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Werkstoffe_auf_Silber-Basis&diff=4057Werkstoffe auf Silber-Basis2014-09-25T10:41:04Z<p>Teitscheid: temp edit</p>
<hr />
<div>===Feinsilber===<br />
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller<br />
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die<br />
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die<br />
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.<br />
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis<br />
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes<br />
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,<br />
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim<br />
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei<br />
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung<br />
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen<br />
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch<br />
Kurzschlüsse verursachen.<br />
<br />
Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/><!--(Table 2.11)-->). Silber<br />
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-<br />
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen<br />
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/><!--Table 2.12-->). Weitere Angaben zu den verschiedenen<br />
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.<br />
<br />
Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich<br />
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden.<br />
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-<br />
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach<br />
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten<br />
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.<br />
<br />
Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,<br />
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des<br />
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen<br />
verbreitet Anwendung.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"><br />
<caption>'''<!--Table 2.11:-->Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</p></th><th><p class="s12">Beimengungen</p><p class="s12">[ppm]</p></th><th><p class="s12">Hinweise für die Verwendung</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Spektralreines</p><p class="s12">Silber</p></td><td><p class="s11">99.999</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 3</p><p class="s11">Zn &lt; 1</p><p class="s11">Si &lt; 1</p><p class="s11">Ca &lt; 2</p><p class="s11">Fe &lt; 1</p><p class="s11">Mg &lt; 1</p><p class="s11">Cd &lt; 1</p></td><td><p class="s12">Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Hochreines Silber, sauerstofffrei</p></td><td><p class="s11">99.995</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 30</p><p class="s11">Zn &lt; 2</p><p class="s11">Si &lt; 5</p><p class="s11">Ca &lt; 10</p><p class="s11">Fe &lt; 3</p><p class="s11">Mg &lt; 5</p><p class="s11">Cd &lt; 3</p></td><td><p class="s12">Barren und Granalien für Legierungszwecke</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"><br />
<caption>'''<!--Table 2.12:-->Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!colspan="2" |Verunreinigungen <br />
!Ag-Chem.*<br />
!Ag-ES**<br />
!Ag-V***<br />
|-<br />
|Cu <br />
|ppm<br />
|< 100<br />
|< 300<br />
|< 300<br />
|-<br />
|Fe <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 100<br />
|< 100<br />
|-<br />
|Ni <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Cd <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Zn <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 10<br />
|-<br />
|Na + K + Mg + Ca <br />
|ppm<br />
|< 80<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Ag CI <br />
|ppm<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|-<br />
|NO<sub>3</sub> <br />
|ppm<br />
|< 40<br />
|< 40<br />
|<br />
|-<br />
|Nh<sub>4</sub>CI <br />
|ppm<br />
|< 30<br />
|< 30<br />
|<br />
|-<br />
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)<br />
|-<br />
|> 100 μm <br />
|%<br />
|0<br />
|0<br />
|0<br />
|-<br />
|< 100 bis > 63 μm <br />
|%<br />
|< 5<br />
|< 5<br />
|< 15<br />
|-<br />
|< 36 μm <br />
|%<br />
|< 80<br />
|< 90<br />
|< 75<br />
|-<br />
|Schüttdichte <br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|1.0 - 1.6<br />
|1.0 - 1.5<br />
|3 - 4<br />
|-<br />
|Stampfvolumen<br />
|ml/100g<br />
|40 - 50<br />
|40 - 50<br />
|15 - 25<br />
|-<br />
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten<br />
|-<br />
|Pressdichte<br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|5.6 - 6.5<br />
|5.6 - 6.3<br />
|6.5 - 8.5<br />
|-<br />
|Sinterdichte<br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|> 9<br />
|> 9.3<br />
|> 8<br />
|-<br />
|Volumenschrumpfung <br />
|%<br />
|> 34<br />
|> 35<br />
|> 0<br />
|-<br />
|Glühverlust<br />
|%<br />
|< 2<br />
|< 0.1<br />
|< 0.1<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung <br /><br />
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse <br /><br />
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/><!--Fig. 2.45:--> Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/><!--Fig. 2.46:--> Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"><br />
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
===Silber-Legierungen===<br />
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen<br />
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften<br />
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.13)-->). Durch die metallische Zusatzkomponente<br />
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und<br />
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und<br />
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie<br />
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden<br />
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--(Fig. 2.47)--> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--(Fig. 2.48)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.13:-->Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/<br />DODUCO-<br />Bezeichnung <br />
!Silber-Anteil<br />[wt%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Schmelzpunkt<br />bzw.-intervall<br />[°C]<br />
!Spez. elektr.<br />
Widerstand<br />[μΩ·cm]<br />
!Elektrische<br />
Leitfähigkeit<br />[MS/m]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/mK]<br />
!Temp. Koeff.d.el.<br />
Widerstandes<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
!E-Modul<br />[GPa]<br />
|-<br />
|Ag<br />
|99.95<br />
|10.5<br />
|961<br />
|1.67<br />
|60<br />
|419<br />
|4.1<br />
|80<br />
|-<br />
|AgNi 0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />
|99.85<br />
|10.5<br />
|960<br />
|1.72<br />
|58<br />
|414<br />
|4.0<br />
|82<br />
|-<br />
|AgCu3<br />
|97<br />
|10.4<br />
|900 - 938<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.2<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu5<br />
|95<br />
|10.4<br />
|910<br />
|1.96<br />
|51<br />
|380<br />
|3.0<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu10<br />
|90<br />
|10.3<br />
|870<br />
|2.0<br />
|50<br />
|335<br />
|2.8<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu28<br />
|72<br />
|10.0<br />
|779<br />
|2.08<br />
|48<br />
|325<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|Ag98CuNi<br />ARGODUR 27<br />
|98<br />
|10.4<br />
|940<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.5<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu24,5Ni0,5<br />
|75<br />
|10.0<br />
|805<br />
|2.20<br />
|45<br />
|330<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|AgCd10<br />
|89 - 91<br />
|10.3<br />
|910 - 925<br />
|4.35<br />
|23<br />
|150<br />
|1.4<br />
|60<br />
|-<br />
|Ag99,5NiMg<br />ARGODUR 32<br />unvergütet<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.3<br />
|80<br />
|-<br />
|ARGODUR 32<br />vergütet<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.1<br />
|80<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--Fig. 2.47:--> Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber<br />
<br />
<xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--Fig. 2.48:--> Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand<br />
a) geglüht und abgeschreckt<br />
b) bei 280°C angelassen<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"><br />
[[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<br />
a) geglüht und abgeschreckt<br />
b) bei 280°C angelassen</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
====Feinkornsilber====<br />
Unter Feinkornsilber (ARGODUR-Spezial) versteht man eine Silberlegierung mit<br />
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand<br />
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer<br />
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht<br />
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/> <!--(Fig. 2.51)-->). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze<br />
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers<br />
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden<br />
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/><!--(Fig. 2.49)--> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/><!--(Fig. 2.50)-->).<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"><br />
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97<br />
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer<br />
bei 600°C</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"><br />
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15<br />
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer<br />
bei 600°C</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel"><br />
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Nickel</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit<br />
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und<br />
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen<br />
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich<br />
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber<br />
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.<br />
<br />
====Hartsilber-Legierungen====<br />
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des<br />
Silbers deutlich erhöht. Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen<br />
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,<br />
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.<br />
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und<br />
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit<br />
auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.14:-->Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff//</p><p class="s12">DODUCO-Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Festigkeitszustand</p></th><th><p class="s12">Zugfestigkeit</p><p class="s12">R<span class="s31">m </span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Dehnung A [%] min.</p></th><th><p class="s12">Vickershärte</p><p class="s12">HV 10</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">200 - 250</p><p class="s12">250 - 300</p><p class="s12">300 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">8</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">60</p><p class="s12">80</p><p class="s12">90</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgNi 0,15</p><p class="s12">ARGODUR Special</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220 - 270</p><p class="s12">270 - 320</p><p class="s12">320 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">6</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu3</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 330</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 470</p></td><td><p class="s12">250 - 330</p><p class="s12">330 - 400</p><p class="s12">400 - 470</p><p class="s12">&gt; 470</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">45</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu5</p></td><td><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 460</p><p class="s12">R 550</p></td><td><p class="s12">270 - 350</p><p class="s12">350 - 460</p><p class="s12">460 - 550</p><p class="s12">&gt; 550</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">55</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">135</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu10</p></td><td><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 370</p><p class="s12">R 470</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">280 - 370</p><p class="s12">370 - 470</p><p class="s12">470 - 570</p><p class="s12">&gt; 570</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">60</p><p class="s12">95</p><p class="s12">130</p><p class="s12">150</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu28</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 380</p><p class="s12">R 500</p><p class="s12">R 650</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">380 - 500</p><p class="s12">500 - 650</p><p class="s12">&gt; 650</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">120</p><p class="s12">140</p><p class="s12">160</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag98CuNi</p><p class="s12">ARGODUR 27</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">250 - 310</p><p class="s12">310 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">50</p><p class="s12">85</p><p class="s12">110</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu24,5Ni0,5</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 600</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">&gt; 600</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">105</p><p class="s12">180</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCd10</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">200 - 280</p><p class="s12">280 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">36</p><p class="s12">75</p><p class="s12">100</p><p class="s12">115</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag99,5NiMg</p><p class="s12">ARGODUR 32</p><p class="s12">Not heat treated</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 260</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220</p><p class="s12">260</p><p class="s12">310</p><p class="s12">360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">ARGODUR 32 Heat treated</p></td><td><p class="s12">R 400</p></td><td><p class="s12">400</p></td><td><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">130-170</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-<br />
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im<br />
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes<br />
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere<br />
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,<br />
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und<br />
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)<br />
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--(Fig. 2.52)-->). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen<br />
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber<br />
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle<br />
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.<br />
<br />
Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-<br />
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine<br />
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die<br />
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe<br />
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung<br />
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit<br />
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.<br />
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung<br />
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit<br />
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung<br />
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren<br />
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer<br />
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.<br />
<br />
Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch<br />
bei Feinsilber angewandt werden.<br />
<br />
Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern<br />
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,<br />
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->).<br />
<br />
Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die<br />
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der<br />
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber<br />
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so<br />
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar<br />
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen<br />
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und<br />
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der<br />
Luft- und Raumfahrt.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--Fig. 2.52:--> Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Kupfer<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver cadmium"/><!--Fig. 2.53:--> Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Cadmium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/><!--Fig. 2.54:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu3 durch Kaltumformung<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/><!--Fig. 2.55:--> Erweichungsverhalten von AgCu3<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/><!--Fig. 2.56:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu5<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"/><!--Fig. 2.57:--> Erweichungsverhalten von AgCu5<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"/><!--Fig. 2.58:--> Verfestigungsverhalten von AgCu10<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"/><!--Fig. 2.59:--> Erweichungsverhalten von AgCu10<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"/><!--Fig. 2.60:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu28 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"/><!--Fig. 2.61:--> Erweichungsverhalten von AgCu28<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"/><!--Fig. 2.62:--> Verfestigungsverhalten von AgNi0,15<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"/><!--Fig. 2.63:--> Erweichungsverhalten von AgNi0,15<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"/><!--Fig. 2.64:--> Verfestigungsverhalten<br />
von ARGODUR 27<br />
durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"/><!--Fig. 2.65:--> Erweichungsverhalten<br />
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und<br />
einer Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver copper"> <br />
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Kupfer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver cadmium"> <br />
[[File:Phase diagram of silver cadmium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Cadmium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu3 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu3<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu5<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu5<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgCu10<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu10<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgCu28 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgCu28<br />
nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von AgNi0,15<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgNi0,15<br />
nach 1h Glühdauer und einer Kaltumformung<br />
von 80%</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"> <br />
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von ARGODUR 27<br />
durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"> <br />
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten<br />
von ARGODUR 27 nach 1h Glühdauer und<br />
einer Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.15:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff <br />
!colspan="2" | Eigenschaften<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Special<br />
|Höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit, hohe Affinität zu Schwefel (Sulfidbildung), geringe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand, sehr gute Verformbarkeit <br />
|oxidationsbeständig, bei höheren Einschaltströmen begrenzte Abbrandfestigkeit, Neigung zur Materialwanderung in Gleichstromkreisen, gute Löt- und Schweißbarkeit<br />
|-<br />
|Ag-Legierungen <br />
|Mit zunehmendem Kupferanteil Anstieg des Kontaktwiderstandes, höhere Abbrandfestigkeit gegenüber Feinsilber, geringere Neigung zu Materialwanderung, höhere mechanische Festigkeit gegenüber Feinsilber<br />
|gute Verformbarkeit, gute Löt- und Schweißbarkeit <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.16:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff <br />
!Anwendungsbeispiele<br />
!Lieferformen<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />AgCu3<br />AgNi98NiCu2<br />ARGODUR 27<br />AgCu24,5Ni0,5<br />
|Relais,<br />Mikroschalter,<br />Hilfsstromschalter,<br />Befehlsschalter,<br />Schalter für Hausgeräte,<br />Lichtschalter (&le; 20A),<br />Hauptschalter <br />
|'''Halbzeuge:''' <br />Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, Toplay-Profile, rollennahtgeschweißte Profile<br />'''Kontaktteile:'''<br />Kontaktauflagen, massive- und Bimetallniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile<br />
|-<br />
|AgCu5<br />AgCu10<br />AgCu28 <br />
|Spezielle Anwendungen<br />
|'''Halbzeuge:'''<br />Bänder, Drähte, Kontaktprofile, Kontaktbimetalle, rollennahtgeschweißte Profile<br />'''Kontaktteile:'''<br />Kontaktauflagen, massive Kontaktniete, Aufschweißkontakte, plattierte, geschweißte und genietete Kontaktteile<br />
|-<br />
|Ag99, 5NiOMgO<br />ARGODUR 32<br />
|Miniaturrelais, Schütze und Relais in Flugzeugen, Erodierdrähte für Einspritzdüsen<br />
|Kontaktfedern, Kontaktträgerteile<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
====Silber-Palladium-Legierungen====<br />
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften<br />
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von<br />
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert<br />
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab 2.17)--> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab.2.18)-->). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung<br />
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen<br />
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig<br />
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt<br />
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.<br />
<br />
AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere<br />
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Table 2.19)-->). Allerdings<br />
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.<br />
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der<br />
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft<br />
auswirkt.<br />
<br />
AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.<br />
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Drahtoder<br />
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.<br />
<br />
AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer<br />
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/><!--(Table 2.20)-->). Aufgrund des hohen<br />
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,<br />
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage, ersetzt.<br />
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte<br />
gefunden.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver palladium"/><!--Fig. 2.66:--> Zustandsdiagramm von Silber-Palladium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"/><!--Fig. 2.67:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"/><!--Fig. 2.68:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd50 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"/><!--Fig. 2.69:--> Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"/><!--Fig. 2.70:--> Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,<br />
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium"><br />
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm von Silber-Palladium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd50 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten<br />
von AgPd30Cu5 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"><br />
[[File:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5.jpg|left|thumb|<caption>Erweichungsverhalten von AgPd30, AgPd50,<br />
AgPd30Cu5 nach 1h Glühdauer und einer<br />
Kaltumformung von 80%</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<br />
<caption>'''<!--Table 2.17:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff<br />
!Palladiumanteil<br />[Massen-%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Schmelzpunkt<br />bzw.-intervall<br />[°C]<br />
!Spez. elektr.<br />
Widerstand<br />[μΩ·cm]<br />
!Elektrische<br />
Leitfähigkeit<br />[MS/m]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/mK]<br />
!Temp. Koeff.d.el.<br />
Widerstandes<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
|-<br />
|AgPd30<br />
|30<br />
|10.9<br />
|1155 - 1220<br />
|14.7<br />
|6.8<br />
|60<br />
|0.4<br />
|-<br />
|AgPd40<br />
|40<br />
|11.1<br />
|1225 - 1285<br />
|20.8<br />
|4.8<br />
|46<br />
|0.36<br />
|-<br />
|AgPd50<br />
|50<br />
|11.2<br />
|1290 - 1340<br />
|32.3<br />
|3.1<br />
|34<br />
|0.23<br />
|-<br />
|AgPd60<br />
|60<br />
|11.4<br />
|1330 - 1385<br />
|41.7<br />
|2.4<br />
|29<br />
|0.12<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5<br />
|30<br />
|10.8<br />
|1120 - 1165<br />
|15.6<br />
|6.4<br />
|28<br />
|0.37<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.18:-->Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff</p></th><th><p class="s12">Festigkeitszustand</p></th><th><p class="s12">Zugfestigkeit</p><p class="s12">R<span class="s31"><sub>m</sub></span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Dehnung A</p><p class="s12">[%]min.</p></th><th><p class="s12">Vickershärte</p><p class="s12">HV</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30</p></td><td><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">320</p><p class="s12">570</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">3</p></td><td><p class="s12">65</p><p class="s12">145</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd40</p></td><td><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">350</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">72</p><p class="s12">165</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd50</p></td><td><p class="s12">R 340</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">340</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">35</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">78</p><p class="s12">185</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd60</p></td><td><p class="s12">R 430</p><p class="s12">R 700</p></td><td><p class="s12">430</p><p class="s12">700</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">85</p><p class="s12">195</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">R 410</p><p class="s12">R 620</p></td><td><p class="s12">410</p><p class="s12">620</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">190</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.19:-->Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!colspan="2" | Properties<br />
|-<br />
|AgPd30-60<br />
|Corrosion resistant, tendency to Brown Powder formation increases with Pd content, low tendency to material transfer in DC circuits, high ductility <br />
|Resistant against Ag<sub>2</sub>S formation, low contact resistance, increasing hardness with higher Pd content, AgPd30 has highest arc erosion resistance, easy to weld and clad<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5 <br />
|High mechanical wear resistance<br />
|High Hardness <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.20:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd 30-60</p></td><td><p class="s12">Switches, relays, push-buttons,</p><p class="s12">connectors, sliding contacts</p></td><td><p class="s12">'''Semi-finished Materials:'''</p><p class="s12">Wires, micro profiles (weld tapes), clad</p><p class="s12">contact strips, seam-welded strips</p><p class="s12">'''Contact Parts:'''</p><p class="s12">Solid and composite rivets, weld buttons;</p><p class="s12">clad and welded contact parts, stamped parts</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">Sliding contacts, slider tracks</p></td><td><p class="s12">Wire-formed parts, contact springs, solid</p><p class="s12">and clad stamped parts</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
===Silber-Verbundwerkstoffe===<br />
<br />
====Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffe====<br />
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen<br />
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-<br />
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren<br />
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-<br />
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte<br />
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten<br />
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im<br />
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--(Fig. 2.75)--> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--(Fig. 2.76)-->).<br />
<br />
Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte<br />
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus. Das<br />
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei<br />
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer<br />
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften<br />
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine<br />
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/> <!--(Table 2.23)-->).<br />
<br />
Ag/Ni (SINIDUR)-Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von<br />
10-40 Massen-% hergestellt. SINIDUR 10 und SINIDUR 20, die am häufigsten<br />
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--(Fig. 2.71)--> <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--(Fig. 2.72)--> <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/> <!--(Fig. 2.73)--> <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--(Fig. 2.74)-->). Sie<br />
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe<br />
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni (SINIDUR)-Werkstoffe mit Nickel-<br />
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen<br />
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte<br />
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden<br />
können.<br />
<br />
Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,<br />
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere<br />
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/><!--(Table 2.24)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.21:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR) -Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th>Material/DODUCO</th><th>Silver Content</th><th>Density</th><th>Melting Point</th><th>ElectricalResistivity<i>p</i></th><th colspan="2">Electrical Resistivity (soft)</th></tr><br />
<tr><br />
<th>Designation</th><th>[wt%]</th><th>[g/cm<sup>3</sup>]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th><br />
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">Ag/Ni 90/10</p><p class="s11">SINIDUR 10</p></td><td><p class="s11">89 - 91</p></td><td><p class="s11">10.2 - 10.3</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.82 - 1.92</p></td><td><p class="s12">90 - 95</p></td><td><p class="s12">52 - 55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 85/15</p><p class="s11">SINIDUR 15</p></td><td><p class="s11">84 - 86</p></td><td><p class="s11">10.1 - 10.2</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.89 - 2.0</p></td><td><p class="s12">86 - 91</p></td><td><p class="s12">50 - 53</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 80/20</p><p class="s11">SINIDUR 20</p></td><td><p class="s11">79 - 81</p></td><td><p class="s11">10.0 - 10.1</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.92 - 2.08</p></td><td><p class="s12">83 - 90</p></td><td><p class="s12">48 - 52</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 70/30</p><p class="s11">SINIDUR 30</p></td><td><p class="s11">69 - 71</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.44</p></td><td><p class="s12">71</p></td><td><p class="s12">41</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 60/40</p><p class="s11">SINIDUR 40</p></td><td><p class="s11">59 - 61</p></td><td><p class="s11">9.7</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.70</p></td><td><p class="s12">64</p></td><td><p class="s12">37</p></td></tr><br />
</table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.22"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.22:-->Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Hardness Condition<br />
!Tensile Strength R<sub>m</sub> [Mpa]<br />
!Elongation A (soft annealed) [%] min.<br />
!Vickers Hardness HV 10<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />SINIDUR 10<br />
|soft<br />R 220<br />R 280<br />R 340<br />R 400<br />
|< 250<br />220 - 280<br />280 - 340<br />340 - 400<br />> 400<br />
|25<br />20<br />3<br />2<br />1<br />
|< 50<br />50 - 70<br />65 - 90<br />85 - 105<br />> 100<br />
|-<br />
|Ag/Ni 85/15<br />SINIDUR 15<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 380<br />R 400<br />
|< 275<br />250 - 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />> 400<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 70<br />70 - 90<br />85 - 105<br />100 - 120<br />> 115<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20<br />SINIDUR 20<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 400<br />R 450<br />
|< 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />400 - 450<br />> 450<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 80<br />80 - 95<br />90 - 110<br />100 - 125<br />> 120<br />
|-<br />
|Ag/Ni 70/30<br />SINIDUR 30<br />
|R 330<br />R 420<br />R 470<br />R 530<br />
|330 - 420<br />420 - 470<br />470 - 530<br />> 530<br />
|8<br />2<br />1<br />1<br />
|80<br />100<br />115<br />135<br />
|-<br />
|Ag/Ni 60/40<br />SINIDUR 40<br />
|R 370<br />R 440<br />R 500<br />R 580<br />
|370 - 440<br />440 - 500<br />500 - 580<br />> 580<br />
|6<br />2<br />1<br />1<br />
|90<br />110<br />130<br />150<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--Fig. 2.71:--> Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--Fig. 2.72:--> Softening of Ag/Ni 90/10 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/><!--Fig. 2.73:--> Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--Fig. 2.74:--> Softening of Ag/Ni 80/20 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--Fig. 2.75:--> Micro structure of Ag/Ni 90/10 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--Fig. 2.76:--> Micro structure of Ag/Ni 80/20 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel t o the extrusion direction<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.23:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/Ni <br />SINIDUR<br />
|High arc erosion resistance at switching currents up to 100A,<br />Resistance against welding for starting current up to 100A,<br />low and over the electrical contact life nearly constant contact resistance for Ag/Ni 90/10 and Ag/Ni 80/20,<br />ow and spread-out material transfer under DC load,<br />non-conductive erosion residue on isolating components resulting in only minor change of the dielectric strength of switching devices,<br />good arc moving properties,<br />good arc extinguishing properties,<br />good or sufficient ductility depending on the Ni content,<br />easy to weld and braze<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.24:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material<br />
!Application Examples<br />
!Switching or Nominal Current<br />
!Form of Supply<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Relays<br /> Automotive Relays - Resistive load - Motor load<br />
|> 10A<br />> 10A<br />
|rowspan="9" | '''Semi-finisched Materials:'''<br />Wires, profiles,<br />clad strips,<br />Seam-welded strips,<br />Toplay strips <br />'''Contact Parts:'''<br />Contact tips, solid<br />and composite<br />rivets, Weld buttons,<br />clad, welded,<br />brazed, and riveted<br />contact parts<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20<br />
|Auxiliary current switches<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Appliance switches<br />
|&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Wiring devices<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Main switches, Automatic staircase illumination switches<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Control<br />Thermostats<br />
|> 10A<br />&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Load switches<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Contactors circuit breakers<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />paired with Ag/C 97/3-96/4<br />
|Motor protective circuit breakers<br />
|&le; 40A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Fault current circuit breakers<br />
|&le; 100A<br />
|rowspan="2" | Rods, Profiles,<br />Contact tips, Formed parts,<br />brazed and welded<br />contact parts<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Power switches<br />
|> 100A<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/ZnO====<br />
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:<br />
Silber-Cadmiumoxid (DODURIT CdO), Silber-Zinnoxid (SISTADOX)<br />
und Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO). Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und<br />
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand<br />
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine<br />
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,<br />
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->).<br />
<br />
*'''Silver-cadmium oxide (DODURIT CdO) materials'''<br />
<br />
Silber-Cadmiumoxid (DODURIT CdO)-Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO<br />
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem<br />
Wege hergestellt <xr id="tab:Physical and Mechanical Properties"/><!--(Table 2.25)-->().<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical and Mechanical Properties"><br />
[[File:Physical and Mechanical Properties.jpg|right|thumb|Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren<br />
und Lieferformen von stranggepressten Silber-Cadmiumoxid<br />
(DODURIT CdO)-Werkstoffen]]<br />
</figtable><br />
<br />
Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von<br />
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium<br />
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung<br />
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen<br />
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der<br />
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei<br />
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen<br />
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der<br />
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.83)-->).<br />
<br />
Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs<br />
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.<br />
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf<br />
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Figs. 2.77)--> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.78)-->).<br />
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu<br />
einer bestimmten Tiefe ausgeführt (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--(Fig. 2.85)-->). Die so erhaltenen Zweischichtbänder<br />
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und<br />
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial<br />
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.<br />
<br />
Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren<br />
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern<br />
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen<br />
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der<br />
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft<br />
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--(Fig. 2.84)-->). Die für Bänder und Plättchen<br />
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen<br />
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem<br />
Strangpressvorgang erzielt (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--(Fig. 2.86)-->).<br />
<br />
Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der<br />
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung<br />
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes<br />
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang<br />
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.77:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.78:--> Softening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.79:--> Strain hardening of Ag/CdO 90/10 P by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"/><!--Fig. 2.80:--> Softening of Ag/CdO 90/10 P after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"/><!--Fig. 2.81:--> Strain hardening of Ag/CdO 88/12 WP<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"/><!--Fig. 2.82:--> Softening of Ag/CdO 88/12WP after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--Fig. 2.83:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 i.o. a) close to surface b) in center area<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.84:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 P: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--Fig. 2.85:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 ZH: 1) Ag/CdO layer 2) AgCd backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--Fig. 2.86:--> Micro structure of AgCdO 88/12 WP: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Softening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/CdO 90/10 P by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/CdO 90/10 P after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/CdO 88/12 WP</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/CdO 88/12WP after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 P: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010ZH.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 ZH: 1) Ag/CdO layer 2) AgCd backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO8812WP.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of AgCdO 88/12 WP: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
*'''Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffe'''<br />
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen<br />
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO<sub>2</sub>-Werkstoffe mit 2-14<br />
Massen-% SnO<sub>2</sub> ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,<br />
dass Ag/SnO<sub>2</sub> -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,<br />
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich<br />
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.30)-->).<br />
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO<sub>2</sub>-<br />
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/><!--(Tab. 2.28)--> und <xr id="tab:tab2.29"/><!--(Table 2.29)-->).<br />
<br />
Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist<br />
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden<br />
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,<br />
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes<br />
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur<br />
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen<br />
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO<sub>2</sub>-Werkstoffe sind sehr<br />
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung<br />
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz<br />
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es<br />
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO<sub>2</sub>-Einlagerungen<br />
herzustellen (SISTADOX TOS F) (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--(Fig. 2.114)-->). Dies gelingt durch Optimierung des<br />
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim<br />
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder<br />
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen<br />
(SISTADOX WTOS F) (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--(Fig. 2.116)-->). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung<br />
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese<br />
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->).<br />
<br />
Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffen spielt die<br />
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein<br />
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO<sub>3</sub>,<br />
MoO<sub>3</sub>, CuO und/oder Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> zugemischt, die im Schaltbetrieb an der<br />
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese<br />
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der<br />
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen<br />
und Schalteigenschaften der Ag/SnO<sub>2</sub> -Werkstoffe (<xr id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"/> (Table 2.26 als PDF herunterladen: [[File:Physical Mechanical properties.pdf|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]] )).<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"><br />
[[File:Physical Mechanical Properties as Manufacturing.jpg|right|thumb|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]]<br />
</figtable><br />
<br />
Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,<br />
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben (<!--[[#figures|(Figs. 43 – 75)]]-->). Einige<br />
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:<br />
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' <br> 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.<br />
<br />
:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' <br> 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.<br />
<br />
:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' <br> Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag<sub>2</sub> MoO<sub>4</sub> , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.<br />
<br />
:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' <br> 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.<br />
<br />
:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' <br> In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO<sub>2</sub> werden eine Silbersalzlösung<br />
zusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen<br />
Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten<br />
Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.<br />
<br />
Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten<br />
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.<br />
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten<br />
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund<br />
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen<br />
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"/><!--(Table 2.27)-->).<br />
<br />
Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus<br />
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik<br />
hergestellt werden.<br />
<br />
<div id="figures"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.87:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.88:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.89:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"/><!--Fig. 2.90:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"/><!--Fig. 2.91:--> Strain hardening of oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"/><!--Fig. 2.92:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.93:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"/><!--Fig. 2.94:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"/><!--Fig 2.95:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"/><!--Fig. 2.96:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.97:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"/><!--Fig. 2.98:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"/><!--Fig. 2.99:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"/><!--Fig. 2.100:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"/><!--Fig. 2.101:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"/><!--Fig. 2.102:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.103:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.104:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.105:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"/><!--Fig. 2.106:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.108:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.107:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.109:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.110:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"/><!--Fig. 2.111:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.112:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"/><!--Fig. 2.113:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.114:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.115:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--Fig. 2.116:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.117:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.118:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"/><!--Fig. 2.119:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"><br />
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"> <br />
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"><br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub>88/12P after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"><br />
<caption>'''<!--Table 2.27:-->Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th rowspan="2"><p class="s11">Material/</p><p class="s11">DODUCO- Designation</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Additives</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Density</p><p class="s11">[ g/cm<sup>3</sup>]</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Resistivity</p><p class="s11">[µ<span class="s14">S ·</span>cm]</p></th><th colspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Conductivity</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Vickers</p><p class="s11">Hardness</p><p class="s11">HV 10.</p></th></tr><br />
<tr><th><p class="s11">[%IACS]</p></th><th><p>[MS/m]</p></th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">AgCdO 90/10EP</p><p class="s11">DODURIT CdO 10EP</p></td><td/><td><p class="s11">10.1</p></td><td><p class="s11">2.08</p></td><td><p class="s12">83</p></td><td><p class="s12">48</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgCdO 85/15 EP DODURIT CdO 15EP</p></td><td/><td><p class="s11">9.9</p></td><td><p class="s11">2.27</p></td><td><p class="s12">76</p></td><td><p class="s12">44</p></td><td><p class="s11">65</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 90/10 EPX SISTADOX 10EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">2.22</p></td><td><p class="s12">78</p></td><td><p class="s12">45</p></td><td><p class="s11">55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 88/12EPX SISTADOX 12EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.6</p></td><td><p class="s11">2.63</p></td><td><p class="s12">66</p></td><td><p class="s12">38</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr></table><br />
Form of Support: formed parts, stamped parts, contact tips<br />
</figtable><br />
<br />
*'''Silver–zinc oxide (DODURIT ZnO) materials'''<br />
Silver zinc oxide (DODURIT ZnO) contact materials with mostly 6 - 10 wt% oxide content including other small metal oxides are produced exclusively by powder metallurgy [[#figures1|(Figs. 76 – 81)]],<!--(Table 2.28)-->. Adding Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> in the process b) as described in the preceding chapter on Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Tab. 2.30)--> and <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Tab. 2.31)-->.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.28"><br />
<caption>'''<!--Table 2.28:--> Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Additives<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers<br />Hardness<br />Hv1<br />
!Tensile<br />Strength<br />[MPa]<br />
!Elongation<br />(soft annealed)<br />A[%]min.<br />
!Manufacturing<br />Process<br />
!Form of<br />Supply<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8P<br />DODURIT ZnO 8P<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.22<br />
|78<br />
|45<br />
|60 - 95<br />
|220 - 350<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />a) indiv. powders<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 94/6PW25<br />DODURIT ZnO 6PW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 100<br />
|200 - 320<br />
|30<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8PW25<br />DODURIT ZnO 8PW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|230 - 340<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10PW25<br />DODURIT ZnO 10PW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.17<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 100<br />
|230 - 350<br />
|20<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WP<br />DODURIT ZnO 8WP<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />with Ag backing a) individ.<br />
|2<br />
|-<br />
|AgZnO 94/6WPW25<br />DODURIT ZnO 6WPW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WPW25<br />DODURIT ZnO 8WPW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10WPW25<br />DODURIT ZnO 10WPW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.7<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 110<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips<br />
<br />
<br />
<div id="figures1"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.120:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 PW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.121:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 PW25 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.122:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.123:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 after annealing for 1hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"/><!--Fig. 2.124:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 Pw25: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.125:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 WPW25:a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/ZnO contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.29"><br />
<caption>'''<!--Table 2.29:-->Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">Material Group</p></th><th><p class="s12">Special Properties<th colspan="2"></p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>PE</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for automotive relays</p><p class="s12">(lamp loads)</p></td><td><p class="s12">Good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>98/2 PX/PC</p></td><td><p class="s12">Especially good heat resistance</p></td><td><p class="s12">Easily riveted, can be directly welded</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>TOS F</p></td><td><p class="s12">Especially suited for high inductive</p><p class="s12">DC loads</p></td><td><p class="s12">Very good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPC</p></td><td><p class="s12">For AC-3 and AC-4 applications in motor</p><p class="s12">switches (contactors)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPD</p></td><td><p class="s12">Especially suited for severe loads (AC-4)</p><p class="s12">and high switching currents</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPX</p></td><td><p class="s12">For standard motor loads (AC-3) and</p><p class="s12">Resistive loads (AC-1), DC loads (DC-5)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WTOSF</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for high inductive DC</p><p class="s12">loads</p></td><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.30:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/CdO<br />DODURIT CdO<br />
|High resistance against welding during current on switching for currents up to<br />5kA especially for powder metallurgical materials,<br /><br />
Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life at switching currents<br /><br />
of 100A – 5kA,<br /><br />
Very good arc moving properties for materials produced by internal oxidation,<br />Good arc extinguishing properties,<br /><br />
Formability better than the one of Ag/SnO2 and Ag/ZnO materials,<br /><br />
Use of Ag/CdO in automotive components is prohibited because of Cd toxicity,<br />Prohibition of use in consumer products and appliances in EU.<br />
|-<br />
|Ag/SnO<sub>2</sub><br />SISTADOX<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
Very high resistance against welding during current on switching,<br />Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties through use of special additives,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life,<br /><br />
Very low and flat material transfer during DC load switching,<br /><br />
Good arc moving and very good arc extinguishing properties<br />
|-<br />
|Ag/ZnO<br />DODURIT ZnO<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
High resistance against welding during current on switching<br />(capacitor contactors),<br /><br />
Low and stable contact resistance through special oxide additives,<br />Very high arc erosion resistance at high switching currents,<br /><br />
Less favorable than Ag/SnO<sub>2</sub> for electrical life and material transfer,<br /><br />
With Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> additive especially suitable for AC relays<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.31:-->Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/CdO</p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Wiring devices, Appliance switches, Main switches, contactors, Small (main) power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2</span></p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,</p><p class="s12">Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired against</p><p class="s12">Ag/C), (Main) Power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/ZnO</p></td><td><p class="s12">Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuit</p><p class="s12">breakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
====Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffe====<br />
Ag/C (GRAPHOR)-Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten<br />
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/><!--(Table 2.32)-->). Die früher<br />
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik<br />
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und<br />
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,<br />
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und<br />
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine<br />
gewisse Bedeutung.<br />
<br />
Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren<br />
für Ag/C-Halbzeuge (<!--[[#figures3|(Figs. 82 – 85)]]<!--(Figs. 2.126 – 2.129)-->). Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung<br />
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel<br />
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 86 – 89)]]<!--(Figs. 2.130 – 2.133)-->). Je nach Art des Strangpressens, als Band<br />
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht<br />
(GRAPHOR) oder parallel (GRAPHOR D) zur Schaltfläche angeordnet<br />
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--(Fig. 2.131)--> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--(Fig. 2.132)-->).<br />
<br />
Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten<br />
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das<br />
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.<br />
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen<br />
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.<br />
<br />
Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die<br />
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine<br />
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von<br />
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre<br />
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen<br />
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel<br />
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die<br />
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,<br />
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer<br />
gleichbleibend niedrig.<br />
<br />
Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.<br />
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-<br />
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht<br />
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern (GRAPHOR DF) in den<br />
Werkstoff eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--(Fig. 2.133)-->). Das Schweißverhalten wird dabei durch<br />
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.<br />
<br />
Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach<br />
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu<br />
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen<br />
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/><!--(Table 2.33)-->). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die<br />
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit<br />
im Schaltbetrieb erfordern.<br />
<br />
Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim<br />
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-<br />
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der<br />
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als<br />
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung<br />
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus<br />
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach<br />
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,<br />
können die GRAPHOR D- und GRAPHOR DF-Profile auch mit einer dünnen<br />
Hartlotschicht versehen werden.<br />
<br />
In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch<br />
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet<br />
werden.<br />
<br />
Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,<br />
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im<br />
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der<br />
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/><!--(Table 2.34)-->). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird<br />
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte<br />
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.<br />
<br />
<div id="figures3"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.126:--> Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.127:--> Softening of Ag/C 96/4 D after annealing<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C DF"/><!--Fig. 2.128:--> Strain hardening of Ag/C DF by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"/><!--Fig. 2.129:--> Softening of Ag/C DF after annealing<br />
</div><br />
<br />
<div id="figures4"><br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"/><!--Fig. 2.130:--> Micro structure of Ag/C 97/3: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--Fig. 2.131:--> Micro structure of Ag/C 95/5: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.132:--> Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--Fig. 2.133:--> Micro structure of Ag/C DF: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag/Ni 90/10 backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"><br />
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C 96/4 D after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C DF by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C DF after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.32"><br />
<caption>'''<!--Table 2.32:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />[°C]<br />
!Electrical Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers-Hardnes<br />HV10<br />42 - 45<br />
|-<br />
|Ag/C 98/2<br />GRAPHOR 2<br />
|97.5 - 98.5<br />
|9.5<br />
|960<br />
|1.85 - 1.92<br />
|90 - 93<br />
|48 - 50<br />
|42 - 44<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3<br />GRAPHOR 3<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1<br />
|960<br />
|1.92 - 2.0<br />
|86 - 90<br />
|45 - 48<br />
|41 - 43<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4<br />GRAPHOR 4<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.7<br />
|960<br />
|2.04 - 2.13<br />
|81 - 84<br />
|42 - 46<br />
|40 - 42<br />
|-<br />
|Ag/C 95/5<br />GRAPHOR 5<br />
|94.5 - 95.5<br />
|8.5<br />
|960<br />
|2.12 - 2.22<br />
|78 - 81<br />
|40 - 44<br />
|40 - 60<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3D<br />GRAPHOR 3D*)<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1 - 9.3<br />
|960<br />
|1.92 - 2.08<br />
|83 - 90<br />
|45 - 50<br />
|35 - 55<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4D<br />GRAPHOR 4D*)<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.8 - 9.0<br />
|960<br />
|2.04 - 2.22<br />
|78 - 84<br />
|43 - 47<br />
|35 - 60<br />
|-<br />
|AgCDF<br />GRAPHOR DF**)<br />
|95.7 - 96.7<br />
|8.7 - 8.9<br />
|960<br />
|2.27 - 2.50<br />
|69 - 76<br />
|40 - 44<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche <br /><br />
<nowiki>**)</nowiki> Grafitanteil 3,8 Massen-% Grafit-Partikel; Grafit-Fasern parallel zur Schaltfläche<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.33"><br />
<caption>'''<!--Table 2.33:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO-Designation</p></th><th><p class="s11">Properties</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C</p><p class="s12">GRAPHOR</p></td><td><p class="s12">Highest resistance against welding during make operations at high currents,</p><p class="s12">High resistance against welding of closed contacts during short circuit,</p><p class="s12">Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,</p><p class="s12">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, GRAPHOR with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,</p><p class="s12">Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,</p><p class="s12">Limited formability,</p><p class="s12">Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.34"><br />
<caption>'''<!--Table 2.34:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO Designation</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 98/2</p><p class="s12">GRAPHOR 2</p></td><td><p class="s12">Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact</p><p class="s12">parts, some contact rivets with</p><p class="s12">Ag/C97/3</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</p></td></tr><tr><td/><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Silver_Based_Materials]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Werkstoffe_auf_Silber-Basis&diff=4056Werkstoffe auf Silber-Basis2014-09-25T10:01:31Z<p>Teitscheid: temp edit</p>
<hr />
<div>===Feinsilber===<br />
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller<br />
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die<br />
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die<br />
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.<br />
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis<br />
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes<br />
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,<br />
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim<br />
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei<br />
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung<br />
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen<br />
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch<br />
Kurzschlüsse verursachen.<br />
<br />
Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/><!--(Table 2.11)-->). Silber<br />
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-<br />
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen<br />
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/><!--Table 2.12-->). Weitere Angaben zu den verschiedenen<br />
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.<br />
<br />
Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich<br />
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden.<br />
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-<br />
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach<br />
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten<br />
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.<br />
<br />
Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,<br />
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des<br />
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen<br />
verbreitet Anwendung.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"><br />
<caption>'''<!--Table 2.11:-->Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</p></th><th><p class="s12">Beimengungen</p><p class="s12">[ppm]</p></th><th><p class="s12">Hinweise für die Verwendung</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Spektralreines</p><p class="s12">Silber</p></td><td><p class="s11">99.999</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 3</p><p class="s11">Zn &lt; 1</p><p class="s11">Si &lt; 1</p><p class="s11">Ca &lt; 2</p><p class="s11">Fe &lt; 1</p><p class="s11">Mg &lt; 1</p><p class="s11">Cd &lt; 1</p></td><td><p class="s12">Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Hochreines Silber, sauerstofffrei</p></td><td><p class="s11">99.995</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 30</p><p class="s11">Zn &lt; 2</p><p class="s11">Si &lt; 5</p><p class="s11">Ca &lt; 10</p><p class="s11">Fe &lt; 3</p><p class="s11">Mg &lt; 5</p><p class="s11">Cd &lt; 3</p></td><td><p class="s12">Barren und Granalien für Legierungszwecke</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"><br />
<caption>'''<!--Table 2.12:-->Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!colspan="2" |Verunreinigungen <br />
!Ag-Chem.*<br />
!Ag-ES**<br />
!Ag-V***<br />
|-<br />
|Cu <br />
|ppm<br />
|< 100<br />
|< 300<br />
|< 300<br />
|-<br />
|Fe <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 100<br />
|< 100<br />
|-<br />
|Ni <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Cd <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Zn <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 10<br />
|-<br />
|Na + K + Mg + Ca <br />
|ppm<br />
|< 80<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Ag CI <br />
|ppm<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|-<br />
|NO<sub>3</sub> <br />
|ppm<br />
|< 40<br />
|< 40<br />
|<br />
|-<br />
|Nh<sub>4</sub>CI <br />
|ppm<br />
|< 30<br />
|< 30<br />
|<br />
|-<br />
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)<br />
|-<br />
|> 100 μm <br />
|%<br />
|0<br />
|0<br />
|0<br />
|-<br />
|< 100 bis > 63 μm <br />
|%<br />
|< 5<br />
|< 5<br />
|< 15<br />
|-<br />
|< 36 μm <br />
|%<br />
|< 80<br />
|< 90<br />
|< 75<br />
|-<br />
|Schüttdichte <br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|1.0 - 1.6<br />
|1.0 - 1.5<br />
|3 - 4<br />
|-<br />
|Stampfvolumen<br />
|ml/100g<br />
|40 - 50<br />
|40 - 50<br />
|15 - 25<br />
|-<br />
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten<br />
|-<br />
|Pressdichte<br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|5.6 - 6.5<br />
|5.6 - 6.3<br />
|6.5 - 8.5<br />
|-<br />
|Sinterdichte<br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|> 9<br />
|> 9.3<br />
|> 8<br />
|-<br />
|Volumenschrumpfung <br />
|%<br />
|> 34<br />
|> 35<br />
|> 0<br />
|-<br />
|Glühverlust<br />
|%<br />
|< 2<br />
|< 0.1<br />
|< 0.1<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung <br /><br />
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse <br /><br />
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/><!--Fig. 2.45:--> Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/><!--Fig. 2.46:--> Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"><br />
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
===Silber-Legierungen===<br />
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen<br />
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften<br />
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.13)-->). Durch die metallische Zusatzkomponente<br />
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und<br />
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und<br />
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie<br />
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden<br />
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--(Fig. 2.47)--> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--(Fig. 2.48)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.13:-->Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/<br />DODUCO-<br />Bezeichnung <br />
!Silber-Anteil<br />[wt%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Schmelzpunkt<br />bzw.-intervall<br />[°C]<br />
!Spez. elektr.<br />
Widerstand<br />[μΩ·cm]<br />
!Elektrische<br />
Leitfähigkeit<br />[MS/m]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/mK]<br />
!Temp. Koeff.d.el.<br />
Widerstandes<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
!E-Modul<br />[GPa]<br />
|-<br />
|Ag<br />
|99.95<br />
|10.5<br />
|961<br />
|1.67<br />
|60<br />
|419<br />
|4.1<br />
|80<br />
|-<br />
|AgNi 0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />
|99.85<br />
|10.5<br />
|960<br />
|1.72<br />
|58<br />
|414<br />
|4.0<br />
|82<br />
|-<br />
|AgCu3<br />
|97<br />
|10.4<br />
|900 - 938<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.2<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu5<br />
|95<br />
|10.4<br />
|910<br />
|1.96<br />
|51<br />
|380<br />
|3.0<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu10<br />
|90<br />
|10.3<br />
|870<br />
|2.0<br />
|50<br />
|335<br />
|2.8<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu28<br />
|72<br />
|10.0<br />
|779<br />
|2.08<br />
|48<br />
|325<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|Ag98CuNi<br />ARGODUR 27<br />
|98<br />
|10.4<br />
|940<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.5<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu24,5Ni0,5<br />
|75<br />
|10.0<br />
|805<br />
|2.20<br />
|45<br />
|330<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|AgCd10<br />
|89 - 91<br />
|10.3<br />
|910 - 925<br />
|4.35<br />
|23<br />
|150<br />
|1.4<br />
|60<br />
|-<br />
|Ag99,5NiMg<br />ARGODUR 32<br />unvergütet<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.3<br />
|80<br />
|-<br />
|ARGODUR 32<br />vergütet<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.1<br />
|80<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--Fig. 2.47:--> Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber<br />
<br />
<xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--Fig. 2.48:--> Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand<br />
a) geglüht und abgeschreckt<br />
b) bei 280°C angelassen<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"><br />
[[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<br />
a) geglüht und abgeschreckt<br />
b) bei 280°C angelassen</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
====Feinkornsilber====<br />
Unter Feinkornsilber (ARGODUR-Spezial) versteht man eine Silberlegierung mit<br />
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand<br />
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer<br />
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht<br />
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/> <!--(Fig. 2.51)-->). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze<br />
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers<br />
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden<br />
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/><!--(Fig. 2.49)--> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/><!--(Fig. 2.50)-->).<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"><br />
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97<br />
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer<br />
bei 600°C</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"><br />
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15<br />
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer<br />
bei 600°C</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel"><br />
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Nickel</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit<br />
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und<br />
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen<br />
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich<br />
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber<br />
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.<br />
<br />
====Hartsilber-Legierungen====<br />
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des<br />
Silbers deutlich erhöht. Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen<br />
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,<br />
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.<br />
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und<br />
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit<br />
auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.14:-->Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff//</p><p class="s12">DODUCO-Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Festigkeitszustand</p></th><th><p class="s12">Zugfestigkeit</p><p class="s12">R<span class="s31">m </span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Dehnung A [%] min.</p></th><th><p class="s12">Vickershärte</p><p class="s12">HV 10</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">200 - 250</p><p class="s12">250 - 300</p><p class="s12">300 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">8</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">60</p><p class="s12">80</p><p class="s12">90</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgNi 0,15</p><p class="s12">ARGODUR Special</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220 - 270</p><p class="s12">270 - 320</p><p class="s12">320 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">6</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu3</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 330</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 470</p></td><td><p class="s12">250 - 330</p><p class="s12">330 - 400</p><p class="s12">400 - 470</p><p class="s12">&gt; 470</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">45</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu5</p></td><td><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 460</p><p class="s12">R 550</p></td><td><p class="s12">270 - 350</p><p class="s12">350 - 460</p><p class="s12">460 - 550</p><p class="s12">&gt; 550</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">55</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">135</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu10</p></td><td><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 370</p><p class="s12">R 470</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">280 - 370</p><p class="s12">370 - 470</p><p class="s12">470 - 570</p><p class="s12">&gt; 570</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">60</p><p class="s12">95</p><p class="s12">130</p><p class="s12">150</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu28</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 380</p><p class="s12">R 500</p><p class="s12">R 650</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">380 - 500</p><p class="s12">500 - 650</p><p class="s12">&gt; 650</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">120</p><p class="s12">140</p><p class="s12">160</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag98CuNi</p><p class="s12">ARGODUR 27</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">250 - 310</p><p class="s12">310 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">50</p><p class="s12">85</p><p class="s12">110</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu24,5Ni0,5</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 600</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">&gt; 600</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">105</p><p class="s12">180</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCd10</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">200 - 280</p><p class="s12">280 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">36</p><p class="s12">75</p><p class="s12">100</p><p class="s12">115</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag99,5NiMg</p><p class="s12">ARGODUR 32</p><p class="s12">Not heat treated</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 260</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220</p><p class="s12">260</p><p class="s12">310</p><p class="s12">360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">ARGODUR 32 Heat treated</p></td><td><p class="s12">R 400</p></td><td><p class="s12">400</p></td><td><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">130-170</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-<br />
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im<br />
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes<br />
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere<br />
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,<br />
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und<br />
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)<br />
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--(Fig. 2.52)-->). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen<br />
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber<br />
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle<br />
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.<br />
<br />
Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-<br />
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine<br />
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die<br />
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe<br />
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung<br />
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit<br />
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.<br />
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung<br />
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit<br />
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung<br />
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren<br />
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer<br />
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.<br />
<br />
Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch<br />
bei Feinsilber angewandt werden.<br />
<br />
Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern<br />
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,<br />
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->).<br />
<br />
Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die<br />
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der<br />
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber<br />
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so<br />
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar<br />
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen<br />
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und<br />
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der<br />
Luft- und Raumfahrt.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--Fig. 2.52:--> Phase diagram of silver-copper<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver cadmium"/><!--Fig. 2.53:--> Phase diagram of silver-cadmium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/><!--Fig. 2.54:--> Strain hardening of AgCu3 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/><!--Fig. 2.55:--> Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/><!--Fig. 2.56:--> Strain hardening of AgCu5 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"/><!--Fig. 2.57:--> Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"/><!--Fig. 2.58:--> Strain hardening of AgCu 10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"/><!--Fig. 2.59:--> Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"/><!--Fig. 2.60:--> Strain hardening of AgCu28 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"/><!--Fig. 2.61:--> Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"/><!--Fig. 2.62:--> Strain hardening of AgNi0.15 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"/><!--Fig. 2.63:--> Softening of AgNi0.15 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"/><!--Fig. 2.64:--> Strain hardening of ARGODUR 27 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"/><!--Fig. 2.65:--> Softening of ARGODUR 27 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver copper"> <br />
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-copper</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver cadmium"> <br />
[[File:Phase diagram of silver cadmium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-cadmium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu3 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu5 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu 10 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu28 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgNiO15 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgNiO15 after annealing</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"> <br />
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of ARGODUR 27 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"> <br />
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of ARGODUR 27 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen"><br />
<caption>'''<!--Table 2.15:-->Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!colspan="2" | Properties<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Special<br />
|Highest electrical and thermal conductivity, high affinity to sulfur (sulfide formation), low welding resistance, low contact resistance, very good formability <br />
|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<br />
|-<br />
|Ag Alloys <br />
|Increasing contact resistance with increasing<br />
Cu content, compared to fine Ag higher arc erosion resistance and mechanical strength, lower tendency to material<br />
|Good formability, good brazing and welding properties <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.16:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!Application Examples<br />
!Form of Supply<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />AgCu3<br />AgNi98NiCu2<br />ARGODUR 27<br />AgCu24,5Ni0,5<br />
|Relays,<br />Micro switches,<br />Auxiliary current switches,<br />Control circuit devices,<br />Appliance switches,<br />Wiring devices (&le; 20A),<br />Main switches <br />
|'''Semi-finished Materials:''' <br />Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, toplay profiles, seam- welded strips<br />'''Contact Parts:'''<br />Contact tips, solid and composite rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts<br />
|-<br />
|AgCu5<br />AgCu10<br />AgCu28 <br />
|Special applications<br />
|'''Semi-finished Materials:'''<br />Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, seam-welded strips<br />'''Contact parts:'''<br />Contact tips, solid contact rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts<br />
|-<br />
|Ag99, 5NiOMgO<br />ARGODUR 32<br />
|Miniature relays, aerospace relays and contactors, erosion wire for injection nozzles<br />
|Contact springs, contact carrier parts <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
====Silber-Palladium-Legierungen====<br />
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften<br />
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von<br />
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert<br />
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab 2.17)--> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab.2.18)-->). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung<br />
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen<br />
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig<br />
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt<br />
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.<br />
<br />
AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere<br />
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Table 2.19)-->). Allerdings<br />
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.<br />
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der<br />
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft<br />
auswirkt.<br />
<br />
AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.<br />
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Drahtoder<br />
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.<br />
<br />
AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer<br />
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/><!--(Table 2.20)-->). Aufgrund des hohen<br />
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,<br />
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage, ersetzt.<br />
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte<br />
gefunden.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver palladium"/><!--Fig. 2.66:--> Phase diagram of silver-palladium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"/><!--Fig. 2.67:--> Strain hardening of AgPd30 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"/><!--Fig. 2.68:--> Strain hardening of AgPd50 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"/><!--Fig. 2.69:--> Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"/><!--Fig. 2.70:--> Softening of AgPd30, AgPd50, and AgPd30Cu5 after annealing of 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium"><br />
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-palladium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd50 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen"><br />
<br />
<caption>'''<!--Table 2.17:--> Physical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material<br />
!Palladium Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />or Range<br />[°C]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!Electrical<br />Conductivity<br />[MS/m]<br />
!Thermal<br />Conductivity<br />[W/m·K]<br />
!Temp. Coefficient of<br />the Electr. Resistance<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
|-<br />
|AgPd30<br />
|30<br />
|10.9<br />
|1155 - 1220<br />
|14.7<br />
|6.8<br />
|60<br />
|0.4<br />
|-<br />
|AgPd40<br />
|40<br />
|11.1<br />
|1225 - 1285<br />
|20.8<br />
|4.8<br />
|46<br />
|0.36<br />
|-<br />
|AgPd50<br />
|50<br />
|11.2<br />
|1290 - 1340<br />
|32.3<br />
|3.1<br />
|34<br />
|0.23<br />
|-<br />
|AgPd60<br />
|60<br />
|11.4<br />
|1330 - 1385<br />
|41.7<br />
|2.4<br />
|29<br />
|0.12<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5<br />
|30<br />
|10.8<br />
|1120 - 1165<br />
|15.6<br />
|6.4<br />
|28<br />
|0.37<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.18:-->Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Hardness</p><p class="s12">Condition</p></th><th><p class="s12">Tensile Strength</p><p class="s12">R<span class="s31"><sub>m</sub></span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Elongation A</p><p class="s12">[%]min.</p></th><th><p class="s12">Vickers Hardness</p><p class="s12">HV</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30</p></td><td><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">320</p><p class="s12">570</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">3</p></td><td><p class="s12">65</p><p class="s12">145</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd40</p></td><td><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">350</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">72</p><p class="s12">165</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd50</p></td><td><p class="s12">R 340</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">340</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">35</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">78</p><p class="s12">185</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd60</p></td><td><p class="s12">R 430</p><p class="s12">R 700</p></td><td><p class="s12">430</p><p class="s12">700</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">85</p><p class="s12">195</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">R 410</p><p class="s12">R 620</p></td><td><p class="s12">410</p><p class="s12">620</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">190</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.19:-->Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!colspan="2" | Properties<br />
|-<br />
|AgPd30-60<br />
|Corrosion resistant, tendency to Brown Powder formation increases with Pd content, low tendency to material transfer in DC circuits, high ductility <br />
|Resistant against Ag<sub>2</sub>S formation, low contact resistance, increasing hardness with higher Pd content, AgPd30 has highest arc erosion resistance, easy to weld and clad<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5 <br />
|High mechanical wear resistance<br />
|High Hardness <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.20:-->Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd 30-60</p></td><td><p class="s12">Switches, relays, push-buttons,</p><p class="s12">connectors, sliding contacts</p></td><td><p class="s12">'''Semi-finished Materials:'''</p><p class="s12">Wires, micro profiles (weld tapes), clad</p><p class="s12">contact strips, seam-welded strips</p><p class="s12">'''Contact Parts:'''</p><p class="s12">Solid and composite rivets, weld buttons;</p><p class="s12">clad and welded contact parts, stamped parts</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">Sliding contacts, slider tracks</p></td><td><p class="s12">Wire-formed parts, contact springs, solid</p><p class="s12">and clad stamped parts</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
===Silber-Verbundwerkstoffe===<br />
<br />
====Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffe====<br />
Da Silber und Nickel im festen Zustand ineinander unlöslich sind und im flüssigen<br />
Zustand nur eine geringe Löslichkeit von Nickel im Silber besteht, können Silber-<br />
Nickel-Werkstoffe mit höheren Ni-Anteilen nur nach pulvermetallurgischen Verfahren<br />
hergestellt werden. Durch das Strangpressen der gesinterten Ag/Ni-<br />
Blöcke zu Drähten, Bändern und Stangen sowie die nachfolgenden Verarbeitungsschritte<br />
z.B. Walzen oder Ziehen, werden die in der Ag-Matrix eingelagerten<br />
Nickelpartikel in Umformrichtung so ausgerichtet und gestreckt, dass im<br />
Gefügebild eine deutliche Faserstruktur zu erkennen ist (<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--(Fig. 2.75)--> und <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--(Fig. 2.76)-->).<br />
<br />
Die aufgrund der hohen Umformung beim Strangpressen erzeugte hohe Dichte<br />
von Ag/Ni-Werkstoffen wirkt sich vorteilhaft auf die Abbrandfestigkeit aus. Das<br />
typische Einsatzgebiet der Ag/Ni-Werkstoffe sind Schaltströme <100 A. Hierbei<br />
sind sie deutlich abbrandfester als Silber oder Silber-Legierungen. Weiterhin weisen sie bei Nickelanteilen <20 Massen-% niedrige und über die Schaltstücklebensdauer<br />
gleichbleibende Kontaktwiderstände und gute Lichtbogenlaufeigenschaften<br />
auf. Bei Gleichstrombetrieb zeichnen sich die Ag/Ni-Werkstoffe durch eine<br />
verhältnismäßig geringe flächenhafte Materialwanderung aus (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/> <!--(Table 2.23)-->).<br />
<br />
Ag/Ni (SINIDUR)-Werkstoffe werden üblicherweise mit Nickelgehalten von<br />
10-40 Massen-% hergestellt. SINIDUR 10 und SINIDUR 20, die am häufigsten<br />
eingesetzten Werkstoffe, weisen eine sehr gute Umform- und Plattierbarkeit auf (<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--(Fig. 2.71)--> <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--(Fig. 2.72)--> <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/> <!--(Fig. 2.73)--> <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--(Fig. 2.74)-->). Sie<br />
können ohne zusätzliche Schweißhilfe sehr wirtschaftlich auf geeignete Trägerwerkstoffe<br />
geschweißt oder gelötet werden. Ag/Ni (SINIDUR)-Werkstoffe mit Nickel-<br />
Anteilen von 30-40 Massen-% kommen in Schaltgeräten zum Einsatz, in denen<br />
einerseits eine höhere Abbrandfestigkeit benötigt wird, andererseits erhöhte<br />
Kontaktwiderstände durch ausreichend hohe Kontaktkräfte kompensiert werden<br />
können.<br />
<br />
Anwendungsschwerpunkte von Ag/Ni-Kontaktwerkstoffen sind z.B. Relais, Installationsschalter,<br />
Schalter für Hausgeräte, Thermostate, Hilfsstromschalter und kleinere<br />
Schütze mit Bemessungs-Betriebsströmen <20A (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"/><!--(Table 2.24)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.21:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR) -Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th>Material/DODUCO</th><th>Silver Content</th><th>Density</th><th>Melting Point</th><th>ElectricalResistivity<i>p</i></th><th colspan="2">Electrical Resistivity (soft)</th></tr><br />
<tr><br />
<th>Designation</th><th>[wt%]</th><th>[g/cm<sup>3</sup>]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th><br />
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">Ag/Ni 90/10</p><p class="s11">SINIDUR 10</p></td><td><p class="s11">89 - 91</p></td><td><p class="s11">10.2 - 10.3</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.82 - 1.92</p></td><td><p class="s12">90 - 95</p></td><td><p class="s12">52 - 55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 85/15</p><p class="s11">SINIDUR 15</p></td><td><p class="s11">84 - 86</p></td><td><p class="s11">10.1 - 10.2</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.89 - 2.0</p></td><td><p class="s12">86 - 91</p></td><td><p class="s12">50 - 53</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 80/20</p><p class="s11">SINIDUR 20</p></td><td><p class="s11">79 - 81</p></td><td><p class="s11">10.0 - 10.1</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.92 - 2.08</p></td><td><p class="s12">83 - 90</p></td><td><p class="s12">48 - 52</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 70/30</p><p class="s11">SINIDUR 30</p></td><td><p class="s11">69 - 71</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.44</p></td><td><p class="s12">71</p></td><td><p class="s12">41</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 60/40</p><p class="s11">SINIDUR 40</p></td><td><p class="s11">59 - 61</p></td><td><p class="s11">9.7</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.70</p></td><td><p class="s12">64</p></td><td><p class="s12">37</p></td></tr><br />
</table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.22"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.22:-->Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Hardness Condition<br />
!Tensile Strength R<sub>m</sub> [Mpa]<br />
!Elongation A (soft annealed) [%] min.<br />
!Vickers Hardness HV 10<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />SINIDUR 10<br />
|soft<br />R 220<br />R 280<br />R 340<br />R 400<br />
|< 250<br />220 - 280<br />280 - 340<br />340 - 400<br />> 400<br />
|25<br />20<br />3<br />2<br />1<br />
|< 50<br />50 - 70<br />65 - 90<br />85 - 105<br />> 100<br />
|-<br />
|Ag/Ni 85/15<br />SINIDUR 15<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 380<br />R 400<br />
|< 275<br />250 - 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />> 400<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 70<br />70 - 90<br />85 - 105<br />100 - 120<br />> 115<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20<br />SINIDUR 20<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 400<br />R 450<br />
|< 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />400 - 450<br />> 450<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 80<br />80 - 95<br />90 - 110<br />100 - 125<br />> 120<br />
|-<br />
|Ag/Ni 70/30<br />SINIDUR 30<br />
|R 330<br />R 420<br />R 470<br />R 530<br />
|330 - 420<br />420 - 470<br />470 - 530<br />> 530<br />
|8<br />2<br />1<br />1<br />
|80<br />100<br />115<br />135<br />
|-<br />
|Ag/Ni 60/40<br />SINIDUR 40<br />
|R 370<br />R 440<br />R 500<br />R 580<br />
|370 - 440<br />440 - 500<br />500 - 580<br />> 580<br />
|6<br />2<br />1<br />1<br />
|90<br />110<br />130<br />150<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--Fig. 2.71:--> Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--Fig. 2.72:--> Softening of Ag/Ni 90/10 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/><!--Fig. 2.73:--> Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--Fig. 2.74:--> Softening of Ag/Ni 80/20 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--Fig. 2.75:--> Micro structure of Ag/Ni 90/10 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--Fig. 2.76:--> Micro structure of Ag/Ni 80/20 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel t o the extrusion direction<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.23:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/Ni <br />SINIDUR<br />
|High arc erosion resistance at switching currents up to 100A,<br />Resistance against welding for starting current up to 100A,<br />low and over the electrical contact life nearly constant contact resistance for Ag/Ni 90/10 and Ag/Ni 80/20,<br />ow and spread-out material transfer under DC load,<br />non-conductive erosion residue on isolating components resulting in only minor change of the dielectric strength of switching devices,<br />good arc moving properties,<br />good arc extinguishing properties,<br />good or sufficient ductility depending on the Ni content,<br />easy to weld and braze<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.24:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material<br />
!Application Examples<br />
!Switching or Nominal Current<br />
!Form of Supply<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Relays<br /> Automotive Relays - Resistive load - Motor load<br />
|> 10A<br />> 10A<br />
|rowspan="9" | '''Semi-finisched Materials:'''<br />Wires, profiles,<br />clad strips,<br />Seam-welded strips,<br />Toplay strips <br />'''Contact Parts:'''<br />Contact tips, solid<br />and composite<br />rivets, Weld buttons,<br />clad, welded,<br />brazed, and riveted<br />contact parts<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20<br />
|Auxiliary current switches<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Appliance switches<br />
|&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Wiring devices<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Main switches, Automatic staircase illumination switches<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Control<br />Thermostats<br />
|> 10A<br />&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Load switches<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Contactors circuit breakers<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />paired with Ag/C 97/3-96/4<br />
|Motor protective circuit breakers<br />
|&le; 40A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Fault current circuit breakers<br />
|&le; 100A<br />
|rowspan="2" | Rods, Profiles,<br />Contact tips, Formed parts,<br />brazed and welded<br />contact parts<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Power switches<br />
|> 100A<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/ZnO====<br />
Die Familie der Silber-Metalloxid-Kontaktwerkstoffe umfasst die Werkstoffgruppen:<br />
Silber-Cadmiumoxid (DODURIT CdO), Silber-Zinnoxid (SISTADOX)<br />
und Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO). Aufgrund ihrer sehr guten Kontakt- und<br />
Schalteigenschaften, wie hohe Verschweißresistenz, niedriger Kontaktwiderstand<br />
und hohe Abbrandfestigkeit, haben Silber-Metalloxid-Werkstoffe eine<br />
herausragende Stellung in einem breiten Anwendungsbereich erlangt. Sie finden vor allem Einsatz in Schaltgeräten der Niederspannungs-Energietechnik,<br />
z.B. in Relais, Installations-, Geräte-, Motor- und Schutzschaltern (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->).<br />
<br />
*'''Silver-cadmium oxide (DODURIT CdO) materials'''<br />
<br />
Silber-Cadmiumoxid (DODURIT CdO)-Werkstoffe mit 10-15 Massen-% CdO<br />
werden sowohl nach dem Verfahren der inneren Oxidation als auch auf pulvermetallurgischem<br />
Wege hergestellt <xr id="tab:Physical and Mechanical Properties"/><!--(Table 2.25)-->().<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical and Mechanical Properties"><br />
[[File:Physical and Mechanical Properties.jpg|right|thumb|Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren<br />
und Lieferformen von stranggepressten Silber-Cadmiumoxid<br />
(DODURIT CdO)-Werkstoffen]]<br />
</figtable><br />
<br />
Bei der Herstellung von Bändern und Drähten durch innere Oxidation wird von<br />
einer auf dem Schmelzwege erzeugten Legierung aus Silber und Cadmium<br />
ausgegangen. Unterzieht man eine solche homogene Legierung einer Glühbehandlung<br />
unterhalb ihres Schmelzpunktes in einer sauerstoffhaltigen<br />
Atmosphäre, so diffundiert der Sauerstoff von der Oberfläche in das Innere der<br />
Silber-Cadmium-Legierung ein und oxidiert das Cd zu CdO, das sich dabei<br />
mehr oder weniger feinkörnig in der Ag-Matrix ausscheidet. Die CdO-Ausscheidungen<br />
sind im Randbereich feinkörnig und werden in Richtung der<br />
Oxidationsfront grobkörniger (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.83)-->).<br />
<br />
Bei der Herstellung von Ag/CdO-Kontaktmaterial ist je nach Art des Halbzeugs<br />
der Prozessablauf der inneren Oxidation unterschiedlich.<br />
Bei Ag/CdO-Drähten wird das AgCd-Vormaterial vollständig durchoxidiert, auf<br />
das gewünschte Endmaß gezogen und z.B. zu Kontaktnieten weiterverarbeitet (<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Figs. 2.77)--> und <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.78)-->).<br />
Dagegen wird bei Ag/CdO- Bändern die innere Oxidation einseitig nur bis zu<br />
einer bestimmten Tiefe ausgeführt (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--(Fig. 2.85)-->). Die so erhaltenen Zweischichtbänder<br />
mit der inneroxidierten Ag/CdO-Kontaktschicht auf der Oberseite und<br />
der gut lötbaren AgCd-Unterseite (Bezeichnung: „ZH“) sind Ausgangsmaterial<br />
für die Herstellung von Kontaktprofilen und -auflagen.<br />
<br />
Bei der pulvermetallurgischen Herstellung werden die nach verschiedenen Verfahren<br />
gewonnenen Pulvermischungen überwiegend durch Pressen, Sintern<br />
und Strangpressen zu Drähten und Bändern weiterverarbeitet. Durch den hohen<br />
Umformgrad beim Strangpressen wird eine gleichmäßige Verteilung der<br />
CdO-Partikel in der Ag-Matrix und eine hohe Dichte erreicht, die sich vorteilhaft<br />
auf die Kontakteigenschaften auswirken (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--(Fig. 2.84)-->). Die für Bänder und Plättchen<br />
erforderliche gut löt- und schweißbare Unterseite wird durch Verbundstrangpressen<br />
oder Anplattieren einer Silberschicht nach oder vor dem<br />
Strangpressvorgang erzielt (<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--(Fig. 2.86)-->).<br />
<br />
Bei größeren Kontaktauflagen in meist runder Form bietet das Verfahren der<br />
Einzelpresstechnik vielfach wirtschaftliche Vorteile. Dabei wird die Pulvermischung<br />
in eine Form gepresst, die der Endabmessung des Kontaktstückes<br />
entspricht. Nach dem Pressen und Sintern ist i.d.R. ein weiterer Nachpressvorgang<br />
erforderlich, um eine hohe Dichte des Werkstoffes zu erreichen.<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.77:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.78:--> Softening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.79:--> Strain hardening of Ag/CdO 90/10 P by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"/><!--Fig. 2.80:--> Softening of Ag/CdO 90/10 P after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"/><!--Fig. 2.81:--> Strain hardening of Ag/CdO 88/12 WP<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"/><!--Fig. 2.82:--> Softening of Ag/CdO 88/12WP after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--Fig. 2.83:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 i.o. a) close to surface b) in center area<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.84:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 P: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--Fig. 2.85:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 ZH: 1) Ag/CdO layer 2) AgCd backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--Fig. 2.86:--> Micro structure of AgCdO 88/12 WP: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Softening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/CdO 90/10 P by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/CdO 90/10 P after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/CdO 88/12 WP</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/CdO 88/12WP after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 P: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010ZH.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 ZH: 1) Ag/CdO layer 2) AgCd backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO8812WP.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of AgCdO 88/12 WP: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
*'''Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffe'''<br />
Aufgrund der Toxizität des Cadmiums wurden in den letzten Jahren in vielen<br />
Anwendungsfällen die Ag/CdO-Werkstoffe durch Ag/SnO<sub>2</sub>-Werkstoffe mit 2-14<br />
Massen-% SnO<sub>2</sub> ersetzt. Diese Substitution wurde noch dadurch begünstigt,<br />
dass Ag/SnO<sub>2</sub> -Werkstoffe häufig bessere Kontakt- und Schalteigenschaften,<br />
wie höhere Abbrandfestigkeit, erhöhte Verschweißresistenz und eine deutlich<br />
geringere Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstrombetrieb aufweisen (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.30)-->).<br />
Durch spezielle Metalloxid-Zusätze und Fertigungsverfahren wurden Ag/SnO<sub>2</sub>-<br />
Werkstoffe für unterschiedliche Anwendungsfälle optimiert (<xr id="tab:tab2.28"/><!--(Tab. 2.28)--> und <xr id="tab:tab2.29"/><!--(Table 2.29)-->).<br />
<br />
Die Herstellung von Silber-Zinnoxid auf dem Wege der inneren Oxidation ist<br />
grundsätzlich möglich. Bei Silber-Zinn-Legierungen mit >5 Massen-% Sn bilden<br />
sich jedoch bei oxidierender Glühung in oberflächennahen Bereichen Deckschichten,<br />
die eine weitere Diffusion des Sauerstoffs ins Innere des Werkstoffes<br />
verhindern. Die Herstellung von Werkstoffen mit höheren Oxidgehalten ist nur<br />
durch Zusätze von Indium oder Wismut möglich. Solche nach dem klassischen<br />
Verfahren der inneren Oxidation hergestellten Ag/SnO<sub>2</sub>-Werkstoffe sind sehr<br />
spröde und weisen höhere Kontaktwiderstände auf, was z.B. bei Dauerstromführung<br />
in Motorschaltern zu hohen Übertemperaturen führen kann. Ihr Einsatz<br />
beschränkt sich daher weitgehend auf Relais. Für diesen Anwendungsfall ist es<br />
erforderlich, einen hinreichend duktilen Werkstoff mit feinkörnigen SnO<sub>2</sub>-Einlagerungen<br />
herzustellen (SISTADOX TOS F) (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--(Fig. 2.114)-->). Dies gelingt durch Optimierung des<br />
Prozessverlaufs bei der inneren Oxidation und wiederholte Arbeitsschritte beim<br />
Strangpressen. Durch Anbringen einer Silberschicht lassen sich auch Bänder<br />
und Profile mit einer löt- und schweißbaren Unterschicht herstellen<br />
(SISTADOX WTOS F) (<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--(Fig. 2.116)-->). Aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung<br />
in Gleichstromkreisen und ihrer erhöhten Abbrandfestigkeit kommen diese<br />
Werkstoffe z.B. in Kfz-Relais zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Table 2.31)-->).<br />
<br />
Bei der Herstellung von Silber-Zinnoxid (SISTADOX)-Werkstoffen spielt die<br />
Pulvermetallurgie eine wesentliche Rolle. Neben SnO2 wird meist noch ein<br />
geringer Anteil (<1 Massen-%) eines oder mehrerer Metalloxide z.B. WO<sub>3</sub>,<br />
MoO<sub>3</sub>, CuO und/oder Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> zugemischt, die im Schaltbetrieb an der<br />
Grenzfläche zwischen Silberschmelze und Oxidpartikel wirksam sind. Diese<br />
Additive fördern einerseits die Benetzung und erhöhen die Viskosität der<br />
Silberschmelze, andererseits beeinflussen sie wesentlich die mechanischen<br />
und Schalteigenschaften der Ag/SnO<sub>2</sub> -Werkstoffe (<xr id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"/> (Table 2.26 als PDF herunterladen: [[File:Physical Mechanical properties.pdf|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]] )).<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"><br />
[[File:Physical Mechanical Properties as Manufacturing.jpg|right|thumb|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]]<br />
</figtable><br />
<br />
Für die Herstellung der Pulvermischung werden verschiedene Verfahren angewandt,<br />
aus denen sich spezifische Vorteile im Schaltverhalten ergeben (<!--[[#figures|(Figs. 43 – 75)]]-->). Einige<br />
dieser Verfahren werden im Folgenden kurz beschrieben:<br />
:'''a) Pulvermischung aus Einzelpulvern''' <br> 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.<br />
<br />
:'''b) Pulvermischung auf Basis dotierter Oxide''' <br> 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.<br />
<br />
:'''c) Pulvermischung auf Basis beschichteter Oxidpulver''' <br> Nach diesem Verfahren wird Zinnoxidpulver mit niedrigschmelzenden Zusätzen, z.B. Ag<sub>2</sub> MoO<sub>4</sub> , vermischt und anschließend einer Glühbehandlung ausgesetzt. Dabei überzieht sich die Zinnoxid-Oberfläche mit einer dünnen Schicht.<br />
<br />
:'''d) Pulvermischung auf Basis inneroxidierter Legierungspulver''' <br> 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.<br />
<br />
:'''e) Pulvermischung auf Basis nasschemisch gefällter Verbundpulvern''' <br> In eine Suspension von Metalloxiden, z.B. SnO<sub>2</sub> werden eine Silbersalzlösung<br />
zusammen mit einem Fällungsmittel eingeleitet. In einer chemischen<br />
Fällreaktion scheidet sich Silber bzw. Silberoxid ab. Die suspensierten<br />
Metalloxidpartikel wirken dabei als Kristallisationskeime.<br />
<br />
Die Weiterverarbeitung der nach den verschiedenen Verfahren hergestellten<br />
Pulvermischungen erfolgt auf übliche Art durch Sintern und Strangpressen.<br />
Aus den so erhaltenen Halbzeugen, wie Bändern, Profilen und Drähten<br />
werden dann Kontaktauflagen oder -niete gefertigt. Zur Erzeugung einer lötund<br />
schweißbaren Kontaktunterseite aus Feinsilber werden die gleichen<br />
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"/><!--(Table 2.27)-->).<br />
<br />
Große, speziell geformte oder runde Ag/SnO2-Kontaktauflagen können aus<br />
wirtschaftlichen Gründen, wie bei Ag/CdO, nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik<br />
hergestellt werden.<br />
<br />
<div id="figures"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.87:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.88:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.89:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"/><!--Fig. 2.90:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"/><!--Fig. 2.91:--> Strain hardening of oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"/><!--Fig. 2.92:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.93:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"/><!--Fig. 2.94:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"/><!--Fig 2.95:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"/><!--Fig. 2.96:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.97:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"/><!--Fig. 2.98:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"/><!--Fig. 2.99:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"/><!--Fig. 2.100:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"/><!--Fig. 2.101:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"/><!--Fig. 2.102:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.103:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.104:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.105:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"/><!--Fig. 2.106:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.108:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.107:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.109:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.110:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"/><!--Fig. 2.111:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.112:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"/><!--Fig. 2.113:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.114:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.115:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--Fig. 2.116:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.117:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.118:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"/><!--Fig. 2.119:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"><br />
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"> <br />
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"><br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub>88/12P after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"><br />
<caption>'''<!--Table 2.27:-->Physikalische Eigenschaften von pulvermetallurgisch in Einzelpresstechnik hergestellten Silber-Metalloxid-Werkstoffen mit Silber-Rücken'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th rowspan="2"><p class="s11">Material/</p><p class="s11">DODUCO- Designation</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Additives</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Density</p><p class="s11">[ g/cm<sup>3</sup>]</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Resistivity</p><p class="s11">[µ<span class="s14">S ·</span>cm]</p></th><th colspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Conductivity</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Vickers</p><p class="s11">Hardness</p><p class="s11">HV 10.</p></th></tr><br />
<tr><th><p class="s11">[%IACS]</p></th><th><p>[MS/m]</p></th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">AgCdO 90/10EP</p><p class="s11">DODURIT CdO 10EP</p></td><td/><td><p class="s11">10.1</p></td><td><p class="s11">2.08</p></td><td><p class="s12">83</p></td><td><p class="s12">48</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgCdO 85/15 EP DODURIT CdO 15EP</p></td><td/><td><p class="s11">9.9</p></td><td><p class="s11">2.27</p></td><td><p class="s12">76</p></td><td><p class="s12">44</p></td><td><p class="s11">65</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 90/10 EPX SISTADOX 10EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">2.22</p></td><td><p class="s12">78</p></td><td><p class="s12">45</p></td><td><p class="s11">55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 88/12EPX SISTADOX 12EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.6</p></td><td><p class="s11">2.63</p></td><td><p class="s12">66</p></td><td><p class="s12">38</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr></table><br />
Form of Support: formed parts, stamped parts, contact tips<br />
</figtable><br />
<br />
*'''Silver–zinc oxide (DODURIT ZnO) materials'''<br />
Silver zinc oxide (DODURIT ZnO) contact materials with mostly 6 - 10 wt% oxide content including other small metal oxides are produced exclusively by powder metallurgy [[#figures1|(Figs. 76 – 81)]],<!--(Table 2.28)-->. Adding Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> in the process b) as described in the preceding chapter on Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Tab. 2.30)--> and <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Tab. 2.31)-->.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.28"><br />
<caption>'''<!--Table 2.28:--> Physikalische- und Festigkeitseigenschaften sowie Herstellungsverfahren und Lieferformen von stranggepressten Silber-Zinkoxid (DODURIT ZnO)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Additives<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers<br />Hardness<br />Hv1<br />
!Tensile<br />Strength<br />[MPa]<br />
!Elongation<br />(soft annealed)<br />A[%]min.<br />
!Manufacturing<br />Process<br />
!Form of<br />Supply<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8P<br />DODURIT ZnO 8P<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.22<br />
|78<br />
|45<br />
|60 - 95<br />
|220 - 350<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />a) indiv. powders<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 94/6PW25<br />DODURIT ZnO 6PW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 100<br />
|200 - 320<br />
|30<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8PW25<br />DODURIT ZnO 8PW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|230 - 340<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10PW25<br />DODURIT ZnO 10PW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.17<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 100<br />
|230 - 350<br />
|20<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WP<br />DODURIT ZnO 8WP<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />with Ag backing a) individ.<br />
|2<br />
|-<br />
|AgZnO 94/6WPW25<br />DODURIT ZnO 6WPW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WPW25<br />DODURIT ZnO 8WPW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10WPW25<br />DODURIT ZnO 10WPW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.7<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 110<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips<br />
<br />
<br />
<div id="figures1"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.120:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 PW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.121:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 PW25 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.122:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.123:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 after annealing for 1hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"/><!--Fig. 2.124:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 Pw25: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.125:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 WPW25:a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/ZnO contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.29"><br />
<caption>'''<!--Table 2.29:-->Optimierung der Silber-Zinnoxid-Werkstoffe hinsichtlich Schalteigenschaften und Umformungsverhalten'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">Material Group</p></th><th><p class="s12">Special Properties<th colspan="2"></p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>PE</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for automotive relays</p><p class="s12">(lamp loads)</p></td><td><p class="s12">Good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>98/2 PX/PC</p></td><td><p class="s12">Especially good heat resistance</p></td><td><p class="s12">Easily riveted, can be directly welded</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>TOS F</p></td><td><p class="s12">Especially suited for high inductive</p><p class="s12">DC loads</p></td><td><p class="s12">Very good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPC</p></td><td><p class="s12">For AC-3 and AC-4 applications in motor</p><p class="s12">switches (contactors)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPD</p></td><td><p class="s12">Especially suited for severe loads (AC-4)</p><p class="s12">and high switching currents</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPX</p></td><td><p class="s12">For standard motor loads (AC-3) and</p><p class="s12">Resistive loads (AC-1), DC loads (DC-5)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WTOSF</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for high inductive DC</p><p class="s12">loads</p></td><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.30:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/CdO<br />DODURIT CdO<br />
|High resistance against welding during current on switching for currents up to<br />5kA especially for powder metallurgical materials,<br /><br />
Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life at switching currents<br /><br />
of 100A – 5kA,<br /><br />
Very good arc moving properties for materials produced by internal oxidation,<br />Good arc extinguishing properties,<br /><br />
Formability better than the one of Ag/SnO2 and Ag/ZnO materials,<br /><br />
Use of Ag/CdO in automotive components is prohibited because of Cd toxicity,<br />Prohibition of use in consumer products and appliances in EU.<br />
|-<br />
|Ag/SnO<sub>2</sub><br />SISTADOX<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
Very high resistance against welding during current on switching,<br />Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties through use of special additives,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life,<br /><br />
Very low and flat material transfer during DC load switching,<br /><br />
Good arc moving and very good arc extinguishing properties<br />
|-<br />
|Ag/ZnO<br />DODURIT ZnO<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
High resistance against welding during current on switching<br />(capacitor contactors),<br /><br />
Low and stable contact resistance through special oxide additives,<br />Very high arc erosion resistance at high switching currents,<br /><br />
Less favorable than Ag/SnO<sub>2</sub> for electrical life and material transfer,<br /><br />
With Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> additive especially suitable for AC relays<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.31:-->Anwendungsbeispiele von Silber-Metalloxid-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/CdO</p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Wiring devices, Appliance switches, Main switches, contactors, Small (main) power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2</span></p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,</p><p class="s12">Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired against</p><p class="s12">Ag/C), (Main) Power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/ZnO</p></td><td><p class="s12">Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuit</p><p class="s12">breakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
====Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffe====<br />
Ag/C (GRAPHOR)-Kontaktwerkstoffe werden üblicherweise mit Grafitgehalten<br />
von 2-5 Massen-% auf pulvermetallurgischem Wege hergestellt (<xr id="tab:tab2.32"/><!--(Table 2.32)-->). Die früher<br />
übliche Herstellung von Ag/C-Plättchen nach dem Verfahren der Einzelpresstechnik<br />
, d.h. durch Mischen von Silber- und Grafit-Pulver, Pressen, Sintern und<br />
Nachpressen, wurde seit langem in Europa durch das Strangpressen abgelöst,<br />
hat jedoch für spezielle Kontaktformen, z.B. trapezförmige Auflagen, und<br />
kostenkritische Anwendungen in den USA und in anderen Regionen eine<br />
gewisse Bedeutung.<br />
<br />
Das Strangpressen gesinterter Ag/C-Blöcke ist das dominierende Fertigungsverfahren<br />
für Ag/C-Halbzeuge (<!--[[#figures3|(Figs. 82 – 85)]]<!--(Figs. 2.126 – 2.129)-->). Durch das Strangpressen wird eine hohe Verdichtung<br />
des Werkstoffes und eine zeilenförmige Ausrichtung der Grafitpartikel<br />
in Pressrichtung erreicht ([[#figures4|(Figs. 86 – 89)]]<!--(Figs. 2.130 – 2.133)-->). Je nach Art des Strangpressens, als Band<br />
oder in Stangenform, sind die Grafitpartikel im fertigen Kontaktstück senkrecht<br />
(GRAPHOR) oder parallel (GRAPHOR D) zur Schaltfläche angeordnet<br />
(<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--(Fig. 2.131)--> und <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--(Fig. 2.132)-->).<br />
<br />
Da sich Kontaktauflagen aus Silber-Grafit wegen der in der Ag-Matrix eingelagerten<br />
Grafitpartikel direkt weder schweißen noch löten lassen, ist für das<br />
Aufbringen der Auflagen auf Kontaktträger eine grafitfreie Unterschicht erforderlich.<br />
Diese kann durch einseitiges Ausbrennen des Grafits oder durch Verbundstrangpressen<br />
des Ag/C-Pressblockes mit Silber erzeugt werden.<br />
<br />
Ag/C-Werkstoffe weisen einerseits eine extrem hohe Verschweißresistenz, die<br />
von keiner anderen Werkstoffgruppe erreicht wird, andererseits jedoch eine<br />
geringe Abbrandfestigkeit auf. Dieses außergewöhnliche Schaltverhalten von<br />
Ag/C wird durch die Reaktion der Wirkkomponente Grafit mit der Umgebungsatmosphäre<br />
bei den infolge Lichtbogeneinwirkung auftretenden hohen Temperaturen<br />
bestimmt. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Orientierung der Grafit-Partikel<br />
parallel zur Schaltfläche ist die Verschweißresistenz besonders hoch. Da die<br />
Schaltstückoberfläche nach Lichtbogeneinwirkung aus reinem Silber besteht,<br />
sind die Kontaktwiderstände während der Schaltstücklebensdauer<br />
gleichbleibend niedrig.<br />
<br />
Ein Schwachpunkt von Ag/C-Kontaktwerkstoffen ist die geringe Abbrandfestigkeit.<br />
Bei Ag/C-Kontaktmaterial mit parallel zur Schaltfläche orientierten Grafit-<br />
Partikeln kann eine deutliche Verbesserung im Abbrandverhalten erreicht<br />
werden, wenn ein Teil des Grafits in Form von Fasern (GRAPHOR DF) in den<br />
Werkstoff eingebracht wird (<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--(Fig. 2.133)-->). Das Schweißverhalten wird dabei durch<br />
den Anteil an Grafit-Partikeln bestimmt.<br />
<br />
Ag/C-Plättchen mit senkrechter Ausrichtung der Grafit-Partikel werden nach<br />
bestimmten Arbeitsschritten - Strangpressen, nachfolgendem Trennen zu<br />
Doppelplättchen, Ausbrennen des Grafits und zweitem Trennen zu Einzelplättchen<br />
- hergestellt (<xr id="tab:tab2.33"/><!--(Table 2.33)-->). Solche Plättchen mit Ag/C-Schaltfläche und gut löt- und schweißbarer Ag-Unterseite sind besonders geeignet für Anwendungen, die<br />
sowohl hohe Verschweißresistenz als auch eine ausreichend hohe Abbrandfestigkeit<br />
im Schaltbetrieb erfordern.<br />
<br />
Als Verbindungsverfahren kommen Hartlöten und Schweißen in Frage. Beim<br />
Aufschweißen hängt der Fertigungsablauf von der Orientierung der Grafit-<br />
Partikel in der Ag-Matrix ab. Bei Ag/C-Werkstoffen mit einer Ausrichtung der<br />
Grafit-Partikel senkrecht zur Schaltfläche werden die Kontaktauflagen als<br />
Einzelteile weiterverarbeitet. Bei paralleler Ausrichtung ist die Verarbeitung<br />
besonders wirtschaftlich, da von Bandmaterial ausgegangen werden kann, aus<br />
dem in einer Arbeitsfolge Kontaktplättchen getrennt und unmittelbar danach<br />
aufgeschweißt werden. Um den Fügevorgang energiesparender zu gestalten,<br />
können die GRAPHOR D- und GRAPHOR DF-Profile auch mit einer dünnen<br />
Hartlotschicht versehen werden.<br />
<br />
In begrenztem Umfang können Ag/C-Werkstoffe mit 2-3 Massen-% Grafit auch<br />
zu Drähten und bei nur geringer Kaltumformung zu Kontaktnieten verarbeitet<br />
werden.<br />
<br />
Haupteinsatzgebiet der Ag/C-Werkstoffe sind Schutzschalter, wie Leistungs-,<br />
Leitungsschutz-, Motorschutz- und Fehlerstromschutzschalter, in denen im<br />
Kurzschlussfall höchste Anforderungen an die Verschweißresistenz der<br />
Kontaktstücke gestellt werden (<xr id="tab:tab2.34"/><!--(Table 2.34)-->). Die geringe Abbrandfestigkeit des Ag/C wird<br />
dabei in unsymmetrischer Kontaktpaarung durch abbrandfeste Gegenkontakte<br />
aus Ag/Ni oder Ag/W kompensiert.<br />
<br />
<div id="figures3"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.126:--> Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.127:--> Softening of Ag/C 96/4 D after annealing<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C DF"/><!--Fig. 2.128:--> Strain hardening of Ag/C DF by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"/><!--Fig. 2.129:--> Softening of Ag/C DF after annealing<br />
</div><br />
<br />
<div id="figures4"><br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"/><!--Fig. 2.130:--> Micro structure of Ag/C 97/3: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--Fig. 2.131:--> Micro structure of Ag/C 95/5: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.132:--> Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--Fig. 2.133:--> Micro structure of Ag/C DF: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag/Ni 90/10 backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"><br />
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C 96/4 D after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C DF by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C DF after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.32"><br />
<caption>'''<!--Table 2.32:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />[°C]<br />
!Electrical Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers-Hardnes<br />HV10<br />42 - 45<br />
|-<br />
|Ag/C 98/2<br />GRAPHOR 2<br />
|97.5 - 98.5<br />
|9.5<br />
|960<br />
|1.85 - 1.92<br />
|90 - 93<br />
|48 - 50<br />
|42 - 44<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3<br />GRAPHOR 3<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1<br />
|960<br />
|1.92 - 2.0<br />
|86 - 90<br />
|45 - 48<br />
|41 - 43<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4<br />GRAPHOR 4<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.7<br />
|960<br />
|2.04 - 2.13<br />
|81 - 84<br />
|42 - 46<br />
|40 - 42<br />
|-<br />
|Ag/C 95/5<br />GRAPHOR 5<br />
|94.5 - 95.5<br />
|8.5<br />
|960<br />
|2.12 - 2.22<br />
|78 - 81<br />
|40 - 44<br />
|40 - 60<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3D<br />GRAPHOR 3D*)<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1 - 9.3<br />
|960<br />
|1.92 - 2.08<br />
|83 - 90<br />
|45 - 50<br />
|35 - 55<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4D<br />GRAPHOR 4D*)<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.8 - 9.0<br />
|960<br />
|2.04 - 2.22<br />
|78 - 84<br />
|43 - 47<br />
|35 - 60<br />
|-<br />
|AgCDF<br />GRAPHOR DF**)<br />
|95.7 - 96.7<br />
|8.7 - 8.9<br />
|960<br />
|2.27 - 2.50<br />
|69 - 76<br />
|40 - 44<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*)</nowiki> Grafit-Partikel parallel zur Schaltfläche <br /><br />
<nowiki>**)</nowiki> Grafitanteil 3,8 Massen-% Grafit-Partikel; Grafit-Fasern parallel zur Schaltfläche<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.33"><br />
<caption>'''<!--Table 2.33:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO-Designation</p></th><th><p class="s11">Properties</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C</p><p class="s12">GRAPHOR</p></td><td><p class="s12">Highest resistance against welding during make operations at high currents,</p><p class="s12">High resistance against welding of closed contacts during short circuit,</p><p class="s12">Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,</p><p class="s12">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, GRAPHOR with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,</p><p class="s12">Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,</p><p class="s12">Limited formability,</p><p class="s12">Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.34"><br />
<caption>'''<!--Table 2.34:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO Designation</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 98/2</p><p class="s12">GRAPHOR 2</p></td><td><p class="s12">Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact</p><p class="s12">parts, some contact rivets with</p><p class="s12">Ag/C97/3</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</p></td></tr><tr><td/><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Silver_Based_Materials]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Werkstoffe_auf_Silber-Basis&diff=4055Werkstoffe auf Silber-Basis2014-09-24T22:42:06Z<p>Teitscheid: temp edit</p>
<hr />
<div>===Feinsilber===<br />
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller<br />
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die<br />
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die<br />
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.<br />
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis<br />
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes<br />
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,<br />
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim<br />
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei<br />
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung<br />
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen<br />
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch<br />
Kurzschlüsse verursachen.<br />
<br />
Einen Überblick über die gebräuchlichen Silber-Qualitäten gibt (<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/><!--(Table 2.11)-->). Silber<br />
in Pulverform dient vor allem als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Silber-<br />
Verbundwerkstoffen. Je nach Herstellung werden Silber-Pulver mit unterschiedlichen<br />
Qualitätsmerkmalen gewonnen (<xr id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"/><!--Table 2.12-->). Weitere Angaben zu den verschiedenen<br />
Silber-Pulvern sind in Kap. [[ Edelmetallpulver_und_-präparate|Edelmetallpulver und -präparate]] enthalten.<br />
<br />
Silber ist in Form von Halbzeugen gut warm- und kaltumformbar und lässt sich<br />
problemlos mit den üblichen Trägerwerkstoffen durch Plattieren verbinden.<br />
Als Fügeverfahren kommen vor allem das Widerstandsschweißen von Silber-<br />
Drähten und -Profilen sowie das Hartlöten zum Einsatz. Daneben werden vielfach<br />
auch mechanische Verfahren, wie das Einpressen von Drahtabschnitten<br />
und massiven oder plattierten Kontaktnieten angewandt.<br />
<br />
Kontakte aus Feinsilber werden in unterschiedlichen Formen z.B. in Relais,<br />
Tastern, Geräte- und Hilfsstromschaltern bei Stromstärken < 2A eingesetzt (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->). Als galvanischer Überzug findet Silber zur Verringerung des<br />
Kontaktwiderstandes und zur Verbesserung der Lötbarkeit von Kontaktteilen<br />
verbreitet Anwendung.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"><br />
<caption>'''<!--Table 2.11:-->Überblick über die gebräuchlichsten Silber-Qualitäten'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Zusammensetzung Ag (Mindestanteil)</p></th><th><p class="s12">Beimengungen</p><p class="s12">[ppm]</p></th><th><p class="s12">Hinweise für die Verwendung</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Spektralreines</p><p class="s12">Silber</p></td><td><p class="s11">99.999</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 3</p><p class="s11">Zn &lt; 1</p><p class="s11">Si &lt; 1</p><p class="s11">Ca &lt; 2</p><p class="s11">Fe &lt; 1</p><p class="s11">Mg &lt; 1</p><p class="s11">Cd &lt; 1</p></td><td><p class="s12">Bleche, Bänder, Stangen, Drähte für elektronische Bauelemente</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Hochreines Silber, sauerstofffrei</p></td><td><p class="s11">99.995</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 30</p><p class="s11">Zn &lt; 2</p><p class="s11">Si &lt; 5</p><p class="s11">Ca &lt; 10</p><p class="s11">Fe &lt; 3</p><p class="s11">Mg &lt; 5</p><p class="s11">Cd &lt; 3</p></td><td><p class="s12">Barren und Granalien für Legierungszwecke</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"><br />
<caption>'''<!--Table 2.12:-->Qualitätsmerkmale verschieden hergestellter Silber-Pulver'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!colspan="2" |Verunreinigungen <br />
!Ag-Chem.*<br />
!Ag-ES**<br />
!Ag-V***<br />
|-<br />
|Cu <br />
|ppm<br />
|< 100<br />
|< 300<br />
|< 300<br />
|-<br />
|Fe <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 100<br />
|< 100<br />
|-<br />
|Ni <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Cd <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Zn <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 10<br />
|-<br />
|Na + K + Mg + Ca <br />
|ppm<br />
|< 80<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Ag CI <br />
|ppm<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|-<br />
|NO<sub>3</sub> <br />
|ppm<br />
|< 40<br />
|< 40<br />
|<br />
|-<br />
|Nh<sub>4</sub>CI <br />
|ppm<br />
|< 30<br />
|< 30<br />
|<br />
|-<br />
!colspan="5" |Partikelverteilung (Siebanalyse)<br />
|-<br />
|> 100 μm <br />
|%<br />
|0<br />
|0<br />
|0<br />
|-<br />
|< 100 bis > 63 μm <br />
|%<br />
|< 5<br />
|< 5<br />
|< 15<br />
|-<br />
|< 36 μm <br />
|%<br />
|< 80<br />
|< 90<br />
|< 75<br />
|-<br />
|Schüttdichte <br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|1.0 - 1.6<br />
|1.0 - 1.5<br />
|3 - 4<br />
|-<br />
|Stampfvolumen<br />
|ml/100g<br />
|40 - 50<br />
|40 - 50<br />
|15 - 25<br />
|-<br />
!colspan="5" |Press-/Sinterverhalten<br />
|-<br />
|Pressdichte<br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|5.6 - 6.5<br />
|5.6 - 6.3<br />
|6.5 - 8.5<br />
|-<br />
|Sinterdichte<br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|> 9<br />
|> 9.3<br />
|> 8<br />
|-<br />
|Volumenschrumpfung <br />
|%<br />
|> 34<br />
|> 35<br />
|> 0<br />
|-<br />
|Glühverlust<br />
|%<br />
|< 2<br />
|< 0.1<br />
|< 0.1<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*</nowiki> hergestellt durch chemische Fällung <br /><br />
<nowiki>**</nowiki> hergestellt durch Elektrolyse <br /><br />
<nowiki>***</nowiki> hergestellt durch Verdüsen einer Schmelze<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/><!--Fig. 2.45:--> Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/><!--Fig. 2.46:--> Erweichungsverhalten von Ag 99,95 nach 1h Glühdauer und unterschiedlicher Kaltumformung<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"><br />
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Verfestigungsverhalten von Ag 99,95 durch Kaltumformung</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
===Silber-Legierungen===<br />
Auf dem Schmelzwege hergestellte Silber-Legierungen finden in solchen Fällen<br />
Anwendung, in denen die physikalischen und kontaktspezifischen Eigenschaften<br />
von Feinsilber nicht ausreichen (<xr id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.13)-->). Durch die metallische Zusatzkomponente<br />
werden sowohl die mechanische Eigenschaften wie Härte und<br />
Festigkeit als auch typische Kontakteigenschaften wie Abbrandfestigkeit und<br />
Resistenz gegenüber Materialwanderung in Gleichstromkreisen erhöht (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->). Allerdings können durch Legierungsbildung andere Eigenschaften wie<br />
elektrische Leitfähigkeit und chemische Beständigkeit verschlechtert werden<br />
(<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--(Fig. 2.47)--> und <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--(Fig. 2.48)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.13:-->Physikalische Eigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Werkstoff/<br />DODUCO-<br />Bezeichnung <br />
!Silber-Anteil<br />[wt%]<br />
!Dichte<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Schmelzpunkt<br />bzw.-intervall<br />[°C]<br />
!Spez. elektr.<br />
Widerstand<br />[μΩ·cm]<br />
!Elektrische<br />
Leitfähigkeit<br />[MS/m]<br />
!Wärmeleitfähigkeit<br />[W/mK]<br />
!Temp. Koeff.d.el.<br />
Widerstandes<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
!E-Modul<br />[GPa]<br />
|-<br />
|Ag<br />
|99.95<br />
|10.5<br />
|961<br />
|1.67<br />
|60<br />
|419<br />
|4.1<br />
|80<br />
|-<br />
|AgNi 0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />
|99.85<br />
|10.5<br />
|960<br />
|1.72<br />
|58<br />
|414<br />
|4.0<br />
|82<br />
|-<br />
|AgCu3<br />
|97<br />
|10.4<br />
|900 - 938<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.2<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu5<br />
|95<br />
|10.4<br />
|910<br />
|1.96<br />
|51<br />
|380<br />
|3.0<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu10<br />
|90<br />
|10.3<br />
|870<br />
|2.0<br />
|50<br />
|335<br />
|2.8<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu28<br />
|72<br />
|10.0<br />
|779<br />
|2.08<br />
|48<br />
|325<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|Ag98CuNi<br />ARGODUR 27<br />
|98<br />
|10.4<br />
|940<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.5<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu24,5Ni0,5<br />
|75<br />
|10.0<br />
|805<br />
|2.20<br />
|45<br />
|330<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|AgCd10<br />
|89 - 91<br />
|10.3<br />
|910 - 925<br />
|4.35<br />
|23<br />
|150<br />
|1.4<br />
|60<br />
|-<br />
|Ag99,5NiMg<br />ARGODUR 32<br />unvergütet<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.3<br />
|80<br />
|-<br />
|ARGODUR 32<br />vergütet<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.1<br />
|80<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--Fig. 2.47:--> Einfluss von 1-10 Atom-% verschiedener Zusatzmetalle auf den spez. elektrischen Widerstand p von Silber<br />
<br />
<xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--Fig. 2.48:--> Spez. elektrischer Widerstand p von AgCu-Legierungen mit 0-20 Massen-% Cu im weichgeglühten und angelassenen Zustand<br />
a) geglüht und abgeschreckt<br />
b) bei 280°C angelassen<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"><br />
[[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<br />
a) geglüht und abgeschreckt<br />
b) bei 280°C angelassen</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
====Feinkornsilber====<br />
Unter Feinkornsilber (ARGODUR-Spezial) versteht man eine Silberlegierung mit<br />
einem Zusatz von 0,15 Massen-% Nickel. Silber und Nickel sind im festen Zustand<br />
ineinander völlig unlöslich. Im flüssigen Silber lässt sich nur ein geringer<br />
Nickelanteil lösen, wie aus dem entsprechenden Zustandsdiagramm hervorgeht<br />
(<xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/> <!--(Fig. 2.51)-->). Durch diesen Nickelzusatz, der sich beim Abkühlen der Schmelze<br />
feindispers in der Silbermatrix ausscheidet, gelingt es, die Neigung des Silbers<br />
zu ausgeprägter Grobkornbildung nach längerer Wärmeeinwirkung zu unterbinden<br />
(<xr id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"/><!--(Fig. 2.49)--> und <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/><!--(Fig. 2.50)-->).<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"><br />
[[File:Coarse grain micro structure of Ag.jpg|left|thumb|<caption>Grobkörniges Gefüge von Ag 99,97<br />
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer<br />
bei 600°C</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"><br />
[[File:Fine grain microstructure of AgNiO.jpg|left|thumb|<caption>Feinkörniges Gefüge von AgNi0,15<br />
nach 80% Kaltumformung und 1h Glühdauer<br />
bei 600°C</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel"><br />
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Zustandsdiagramm<br />
von Silber-Nickel</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
Feinkornsilber zeichnet sich durch eine ähnlich hohe chemische Beständigkeit<br />
wie Feinsilber aus. Gegenüber Silber weist es eine etwas höhere Härte und<br />
Festigkeit auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->). Die elektrische Leitfähigkeit wird durch den geringen<br />
Nickelzusatz nur geringfügig verschlechtert. Aufgrund seiner teilweise deutlich<br />
günstigeren Kontakteigenschaften hat bei schaltenden Kontakten Feinkornsilber<br />
das Feinsilber in vielen Anwendungsfällen abgelöst.<br />
<br />
====Hartsilber-Legierungen====<br />
Durch Kupfer als Legierungspartner werden die Festigkeitseigenschaften des<br />
Silbers deutlich erhöht. Die größte Bedeutung unter den binären AgCu-Legierungen<br />
hat der unter dem Namen Hartsilber bekannte Werkstoff AgCu3 erlangt,<br />
der sich hinsichtlich chemischer Resistenz noch ähnlich verhält wie Feinsilber.<br />
Verglichen mit Feinsilber und Feinkornsilber weist AgCu3 eine höhere Härte und<br />
Festigkeit sowie höhere Abbrandfestigkeit und mechanische Verschleißfestigkeit<br />
auf (<xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->).<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.14:-->Festigkeitseigenschaften von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Werkstoff//</p><p class="s12">DODUCO-Bezeichnung</p></th><th><p class="s12">Festigkeitszustand</p></th><th><p class="s12">Zugfestigkeit</p><p class="s12">R<span class="s31">m </span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Dehnung A [%] min.</p></th><th><p class="s12">Vickershärte</p><p class="s12">HV 10</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">200 - 250</p><p class="s12">250 - 300</p><p class="s12">300 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">8</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">60</p><p class="s12">80</p><p class="s12">90</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgNi 0,15</p><p class="s12">ARGODUR Special</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220 - 270</p><p class="s12">270 - 320</p><p class="s12">320 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">6</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu3</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 330</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 470</p></td><td><p class="s12">250 - 330</p><p class="s12">330 - 400</p><p class="s12">400 - 470</p><p class="s12">&gt; 470</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">45</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu5</p></td><td><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 460</p><p class="s12">R 550</p></td><td><p class="s12">270 - 350</p><p class="s12">350 - 460</p><p class="s12">460 - 550</p><p class="s12">&gt; 550</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">55</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">135</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu10</p></td><td><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 370</p><p class="s12">R 470</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">280 - 370</p><p class="s12">370 - 470</p><p class="s12">470 - 570</p><p class="s12">&gt; 570</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">60</p><p class="s12">95</p><p class="s12">130</p><p class="s12">150</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu28</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 380</p><p class="s12">R 500</p><p class="s12">R 650</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">380 - 500</p><p class="s12">500 - 650</p><p class="s12">&gt; 650</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">120</p><p class="s12">140</p><p class="s12">160</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag98CuNi</p><p class="s12">ARGODUR 27</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">250 - 310</p><p class="s12">310 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">50</p><p class="s12">85</p><p class="s12">110</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu24,5Ni0,5</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 600</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">&gt; 600</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">105</p><p class="s12">180</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCd10</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">200 - 280</p><p class="s12">280 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">36</p><p class="s12">75</p><p class="s12">100</p><p class="s12">115</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag99,5NiMg</p><p class="s12">ARGODUR 32</p><p class="s12">Not heat treated</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 260</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220</p><p class="s12">260</p><p class="s12">310</p><p class="s12">360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">ARGODUR 32 Heat treated</p></td><td><p class="s12">R 400</p></td><td><p class="s12">400</p></td><td><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">130-170</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
Mit steigendem Kupferanteil nehmen einerseits Härte und Festigkeit der AgCu-<br />
Legierung zu, andererseits wird die Neigung zur Oxidbildung erhöht, was im<br />
Schaltbetrieb unter Lichtbogenbildung zu einem Anwachsen des Kontaktwiderstandes<br />
mit zunehmender Schaltspielzahl führt. Weiterhin wirken sich höhere<br />
Kupferanteile vorteilhaft auf Abbrand und Materialwanderung aus. In Sonderfällen,<br />
in denen optimale mechanische Eigenschaften erwünscht sind und<br />
gleichzeitig eine verminderte chemische Beständigkeit zugelassen werden kann, findet die eutektische Silber-Kupfer-Legierung (28 Massen-% Cu)<br />
Anwendung (<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--(Fig. 2.52)-->). AgCu10, auch als Münzsilber bezeichnet, wurde in vielen<br />
Anwendungen durch andere Silber-Legierungen ersetzt, während Sterlingsilber<br />
(AgCu7,5) seine Bedeutung bei Tafelgeschirr und Schmuck nie auf industrielle<br />
Anwendungen für elektrische Kontakte ausweiten konnte.<br />
<br />
Neben den binären AgCu-Legierungen kommen auch ternäre AgCuNi-<br />
Legierungen zum Einsatz. Von dieser Werkstoffgruppe hat ARGODUR 27, eine<br />
Legierung mit 98 Massen-% Ag und Anteilen von Cu und Ni, neben AgCu3 die<br />
größte praktische Bedeutung erlangt. Dieser Werkstoff zeichnet sich durch hohe<br />
Oxidationsbeständigkeit und geringe Neigung zur Rekristallisation unter der Einwirkung<br />
hoher Temperaturen aus. Neben einer hohen mechanischen Verschleißfestigkeit<br />
weist die AgCuNi-Legierung auch eine erhöhte Abbrandfestigkeit auf.<br />
Die Legierung AgCu24,5Ni0,5 hat aufgrund ihrer geringen Neigung zur Materialwanderung<br />
bei Gleichstrombelastung vor allem in Nordamerika über lange Zeit<br />
breite Anwendung in der Automobiltechnik gefunden. Im Zuge der Miniaturisierung<br />
elektromechanischer Bauelemente und den damit verbundenen geringeren<br />
Kontaktkräften in Relais und Schaltern kommt diese Legierung wegen ihrer<br />
erhöhten Neigung zur Oxidbildung heute deutlich weniger zum Einsatz.<br />
<br />
Die verwendeten Verbindungsverfahren entsprechen weitgehend denen, die auch<br />
bei Feinsilber angewandt werden.<br />
<br />
Hartsilberlegierungen finden verbreitet Anwendung in vielen Wechsel- und Gleichstromschaltern<br />
für Informations- und Energietechnik bei Schaltströmen bis 10A,<br />
vereinzelt auch bei höheren Strömen (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->).<br />
<br />
Dispersionsgehärtete Legierungen des Silbers mit 0,5 Massen-% MgO und NiO (ARGODUR 32) werden durch innere Oxidation hergestellt. Während sich die<br />
schmelztechnisch hergestellte Ausgangslegierung gut umformen lässt, ist der<br />
dispersionsgehärtete Werkstoff sehr spröde und kaum verformbar. Gegenüber<br />
Feinsilber und Hartsilber weist er eine wesentlich höhere Warmfestigkeit auf, so<br />
dass mit diesem dispersionsgehärteten Werkstoff auch Hartlötungen bei Temperaturen bis ca. 800°C ohne Einbuße an Härte und Festigkeit durchführbar<br />
sind. Aufgrund seiner günstigen Festigkeitseigenschaften und seiner hohen<br />
elektrischen Leitfähigkeit eignet sich ARGODUR 32 vor allem für thermisch und<br />
mechanisch hoch beanspruchte Kontaktfedern in Relais und Schützen in der<br />
Luft- und Raumfahrt.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--Fig. 2.52:--> Phase diagram of silver-copper<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver cadmium"/><!--Fig. 2.53:--> Phase diagram of silver-cadmium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/><!--Fig. 2.54:--> Strain hardening of AgCu3 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/><!--Fig. 2.55:--> Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/><!--Fig. 2.56:--> Strain hardening of AgCu5 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"/><!--Fig. 2.57:--> Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"/><!--Fig. 2.58:--> Strain hardening of AgCu 10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"/><!--Fig. 2.59:--> Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"/><!--Fig. 2.60:--> Strain hardening of AgCu28 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"/><!--Fig. 2.61:--> Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"/><!--Fig. 2.62:--> Strain hardening of AgNi0.15 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"/><!--Fig. 2.63:--> Softening of AgNi0.15 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"/><!--Fig. 2.64:--> Strain hardening of ARGODUR 27 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"/><!--Fig. 2.65:--> Softening of ARGODUR 27 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver copper"> <br />
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-copper</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver cadmium"> <br />
[[File:Phase diagram of silver cadmium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-cadmium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu3 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu5 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu 10 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu28 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgNiO15 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgNiO15 after annealing</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"> <br />
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of ARGODUR 27 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"> <br />
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of ARGODUR 27 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber und Silberlegierungen"><br />
<caption>'''<!--Table 2.15:-->Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!colspan="2" | Properties<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Special<br />
|Highest electrical and thermal conductivity, high affinity to sulfur (sulfide formation), low welding resistance, low contact resistance, very good formability <br />
|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<br />
|-<br />
|Ag Alloys <br />
|Increasing contact resistance with increasing<br />
Cu content, compared to fine Ag higher arc erosion resistance and mechanical strength, lower tendency to material<br />
|Good formability, good brazing and welding properties <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.16:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber und Silberlegierungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!Application Examples<br />
!Form of Supply<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />AgCu3<br />AgNi98NiCu2<br />ARGODUR 27<br />AgCu24,5Ni0,5<br />
|Relays,<br />Micro switches,<br />Auxiliary current switches,<br />Control circuit devices,<br />Appliance switches,<br />Wiring devices (&le; 20A),<br />Main switches <br />
|'''Semi-finished Materials:''' <br />Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, toplay profiles, seam- welded strips<br />'''Contact Parts:'''<br />Contact tips, solid and composite rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts<br />
|-<br />
|AgCu5<br />AgCu10<br />AgCu28 <br />
|Special applications<br />
|'''Semi-finished Materials:'''<br />Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, seam-welded strips<br />'''Contact parts:'''<br />Contact tips, solid contact rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts<br />
|-<br />
|Ag99, 5NiOMgO<br />ARGODUR 32<br />
|Miniature relays, aerospace relays and contactors, erosion wire for injection nozzles<br />
|Contact springs, contact carrier parts <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
====Silber-Palladium-Legierungen====<br />
Durch Zulegieren von 30 Massen-% Pd wird neben den mechanischen Eigenschaften<br />
vor allem die Beständigkeit des Silbers gegenüber der Einwirkung von<br />
Schwefel und schwefelhaltigen Verbindungen entscheidend verbessert<br />
(<xr id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab 2.17)--> und <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab.2.18)-->). Eine noch höhere Resistenz gegenüber Silber-Sulfid-Bildung<br />
weisen Legierungen mit 40-60 Massen-% Pd auf. Bei diesen Pd-Anteilen<br />
können sich allerdings die katalytischen Eigenschaften des Palladiums nachteilig<br />
auf das Kontaktwiderstandsverhalten auswirken. Auch die Verformbarkeit nimmt<br />
mit zunehmenden Pd-Gehalt ab.<br />
<br />
AgPd-Legierungen sind hart, abbrandfest und weisen eine etwas geringere<br />
Neigung zur Materialwanderung bei Gleichstromlast auf (<xr id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Table 2.19)-->). Allerdings<br />
wird die elektrische Leitfähigkeit durch hohe Pd-Gehalte stark verringert.<br />
Die ternäre AgPd30Cu5-Legierung ermöglicht eine weitere Steigerung der<br />
Festigkeitswerte, was sich vor allem bei Gleitkontaktsystemen vorteilhaft<br />
auswirkt.<br />
<br />
AgPd-Legierungen sind bei Pd-Gehalten bis 30 Massen-% gut plattierbar.<br />
Als Verbindungstechnik kommen üblicherweise das Aufschweißen von Drahtoder<br />
Profilabschnitten oder die Verwendung von Kontaktnieten in Frage.<br />
<br />
AgPd-Legierungen kommen z.B. in Relais beim Schalten mittlerer bis höherer<br />
elektrischer Belastung ( <60V; <2A) zum Einsatz (<xr id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"/><!--(Table 2.20)-->). Aufgrund des hohen<br />
Palladiumpreises werden diese allerdings vielfach durch Mehrschichtwerkstoffe,<br />
z.B. AgNi0,15 oder Ag/Ni90/10 jeweils mit einer dünnen Au-Auflage, ersetzt.<br />
Ein breites Anwendungsfeld haben AgPd-Legierungen als verschleißfeste Gleitkontakte<br />
gefunden.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver palladium"/><!--Fig. 2.66:--> Phase diagram of silver-palladium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"/><!--Fig. 2.67:--> Strain hardening of AgPd30 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"/><!--Fig. 2.68:--> Strain hardening of AgPd50 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"/><!--Fig. 2.69:--> Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"/><!--Fig. 2.70:--> Softening of AgPd30, AgPd50, and AgPd30Cu5 after annealing of 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium"><br />
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-palladium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd50 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physikalische Eigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen"><br />
<br />
<caption>'''<!--Table 2.17:--> Physical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material<br />
!Palladium Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />or Range<br />[°C]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!Electrical<br />Conductivity<br />[MS/m]<br />
!Thermal<br />Conductivity<br />[W/m·K]<br />
!Temp. Coefficient of<br />the Electr. Resistance<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
|-<br />
|AgPd30<br />
|30<br />
|10.9<br />
|1155 - 1220<br />
|14.7<br />
|6.8<br />
|60<br />
|0.4<br />
|-<br />
|AgPd40<br />
|40<br />
|11.1<br />
|1225 - 1285<br />
|20.8<br />
|4.8<br />
|46<br />
|0.36<br />
|-<br />
|AgPd50<br />
|50<br />
|11.2<br />
|1290 - 1340<br />
|32.3<br />
|3.1<br />
|34<br />
|0.23<br />
|-<br />
|AgPd60<br />
|60<br />
|11.4<br />
|1330 - 1385<br />
|41.7<br />
|2.4<br />
|29<br />
|0.12<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5<br />
|30<br />
|10.8<br />
|1120 - 1165<br />
|15.6<br />
|6.4<br />
|28<br />
|0.37<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.18:-->Festigkeitseigenschaften von Silber-Palladium-Legierungen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Hardness</p><p class="s12">Condition</p></th><th><p class="s12">Tensile Strength</p><p class="s12">R<span class="s31"><sub>m</sub></span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Elongation A</p><p class="s12">[%]min.</p></th><th><p class="s12">Vickers Hardness</p><p class="s12">HV</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30</p></td><td><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">320</p><p class="s12">570</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">3</p></td><td><p class="s12">65</p><p class="s12">145</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd40</p></td><td><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">350</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">72</p><p class="s12">165</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd50</p></td><td><p class="s12">R 340</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">340</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">35</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">78</p><p class="s12">185</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd60</p></td><td><p class="s12">R 430</p><p class="s12">R 700</p></td><td><p class="s12">430</p><p class="s12">700</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">85</p><p class="s12">195</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">R 410</p><p class="s12">R 620</p></td><td><p class="s12">410</p><p class="s12">620</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">190</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.19:-->Kontakt- und Schalteigenschaften der Silber-Palladium-Legierungen''</caption>'<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!colspan="2" | Properties<br />
|-<br />
|AgPd30-60<br />
|Corrosion resistant, tendency to Brown Powder formation increases with Pd content, low tendency to material transfer in DC circuits, high ductility <br />
|Resistant against Ag<sub>2</sub>S formation, low contact resistance, increasing hardness with higher Pd content, AgPd30 has highest arc erosion resistance, easy to weld and clad<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5 <br />
|High mechanical wear resistance<br />
|High Hardness <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.20:-->Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd 30-60</p></td><td><p class="s12">Switches, relays, push-buttons,</p><p class="s12">connectors, sliding contacts</p></td><td><p class="s12">'''Semi-finished Materials:'''</p><p class="s12">Wires, micro profiles (weld tapes), clad</p><p class="s12">contact strips, seam-welded strips</p><p class="s12">'''Contact Parts:'''</p><p class="s12">Solid and composite rivets, weld buttons;</p><p class="s12">clad and welded contact parts, stamped parts</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">Sliding contacts, slider tracks</p></td><td><p class="s12">Wire-formed parts, contact springs, solid</p><p class="s12">and clad stamped parts</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
===Silber-Verbundwerkstoffe===<br />
<br />
====Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffe====<br />
Since silver and nickel are not soluble in each other in solid form and in the liquid phase have only very limited solubility 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"/><!--(Fig. 2.75)--> and <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--(Fig. 2.76)--><br />
<br />
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"/><!--(Tab 2.21)-->. 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"/><!--(Table 2.24)-->. 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"/> <!--(Table 2.23)-->.<br />
<br />
Typically Ag/Ni (SINIDUR) materials are usually produced with contents of 10-40 wt% Ni. The most widely used materials SINIDUR 10 and SINIDUR 20- and also SINIDUR 15, mostly used in north america-, are easily formable and applied by cladding <xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--(Fig. 2.71)--> <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--(Fig. 2.72)--> <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/> <!--(Fig. 2.73)--> <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--(Fig. 2.74)-->. They can be, without any additional welding aids, economically welded and brazed to the commonly used contact carrier materials.<br />
The (SINIDUR) 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.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.24)-->.<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.21:-->Physikalische Eigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR) -Werkstoffen'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th>Material/DODUCO</th><th>Silver Content</th><th>Density</th><th>Melting Point</th><th>ElectricalResistivity<i>p</i></th><th colspan="2">Electrical Resistivity (soft)</th></tr><br />
<tr><br />
<th>Designation</th><th>[wt%]</th><th>[g/cm<sup>3</sup>]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th><br />
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">Ag/Ni 90/10</p><p class="s11">SINIDUR 10</p></td><td><p class="s11">89 - 91</p></td><td><p class="s11">10.2 - 10.3</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.82 - 1.92</p></td><td><p class="s12">90 - 95</p></td><td><p class="s12">52 - 55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 85/15</p><p class="s11">SINIDUR 15</p></td><td><p class="s11">84 - 86</p></td><td><p class="s11">10.1 - 10.2</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.89 - 2.0</p></td><td><p class="s12">86 - 91</p></td><td><p class="s12">50 - 53</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 80/20</p><p class="s11">SINIDUR 20</p></td><td><p class="s11">79 - 81</p></td><td><p class="s11">10.0 - 10.1</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.92 - 2.08</p></td><td><p class="s12">83 - 90</p></td><td><p class="s12">48 - 52</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 70/30</p><p class="s11">SINIDUR 30</p></td><td><p class="s11">69 - 71</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.44</p></td><td><p class="s12">71</p></td><td><p class="s12">41</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 60/40</p><p class="s11">SINIDUR 40</p></td><td><p class="s11">59 - 61</p></td><td><p class="s11">9.7</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.70</p></td><td><p class="s12">64</p></td><td><p class="s12">37</p></td></tr><br />
</table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.22"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.22:-->Festigkeitseigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Hardness Condition<br />
!Tensile Strength R<sub>m</sub> [Mpa]<br />
!Elongation A (soft annealed) [%] min.<br />
!Vickers Hardness HV 10<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />SINIDUR 10<br />
|soft<br />R 220<br />R 280<br />R 340<br />R 400<br />
|< 250<br />220 - 280<br />280 - 340<br />340 - 400<br />> 400<br />
|25<br />20<br />3<br />2<br />1<br />
|< 50<br />50 - 70<br />65 - 90<br />85 - 105<br />> 100<br />
|-<br />
|Ag/Ni 85/15<br />SINIDUR 15<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 380<br />R 400<br />
|< 275<br />250 - 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />> 400<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 70<br />70 - 90<br />85 - 105<br />100 - 120<br />> 115<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20<br />SINIDUR 20<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 400<br />R 450<br />
|< 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />400 - 450<br />> 450<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 80<br />80 - 95<br />90 - 110<br />100 - 125<br />> 120<br />
|-<br />
|Ag/Ni 70/30<br />SINIDUR 30<br />
|R 330<br />R 420<br />R 470<br />R 530<br />
|330 - 420<br />420 - 470<br />470 - 530<br />> 530<br />
|8<br />2<br />1<br />1<br />
|80<br />100<br />115<br />135<br />
|-<br />
|Ag/Ni 60/40<br />SINIDUR 40<br />
|R 370<br />R 440<br />R 500<br />R 580<br />
|370 - 440<br />440 - 500<br />500 - 580<br />> 580<br />
|6<br />2<br />1<br />1<br />
|90<br />110<br />130<br />150<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--Fig. 2.71:--> Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--Fig. 2.72:--> Softening of Ag/Ni 90/10 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/><!--Fig. 2.73:--> Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--Fig. 2.74:--> Softening of Ag/Ni 80/20 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--Fig. 2.75:--> Micro structure of Ag/Ni 90/10 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--Fig. 2.76:--> Micro structure of Ag/Ni 80/20 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel t o the extrusion direction<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.23:-->Kontakt- und Schalteigenschaften von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/Ni <br />SINIDUR<br />
|High arc erosion resistance at switching currents up to 100A,<br />Resistance against welding for starting current up to 100A,<br />low and over the electrical contact life nearly constant contact resistance for Ag/Ni 90/10 and Ag/Ni 80/20,<br />ow and spread-out material transfer under DC load,<br />non-conductive erosion residue on isolating components resulting in only minor change of the dielectric strength of switching devices,<br />good arc moving properties,<br />good arc extinguishing properties,<br />good or sufficient ductility depending on the Ni content,<br />easy to weld and braze<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.24:-->Anwendungsbeispiele und Lieferformen von Silber-Nickel (SINIDUR)-Werkstoffen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material<br />
!Application Examples<br />
!Switching or Nominal Current<br />
!Form of Supply<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Relays<br /> Automotive Relays - Resistive load - Motor load<br />
|> 10A<br />> 10A<br />
|rowspan="9" | '''Semi-finisched Materials:'''<br />Wires, profiles,<br />clad strips,<br />Seam-welded strips,<br />Toplay strips <br />'''Contact Parts:'''<br />Contact tips, solid<br />and composite<br />rivets, Weld buttons,<br />clad, welded,<br />brazed, and riveted<br />contact parts<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20<br />
|Auxiliary current switches<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Appliance switches<br />
|&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Wiring devices<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Main switches, Automatic staircase illumination switches<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Control<br />Thermostats<br />
|> 10A<br />&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Load switches<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Contactors circuit breakers<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />paired with Ag/C 97/3-96/4<br />
|Motor protective circuit breakers<br />
|&le; 40A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Fault current circuit breakers<br />
|&le; 100A<br />
|rowspan="2" | Rods, Profiles,<br />Contact tips, Formed parts,<br />brazed and welded<br />contact parts<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Power switches<br />
|> 100A<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
==== Silber-Metalloxid-Werkstoffe Ag/CdO, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/ZnO====<br />
The family of silver-metal oxide contact materials includes the material groups: silver-cadmium oxide (DODURIT CdO), silver-tin oxide (SISTADOX), and silverzinc oxide (DODURIT ZnO). 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 mainly are 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"/><!--(Table 2.31)-->.<br />
<br />
*'''Silver-cadmium oxide (DODURIT CdO) materials'''<br />
<br />
Silver-cadmium oxide (DODURIT CdO) materials with 10-15 wt% are produced by both, internal oxidation and powder metallurgical methods <xr id="tab:Physical and Mechanical Properties"/><!--(Table 2.25)-->.<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical and Mechanical Properties"><br />
[[File:Physical and Mechanical Properties.jpg|right|thumb|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver Cadmium Oxide (DODURIT CdO) Contact Materials]]<br />
</figtable><br />
<br />
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 a oxygen rich atmosphere in 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 are becoming larger further away towards the center of the material <xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.83)-->.<br />
<br />
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"/><!--(Figs. 2.77)--> and <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.78)-->. 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 a 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 a easily brazable AgCd alloy backing <xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--(Fig. 2.85)-->. These materials (DODURIT CdO ZH) are mainly used as the basis for contact profiles and contact tips.<br />
<br />
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"/><!--(Fig. 2.84)-->. 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 <xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--(Fig. 2.86)-->.<br />
<br />
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 in a die close to the final desired shape, the "green" tips are sintered, and in most cases the repress process forms the final exact shape while at the same time increasing the contact density and hardness.<br />
<br />
Using different silver powders and minor additives for the basic Ag and CdO starting materials can help influence certain contact properties for specialized applications.<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.77:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.78:--> Softening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.79:--> Strain hardening of Ag/CdO 90/10 P by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"/><!--Fig. 2.80:--> Softening of Ag/CdO 90/10 P after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"/><!--Fig. 2.81:--> Strain hardening of Ag/CdO 88/12 WP<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"/><!--Fig. 2.82:--> Softening of Ag/CdO 88/12WP after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--Fig. 2.83:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 i.o. a) close to surface b) in center area<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.84:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 P: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--Fig. 2.85:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 ZH: 1) Ag/CdO layer 2) AgCd backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--Fig. 2.86:--> Micro structure of AgCdO 88/12 WP: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Softening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/CdO 90/10 P by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/CdO 90/10 P after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/CdO 88/12 WP</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/CdO 88/12WP after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 P: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010ZH.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 ZH: 1) Ag/CdO layer 2) AgCd backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO8812WP.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of AgCdO 88/12 WP: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
*'''Silver–tin oxide (SISTADOX) materials'''<br />
Over the past years, many Ag/CdO contact materials have been replaced by Ag/SnO<sub>2</sub> based materials with 2-14 wt% SnO<sub>2</sub> because of the toxicity of Cadmium. This changeover was further favored by the fact that Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Table 2.30)-->. Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Tab. 2.28)--> und <xr id="tab:tab2.29"/><!--(Table 2.29)-->.<br />
<br />
Manufacturing of Ag/SnO<sub>2</sub> 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. To make a ductile material with fine oxide dispersion (SISTADOX TOS F) <xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--(Fig. 2.114)--> it is necessary to use special process variations in oxidation and extrusion which lead to materials with improved properties in relays. Adding a brazable fine silver layer to such materials results in a semifinished material suitable for the manufacture as smaller weld profiles (SISTADOX WTOS F) <xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--(Fig. 2.116)-->. 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"/><!--(Table 2.31)-->.<br />
<br />
<br />
''Powder metallurgy'' plays a significant role in the manufacturing of Ag/SnO<sub>2</sub> contact materials. Besides SnO<sub>2</sub> a smaller amount (<1 wt%) of one or more other metal oxides such as WO<sub>3</sub>, MoO<sub>3</sub>, CuO and/or Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> are added. These<br />
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:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"/> (Table 2.26 als PDF herunterladen: [[File:Physical Mechanical properties.pdf|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]] )''.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"><br />
[[File:Physical Mechanical Properties as Manufacturing.jpg|right|thumb|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]]<br />
</figtable><br />
<br />
In the manufacture the initial powder mixes different processes are applied which provide specific advantages of the resulting materials in respect to their contact properties <!--[[#figures|(Figs. 43 – 75)]]-->. Some of them are described here as follows:<br />
:'''a) Powder blending from single component powders''' <br> 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.<br />
<br />
:'''b) Powder blending on the basis of doped powders''' <br> For incorporation of additive oxides in the SnO<sub>2</sub> powder the reactive spray process (RSV) 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 by oxidation into a tin oxide particle in which the additive metals are distributed evenly as oxides. The so created doped AgSnO<sub>2</sub> powder is then mechanically mixed with silver powder.<br />
<br />
:'''c) Powder blending based on coated oxide powders''' <br> In this process tin oxide powder is blended with lower meting additive oxides such as for example Ag<sub>2</sub> MoO<sub>4</sub> and then heat treated. The SnO<sub>2</sub> particles are coated in this step with a thin layer of the additive oxide.<br />
<br />
:'''d) Powder blending based on internally oxidized alloy powders''' <br> 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.<br />
<br />
:'''e) Powder blending based on chemically precipitated compound powders''' <br> A silver salt solution is added to a suspension of for example SnO<sub>2</sub> 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 SnO<sub>2</sub>.<br />
<br />
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 such as 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 more economically 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"/><!--(Table 2.27)-->.<br />
<div id="figures"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.87:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.88:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.89:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"/><!--Fig. 2.90:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"/><!--Fig. 2.91:--> Strain hardening of oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"/><!--Fig. 2.92:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.93:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"/><!--Fig. 2.94:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"/><!--Fig 2.95:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"/><!--Fig. 2.96:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.97:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"/><!--Fig. 2.98:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"/><!--Fig. 2.99:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"/><!--Fig. 2.100:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"/><!--Fig. 2.101:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"/><!--Fig. 2.102:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.103:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.104:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.105:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"/><!--Fig. 2.106:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.108:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.107:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.109:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.110:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"/><!--Fig. 2.111:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.112:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"/><!--Fig. 2.113:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.114:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.115:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--Fig. 2.116:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.117:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.118:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"/><!--Fig. 2.119:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"><br />
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"> <br />
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"><br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub>88/12P after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"><br />
<caption>'''<!--Table 2.27:-->Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th rowspan="2"><p class="s11">Material/</p><p class="s11">DODUCO- Designation</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Additives</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Density</p><p class="s11">[ g/cm<sup>3</sup>]</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Resistivity</p><p class="s11">[µ<span class="s14">S ·</span>cm]</p></th><th colspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Conductivity</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Vickers</p><p class="s11">Hardness</p><p class="s11">HV 10.</p></th></tr><br />
<tr><th><p class="s11">[%IACS]</p></th><th><p>[MS/m]</p></th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">AgCdO 90/10EP</p><p class="s11">DODURIT CdO 10EP</p></td><td/><td><p class="s11">10.1</p></td><td><p class="s11">2.08</p></td><td><p class="s12">83</p></td><td><p class="s12">48</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgCdO 85/15 EP DODURIT CdO 15EP</p></td><td/><td><p class="s11">9.9</p></td><td><p class="s11">2.27</p></td><td><p class="s12">76</p></td><td><p class="s12">44</p></td><td><p class="s11">65</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 90/10 EPX SISTADOX 10EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">2.22</p></td><td><p class="s12">78</p></td><td><p class="s12">45</p></td><td><p class="s11">55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 88/12EPX SISTADOX 12EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.6</p></td><td><p class="s11">2.63</p></td><td><p class="s12">66</p></td><td><p class="s12">38</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr></table><br />
Form of Support: formed parts, stamped parts, contact tips<br />
</figtable><br />
<br />
*'''Silver–zinc oxide (DODURIT ZnO) materials'''<br />
Silver zinc oxide (DODURIT ZnO) contact materials with mostly 6 - 10 wt% oxide content including other small metal oxides are produced exclusively by powder metallurgy [[#figures1|(Figs. 76 – 81)]],<!--(Table 2.28)-->. Adding Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> in the process b) as described in the preceding chapter on Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Tab. 2.30)--> and <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Tab. 2.31)-->.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.28"><br />
<caption>'''<!--Table 2.28:--> Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Zinc Oxide (DODURIT ZnO) Contact'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Additives<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers<br />Hardness<br />Hv1<br />
!Tensile<br />Strength<br />[MPa]<br />
!Elongation<br />(soft annealed)<br />A[%]min.<br />
!Manufacturing<br />Process<br />
!Form of<br />Supply<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8P<br />DODURIT ZnO 8P<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.22<br />
|78<br />
|45<br />
|60 - 95<br />
|220 - 350<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />a) indiv. powders<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 94/6PW25<br />DODURIT ZnO 6PW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 100<br />
|200 - 320<br />
|30<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8PW25<br />DODURIT ZnO 8PW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|230 - 340<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10PW25<br />DODURIT ZnO 10PW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.17<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 100<br />
|230 - 350<br />
|20<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WP<br />DODURIT ZnO 8WP<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />with Ag backing a) individ.<br />
|2<br />
|-<br />
|AgZnO 94/6WPW25<br />DODURIT ZnO 6WPW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WPW25<br />DODURIT ZnO 8WPW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10WPW25<br />DODURIT ZnO 10WPW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.7<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 110<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips<br />
<br />
<br />
<div id="figures1"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.120:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 PW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.121:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 PW25 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.122:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.123:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 after annealing for 1hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"/><!--Fig. 2.124:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 Pw25: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.125:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 WPW25:a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/ZnO contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.29"><br />
<caption>'''<!--Table 2.29:-->Optimizing of Silver–Tin Oxide Materials Regarding their Switching Properties and Forming Behavior'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">Material Group</p></th><th><p class="s12">Special Properties<th colspan="2"></p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>PE</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for automotive relays</p><p class="s12">(lamp loads)</p></td><td><p class="s12">Good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>98/2 PX/PC</p></td><td><p class="s12">Especially good heat resistance</p></td><td><p class="s12">Easily riveted, can be directly welded</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>TOS F</p></td><td><p class="s12">Especially suited for high inductive</p><p class="s12">DC loads</p></td><td><p class="s12">Very good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPC</p></td><td><p class="s12">For AC-3 and AC-4 applications in motor</p><p class="s12">switches (contactors)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPD</p></td><td><p class="s12">Especially suited for severe loads (AC-4)</p><p class="s12">and high switching currents</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPX</p></td><td><p class="s12">For standard motor loads (AC-3) and</p><p class="s12">Resistive loads (AC-1), DC loads (DC-5)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WTOSF</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for high inductive DC</p><p class="s12">loads</p></td><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.30:-->Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/CdO<br />DODURIT CdO<br />
|High resistance against welding during current on switching for currents up to<br />5kA especially for powder metallurgical materials,<br /><br />
Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life at switching currents<br /><br />
of 100A – 5kA,<br /><br />
Very good arc moving properties for materials produced by internal oxidation,<br />Good arc extinguishing properties,<br /><br />
Formability better than the one of Ag/SnO2 and Ag/ZnO materials,<br /><br />
Use of Ag/CdO in automotive components is prohibited because of Cd toxicity,<br />Prohibition of use in consumer products and appliances in EU.<br />
|-<br />
|Ag/SnO<sub>2</sub><br />SISTADOX<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
Very high resistance against welding during current on switching,<br />Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties through use of special additives,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life,<br /><br />
Very low and flat material transfer during DC load switching,<br /><br />
Good arc moving and very good arc extinguishing properties<br />
|-<br />
|Ag/ZnO<br />DODURIT ZnO<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
High resistance against welding during current on switching<br />(capacitor contactors),<br /><br />
Low and stable contact resistance through special oxide additives,<br />Very high arc erosion resistance at high switching currents,<br /><br />
Less favorable than Ag/SnO<sub>2</sub> for electrical life and material transfer,<br /><br />
With Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> additive especially suitable for AC relays<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.31:-->Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/CdO</p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Wiring devices, Appliance switches, Main switches, contactors, Small (main) power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2</span></p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,</p><p class="s12">Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired against</p><p class="s12">Ag/C), (Main) Power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/ZnO</p></td><td><p class="s12">Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuit</p><p class="s12">breakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
====Silber-Grafit (GRAPHOR)-Werkstoffe====<br />
Ag/C (GRAPHOR) contact materials are usually produced by powder metallurgy with graphite contents of 2 – 5 wt% <xr id="tab:tab2.32"/><!--(Table 2.32)-->. 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.<br />
<br />
The extrusion of sintered billets is now the dominant manufacturing method for semi-finished AgC materials <!--[[#figures3|(Figs. 82 – 85)]]<!--(Figs. 2.126 – 2.129)-->. The hot extrusion process results in a high density material with graphite particles stretched and oriented in the extrusion direction [[#figures4|(Figs. 86 – 89)]]<!--(Figs. 2.130 – 2.133)-->. Depending on the extrusion method in either rod or strip form the graphite particles can be oriented in the finished contact tips perpendicular (GRAPHOR) or parallel (GRAPHOR D) to the switching contact surface <xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--(Fig. 2.131)--> and <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--(Fig. 2.132)-->.<br />
<br />
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 either burning out (de-graphitizing) the graphite selectively on one side of the tips or by compound extrusion of a Ag/C billet covered with a fine silver shell.<br />
<br />
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 consistently low during the electrical life of the contact parts.<br />
<br />
A disadvantage of the Ag/C materials is their rather high erosion rate. In materials with parallel graphite orientation this can be improved if part of the graphite is incorporated into the material in the form of fibers (GRAPHOR DF), <xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--(Fig. 2.133)-->. The weld resistance is determined by the total content of graphite particles.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.33)-->. For attachment of Ag/C tips welding and brazing techniques are applied.<br />
<br />
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 GRAPHOR D and DF can be pre-coated with a thin layer of high temperature brazing alloys such as CuAgP.<br />
<br />
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.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.34)-->. 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 and Ag/W.<br />
<br />
<div id="figures3"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.126:--> Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.127:--> Softening of Ag/C 96/4 D after annealing<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C DF"/><!--Fig. 2.128:--> Strain hardening of Ag/C DF by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"/><!--Fig. 2.129:--> Softening of Ag/C DF after annealing<br />
</div><br />
<br />
<div id="figures4"><br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"/><!--Fig. 2.130:--> Micro structure of Ag/C 97/3: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--Fig. 2.131:--> Micro structure of Ag/C 95/5: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.132:--> Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--Fig. 2.133:--> Micro structure of Ag/C DF: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag/Ni 90/10 backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"><br />
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C 96/4 D after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C DF by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C DF after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.32"><br />
<caption>'''<!--Table 2.32:-->Physical Properties of Silver–Graphite (GRAPHOR) Contact Materials'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />[°C]<br />
!Electrical Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers-Hardnes<br />HV10<br />42 - 45<br />
|-<br />
|Ag/C 98/2<br />GRAPHOR 2<br />
|97.5 - 98.5<br />
|9.5<br />
|960<br />
|1.85 - 1.92<br />
|90 - 93<br />
|48 - 50<br />
|42 - 44<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3<br />GRAPHOR 3<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1<br />
|960<br />
|1.92 - 2.0<br />
|86 - 90<br />
|45 - 48<br />
|41 - 43<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4<br />GRAPHOR 4<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.7<br />
|960<br />
|2.04 - 2.13<br />
|81 - 84<br />
|42 - 46<br />
|40 - 42<br />
|-<br />
|Ag/C 95/5<br />GRAPHOR 5<br />
|94.5 - 95.5<br />
|8.5<br />
|960<br />
|2.12 - 2.22<br />
|78 - 81<br />
|40 - 44<br />
|40 - 60<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3D<br />GRAPHOR 3D*)<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1 - 9.3<br />
|960<br />
|1.92 - 2.08<br />
|83 - 90<br />
|45 - 50<br />
|35 - 55<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4D<br />GRAPHOR 4D*)<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.8 - 9.0<br />
|960<br />
|2.04 - 2.22<br />
|78 - 84<br />
|43 - 47<br />
|35 - 60<br />
|-<br />
|AgCDF<br />GRAPHOR DF**)<br />
|95.7 - 96.7<br />
|8.7 - 8.9<br />
|960<br />
|2.27 - 2.50<br />
|69 - 76<br />
|40 - 44<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*)</nowiki> Graphite particles parallel to switching surface <br /><br />
<nowiki>**)</nowiki> Graphite content 3.8 wt%, Graphite particles and fibers parallel to switching surface<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.33"><br />
<caption>'''<!--Table 2.33:-->Contact and Switching properties of Silver–Graphite (GRAPHOR) Contact Materials'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO-Designation</p></th><th><p class="s11">Properties</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C</p><p class="s12">GRAPHOR</p></td><td><p class="s12">Highest resistance against welding during make operations at high currents,</p><p class="s12">High resistance against welding of closed contacts during short circuit,</p><p class="s12">Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,</p><p class="s12">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, GRAPHOR with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,</p><p class="s12">Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,</p><p class="s12">Limited formability,</p><p class="s12">Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.34"><br />
<caption>'''<!--Table 2.34:-->Application Examples and Forms of Supply of Silver– Graphite (GRAPHOR) Contact Materials'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO Designation</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 98/2</p><p class="s12">GRAPHOR 2</p></td><td><p class="s12">Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact</p><p class="s12">parts, some contact rivets with</p><p class="s12">Ag/C97/3</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</p></td></tr><tr><td/><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Silver_Based_Materials]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Werkstoffe_auf_Silber-Basis&diff=4054Werkstoffe auf Silber-Basis2014-09-24T16:21:17Z<p>Teitscheid: temp edit</p>
<hr />
<div>===Feinsilber===<br />
Feinsilber weist die höchste elektrische und thermische Leitfähigkeit aller<br />
Metalle auf. Es ist resistent gegen Oxidbildung. Nachteilig wirken sich die<br />
geringe Verschleißfestigkeit, niedrige Entfestigungstemperatur und vor allem die<br />
hohe Affinität des Silbers gegen Schwefel und Schwefel-Verbindungen aus.<br />
Durch Einwirkung schwefelhaltiger Verbindungen bilden sich bräunliche bis<br />
schwarze Deckschichten aus Silbersulfid, die zu einer Erhöhung des Kontaktwiderstandes<br />
und u.U. zum völligen Versagen des Schaltgerätes führen können,<br />
wenn diese nicht mechanisch, elektrisch oder thermisch zerstört werden. Weiterhin ist nachteilig zu bewerten, dass Kontaktstücke aus Feinsilber beim<br />
Einschalten von Überströmen stark zum Verschweißen neigen sowie bei<br />
Gleichstrombetrieb nur eine geringe Resistenz gegenüber Materialwanderung<br />
aufweisen. Silber kann in feuchter Atmosphäre in Berührung mit Kunststoffen<br />
unter Wirkung eines elektrischen Feldes kriechen (Silber-Migration) und dadurch<br />
Kurzschlüsse verursachen.<br />
<br />
<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/><!--(Table 2.11)--> 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"/><!--Table 2.12-->. 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.]]<!--(Tab. 8.1.)--><br />
<br />
Semi-finished silver materials can easily be warm or cold formed and can be clad to the usual base materials. 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.<br />
<br />
Contacts made from fine silver are applied in various electrical switching devices such as relays, pushbuttons, appliance and control switches for<br />
currents < 2 A <xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->. Electroplated silver coatings are widely used to reduce the contact resistance and improve the brazing behavior of other contact materials and components.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"><br />
<caption>'''<!--Table 2.11:-->Overview of the Most Widely Used Silver Grades'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Designation</p></th><th><p class="s12">Composition minimum Ag [wt%]</p></th><th><p class="s12">Impurities</p><p class="s12">[ppm]</p></th><th><p class="s12">Notes on Usage</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Spectroscopically</p><p class="s12">Pure Ag</p></td><td><p class="s11">99.999</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 3</p><p class="s11">Zn &lt; 1</p><p class="s11">Si &lt; 1</p><p class="s11">Ca &lt; 2</p><p class="s11">Fe &lt; 1</p><p class="s11">Mg &lt; 1</p><p class="s11">Cd &lt; 1</p></td><td><p class="s12">Sheets, strips, rods, wires for electronic applications</p></td></tr><tr><td><p class="s12">High Purity Ag, oxygen-free</p></td><td><p class="s11">99.995</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 30</p><p class="s11">Zn &lt; 2</p><p class="s11">Si &lt; 5</p><p class="s11">Ca &lt; 10</p><p class="s11">Fe &lt; 3</p><p class="s11">Mg &lt; 5</p><p class="s11">Cd &lt; 3</p></td><td><p class="s12">Ingots, bars, granulate for alloying</p><p class="s12">purposes</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"><br />
<caption>'''<!--Table 2.12:-->Quality Criteria of Differently Manufactured Silver Powders'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!colspan="2" |Impurities <br />
!Ag-Chem.*<br />
!Ag-ES**<br />
!Ag-V***<br />
|-<br />
|Cu <br />
|ppm<br />
|< 100<br />
|< 300<br />
|< 300<br />
|-<br />
|Fe <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 100<br />
|< 100<br />
|-<br />
|Ni <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Cd <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Zn <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 10<br />
|-<br />
|Na + K + Mg + Ca <br />
|ppm<br />
|< 80<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Ag CI <br />
|ppm<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|-<br />
|NO<sub>3</sub> <br />
|ppm<br />
|< 40<br />
|< 40<br />
|<br />
|-<br />
|Nh<sub>4</sub>CI <br />
|ppm<br />
|< 30<br />
|< 30<br />
|<br />
|-<br />
!colspan="5" |Particle Size Distribution (screen analysis)<br />
|-<br />
|> 100 μm <br />
|%<br />
|0<br />
|0<br />
|0<br />
|-<br />
|< 100 bis > 63 μm <br />
|%<br />
|< 5<br />
|< 5<br />
|< 15<br />
|-<br />
|< 36 μm <br />
|%<br />
|< 80<br />
|< 90<br />
|< 75<br />
|-<br />
|Apparent Density <br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|1.0 - 1.6<br />
|1.0 - 1.5<br />
|3 - 4<br />
|-<br />
|Tap Density <br />
|ml/100g<br />
|40 - 50<br />
|40 - 50<br />
|15 - 25<br />
|-<br />
!colspan="5" |Press/Sintering Behavior<br />
|-<br />
|Press Density <br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|5.6 - 6.5<br />
|5.6 - 6.3<br />
|6.5 - 8.5<br />
|-<br />
|Sinter Density <br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|> 9<br />
|> 9.3<br />
|> 8<br />
|-<br />
|Volume Shrinkage <br />
|%<br />
|> 34<br />
|> 35<br />
|> 0<br />
|-<br />
|Annealing Loss<br />
|%<br />
|< 2<br />
|< 0.1<br />
|< 0.1<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*</nowiki> Manufactured by chemical precipitation <br /><br />
<nowiki>**</nowiki> Manufactured by electrolytic deposition <br /><br />
<nowiki>***</nowiki> Manufactured by atomizing of a melt<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/><!--Fig. 2.45:--> Strain hardening of Ag 99.95 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/><!--Fig. 2.46:--> Softening of Ag 99.95 after annealing for 1 hr after different degrees of strain hardening<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"><br />
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag 99.95 bei cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
===Silver Alloys===<br />
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"/><!--(Table 2.13)-->. 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"/><!--(Table 2.14)-->. 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"/><!--(Fig. 2.47)--> and <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--(Fig. 2.48)-->.<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.13:-->Physical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />or Range<br />[°C]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!Electrical<br />Conductivity<br />[MS/m]<br />
!Thermal<br />Conductivity<br />[W/mK]<br />
!Temp. Coefficient of<br />the Electr.Resistance<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
!Modulus of<br />Elasticity<br />[GPa]<br />
|-<br />
|Ag<br />
|99.95<br />
|10.5<br />
|961<br />
|1.67<br />
|60<br />
|419<br />
|4.1<br />
|80<br />
|-<br />
|AgNi 0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />
|99.85<br />
|10.5<br />
|960<br />
|1.72<br />
|58<br />
|414<br />
|4.0<br />
|82<br />
|-<br />
|AgCu3<br />
|97<br />
|10.4<br />
|900 - 938<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.2<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu5<br />
|95<br />
|10.4<br />
|910<br />
|1.96<br />
|51<br />
|380<br />
|3.0<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu10<br />
|90<br />
|10.3<br />
|870<br />
|2.0<br />
|50<br />
|335<br />
|2.8<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu28<br />
|72<br />
|10.0<br />
|779<br />
|2.08<br />
|48<br />
|325<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|Ag98CuNi<br />ARGODUR 27<br />
|98<br />
|10.4<br />
|940<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.5<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu24,5Ni0,5<br />
|75<br />
|10.0<br />
|805<br />
|2.20<br />
|45<br />
|330<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|AgCd10<br />
|89 - 91<br />
|10.3<br />
|910 - 925<br />
|4.35<br />
|23<br />
|150<br />
|1.4<br />
|60<br />
|-<br />
|Ag99,5NiMg<br />ARGODUR 32<br />Not heat treated<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.3<br />
|80<br />
|-<br />
|ARGODUR 32<br />Heat treated<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.1<br />
|80<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--Fig. 2.47:--> Influence of 1-10 atom% of different alloying metals on the electrical resistivity of silver<br />
<br />
<xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--Fig. 2.48:--> Electrical resistivity p of AgCu alloys<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
====Fine-Grain Silver====<br />
Fine-Grain Silver (ARGODUR-Spezial) 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 <xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/> <!--(Fig. 2.51)--> illustrates. 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"/><!--(Fig. 2.49)--> and <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/><!--(Fig. 2.50)-->.<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel"><br />
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver nickel</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
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"/><!--(Table 2.14)-->. 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.<br />
<br />
====Hard-Silver Alloys====<br />
Using copper as an alloying component increases the mechanical stability of silver significantly. The most important among the binary AgCu alloys is that of AgCu3, known in europe also under the name of 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 <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->.<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.14:-->Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO-Designation</p></th><th><p class="s12">Hardness</p><p class="s12">Condition</p></th><th><p class="s12">Tensile Strength</p><p class="s12">R<span class="s31">m </span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Elongation A [%] min.</p></th><th><p class="s12">Vickers Hardness</p><p class="s12">HV 10</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">200 - 250</p><p class="s12">250 - 300</p><p class="s12">300 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">8</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">60</p><p class="s12">80</p><p class="s12">90</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgNi 0,15</p><p class="s12">ARGODUR Special</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220 - 270</p><p class="s12">270 - 320</p><p class="s12">320 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">6</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu3</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 330</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 470</p></td><td><p class="s12">250 - 330</p><p class="s12">330 - 400</p><p class="s12">400 - 470</p><p class="s12">&gt; 470</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">45</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu5</p></td><td><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 460</p><p class="s12">R 550</p></td><td><p class="s12">270 - 350</p><p class="s12">350 - 460</p><p class="s12">460 - 550</p><p class="s12">&gt; 550</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">55</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">135</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu10</p></td><td><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 370</p><p class="s12">R 470</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">280 - 370</p><p class="s12">370 - 470</p><p class="s12">470 - 570</p><p class="s12">&gt; 570</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">60</p><p class="s12">95</p><p class="s12">130</p><p class="s12">150</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu28</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 380</p><p class="s12">R 500</p><p class="s12">R 650</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">380 - 500</p><p class="s12">500 - 650</p><p class="s12">&gt; 650</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">120</p><p class="s12">140</p><p class="s12">160</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag98CuNi</p><p class="s12">ARGODUR 27</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">250 - 310</p><p class="s12">310 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">50</p><p class="s12">85</p><p class="s12">110</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu24,5Ni0,5</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 600</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">&gt; 600</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">105</p><p class="s12">180</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCd10</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">200 - 280</p><p class="s12">280 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">36</p><p class="s12">75</p><p class="s12">100</p><p class="s12">115</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag99,5NiMg</p><p class="s12">ARGODUR 32</p><p class="s12">Not heat treated</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 260</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220</p><p class="s12">260</p><p class="s12">310</p><p class="s12">360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">ARGODUR 32 Heat treated</p></td><td><p class="s12">R 400</p></td><td><p class="s12">400</p></td><td><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">130-170</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
Increasing the Cu content further also increases the mechanical strength of AgCu alloys and improves arc erosion resistance and resistance against material transfer while at the same time however 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 <xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--(Fig. 2.52)--> is used. 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.<br />
<br />
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.<br />
<br />
The attachment methods used for the hard silver materials are mostly close to those applied for fine silver and fine grain silver.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.16)-->.<br />
<br />
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.<br />
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.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--Fig. 2.52:--> Phase diagram of silver-copper<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver cadmium"/><!--Fig. 2.53:--> Phase diagram of silver-cadmium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/><!--Fig. 2.54:--> Strain hardening of AgCu3 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/><!--Fig. 2.55:--> Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/><!--Fig. 2.56:--> Strain hardening of AgCu5 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"/><!--Fig. 2.57:--> Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"/><!--Fig. 2.58:--> Strain hardening of AgCu 10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"/><!--Fig. 2.59:--> Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"/><!--Fig. 2.60:--> Strain hardening of AgCu28 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"/><!--Fig. 2.61:--> Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"/><!--Fig. 2.62:--> Strain hardening of AgNi0.15 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"/><!--Fig. 2.63:--> Softening of AgNi0.15 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"/><!--Fig. 2.64:--> Strain hardening of ARGODUR 27 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"/><!--Fig. 2.65:--> Softening of ARGODUR 27 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver copper"> <br />
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-copper</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver cadmium"> <br />
[[File:Phase diagram of silver cadmium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-cadmium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu3 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu5 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu 10 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu28 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgNiO15 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgNiO15 after annealing</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"> <br />
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of ARGODUR 27 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"> <br />
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of ARGODUR 27 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.15:-->Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!colspan="2" | Properties<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Special<br />
|Highest electrical and thermal conductivity, high affinity to sulfur (sulfide formation), low welding resistance, low contact resistance, very good formability <br />
|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<br />
|-<br />
|Ag Alloys <br />
|Increasing contact resistance with increasing<br />
Cu content, compared to fine Ag higher arc erosion resistance and mechanical strength, lower tendency to material<br />
|Good formability, good brazing and welding properties <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.16:-->Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!Application Examples<br />
!Form of Supply<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />AgCu3<br />AgNi98NiCu2<br />ARGODUR 27<br />AgCu24,5Ni0,5<br />
|Relays,<br />Micro switches,<br />Auxiliary current switches,<br />Control circuit devices,<br />Appliance switches,<br />Wiring devices (&le; 20A),<br />Main switches <br />
|'''Semi-finished Materials:''' <br />Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, toplay profiles, seam- welded strips<br />'''Contact Parts:'''<br />Contact tips, solid and composite rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts<br />
|-<br />
|AgCu5<br />AgCu10<br />AgCu28 <br />
|Special applications<br />
|'''Semi-finished Materials:'''<br />Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, seam-welded strips<br />'''Contact parts:'''<br />Contact tips, solid contact rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts<br />
|-<br />
|Ag99, 5NiOMgO<br />ARGODUR 32<br />
|Miniature relays, aerospace relays and contactors, erosion wire for injection nozzles<br />
|Contact springs, contact carrier parts <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
====Silver-Palladium Alloys====<br />
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"/><!--(Tab 2.17)--> and <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab.2.18)-->. 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.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.19)-->. 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.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.20)-->. 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.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver palladium"/><!--Fig. 2.66:--> Phase diagram of silver-palladium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"/><!--Fig. 2.67:--> Strain hardening of AgPd30 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"/><!--Fig. 2.68:--> Strain hardening of AgPd50 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"/><!--Fig. 2.69:--> Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"/><!--Fig. 2.70:--> Softening of AgPd30, AgPd50, and AgPd30Cu5 after annealing of 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium"><br />
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-palladium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd50 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<br />
<caption>'''<!--Table 2.17:--> Physical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material<br />
!Palladium Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />or Range<br />[°C]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!Electrical<br />Conductivity<br />[MS/m]<br />
!Thermal<br />Conductivity<br />[W/m·K]<br />
!Temp. Coefficient of<br />the Electr. Resistance<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
|-<br />
|AgPd30<br />
|30<br />
|10.9<br />
|1155 - 1220<br />
|14.7<br />
|6.8<br />
|60<br />
|0.4<br />
|-<br />
|AgPd40<br />
|40<br />
|11.1<br />
|1225 - 1285<br />
|20.8<br />
|4.8<br />
|46<br />
|0.36<br />
|-<br />
|AgPd50<br />
|50<br />
|11.2<br />
|1290 - 1340<br />
|32.3<br />
|3.1<br />
|34<br />
|0.23<br />
|-<br />
|AgPd60<br />
|60<br />
|11.4<br />
|1330 - 1385<br />
|41.7<br />
|2.4<br />
|29<br />
|0.12<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5<br />
|30<br />
|10.8<br />
|1120 - 1165<br />
|15.6<br />
|6.4<br />
|28<br />
|0.37<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.18:-->Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Hardness</p><p class="s12">Condition</p></th><th><p class="s12">Tensile Strength</p><p class="s12">R<span class="s31"><sub>m</sub></span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Elongation A</p><p class="s12">[%]min.</p></th><th><p class="s12">Vickers Hardness</p><p class="s12">HV</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30</p></td><td><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">320</p><p class="s12">570</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">3</p></td><td><p class="s12">65</p><p class="s12">145</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd40</p></td><td><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">350</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">72</p><p class="s12">165</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd50</p></td><td><p class="s12">R 340</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">340</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">35</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">78</p><p class="s12">185</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd60</p></td><td><p class="s12">R 430</p><p class="s12">R 700</p></td><td><p class="s12">430</p><p class="s12">700</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">85</p><p class="s12">195</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">R 410</p><p class="s12">R 620</p></td><td><p class="s12">410</p><p class="s12">620</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">190</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.19:-->Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys''</caption>'<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!colspan="2" | Properties<br />
|-<br />
|AgPd30-60<br />
|Corrosion resistant, tendency to Brown Powder formation increases with Pd content, low tendency to material transfer in DC circuits, high ductility <br />
|Resistant against Ag<sub>2</sub>S formation, low contact resistance, increasing hardness with higher Pd content, AgPd30 has highest arc erosion resistance, easy to weld and clad<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5 <br />
|High mechanical wear resistance<br />
|High Hardness <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.20:-->Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd 30-60</p></td><td><p class="s12">Switches, relays, push-buttons,</p><p class="s12">connectors, sliding contacts</p></td><td><p class="s12">'''Semi-finished Materials:'''</p><p class="s12">Wires, micro profiles (weld tapes), clad</p><p class="s12">contact strips, seam-welded strips</p><p class="s12">'''Contact Parts:'''</p><p class="s12">Solid and composite rivets, weld buttons;</p><p class="s12">clad and welded contact parts, stamped parts</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">Sliding contacts, slider tracks</p></td><td><p class="s12">Wire-formed parts, contact springs, solid</p><p class="s12">and clad stamped parts</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
===Silver Composite Materials===<br />
<br />
====Silver-Nickel (SINIDUR) Materials====<br />
Since silver and nickel are not soluble in each other in solid form and in the liquid phase have only very limited solubility 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"/><!--(Fig. 2.75)--> and <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--(Fig. 2.76)--><br />
<br />
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"/><!--(Tab 2.21)-->. 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"/><!--(Table 2.24)-->. 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"/> <!--(Table 2.23)-->.<br />
<br />
Typically Ag/Ni (SINIDUR) materials are usually produced with contents of 10-40 wt% Ni. The most widely used materials SINIDUR 10 and SINIDUR 20- and also SINIDUR 15, mostly used in north america-, are easily formable and applied by cladding <xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--(Fig. 2.71)--> <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--(Fig. 2.72)--> <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/> <!--(Fig. 2.73)--> <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--(Fig. 2.74)-->. They can be, without any additional welding aids, economically welded and brazed to the commonly used contact carrier materials.<br />
The (SINIDUR) 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.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.24)-->.<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.21:-->Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th>Material/DODUCO</th><th>Silver Content</th><th>Density</th><th>Melting Point</th><th>ElectricalResistivity<i>p</i></th><th colspan="2">Electrical Resistivity (soft)</th></tr><br />
<tr><br />
<th>Designation</th><th>[wt%]</th><th>[g/cm<sup>3</sup>]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th><br />
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">Ag/Ni 90/10</p><p class="s11">SINIDUR 10</p></td><td><p class="s11">89 - 91</p></td><td><p class="s11">10.2 - 10.3</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.82 - 1.92</p></td><td><p class="s12">90 - 95</p></td><td><p class="s12">52 - 55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 85/15</p><p class="s11">SINIDUR 15</p></td><td><p class="s11">84 - 86</p></td><td><p class="s11">10.1 - 10.2</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.89 - 2.0</p></td><td><p class="s12">86 - 91</p></td><td><p class="s12">50 - 53</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 80/20</p><p class="s11">SINIDUR 20</p></td><td><p class="s11">79 - 81</p></td><td><p class="s11">10.0 - 10.1</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.92 - 2.08</p></td><td><p class="s12">83 - 90</p></td><td><p class="s12">48 - 52</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 70/30</p><p class="s11">SINIDUR 30</p></td><td><p class="s11">69 - 71</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.44</p></td><td><p class="s12">71</p></td><td><p class="s12">41</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 60/40</p><p class="s11">SINIDUR 40</p></td><td><p class="s11">59 - 61</p></td><td><p class="s11">9.7</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.70</p></td><td><p class="s12">64</p></td><td><p class="s12">37</p></td></tr><br />
</table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.22"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.22:-->Mechanical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Hardness Condition<br />
!Tensile Strength R<sub>m</sub> [Mpa]<br />
!Elongation A (soft annealed) [%] min.<br />
!Vickers Hardness HV 10<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />SINIDUR 10<br />
|soft<br />R 220<br />R 280<br />R 340<br />R 400<br />
|< 250<br />220 - 280<br />280 - 340<br />340 - 400<br />> 400<br />
|25<br />20<br />3<br />2<br />1<br />
|< 50<br />50 - 70<br />65 - 90<br />85 - 105<br />> 100<br />
|-<br />
|Ag/Ni 85/15<br />SINIDUR 15<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 380<br />R 400<br />
|< 275<br />250 - 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />> 400<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 70<br />70 - 90<br />85 - 105<br />100 - 120<br />> 115<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20<br />SINIDUR 20<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 400<br />R 450<br />
|< 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />400 - 450<br />> 450<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 80<br />80 - 95<br />90 - 110<br />100 - 125<br />> 120<br />
|-<br />
|Ag/Ni 70/30<br />SINIDUR 30<br />
|R 330<br />R 420<br />R 470<br />R 530<br />
|330 - 420<br />420 - 470<br />470 - 530<br />> 530<br />
|8<br />2<br />1<br />1<br />
|80<br />100<br />115<br />135<br />
|-<br />
|Ag/Ni 60/40<br />SINIDUR 40<br />
|R 370<br />R 440<br />R 500<br />R 580<br />
|370 - 440<br />440 - 500<br />500 - 580<br />> 580<br />
|6<br />2<br />1<br />1<br />
|90<br />110<br />130<br />150<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--Fig. 2.71:--> Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--Fig. 2.72:--> Softening of Ag/Ni 90/10 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/><!--Fig. 2.73:--> Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--Fig. 2.74:--> Softening of Ag/Ni 80/20 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--Fig. 2.75:--> Micro structure of Ag/Ni 90/10 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--Fig. 2.76:--> Micro structure of Ag/Ni 80/20 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel t o the extrusion direction<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.23:-->Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/Ni <br />SINIDUR<br />
|High arc erosion resistance at switching currents up to 100A,<br />Resistance against welding for starting current up to 100A,<br />low and over the electrical contact life nearly constant contact resistance for Ag/Ni 90/10 and Ag/Ni 80/20,<br />ow and spread-out material transfer under DC load,<br />non-conductive erosion residue on isolating components resulting in only minor change of the dielectric strength of switching devices,<br />good arc moving properties,<br />good arc extinguishing properties,<br />good or sufficient ductility depending on the Ni content,<br />easy to weld and braze<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.24:-->Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material<br />
!Application Examples<br />
!Switching or Nominal Current<br />
!Form of Supply<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Relays<br /> Automotive Relays - Resistive load - Motor load<br />
|> 10A<br />> 10A<br />
|rowspan="9" | '''Semi-finisched Materials:'''<br />Wires, profiles,<br />clad strips,<br />Seam-welded strips,<br />Toplay strips <br />'''Contact Parts:'''<br />Contact tips, solid<br />and composite<br />rivets, Weld buttons,<br />clad, welded,<br />brazed, and riveted<br />contact parts<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20<br />
|Auxiliary current switches<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Appliance switches<br />
|&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Wiring devices<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Main switches, Automatic staircase illumination switches<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Control<br />Thermostats<br />
|> 10A<br />&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Load switches<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Contactors circuit breakers<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />paired with Ag/C 97/3-96/4<br />
|Motor protective circuit breakers<br />
|&le; 40A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Fault current circuit breakers<br />
|&le; 100A<br />
|rowspan="2" | Rods, Profiles,<br />Contact tips, Formed parts,<br />brazed and welded<br />contact parts<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Power switches<br />
|> 100A<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
==== Silver-Metal Oxide Materials Ag/CdO, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/ZnO====<br />
The family of silver-metal oxide contact materials includes the material groups: silver-cadmium oxide (DODURIT CdO), silver-tin oxide (SISTADOX), and silverzinc oxide (DODURIT ZnO). 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 mainly are 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"/><!--(Table 2.31)-->.<br />
<br />
*'''Silver-cadmium oxide (DODURIT CdO) materials'''<br />
<br />
Silver-cadmium oxide (DODURIT CdO) materials with 10-15 wt% are produced by both, internal oxidation and powder metallurgical methods <xr id="tab:Physical and Mechanical Properties"/><!--(Table 2.25)-->.<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical and Mechanical Properties"><br />
[[File:Physical and Mechanical Properties.jpg|right|thumb|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver Cadmium Oxide (DODURIT CdO) Contact Materials]]<br />
</figtable><br />
<br />
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 a oxygen rich atmosphere in 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 are becoming larger further away towards the center of the material <xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.83)-->.<br />
<br />
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"/><!--(Figs. 2.77)--> and <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.78)-->. 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 a 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 a easily brazable AgCd alloy backing <xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--(Fig. 2.85)-->. These materials (DODURIT CdO ZH) are mainly used as the basis for contact profiles and contact tips.<br />
<br />
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"/><!--(Fig. 2.84)-->. 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 <xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--(Fig. 2.86)-->.<br />
<br />
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 in a die close to the final desired shape, the "green" tips are sintered, and in most cases the repress process forms the final exact shape while at the same time increasing the contact density and hardness.<br />
<br />
Using different silver powders and minor additives for the basic Ag and CdO starting materials can help influence certain contact properties for specialized applications.<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.77:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.78:--> Softening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.79:--> Strain hardening of Ag/CdO 90/10 P by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"/><!--Fig. 2.80:--> Softening of Ag/CdO 90/10 P after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"/><!--Fig. 2.81:--> Strain hardening of Ag/CdO 88/12 WP<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"/><!--Fig. 2.82:--> Softening of Ag/CdO 88/12WP after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--Fig. 2.83:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 i.o. a) close to surface b) in center area<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.84:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 P: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--Fig. 2.85:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 ZH: 1) Ag/CdO layer 2) AgCd backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--Fig. 2.86:--> Micro structure of AgCdO 88/12 WP: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Softening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/CdO 90/10 P by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/CdO 90/10 P after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/CdO 88/12 WP</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/CdO 88/12WP after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 P: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010ZH.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 ZH: 1) Ag/CdO layer 2) AgCd backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO8812WP.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of AgCdO 88/12 WP: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
*'''Silver–tin oxide (SISTADOX) materials'''<br />
Over the past years, many Ag/CdO contact materials have been replaced by Ag/SnO<sub>2</sub> based materials with 2-14 wt% SnO<sub>2</sub> because of the toxicity of Cadmium. This changeover was further favored by the fact that Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Table 2.30)-->. Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Tab. 2.28)--> und <xr id="tab:tab2.29"/><!--(Table 2.29)-->.<br />
<br />
Manufacturing of Ag/SnO<sub>2</sub> 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. To make a ductile material with fine oxide dispersion (SISTADOX TOS F) <xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--(Fig. 2.114)--> it is necessary to use special process variations in oxidation and extrusion which lead to materials with improved properties in relays. Adding a brazable fine silver layer to such materials results in a semifinished material suitable for the manufacture as smaller weld profiles (SISTADOX WTOS F) <xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--(Fig. 2.116)-->. 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"/><!--(Table 2.31)-->.<br />
<br />
<br />
''Powder metallurgy'' plays a significant role in the manufacturing of Ag/SnO<sub>2</sub> contact materials. Besides SnO<sub>2</sub> a smaller amount (<1 wt%) of one or more other metal oxides such as WO<sub>3</sub>, MoO<sub>3</sub>, CuO and/or Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> are added. These<br />
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:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"/> (Table 2.26 als PDF herunterladen: [[File:Physical Mechanical properties.pdf|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]] )''.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"><br />
[[File:Physical Mechanical Properties as Manufacturing.jpg|right|thumb|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]]<br />
</figtable><br />
<br />
In the manufacture the initial powder mixes different processes are applied which provide specific advantages of the resulting materials in respect to their contact properties <!--[[#figures|(Figs. 43 – 75)]]-->. Some of them are described here as follows:<br />
:'''a) Powder blending from single component powders''' <br> 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.<br />
<br />
:'''b) Powder blending on the basis of doped powders''' <br> For incorporation of additive oxides in the SnO<sub>2</sub> powder the reactive spray process (RSV) 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 by oxidation into a tin oxide particle in which the additive metals are distributed evenly as oxides. The so created doped AgSnO<sub>2</sub> powder is then mechanically mixed with silver powder.<br />
<br />
:'''c) Powder blending based on coated oxide powders''' <br> In this process tin oxide powder is blended with lower meting additive oxides such as for example Ag<sub>2</sub> MoO<sub>4</sub> and then heat treated. The SnO<sub>2</sub> particles are coated in this step with a thin layer of the additive oxide.<br />
<br />
:'''d) Powder blending based on internally oxidized alloy powders''' <br> 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.<br />
<br />
:'''e) Powder blending based on chemically precipitated compound powders''' <br> A silver salt solution is added to a suspension of for example SnO<sub>2</sub> 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 SnO<sub>2</sub>.<br />
<br />
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 such as 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 more economically 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"/><!--(Table 2.27)-->.<br />
<div id="figures"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.87:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.88:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.89:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"/><!--Fig. 2.90:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"/><!--Fig. 2.91:--> Strain hardening of oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"/><!--Fig. 2.92:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.93:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"/><!--Fig. 2.94:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"/><!--Fig 2.95:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"/><!--Fig. 2.96:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.97:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"/><!--Fig. 2.98:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"/><!--Fig. 2.99:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"/><!--Fig. 2.100:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"/><!--Fig. 2.101:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"/><!--Fig. 2.102:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.103:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.104:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.105:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"/><!--Fig. 2.106:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.108:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.107:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.109:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.110:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"/><!--Fig. 2.111:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.112:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"/><!--Fig. 2.113:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.114:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.115:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--Fig. 2.116:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.117:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.118:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"/><!--Fig. 2.119:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"><br />
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"> <br />
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"><br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub>88/12P after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"><br />
<caption>'''<!--Table 2.27:-->Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th rowspan="2"><p class="s11">Material/</p><p class="s11">DODUCO- Designation</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Additives</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Density</p><p class="s11">[ g/cm<sup>3</sup>]</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Resistivity</p><p class="s11">[µ<span class="s14">S ·</span>cm]</p></th><th colspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Conductivity</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Vickers</p><p class="s11">Hardness</p><p class="s11">HV 10.</p></th></tr><br />
<tr><th><p class="s11">[%IACS]</p></th><th><p>[MS/m]</p></th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">AgCdO 90/10EP</p><p class="s11">DODURIT CdO 10EP</p></td><td/><td><p class="s11">10.1</p></td><td><p class="s11">2.08</p></td><td><p class="s12">83</p></td><td><p class="s12">48</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgCdO 85/15 EP DODURIT CdO 15EP</p></td><td/><td><p class="s11">9.9</p></td><td><p class="s11">2.27</p></td><td><p class="s12">76</p></td><td><p class="s12">44</p></td><td><p class="s11">65</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 90/10 EPX SISTADOX 10EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">2.22</p></td><td><p class="s12">78</p></td><td><p class="s12">45</p></td><td><p class="s11">55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 88/12EPX SISTADOX 12EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.6</p></td><td><p class="s11">2.63</p></td><td><p class="s12">66</p></td><td><p class="s12">38</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr></table><br />
Form of Support: formed parts, stamped parts, contact tips<br />
</figtable><br />
<br />
*'''Silver–zinc oxide (DODURIT ZnO) materials'''<br />
Silver zinc oxide (DODURIT ZnO) contact materials with mostly 6 - 10 wt% oxide content including other small metal oxides are produced exclusively by powder metallurgy [[#figures1|(Figs. 76 – 81)]],<!--(Table 2.28)-->. Adding Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> in the process b) as described in the preceding chapter on Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Tab. 2.30)--> and <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Tab. 2.31)-->.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.28"><br />
<caption>'''<!--Table 2.28:--> Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Zinc Oxide (DODURIT ZnO) Contact'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Additives<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers<br />Hardness<br />Hv1<br />
!Tensile<br />Strength<br />[MPa]<br />
!Elongation<br />(soft annealed)<br />A[%]min.<br />
!Manufacturing<br />Process<br />
!Form of<br />Supply<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8P<br />DODURIT ZnO 8P<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.22<br />
|78<br />
|45<br />
|60 - 95<br />
|220 - 350<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />a) indiv. powders<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 94/6PW25<br />DODURIT ZnO 6PW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 100<br />
|200 - 320<br />
|30<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8PW25<br />DODURIT ZnO 8PW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|230 - 340<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10PW25<br />DODURIT ZnO 10PW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.17<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 100<br />
|230 - 350<br />
|20<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WP<br />DODURIT ZnO 8WP<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />with Ag backing a) individ.<br />
|2<br />
|-<br />
|AgZnO 94/6WPW25<br />DODURIT ZnO 6WPW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WPW25<br />DODURIT ZnO 8WPW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10WPW25<br />DODURIT ZnO 10WPW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.7<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 110<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips<br />
<br />
<br />
<div id="figures1"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.120:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 PW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.121:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 PW25 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.122:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.123:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 after annealing for 1hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"/><!--Fig. 2.124:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 Pw25: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.125:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 WPW25:a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/ZnO contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.29"><br />
<caption>'''<!--Table 2.29:-->Optimizing of Silver–Tin Oxide Materials Regarding their Switching Properties and Forming Behavior'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">Material Group</p></th><th><p class="s12">Special Properties<th colspan="2"></p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>PE</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for automotive relays</p><p class="s12">(lamp loads)</p></td><td><p class="s12">Good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>98/2 PX/PC</p></td><td><p class="s12">Especially good heat resistance</p></td><td><p class="s12">Easily riveted, can be directly welded</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>TOS F</p></td><td><p class="s12">Especially suited for high inductive</p><p class="s12">DC loads</p></td><td><p class="s12">Very good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPC</p></td><td><p class="s12">For AC-3 and AC-4 applications in motor</p><p class="s12">switches (contactors)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPD</p></td><td><p class="s12">Especially suited for severe loads (AC-4)</p><p class="s12">and high switching currents</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPX</p></td><td><p class="s12">For standard motor loads (AC-3) and</p><p class="s12">Resistive loads (AC-1), DC loads (DC-5)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WTOSF</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for high inductive DC</p><p class="s12">loads</p></td><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.30:-->Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/CdO<br />DODURIT CdO<br />
|High resistance against welding during current on switching for currents up to<br />5kA especially for powder metallurgical materials,<br /><br />
Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life at switching currents<br /><br />
of 100A – 5kA,<br /><br />
Very good arc moving properties for materials produced by internal oxidation,<br />Good arc extinguishing properties,<br /><br />
Formability better than the one of Ag/SnO2 and Ag/ZnO materials,<br /><br />
Use of Ag/CdO in automotive components is prohibited because of Cd toxicity,<br />Prohibition of use in consumer products and appliances in EU.<br />
|-<br />
|Ag/SnO<sub>2</sub><br />SISTADOX<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
Very high resistance against welding during current on switching,<br />Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties through use of special additives,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life,<br /><br />
Very low and flat material transfer during DC load switching,<br /><br />
Good arc moving and very good arc extinguishing properties<br />
|-<br />
|Ag/ZnO<br />DODURIT ZnO<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
High resistance against welding during current on switching<br />(capacitor contactors),<br /><br />
Low and stable contact resistance through special oxide additives,<br />Very high arc erosion resistance at high switching currents,<br /><br />
Less favorable than Ag/SnO<sub>2</sub> for electrical life and material transfer,<br /><br />
With Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> additive especially suitable for AC relays<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.31:-->Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/CdO</p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Wiring devices, Appliance switches, Main switches, contactors, Small (main) power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2</span></p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,</p><p class="s12">Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired against</p><p class="s12">Ag/C), (Main) Power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/ZnO</p></td><td><p class="s12">Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuit</p><p class="s12">breakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
====Silver–Graphite (GRAPHOR)-Materials====<br />
Ag/C (GRAPHOR) contact materials are usually produced by powder metallurgy with graphite contents of 2 – 5 wt% <xr id="tab:tab2.32"/><!--(Table 2.32)-->. 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.<br />
<br />
The extrusion of sintered billets is now the dominant manufacturing method for semi-finished AgC materials <!--[[#figures3|(Figs. 82 – 85)]]<!--(Figs. 2.126 – 2.129)-->. The hot extrusion process results in a high density material with graphite particles stretched and oriented in the extrusion direction [[#figures4|(Figs. 86 – 89)]]<!--(Figs. 2.130 – 2.133)-->. Depending on the extrusion method in either rod or strip form the graphite particles can be oriented in the finished contact tips perpendicular (GRAPHOR) or parallel (GRAPHOR D) to the switching contact surface <xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--(Fig. 2.131)--> and <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--(Fig. 2.132)-->.<br />
<br />
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 either burning out (de-graphitizing) the graphite selectively on one side of the tips or by compound extrusion of a Ag/C billet covered with a fine silver shell.<br />
<br />
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 consistently low during the electrical life of the contact parts.<br />
<br />
A disadvantage of the Ag/C materials is their rather high erosion rate. In materials with parallel graphite orientation this can be improved if part of the graphite is incorporated into the material in the form of fibers (GRAPHOR DF), <xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--(Fig. 2.133)-->. The weld resistance is determined by the total content of graphite particles.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.33)-->. For attachment of Ag/C tips welding and brazing techniques are applied.<br />
<br />
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 GRAPHOR D and DF can be pre-coated with a thin layer of high temperature brazing alloys such as CuAgP.<br />
<br />
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.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.34)-->. 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 and Ag/W.<br />
<br />
<div id="figures3"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.126:--> Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.127:--> Softening of Ag/C 96/4 D after annealing<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C DF"/><!--Fig. 2.128:--> Strain hardening of Ag/C DF by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"/><!--Fig. 2.129:--> Softening of Ag/C DF after annealing<br />
</div><br />
<br />
<div id="figures4"><br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"/><!--Fig. 2.130:--> Micro structure of Ag/C 97/3: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--Fig. 2.131:--> Micro structure of Ag/C 95/5: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.132:--> Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--Fig. 2.133:--> Micro structure of Ag/C DF: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag/Ni 90/10 backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"><br />
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C 96/4 D after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C DF by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C DF after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.32"><br />
<caption>'''<!--Table 2.32:-->Physical Properties of Silver–Graphite (GRAPHOR) Contact Materials'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />[°C]<br />
!Electrical Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers-Hardnes<br />HV10<br />42 - 45<br />
|-<br />
|Ag/C 98/2<br />GRAPHOR 2<br />
|97.5 - 98.5<br />
|9.5<br />
|960<br />
|1.85 - 1.92<br />
|90 - 93<br />
|48 - 50<br />
|42 - 44<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3<br />GRAPHOR 3<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1<br />
|960<br />
|1.92 - 2.0<br />
|86 - 90<br />
|45 - 48<br />
|41 - 43<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4<br />GRAPHOR 4<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.7<br />
|960<br />
|2.04 - 2.13<br />
|81 - 84<br />
|42 - 46<br />
|40 - 42<br />
|-<br />
|Ag/C 95/5<br />GRAPHOR 5<br />
|94.5 - 95.5<br />
|8.5<br />
|960<br />
|2.12 - 2.22<br />
|78 - 81<br />
|40 - 44<br />
|40 - 60<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3D<br />GRAPHOR 3D*)<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1 - 9.3<br />
|960<br />
|1.92 - 2.08<br />
|83 - 90<br />
|45 - 50<br />
|35 - 55<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4D<br />GRAPHOR 4D*)<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.8 - 9.0<br />
|960<br />
|2.04 - 2.22<br />
|78 - 84<br />
|43 - 47<br />
|35 - 60<br />
|-<br />
|AgCDF<br />GRAPHOR DF**)<br />
|95.7 - 96.7<br />
|8.7 - 8.9<br />
|960<br />
|2.27 - 2.50<br />
|69 - 76<br />
|40 - 44<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*)</nowiki> Graphite particles parallel to switching surface <br /><br />
<nowiki>**)</nowiki> Graphite content 3.8 wt%, Graphite particles and fibers parallel to switching surface<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.33"><br />
<caption>'''<!--Table 2.33:-->Contact and Switching properties of Silver–Graphite (GRAPHOR) Contact Materials'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO-Designation</p></th><th><p class="s11">Properties</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C</p><p class="s12">GRAPHOR</p></td><td><p class="s12">Highest resistance against welding during make operations at high currents,</p><p class="s12">High resistance against welding of closed contacts during short circuit,</p><p class="s12">Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,</p><p class="s12">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, GRAPHOR with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,</p><p class="s12">Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,</p><p class="s12">Limited formability,</p><p class="s12">Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.34"><br />
<caption>'''<!--Table 2.34:-->Application Examples and Forms of Supply of Silver– Graphite (GRAPHOR) Contact Materials'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO Designation</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 98/2</p><p class="s12">GRAPHOR 2</p></td><td><p class="s12">Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact</p><p class="s12">parts, some contact rivets with</p><p class="s12">Ag/C97/3</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</p></td></tr><tr><td/><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Kontaktwerkstoffe_für_die_Elektrotechnik#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Silver_Based_Materials]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Silver_Based_Materials&diff=4053Silver Based Materials2014-09-24T16:17:11Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<div>=== Pure Silver===<br />
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.<br />
<br />
<xr id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"/><!--(Table 2.11)--> 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"/><!--Table 2.12-->. 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.]]<!--(Tab. 8.1.)--><br />
<br />
Semi-finished silver materials can easily be warm or cold formed and can be clad to the usual base materials. 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.<br />
<br />
Contacts made from fine silver are applied in various electrical switching devices such as relays, pushbuttons, appliance and control switches for<br />
currents < 2 A <xr id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.16)-->. Electroplated silver coatings are widely used to reduce the contact resistance and improve the brazing behavior of other contact materials and components.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Overview_of_the_Most_Widely_Used_Silver_Grades"><br />
<caption>'''<!--Table 2.11:-->Overview of the Most Widely Used Silver Grades'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Designation</p></th><th><p class="s12">Composition minimum Ag [wt%]</p></th><th><p class="s12">Impurities</p><p class="s12">[ppm]</p></th><th><p class="s12">Notes on Usage</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Spectroscopically</p><p class="s12">Pure Ag</p></td><td><p class="s11">99.999</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 3</p><p class="s11">Zn &lt; 1</p><p class="s11">Si &lt; 1</p><p class="s11">Ca &lt; 2</p><p class="s11">Fe &lt; 1</p><p class="s11">Mg &lt; 1</p><p class="s11">Cd &lt; 1</p></td><td><p class="s12">Sheets, strips, rods, wires for electronic applications</p></td></tr><tr><td><p class="s12">High Purity Ag, oxygen-free</p></td><td><p class="s11">99.995</p></td><td><p class="s11">Cu &lt; 30</p><p class="s11">Zn &lt; 2</p><p class="s11">Si &lt; 5</p><p class="s11">Ca &lt; 10</p><p class="s11">Fe &lt; 3</p><p class="s11">Mg &lt; 5</p><p class="s11">Cd &lt; 3</p></td><td><p class="s12">Ingots, bars, granulate for alloying</p><p class="s12">purposes</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Quality_Criteria_of_Differently_Manufactured_Silver_Powders"><br />
<caption>'''<!--Table 2.12:-->Quality Criteria of Differently Manufactured Silver Powders'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!colspan="2" |Impurities <br />
!Ag-Chem.*<br />
!Ag-ES**<br />
!Ag-V***<br />
|-<br />
|Cu <br />
|ppm<br />
|< 100<br />
|< 300<br />
|< 300<br />
|-<br />
|Fe <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 100<br />
|< 100<br />
|-<br />
|Ni <br />
|ppm<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Cd <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Zn <br />
|ppm<br />
|<br />
|<br />
|< 10<br />
|-<br />
|Na + K + Mg + Ca <br />
|ppm<br />
|< 80<br />
|< 50<br />
|< 50<br />
|-<br />
|Ag CI <br />
|ppm<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|< 500<br />
|-<br />
|NO<sub>3</sub> <br />
|ppm<br />
|< 40<br />
|< 40<br />
|<br />
|-<br />
|Nh<sub>4</sub>CI <br />
|ppm<br />
|< 30<br />
|< 30<br />
|<br />
|-<br />
!colspan="5" |Particle Size Distribution (screen analysis)<br />
|-<br />
|> 100 μm <br />
|%<br />
|0<br />
|0<br />
|0<br />
|-<br />
|< 100 bis > 63 μm <br />
|%<br />
|< 5<br />
|< 5<br />
|< 15<br />
|-<br />
|< 36 μm <br />
|%<br />
|< 80<br />
|< 90<br />
|< 75<br />
|-<br />
|Apparent Density <br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|1.0 - 1.6<br />
|1.0 - 1.5<br />
|3 - 4<br />
|-<br />
|Tap Density <br />
|ml/100g<br />
|40 - 50<br />
|40 - 50<br />
|15 - 25<br />
|-<br />
!colspan="5" |Press/Sintering Behavior<br />
|-<br />
|Press Density <br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|5.6 - 6.5<br />
|5.6 - 6.3<br />
|6.5 - 8.5<br />
|-<br />
|Sinter Density <br />
|g/cm<sup>3</sup><br />
|> 9<br />
|> 9.3<br />
|> 8<br />
|-<br />
|Volume Shrinkage <br />
|%<br />
|> 34<br />
|> 35<br />
|> 0<br />
|-<br />
|Annealing Loss<br />
|%<br />
|< 2<br />
|< 0.1<br />
|< 0.1<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*</nowiki> Manufactured by chemical precipitation <br /><br />
<nowiki>**</nowiki> Manufactured by electrolytic deposition <br /><br />
<nowiki>***</nowiki> Manufactured by atomizing of a melt<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"/><!--Fig. 2.45:--> Strain hardening of Ag 99.95 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"/><!--Fig. 2.46:--> Softening of Ag 99.95 after annealing for 1 hr after different degrees of strain hardening<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag bei cold working"><br />
[[File:Strain hardening of Ag bei cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag 99.95 bei cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag after annealing after different degrees"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
===Silver Alloys===<br />
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"/><!--(Table 2.13)-->. 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"/><!--(Table 2.14)-->. 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"/><!--(Fig. 2.47)--> and <xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--(Fig. 2.48)-->.<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.13:-->Physical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />or Range<br />[°C]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!Electrical<br />Conductivity<br />[MS/m]<br />
!Thermal<br />Conductivity<br />[W/mK]<br />
!Temp. Coefficient of<br />the Electr.Resistance<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
!Modulus of<br />Elasticity<br />[GPa]<br />
|-<br />
|Ag<br />
|99.95<br />
|10.5<br />
|961<br />
|1.67<br />
|60<br />
|419<br />
|4.1<br />
|80<br />
|-<br />
|AgNi 0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />
|99.85<br />
|10.5<br />
|960<br />
|1.72<br />
|58<br />
|414<br />
|4.0<br />
|82<br />
|-<br />
|AgCu3<br />
|97<br />
|10.4<br />
|900 - 938<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.2<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu5<br />
|95<br />
|10.4<br />
|910<br />
|1.96<br />
|51<br />
|380<br />
|3.0<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu10<br />
|90<br />
|10.3<br />
|870<br />
|2.0<br />
|50<br />
|335<br />
|2.8<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu28<br />
|72<br />
|10.0<br />
|779<br />
|2.08<br />
|48<br />
|325<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|Ag98CuNi<br />ARGODUR 27<br />
|98<br />
|10.4<br />
|940<br />
|1.92<br />
|52<br />
|385<br />
|3.5<br />
|85<br />
|-<br />
|AgCu24,5Ni0,5<br />
|75<br />
|10.0<br />
|805<br />
|2.20<br />
|45<br />
|330<br />
|2.7<br />
|92<br />
|-<br />
|AgCd10<br />
|89 - 91<br />
|10.3<br />
|910 - 925<br />
|4.35<br />
|23<br />
|150<br />
|1.4<br />
|60<br />
|-<br />
|Ag99,5NiMg<br />ARGODUR 32<br />Not heat treated<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.3<br />
|80<br />
|-<br />
|ARGODUR 32<br />Heat treated<br />
|99.5<br />
|10.5<br />
|960<br />
|2.32<br />
|43<br />
|293<br />
|2.1<br />
|80<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<xr id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"/><!--Fig. 2.47:--> Influence of 1-10 atom% of different alloying metals on the electrical resistivity of silver<br />
<br />
<xr id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"/><!--Fig. 2.48:--> Electrical resistivity p of AgCu alloys<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Influence of 1 10 atom of different alloying metals"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Electrical resistivity p of AgCu alloys"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
====Fine-Grain Silver====<br />
Fine-Grain Silver (ARGODUR-Spezial) 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 <xr id="fig:Phase diagram of silver nickel"/> <!--(Fig. 2.51)--> illustrates. 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"/><!--(Fig. 2.49)--> and <xr id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"/><!--(Fig. 2.50)-->.<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Coarse grain micro structure of Ag"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Fine grain microstructure of AgNiO"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver nickel"><br />
[[File:Phase diagram of silver nickel.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver nickel</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
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"/><!--(Table 2.14)-->. 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.<br />
<br />
====Hard-Silver Alloys====<br />
Using copper as an alloying component increases the mechanical stability of silver significantly. The most important among the binary AgCu alloys is that of AgCu3, known in europe also under the name of 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 <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"/><!--(Table 2.14)-->.<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.14:-->Mechanical Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO-Designation</p></th><th><p class="s12">Hardness</p><p class="s12">Condition</p></th><th><p class="s12">Tensile Strength</p><p class="s12">R<span class="s31">m </span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Elongation A [%] min.</p></th><th><p class="s12">Vickers Hardness</p><p class="s12">HV 10</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">200 - 250</p><p class="s12">250 - 300</p><p class="s12">300 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">8</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">60</p><p class="s12">80</p><p class="s12">90</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgNi 0,15</p><p class="s12">ARGODUR Special</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220 - 270</p><p class="s12">270 - 320</p><p class="s12">320 - 360</p><p class="s12">&gt; 360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">6</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu3</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 330</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 470</p></td><td><p class="s12">250 - 330</p><p class="s12">330 - 400</p><p class="s12">400 - 470</p><p class="s12">&gt; 470</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">45</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu5</p></td><td><p class="s12">R 270</p><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 460</p><p class="s12">R 550</p></td><td><p class="s12">270 - 350</p><p class="s12">350 - 460</p><p class="s12">460 - 550</p><p class="s12">&gt; 550</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">4</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">55</p><p class="s12">90</p><p class="s12">115</p><p class="s12">135</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu10</p></td><td><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 370</p><p class="s12">R 470</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">280 - 370</p><p class="s12">370 - 470</p><p class="s12">470 - 570</p><p class="s12">&gt; 570</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">60</p><p class="s12">95</p><p class="s12">130</p><p class="s12">150</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu28</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 380</p><p class="s12">R 500</p><p class="s12">R 650</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">380 - 500</p><p class="s12">500 - 650</p><p class="s12">&gt; 650</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">120</p><p class="s12">140</p><p class="s12">160</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag98CuNi</p><p class="s12">ARGODUR 27</p></td><td><p class="s12">R 250</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">250 - 310</p><p class="s12">310 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">20</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">50</p><p class="s12">85</p><p class="s12">110</p><p class="s12">120</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCu24,5Ni0,5</p></td><td><p class="s12">R 300</p><p class="s12">R 600</p></td><td><p class="s12">300 - 380</p><p class="s12">&gt; 600</p></td><td><p class="s12">10</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">105</p><p class="s12">180</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgCd10</p></td><td><p class="s12">R 200</p><p class="s12">R 280</p><p class="s12">R 400</p><p class="s12">R 450</p></td><td><p class="s12">200 - 280</p><p class="s12">280 - 400</p><p class="s12">400 - 450</p><p class="s12">&gt; 450</p></td><td><p class="s12">15</p><p class="s12">3</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">36</p><p class="s12">75</p><p class="s12">100</p><p class="s12">115</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag99,5NiMg</p><p class="s12">ARGODUR 32</p><p class="s12">Not heat treated</p></td><td><p class="s12">R 220</p><p class="s12">R 260</p><p class="s12">R 310</p><p class="s12">R 360</p></td><td><p class="s12">220</p><p class="s12">260</p><p class="s12">310</p><p class="s12">360</p></td><td><p class="s12">25</p><p class="s12">5</p><p class="s12">2</p><p class="s12">1</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">70</p><p class="s12">85</p><p class="s12">100</p></td></tr><tr><td><p class="s12">ARGODUR 32 Heat treated</p></td><td><p class="s12">R 400</p></td><td><p class="s12">400</p></td><td><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">130-170</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
Increasing the Cu content further also increases the mechanical strength of AgCu alloys and improves arc erosion resistance and resistance against material transfer while at the same time however 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 <xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--(Fig. 2.52)--> is used. 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.<br />
<br />
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.<br />
<br />
The attachment methods used for the hard silver materials are mostly close to those applied for fine silver and fine grain silver.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.16)-->.<br />
<br />
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.<br />
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.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver copper"/><!--Fig. 2.52:--> Phase diagram of silver-copper<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver cadmium"/><!--Fig. 2.53:--> Phase diagram of silver-cadmium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"/><!--Fig. 2.54:--> Strain hardening of AgCu3 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"/><!--Fig. 2.55:--> Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"/><!--Fig. 2.56:--> Strain hardening of AgCu5 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"/><!--Fig. 2.57:--> Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"/><!--Fig. 2.58:--> Strain hardening of AgCu 10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"/><!--Fig. 2.59:--> Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"/><!--Fig. 2.60:--> Strain hardening of AgCu28 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"/><!--Fig. 2.61:--> Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"/><!--Fig. 2.62:--> Strain hardening of AgNi0.15 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"/><!--Fig. 2.63:--> Softening of AgNi0.15 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"/><!--Fig. 2.64:--> Strain hardening of ARGODUR 27 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"/><!--Fig. 2.65:--> Softening of ARGODUR 27 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver copper"> <br />
[[File:Phase diagram of silver copper.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-copper</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver cadmium"> <br />
[[File:Phase diagram of silver cadmium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-cadmium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu3 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu3 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu3 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu3 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu3 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu3 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu5 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu5 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu5 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu5 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu5 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu 10 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu 10 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu 10 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu10 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu10 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu10 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCu28 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgCu28 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgCu28 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCu28 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgCu28 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgCu28 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNiO15 by cold working"> <br />
[[File:Strain hardening of AgNiO15 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgNiO15 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNiO15 after annealing"> <br />
[[File:Softening of AgNiO15 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of AgNiO15 after annealing</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of ARGODUR 27"> <br />
[[File:Strain hardening of ARGODUR 27.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of ARGODUR 27 by cold working</caption>]]<br />
</figure> <br />
<br />
<figure id="fig:Softening of ARGODUR 27 after annealing"> <br />
[[File:Softening of ARGODUR 27 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of ARGODUR 27 after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.15:-->Contact and Switching Properties of Silver and Silver Alloys'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!colspan="2" | Properties<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Special<br />
|Highest electrical and thermal conductivity, high affinity to sulfur (sulfide formation), low welding resistance, low contact resistance, very good formability <br />
|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<br />
|-<br />
|Ag Alloys <br />
|Increasing contact resistance with increasing<br />
Cu content, compared to fine Ag higher arc erosion resistance and mechanical strength, lower tendency to material<br />
|Good formability, good brazing and welding properties <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.16:-->Application Examples and Forms of Supply for Silver and Silver Alloys'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!Application Examples<br />
!Form of Supply<br />
|-<br />
|Ag<br />AgNi0,15<br />ARGODUR-Spezial<br />AgCu3<br />AgNi98NiCu2<br />ARGODUR 27<br />AgCu24,5Ni0,5<br />
|Relays,<br />Micro switches,<br />Auxiliary current switches,<br />Control circuit devices,<br />Appliance switches,<br />Wiring devices (&le; 20A),<br />Main switches <br />
|'''Semi-finished Materials:''' <br />Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, toplay profiles, seam- welded strips<br />'''Contact Parts:'''<br />Contact tips, solid and composite rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts<br />
|-<br />
|AgCu5<br />AgCu10<br />AgCu28 <br />
|Special applications<br />
|'''Semi-finished Materials:'''<br />Strips, wires, contact profiles, clad contact strips, seam-welded strips<br />'''Contact parts:'''<br />Contact tips, solid contact rivets, weld buttons; clad, welded and riveted contact parts<br />
|-<br />
|Ag99, 5NiOMgO<br />ARGODUR 32<br />
|Miniature relays, aerospace relays and contactors, erosion wire for injection nozzles<br />
|Contact springs, contact carrier parts <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
====Silver-Palladium Alloys====<br />
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"/><!--(Tab 2.17)--> and <xr id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"/><!--(Tab.2.18)-->. 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.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.19)-->. 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.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.20)-->. 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.<br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Phase diagram of silver palladium"/><!--Fig. 2.66:--> Phase diagram of silver-palladium<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"/><!--Fig. 2.67:--> Strain hardening of AgPd30 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"/><!--Fig. 2.68:--> Strain hardening of AgPd50 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"/><!--Fig. 2.69:--> Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"/><!--Fig. 2.70:--> Softening of AgPd30, AgPd50, and AgPd30Cu5 after annealing of 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Phase diagram of silver palladium"><br />
[[File:Phase diagram of silver palladium.jpg|left|thumb|<caption>Phase diagram of silver-palladium</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd50 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd50 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd50 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of AgPd30Cu5 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgPd30 AgPd50 AgPd30Cu5"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<br />
<caption>'''<!--Table 2.17:--> Physical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material<br />
!Palladium Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />or Range<br />[°C]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!Electrical<br />Conductivity<br />[MS/m]<br />
!Thermal<br />Conductivity<br />[W/m·K]<br />
!Temp. Coefficient of<br />the Electr. Resistance<br />[10<sup>-3</sup>/K]<br />
|-<br />
|AgPd30<br />
|30<br />
|10.9<br />
|1155 - 1220<br />
|14.7<br />
|6.8<br />
|60<br />
|0.4<br />
|-<br />
|AgPd40<br />
|40<br />
|11.1<br />
|1225 - 1285<br />
|20.8<br />
|4.8<br />
|46<br />
|0.36<br />
|-<br />
|AgPd50<br />
|50<br />
|11.2<br />
|1290 - 1340<br />
|32.3<br />
|3.1<br />
|34<br />
|0.23<br />
|-<br />
|AgPd60<br />
|60<br />
|11.4<br />
|1330 - 1385<br />
|41.7<br />
|2.4<br />
|29<br />
|0.12<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5<br />
|30<br />
|10.8<br />
|1120 - 1165<br />
|15.6<br />
|6.4<br />
|28<br />
|0.37<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.18:-->Mechanical Properties of Silver-Palladium Alloys'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Hardness</p><p class="s12">Condition</p></th><th><p class="s12">Tensile Strength</p><p class="s12">R<span class="s31"><sub>m</sub></span>[MPa]</p></th><th><p class="s12">Elongation A</p><p class="s12">[%]min.</p></th><th><p class="s12">Vickers Hardness</p><p class="s12">HV</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30</p></td><td><p class="s12">R 320</p><p class="s12">R 570</p></td><td><p class="s12">320</p><p class="s12">570</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">3</p></td><td><p class="s12">65</p><p class="s12">145</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd40</p></td><td><p class="s12">R 350</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">350</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">38</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">72</p><p class="s12">165</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd50</p></td><td><p class="s12">R 340</p><p class="s12">R 630</p></td><td><p class="s12">340</p><p class="s12">630</p></td><td><p class="s12">35</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">78</p><p class="s12">185</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd60</p></td><td><p class="s12">R 430</p><p class="s12">R 700</p></td><td><p class="s12">430</p><p class="s12">700</p></td><td><p class="s12">30</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">85</p><p class="s12">195</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">R 410</p><p class="s12">R 620</p></td><td><p class="s12">410</p><p class="s12">620</p></td><td><p class="s12">40</p><p class="s12">2</p></td><td><p class="s12">90</p><p class="s12">190</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.19:-->Contact and Switching Properties of Silver-Palladium Alloys''</caption>'<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material <br />
!colspan="2" | Properties<br />
|-<br />
|AgPd30-60<br />
|Corrosion resistant, tendency to Brown Powder formation increases with Pd content, low tendency to material transfer in DC circuits, high ductility <br />
|Resistant against Ag<sub>2</sub>S formation, low contact resistance, increasing hardness with higher Pd content, AgPd30 has highest arc erosion resistance, easy to weld and clad<br />
|-<br />
|AgPd30Cu5 <br />
|High mechanical wear resistance<br />
|High Hardness <br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys"><br />
<caption>'''<!--Table 2.20:-->Application Examples and Forms of Suppl for Silver-Palladium Alloys'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">AgPd 30-60</p></td><td><p class="s12">Switches, relays, push-buttons,</p><p class="s12">connectors, sliding contacts</p></td><td><p class="s12">'''Semi-finished Materials:'''</p><p class="s12">Wires, micro profiles (weld tapes), clad</p><p class="s12">contact strips, seam-welded strips</p><p class="s12">'''Contact Parts:'''</p><p class="s12">Solid and composite rivets, weld buttons;</p><p class="s12">clad and welded contact parts, stamped parts</p></td></tr><tr><td><p class="s12">AgPd30Cu5</p></td><td><p class="s12">Sliding contacts, slider tracks</p></td><td><p class="s12">Wire-formed parts, contact springs, solid</p><p class="s12">and clad stamped parts</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
===Silver Composite Materials===<br />
<br />
====Silver-Nickel (SINIDUR) Materials====<br />
Since silver and nickel are not soluble in each other in solid form and in the liquid phase have only very limited solubility 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"/><!--(Fig. 2.75)--> and <xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--(Fig. 2.76)--><br />
<br />
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"/><!--(Tab 2.21)-->. 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"/><!--(Table 2.24)-->. 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"/> <!--(Table 2.23)-->.<br />
<br />
Typically Ag/Ni (SINIDUR) materials are usually produced with contents of 10-40 wt% Ni. The most widely used materials SINIDUR 10 and SINIDUR 20- and also SINIDUR 15, mostly used in north america-, are easily formable and applied by cladding <xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--(Fig. 2.71)--> <xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--(Fig. 2.72)--> <xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/> <!--(Fig. 2.73)--> <xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--(Fig. 2.74)-->. They can be, without any additional welding aids, economically welded and brazed to the commonly used contact carrier materials.<br />
The (SINIDUR) 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.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.24)-->.<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.21:-->Physical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th>Material/DODUCO</th><th>Silver Content</th><th>Density</th><th>Melting Point</th><th>ElectricalResistivity<i>p</i></th><th colspan="2">Electrical Resistivity (soft)</th></tr><br />
<tr><br />
<th>Designation</th><th>[wt%]</th><th>[g/cm<sup>3</sup>]</th><th>[°C]</th><th>[µΩ·cm]</th><br />
<th>[% IACS]</th><th>[MS/m]</th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">Ag/Ni 90/10</p><p class="s11">SINIDUR 10</p></td><td><p class="s11">89 - 91</p></td><td><p class="s11">10.2 - 10.3</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.82 - 1.92</p></td><td><p class="s12">90 - 95</p></td><td><p class="s12">52 - 55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 85/15</p><p class="s11">SINIDUR 15</p></td><td><p class="s11">84 - 86</p></td><td><p class="s11">10.1 - 10.2</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.89 - 2.0</p></td><td><p class="s12">86 - 91</p></td><td><p class="s12">50 - 53</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 80/20</p><p class="s11">SINIDUR 20</p></td><td><p class="s11">79 - 81</p></td><td><p class="s11">10.0 - 10.1</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">1.92 - 2.08</p></td><td><p class="s12">83 - 90</p></td><td><p class="s12">48 - 52</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 70/30</p><p class="s11">SINIDUR 30</p></td><td><p class="s11">69 - 71</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.44</p></td><td><p class="s12">71</p></td><td><p class="s12">41</p></td></tr><tr><td><p class="s11">Ag/Ni 60/40</p><p class="s11">SINIDUR 40</p></td><td><p class="s11">59 - 61</p></td><td><p class="s11">9.7</p></td><td><p class="s11">960</p></td><td><p class="s11">2.70</p></td><td><p class="s12">64</p></td><td><p class="s12">37</p></td></tr><br />
</table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.22"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.22:-->Mechanical Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Hardness Condition<br />
!Tensile Strength R<sub>m</sub> [Mpa]<br />
!Elongation A (soft annealed) [%] min.<br />
!Vickers Hardness HV 10<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />SINIDUR 10<br />
|soft<br />R 220<br />R 280<br />R 340<br />R 400<br />
|< 250<br />220 - 280<br />280 - 340<br />340 - 400<br />> 400<br />
|25<br />20<br />3<br />2<br />1<br />
|< 50<br />50 - 70<br />65 - 90<br />85 - 105<br />> 100<br />
|-<br />
|Ag/Ni 85/15<br />SINIDUR 15<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 380<br />R 400<br />
|< 275<br />250 - 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />> 400<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 70<br />70 - 90<br />85 - 105<br />100 - 120<br />> 115<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20<br />SINIDUR 20<br />
|soft<br />R 300<br />R 350<br />R 400<br />R 450<br />
|< 300<br />300 - 350<br />350 - 400<br />400 - 450<br />> 450<br />
|20<br />4<br />2<br />2<br />1<br />
|< 80<br />80 - 95<br />90 - 110<br />100 - 125<br />> 120<br />
|-<br />
|Ag/Ni 70/30<br />SINIDUR 30<br />
|R 330<br />R 420<br />R 470<br />R 530<br />
|330 - 420<br />420 - 470<br />470 - 530<br />> 530<br />
|8<br />2<br />1<br />1<br />
|80<br />100<br />115<br />135<br />
|-<br />
|Ag/Ni 60/40<br />SINIDUR 40<br />
|R 370<br />R 440<br />R 500<br />R 580<br />
|370 - 440<br />440 - 500<br />500 - 580<br />> 580<br />
|6<br />2<br />1<br />1<br />
|90<br />110<br />130<br />150<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"/><!--Fig. 2.71:--> Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"/><!--Fig. 2.72:--> Softening of Ag/Ni 90/10 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgNi8020"/><!--Fig. 2.73:--> Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"/><!--Fig. 2.74:--> Softening of Ag/Ni 80/20 after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi9010"/><!--Fig. 2.75:--> Micro structure of Ag/Ni 90/10 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel to the extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgNi 8020"/><!--Fig. 2.76:--> Micro structure of Ag/Ni 80/20 a) perpendicular to the extrusion direction b) parallel t o the extrusion direction<br />
<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi9010 by cold working"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi9010 by cold working.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 90/10 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi9010 after annealing"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgNi8020"><br />
[[File:Strain hardening of AgNi8020.jpg|right|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/Ni 80/20 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgNi8020 after annealing"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi9010"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgNi 8020"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!-- Table 2.23:-->Contact and Switching Properties of Silver-Nickel (SINIDUR) Materials'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/Ni <br />SINIDUR<br />
|High arc erosion resistance at switching currents up to 100A,<br />Resistance against welding for starting current up to 100A,<br />low and over the electrical contact life nearly constant contact resistance for Ag/Ni 90/10 and Ag/Ni 80/20,<br />ow and spread-out material transfer under DC load,<br />non-conductive erosion residue on isolating components resulting in only minor change of the dielectric strength of switching devices,<br />good arc moving properties,<br />good arc extinguishing properties,<br />good or sufficient ductility depending on the Ni content,<br />easy to weld and braze<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.24:-->Application Examples and Forms of Supply for Silver-Nickel (SINIDUR) Materials'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material<br />
!Application Examples<br />
!Switching or Nominal Current<br />
!Form of Supply<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Relays<br /> Automotive Relays - Resistive load - Motor load<br />
|> 10A<br />> 10A<br />
|rowspan="9" | '''Semi-finisched Materials:'''<br />Wires, profiles,<br />clad strips,<br />Seam-welded strips,<br />Toplay strips <br />'''Contact Parts:'''<br />Contact tips, solid<br />and composite<br />rivets, Weld buttons,<br />clad, welded,<br />brazed, and riveted<br />contact parts<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10, Ag/Ni 85/15-80/20<br />
|Auxiliary current switches<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Appliance switches<br />
|&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Wiring devices<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10<br />
|Main switches, Automatic staircase illumination switches<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Control<br />Thermostats<br />
|> 10A<br />&le; 50A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Load switches<br />
|&le; 20A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />
|Contactors circuit breakers<br />
|&le; 100A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 90/10-80/20<br />paired with Ag/C 97/3-96/4<br />
|Motor protective circuit breakers<br />
|&le; 40A<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Fault current circuit breakers<br />
|&le; 100A<br />
|rowspan="2" | Rods, Profiles,<br />Contact tips, Formed parts,<br />brazed and welded<br />contact parts<br />
|-<br />
|Ag/Ni 80/20-60/40<br />paired with Ag/C 96/4-95/5<br />
|Power switches<br />
|> 100A<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
==== Silver-Metal Oxide Materials Ag/CdO, Ag/SnO<sub>2</sub>, Ag/ZnO====<br />
The family of silver-metal oxide contact materials includes the material groups: silver-cadmium oxide (DODURIT CdO), silver-tin oxide (SISTADOX), and silverzinc oxide (DODURIT ZnO). 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 mainly are 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"/><!--(Table 2.31)-->.<br />
<br />
*'''Silver-cadmium oxide (DODURIT CdO) materials'''<br />
<br />
Silver-cadmium oxide (DODURIT CdO) materials with 10-15 wt% are produced by both, internal oxidation and powder metallurgical methods <xr id="tab:Physical and Mechanical Properties"/><!--(Table 2.25)-->.<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical and Mechanical Properties"><br />
[[File:Physical and Mechanical Properties.jpg|right|thumb|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver Cadmium Oxide (DODURIT CdO) Contact Materials]]<br />
</figtable><br />
<br />
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 a oxygen rich atmosphere in 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 are becoming larger further away towards the center of the material <xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.83)-->.<br />
<br />
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"/><!--(Figs. 2.77)--> and <xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--(Fig. 2.78)-->. 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 a 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 a easily brazable AgCd alloy backing <xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--(Fig. 2.85)-->. These materials (DODURIT CdO ZH) are mainly used as the basis for contact profiles and contact tips.<br />
<br />
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"/><!--(Fig. 2.84)-->. 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 <xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--(Fig. 2.86)-->.<br />
<br />
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 in a die close to the final desired shape, the "green" tips are sintered, and in most cases the repress process forms the final exact shape while at the same time increasing the contact density and hardness.<br />
<br />
Using different silver powders and minor additives for the basic Ag and CdO starting materials can help influence certain contact properties for specialized applications.<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.77:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"/><!--Fig. 2.78:--> Softening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.79:--> Strain hardening of Ag/CdO 90/10 P by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"/><!--Fig. 2.80:--> Softening of Ag/CdO 90/10 P after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"/><!--Fig. 2.81:--> Strain hardening of Ag/CdO 88/12 WP<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"/><!--Fig. 2.82:--> Softening of Ag/CdO 88/12WP after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010"/><!--Fig. 2.83:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 i.o. a) close to surface b) in center area<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"/><!--Fig. 2.84:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 P: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"/><!--Fig. 2.85:--> Micro structure of Ag/CdO 90/10 ZH: 1) Ag/CdO layer 2) AgCd backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"/><!--Fig. 2.86:--> Micro structure of AgCdO 88/12 WP: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of internally oxidized AgCdO9010"><br />
[[File:Softening of internally oxidized AgCdO9010.jpg|left|thumb|<caption>Softening of internally oxidized Ag/CdO 90/10 after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO9010P"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/CdO 90/10 P by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO9010P after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO9010P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/CdO 90/10 P after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgCdO8812"><br />
[[File:Strain hardening of AgCdO8812.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/CdO 88/12 WP</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgCdO8812WP after annealing"><br />
[[File:Softening of AgCdO8812WP after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/CdO 88/12WP after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010"><br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010P"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010P.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 P: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO9010ZH"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO9010ZH.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/CdO 90/10 ZH: 1) Ag/CdO layer 2) AgCd backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of AgCdO8812WP"><br />
[[File:Micro structure of AgCdO8812WP.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of AgCdO 88/12 WP: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
*'''Silver–tin oxide (SISTADOX) materials'''<br />
Over the past years, many Ag/CdO contact materials have been replaced by Ag/SnO<sub>2</sub> based materials with 2-14 wt% SnO<sub>2</sub> because of the toxicity of Cadmium. This changeover was further favored by the fact that Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Table 2.30)-->. Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Tab. 2.28)--> und <xr id="tab:tab2.29"/><!--(Table 2.29)-->.<br />
<br />
Manufacturing of Ag/SnO<sub>2</sub> 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. To make a ductile material with fine oxide dispersion (SISTADOX TOS F) <xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--(Fig. 2.114)--> it is necessary to use special process variations in oxidation and extrusion which lead to materials with improved properties in relays. Adding a brazable fine silver layer to such materials results in a semifinished material suitable for the manufacture as smaller weld profiles (SISTADOX WTOS F) <xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--(Fig. 2.116)-->. 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"/><!--(Table 2.31)-->.<br />
<br />
<br />
''Powder metallurgy'' plays a significant role in the manufacturing of Ag/SnO<sub>2</sub> contact materials. Besides SnO<sub>2</sub> a smaller amount (<1 wt%) of one or more other metal oxides such as WO<sub>3</sub>, MoO<sub>3</sub>, CuO and/or Bi<sub>2</sub>O<sub>3</sub> are added. These<br />
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:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"/> (Table 2.26 als PDF herunterladen: [[File:Physical Mechanical properties.pdf|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]] )''.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Mechanical Properties as Manufacturing"><br />
[[File:Physical Mechanical Properties as Manufacturing.jpg|right|thumb|Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and<br />
Forms of Supply of Extruded Silver-Tin Oxide (SISTADOX) Contact Materials]]<br />
</figtable><br />
<br />
In the manufacture the initial powder mixes different processes are applied which provide specific advantages of the resulting materials in respect to their contact properties <!--[[#figures|(Figs. 43 – 75)]]-->. Some of them are described here as follows:<br />
:'''a) Powder blending from single component powders''' <br> 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.<br />
<br />
:'''b) Powder blending on the basis of doped powders''' <br> For incorporation of additive oxides in the SnO<sub>2</sub> powder the reactive spray process (RSV) 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 by oxidation into a tin oxide particle in which the additive metals are distributed evenly as oxides. The so created doped AgSnO<sub>2</sub> powder is then mechanically mixed with silver powder.<br />
<br />
:'''c) Powder blending based on coated oxide powders''' <br> In this process tin oxide powder is blended with lower meting additive oxides such as for example Ag<sub>2</sub> MoO<sub>4</sub> and then heat treated. The SnO<sub>2</sub> particles are coated in this step with a thin layer of the additive oxide.<br />
<br />
:'''d) Powder blending based on internally oxidized alloy powders''' <br> 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.<br />
<br />
:'''e) Powder blending based on chemically precipitated compound powders''' <br> A silver salt solution is added to a suspension of for example SnO<sub>2</sub> 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 SnO<sub>2</sub>.<br />
<br />
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 such as 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 more economically 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"/><!--(Table 2.27)-->.<br />
<div id="figures"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.87:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.88:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.89:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"/><!--Fig. 2.90:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"/><!--Fig. 2.91:--> Strain hardening of oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"/><!--Fig. 2.92:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.93:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"/><!--Fig. 2.94:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX after annealing for 1 hr after 80% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"/><!--Fig 2.95:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"/><!--Fig. 2.96:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.97:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"/><!--Fig. 2.98:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"/><!--Fig. 2.99:--> Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"/><!--Fig. 2.100:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P after annealing for 1 hr after 40% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"/><!--Fig. 2.101:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"/><!--Fig. 2.102:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.103:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.104:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.105:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"/><!--Fig. 2.106:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.108:--> Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX after annealing for 1 hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.107:--> Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"/><!--Fig. 2.109:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"/><!--Fig. 2.110:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"/><!--Fig. 2.111:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"/><!--Fig. 2.112:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"/><!--Fig. 2.113:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"/><!--Fig. 2.114:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"/><!--Fig. 2.115:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"/><!--Fig. 2.116:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"/><!--Fig. 2.117:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"/><!--Fig. 2.118:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction<br />
1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"/><!--Fig. 2.119:--> Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO<sub>2</sub> contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE"><br />
[[File:Strain hardening of AgSNO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of AgSnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Softening of AgSnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PE after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4"> <br />
[[File:Strain hardening of oxidized AgSnO2 88 12 PW4.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 PW4 after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW4 after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 98 2 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX after annealing for 1 hr after 80% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX"><br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 92 8 PX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 92 8 PX after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 TOS F after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F after annealing for 1 hr after 30% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P"> <br />
[[File:Strain hardening of internally oxidized Ag SnO2 88 12P.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of internally oxidized Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12P by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12P after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub>88/12P after annealing for 1 hr after 40% cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPC after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPD after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Softening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX after annealing for 1 hr after different degrees of cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PE.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PE: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 PW.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 PW: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 98 2 PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 98/2 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8PX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 PX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 TOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 TOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPC.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPC: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 92 8 WTOS F.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 92/8 WTOS F: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction,1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPD.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPD: parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 88 12 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 88/12 WPX:parallel to extrusion direction 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX"> <br />
[[File:Micro structure of Ag SnO2 86 14 WPX.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/SnO<sub>2</sub> 86/14 WPX: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) AgSnO2 contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process"><br />
<caption>'''<!--Table 2.27:-->Physical Properties of Powder Metallurgical Silver-Metal Oxide Materials with Fine Silver Backing Produced by the Press-Sinter-Repress Process'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th rowspan="2"><p class="s11">Material/</p><p class="s11">DODUCO- Designation</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Additives</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Density</p><p class="s11">[ g/cm<sup>3</sup>]</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Resistivity</p><p class="s11">[µ<span class="s14">S ·</span>cm]</p></th><th colspan="2"><p class="s11">Electrical</p><p class="s11">Conductivity</p></th><th rowspan="2"><p class="s11">Vickers</p><p class="s11">Hardness</p><p class="s11">HV 10.</p></th></tr><br />
<tr><th><p class="s11">[%IACS]</p></th><th><p>[MS/m]</p></th></tr><br />
<tr><td><p class="s11">AgCdO 90/10EP</p><p class="s11">DODURIT CdO 10EP</p></td><td/><td><p class="s11">10.1</p></td><td><p class="s11">2.08</p></td><td><p class="s12">83</p></td><td><p class="s12">48</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgCdO 85/15 EP DODURIT CdO 15EP</p></td><td/><td><p class="s11">9.9</p></td><td><p class="s11">2.27</p></td><td><p class="s12">76</p></td><td><p class="s12">44</p></td><td><p class="s11">65</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 90/10 EPX SISTADOX 10EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.8</p></td><td><p class="s11">2.22</p></td><td><p class="s12">78</p></td><td><p class="s12">45</p></td><td><p class="s11">55</p></td></tr><tr><td><p class="s11">AgSnO² 88/12EPX SISTADOX 12EPX</p></td><td><p class="s11">CuO and</p><p class="s11">Bi² O³</p></td><td><p class="s11">9.6</p></td><td><p class="s11">2.63</p></td><td><p class="s12">66</p></td><td><p class="s12">38</p></td><td><p class="s11">60</p></td></tr></table><br />
Form of Support: formed parts, stamped parts, contact tips<br />
</figtable><br />
<br />
*'''Silver–zinc oxide (DODURIT ZnO) materials'''<br />
Silver zinc oxide (DODURIT ZnO) contact materials with mostly 6 - 10 wt% oxide content including other small metal oxides are produced exclusively by powder metallurgy [[#figures1|(Figs. 76 – 81)]],<!--(Table 2.28)-->. Adding Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> in the process b) as described in the preceding chapter on Ag/SnO<sub>2</sub> 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"/><!--(Tab. 2.30)--> and <xr id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"/><!--(Tab. 2.31)-->.<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.28"><br />
<caption>'''<!--Table 2.28:--> Physical and Mechanical Properties as well as Manufacturing Processes and Forms of Supply of Extruded Silver-Zinc Oxide (DODURIT ZnO) Contact'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Additives<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Electrical<br />Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers<br />Hardness<br />Hv1<br />
!Tensile<br />Strength<br />[MPa]<br />
!Elongation<br />(soft annealed)<br />A[%]min.<br />
!Manufacturing<br />Process<br />
!Form of<br />Supply<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8P<br />DODURIT ZnO 8P<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.22<br />
|78<br />
|45<br />
|60 - 95<br />
|220 - 350<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />a) indiv. powders<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 94/6PW25<br />DODURIT ZnO 6PW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 100<br />
|200 - 320<br />
|30<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8PW25<br />DODURIT ZnO 8PW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|230 - 340<br />
|25<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10PW25<br />DODURIT ZnO 10PW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.17<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 100<br />
|230 - 350<br />
|20<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|1<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WP<br />DODURIT ZnO 8WP<br />
|91 - 93<br />
|<br />
|9.8<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />with Ag backing a) individ.<br />
|2<br />
|-<br />
|AgZnO 94/6WPW25<br />DODURIT ZnO 6WPW25<br />
|93 - 95<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.7<br />
|2.0<br />
|86<br />
|50<br />
|60 - 95<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 92/8WPW25<br />DODURIT ZnO 8WPW25<br />
|91 - 93<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.08<br />
|83<br />
|48<br />
|65 - 105<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|-<br />
|Ag/ZnO 90/10WPW25<br />DODURIT ZnO 10WPW25<br />
|89 - 91<br />
|Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub><br />
|9.6<br />
|2.7<br />
|79<br />
|46<br />
|65 - 110<br />
|<br />
|<br />
|Powder Metallurgy<br />c) coated<br />
|2<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
1 = Wires, Rods, Contact rivets, 2 = Strips, Profiles, Contact tips<br />
<br />
<br />
<div id="figures1"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.120:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 PW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"/><!--Fig. 2.121:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 PW25 after annealing for 1 hr after 30% cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.122:--> Strain hardening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.123:--> Softening of Ag/ZnO 92/8 WPW25 after annealing for 1hr after different degrees of cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"/><!--Fig. 2.124:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 Pw25: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"/><!--Fig. 2.125:--> Micro structure of Ag/ZnO 92/8 WPW25:a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/ZnO contact layer, 2) Ag backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 PW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 Pw25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag ZnO 92 8 WPW25"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.29"><br />
<caption>'''<!--Table 2.29:-->Optimizing of Silver–Tin Oxide Materials Regarding their Switching Properties and Forming Behavior'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">Material Group</p></th><th><p class="s12">Special Properties<th colspan="2"></p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>PE</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for automotive relays</p><p class="s12">(lamp loads)</p></td><td><p class="s12">Good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>98/2 PX/PC</p></td><td><p class="s12">Especially good heat resistance</p></td><td><p class="s12">Easily riveted, can be directly welded</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>TOS F</p></td><td><p class="s12">Especially suited for high inductive</p><p class="s12">DC loads</p></td><td><p class="s12">Very good formability (contact rivets)</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPC</p></td><td><p class="s12">For AC-3 and AC-4 applications in motor</p><p class="s12">switches (contactors)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPD</p></td><td><p class="s12">Especially suited for severe loads (AC-4)</p><p class="s12">and high switching currents</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WPX</p></td><td><p class="s12">For standard motor loads (AC-3) and</p><p class="s12">Resistive loads (AC-1), DC loads (DC-5)</p></td><td/></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2 </span>WTOSF</p></td><td><p class="s12">Especially suitable for high inductive DC</p><p class="s12">loads</p></td><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.30:-->Contact and Switching Properties of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/DODUCO-Designation <br />
!Properties<br />
|-<br />
|Ag/CdO<br />DODURIT CdO<br />
|High resistance against welding during current on switching for currents up to<br />5kA especially for powder metallurgical materials,<br /><br />
Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life at switching currents<br /><br />
of 100A – 5kA,<br /><br />
Very good arc moving properties for materials produced by internal oxidation,<br />Good arc extinguishing properties,<br /><br />
Formability better than the one of Ag/SnO2 and Ag/ZnO materials,<br /><br />
Use of Ag/CdO in automotive components is prohibited because of Cd toxicity,<br />Prohibition of use in consumer products and appliances in EU.<br />
|-<br />
|Ag/SnO<sub>2</sub><br />SISTADOX<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
Very high resistance against welding during current on switching,<br />Weld resistance increases with higher oxide contents,<br /><br />
Low and stable contact resistance over the life of the device and good<br />temperature rise properties through use of special additives,<br /><br />
High arc erosion resistance and contact life,<br /><br />
Very low and flat material transfer during DC load switching,<br /><br />
Good arc moving and very good arc extinguishing properties<br />
|-<br />
|Ag/ZnO<br />DODURIT ZnO<br />
|Environmentally friendly materials,<br /><br />
High resistance against welding during current on switching<br />(capacitor contactors),<br /><br />
Low and stable contact resistance through special oxide additives,<br />Very high arc erosion resistance at high switching currents,<br /><br />
Less favorable than Ag/SnO<sub>2</sub> for electrical life and material transfer,<br /><br />
With Ag<sub>2</sub>WO<sub>4</sub> additive especially suitable for AC relays<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials"><br />
<caption>'''<!--Table 2.31:-->Application Examples of Silver–Metal Oxide Materials'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/CdO</p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Wiring devices, Appliance switches, Main switches, contactors, Small (main) power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/SnO<span class="s48">2</span></p></td><td><p class="s12">Micro switches, Network relays, Automotive relays, Appliance switches,</p><p class="s12">Main switches, contactors, Fault current protection relays (paired against</p><p class="s12">Ag/C), (Main) Power switches</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/ZnO</p></td><td><p class="s12">Wiring devices, AC relays, Appliance switches, Motor-protective circuit</p><p class="s12">breakers (paired with Ag/Ni or Ag/C), Fault current circuit breakers paired againct Ag/C, (Main) Power switches</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
====Silver–Graphite (GRAPHOR)-Materials====<br />
Ag/C (GRAPHOR) contact materials are usually produced by powder metallurgy with graphite contents of 2 – 5 wt% <xr id="tab:tab2.32"/><!--(Table 2.32)-->. 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.<br />
<br />
The extrusion of sintered billets is now the dominant manufacturing method for semi-finished AgC materials <!--[[#figures3|(Figs. 82 – 85)]]<!--(Figs. 2.126 – 2.129)-->. The hot extrusion process results in a high density material with graphite particles stretched and oriented in the extrusion direction [[#figures4|(Figs. 86 – 89)]]<!--(Figs. 2.130 – 2.133)-->. Depending on the extrusion method in either rod or strip form the graphite particles can be oriented in the finished contact tips perpendicular (GRAPHOR) or parallel (GRAPHOR D) to the switching contact surface <xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--(Fig. 2.131)--> and <xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--(Fig. 2.132)-->.<br />
<br />
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 either burning out (de-graphitizing) the graphite selectively on one side of the tips or by compound extrusion of a Ag/C billet covered with a fine silver shell.<br />
<br />
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 consistently low during the electrical life of the contact parts.<br />
<br />
A disadvantage of the Ag/C materials is their rather high erosion rate. In materials with parallel graphite orientation this can be improved if part of the graphite is incorporated into the material in the form of fibers (GRAPHOR DF), <xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--(Fig. 2.133)-->. The weld resistance is determined by the total content of graphite particles.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.33)-->. For attachment of Ag/C tips welding and brazing techniques are applied.<br />
<br />
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 GRAPHOR D and DF can be pre-coated with a thin layer of high temperature brazing alloys such as CuAgP.<br />
<br />
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.<br />
<br />
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"/><!--(Table 2.34)-->. 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 and Ag/W.<br />
<br />
<div id="figures3"><br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.126:--> Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.127:--> Softening of Ag/C 96/4 D after annealing<br />
<br />
<xr id="fig:Strain hardening of Ag C DF"/><!--Fig. 2.128:--> Strain hardening of Ag/C DF by cold working<br />
<br />
<xr id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"/><!--Fig. 2.129:--> Softening of Ag/C DF after annealing<br />
</div><br />
<br />
<div id="figures4"><br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"/><!--Fig. 2.130:--> Micro structure of Ag/C 97/3: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"/><!--Fig. 2.131:--> Micro structure of Ag/C 95/5: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"/><!--Fig. 2.132:--> Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer<br />
<br />
<xr id="fig:Micro structure of Ag C DF"/><!--Fig. 2.133:--> Micro structure of Ag/C DF: a) perpendicular to extrusion direction<br />
b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag/Ni 90/10 backing layer<br />
</div><br />
<br />
<div class="multiple-images"><br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C 96 4 D"><br />
[[File:Strain hardening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C 96/4 D by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Softening of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C 96/4 D after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Strain hardening of Ag C DF"> <br />
[[File:Strain hardening of Ag C DF.jpg|left|thumb|<caption>Strain hardening of Ag/C DF by cold working</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Softening of Ag C DF after annealing"> <br />
[[File:Softening of Ag C DF after annealing.jpg|left|thumb|<caption>Softening of Ag/C DF after annealing</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 97 3"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 95 5"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C 96 4 D"> <br />
[[File:Micro structure of Ag C 96 4 D.jpg|left|thumb|<caption>Micro structure of Ag/C 96/4 D: a) perpendicular to extrusion direction b) parallel to extrusion direction, 1) Ag/C contact layer, 2) Ag backing layer</caption>]]<br />
</figure><br />
<br />
<figure id="fig:Micro structure of Ag C DF"> <br />
[[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>]]<br />
</figure><br />
</div><br />
<div class="clear"></div><br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.32"><br />
<caption>'''<!--Table 2.32:-->Physical Properties of Silver–Graphite (GRAPHOR) Contact Materials'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Material/<br />DODUCO-<br />Designation <br />
!Silver Content<br />[wt%]<br />
!Density<br />[g/cm<sup>3</sup>]<br />
!Melting Point<br />[°C]<br />
!Electrical Resistivity<br />[μΩ·cm]<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Electrical<br />Conductivity<br />[% IACS] [MS/m]<br />
!Vickers-Hardnes<br />HV10<br />42 - 45<br />
|-<br />
|Ag/C 98/2<br />GRAPHOR 2<br />
|97.5 - 98.5<br />
|9.5<br />
|960<br />
|1.85 - 1.92<br />
|90 - 93<br />
|48 - 50<br />
|42 - 44<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3<br />GRAPHOR 3<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1<br />
|960<br />
|1.92 - 2.0<br />
|86 - 90<br />
|45 - 48<br />
|41 - 43<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4<br />GRAPHOR 4<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.7<br />
|960<br />
|2.04 - 2.13<br />
|81 - 84<br />
|42 - 46<br />
|40 - 42<br />
|-<br />
|Ag/C 95/5<br />GRAPHOR 5<br />
|94.5 - 95.5<br />
|8.5<br />
|960<br />
|2.12 - 2.22<br />
|78 - 81<br />
|40 - 44<br />
|40 - 60<br />
|-<br />
|Ag/C 97/3D<br />GRAPHOR 3D*)<br />
|96.5 - 97.5<br />
|9.1 - 9.3<br />
|960<br />
|1.92 - 2.08<br />
|83 - 90<br />
|45 - 50<br />
|35 - 55<br />
|-<br />
|Ag/C 96/4D<br />GRAPHOR 4D*)<br />
|95.5 - 96.5<br />
|8.8 - 9.0<br />
|960<br />
|2.04 - 2.22<br />
|78 - 84<br />
|43 - 47<br />
|35 - 60<br />
|-<br />
|AgCDF<br />GRAPHOR DF**)<br />
|95.7 - 96.7<br />
|8.7 - 8.9<br />
|960<br />
|2.27 - 2.50<br />
|69 - 76<br />
|40 - 44<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
<nowiki>*)</nowiki> Graphite particles parallel to switching surface <br /><br />
<nowiki>**)</nowiki> Graphite content 3.8 wt%, Graphite particles and fibers parallel to switching surface<br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.33"><br />
<caption>'''<!--Table 2.33:-->Contact and Switching properties of Silver–Graphite (GRAPHOR) Contact Materials'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO-Designation</p></th><th><p class="s11">Properties</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C</p><p class="s12">GRAPHOR</p></td><td><p class="s12">Highest resistance against welding during make operations at high currents,</p><p class="s12">High resistance against welding of closed contacts during short circuit,</p><p class="s12">Increase of weld resistance with higher graphite contents, Low contact resistance,</p><p class="s12">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, GRAPHOR with vertical orientation has better arc erosion resistance, parallel orientation has better weld resistance,</p><p class="s12">Limited arc moving properties, therefore paired with other materials,</p><p class="s12">Limited formability,</p><p class="s12">Can be welded and brazed with decarbonized backing, GRAPHOR DF is optimized for arc erosion resistance and weld resistance</p></td></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:tab2.34"><br />
<caption>'''<!--Table 2.34:-->Application Examples and Forms of Supply of Silver– Graphite (GRAPHOR) Contact Materials'''</caption><br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s12">Material/</p><p class="s12">DODUCO Designation</p></th><th><p class="s12">Application Examples</p></th><th><p class="s12">Form of Supply</p></th></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 98/2</p><p class="s12">GRAPHOR 2</p></td><td><p class="s12">Motor circuit breakers, paired with Ag/Ni</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact parts, some contact rivets</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact tips, brazed and welded contact</p><p class="s12">parts, some contact rivets with</p><p class="s12">Ag/C97/3</p></td></tr><tr><td><p class="s12">Ag/C 97/3</p><p class="s12">GRAPHOR 3</p><p class="s12">Ag/C 96/4</p><p class="s12">GRAPHOR 4</p><p class="s12">Ag/C 95/5</p><p class="s12">GRAPHOR 5</p><p class="s12">GRAPHOR 3D GRAPHOR 4D GRAPHOR DF</p></td><td><p class="s12">Circuit breakers, paired with Cu, Motor-protective circuit breakers, paired with Ag/Ni,</p><p class="s12">Fault current circuit breakers, paired with Ag/Ni, Ag/W, Ag/WC, Ag/SnO<span class="s45">2</span>, Ag/ZnO,</p><p class="s12">(Main) Power switches, paired with Ag/Ni, Ag/W</p></td><td><p class="s12">Contact profiles (weld tapes), Contact tips, brazed and welded contact parts</p></td></tr><tr><td/><td/></tr></table><br />
</figtable><br />
<br />
==References==<br />
[[Contact Materials for Electrical Engineering#References|References]]<br />
<br />
[[de:Werkstoffe_auf_Silber-Basis]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Galvanische_Beschichtung&diff=4052Galvanische Beschichtung2014-09-24T16:14:24Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<div>Zur galvanischen Abscheidung von Metallen, insbesondere Edelmetallen,<br />
werden wässrige Lösungen (Elektrolyte) verwendet, die die abzuscheidenden<br />
Metalle in Form von Ionen (z.B. gelöste Metallsalze) enthalten. Unter dem<br />
Einfluss eines elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem kathodisch<br />
geschalteten Beschichtungsgut gelangen positiv geladene Metallionen zur<br />
Kathode, wo sie ihre Ladung abgeben und sich als Metall auf der Oberfläche<br />
abscheiden.<br />
Je nach Einsatz, in der Elektrotechnik und Elektronik oder für dekorative<br />
Zwecke, kommen unterschiedliche galvanische Bäder (Elektrolyte) zur<br />
Anwendung. Die für die Edelmetallbeschichtung eingesetzten Galvanisieranlagen<br />
und der Umfang ihrer Ausrüstung werden durch den vorgesehenen<br />
technologischen Prozess bestimmt.<br />
Die galvanischen Arbeitsverfahren erstrecken sich nicht nur auf den Vorgang<br />
der reinen elektrochemischen Metallabscheidung, sondern umfassen auch die<br />
Vor- und Nachbehandlung der zu beschichtenden Ware. Wichtigste Voraussetzung<br />
für die Herstellung eines festhaftenden Überzuges ist eine metallisch<br />
blanke, d.h. fett- und oxidfreie Oberfläche des zu veredelnden Werkstückes.<br />
Hierfür gibt es verschiedene Vorbehandlungsverfahren, die auf den Oberflächenzustand<br />
und die Eigenschaften des Werkstoffes abgestimmt sind.<br />
In den folgenden Abschnitten werden galvanische Bäder - Edelmetall- und<br />
Unedelmetallbäder - sowie die wichtigsten Galvanisierverfahren beschrieben.<br />
<br />
====Galvanische Bäder====<br />
Die eigentliche Metallabscheidung erfolgt in der Elektrolytlösung, die das abzuscheidende<br />
Metall in Form von Ionen enthält. Daneben sind im Bad verfahrensbedingt<br />
noch andere Hilfsstoffe, z.B. Leitsalze und, je nach Einsatz, Glanzzusätze<br />
sowie organische Badzusätze, vorhanden, die beim Galvanisiervorgang in<br />
die abgeschiedene Schicht inkorporiert werden und deren Eigenschaften<br />
maßgeblich beeinflussen.<br />
<br />
=====Edelmetallbäder=====<br />
<br />
Alle Edelmetalle können galvanisch abgeschieden werden, wobei die Silber- und<br />
Goldbäder anteilmäßig deutlich im Vordergrund stehen (<xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications"/><!--(Tab. 7.2)--> and <xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications"/><!--(Tab. 7.3)-->).<br />
Folgende Edelmetallbäder kommen zum Einsatz:<br />
<br />
*Goldbäder <br>Für funktionelle und dekorative Zwecke werden Feingold -, Hartgold -, niederkarätige Gold- oder Farbgoldschichten abgeschieden. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen können dazu entweder saure, neutrale und cyanidische Bäder auf Kaliumgoldcyanid-Basis oder cyanidfreie und neutrale Bäder auf Goldsulfitkomplex-Basis eingesetzt werden.<br /><br />
<br />
*Palladium- und Platinbäder <br/> Palladium wird als reines Metall, für Anwendungen im Bereich elektrischer Kontakte jedoch meist als Legierungsschicht mit Nickel als Legierungspartner, abgeschieden. Bei hochwertigem Schmuck kommen Palladiumschichten auch als allergiefreie Zwischenschichten zum Einsatz, die als Diffusionsbarriere für kupferhaltige Basiswerkstoffe dienen. Platin wird überwiegend zur Oberflächenveredelung von Schmuckerzeugnissen verwendet.<br /><br />
<br />
*Rutheniumbäder <br>Rutheniumschichten werden als Kontaktschichten für Reed-Kontakte vor allem aber für dekorative Zwecke eingesetzt. So erzielt man einen modischen Farbton mit der „grauen“ Rutheniumfarbe als Oberflächenschicht. Eine weitere Farbnuance erhält man mit Schwarzrutheniumniederschlägen, die sich speziell für Bi-Color Artikel eignen.<br /><br />
<br />
*Rhodiumbäder <br>Rhodiumschichten sind außerordentlich hart (HV 700 - 1000) und verschleißfest. Daneben zeichnen sie sich durch eine hohe Lichtreflexion aus. Diese Eigenschaften werden gleichermaßen für technische und dekorative Anwendungen genutzt. Während für den Gebrauch im technischen Bereich vor allem harte, spannungsarme und rissfreie Schichten benötigt werden, stehen für den Einsatz in der Schmuckindustrie hellweiße Niederschläge mit hoher Korrosionsbeständigkeit im Vordergrund.<br /><br />
<br />
*Silberbäder <br>Silberbäder, die keine weiteren Zusätze enthalten, ergeben matte, weiche Niederschläge (HV~80). Sie werden vor allem als Kontaktschichten z.B. in Steckverbindern eingesetzt. Die für dekorative Zwecke benötigten Eigenschaften, wie Glanz und Verschleißfestigkeit, werden durch spezielle Badzusätze erreicht.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications"><br />
<caption>'''<!--Table 7.2:-->Edelmetallbäder für technische Anwendungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Badtypen<br />
!pH-Bereich<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Schichteigenschaften <br />
!Anwendungsgebiete<br />
|-<br />
!<br />
!<br />
!Härte HV<br />
!Feingehalt [kt] <br />
!<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Goldbäder'''<br />
|-<br />
|AUROMET TN<br />
|3.2 - 4.2<br />
|ca. 70<br />
|99.99% Au<br />
|Vorvergoldung<br />
|-<br />
|AUROMET XPH<br />
|0.3 - 0.6<br />
|160 - 180<br />
|99.8% Au<br />
|Vorvergoldung für Edelstahl u.ä.<br />
|-<br />
|DODUREX COC<br />
|4.6 - 4.9<br />
|160 - 180<br />
|99.6% Au<br />
|Leiterplatten, Steckverbinder, Kontaktteile usw.,<br />techn. Hartvergoldung für Gestellund Trommelware<br />
|-<br />
|DODUREX HS 100<br />
|4.3 - 4.6<br />
|160 - 180<br />
|99.6% Au<br />
|High-Speed-Prozess für Steckverbinder und LP-Technik<br />
|-<br />
|PURAMET 202<br />PURAMET 402<br />
|5.5 - 6.5<br />7.0 - 7.5<br />
|60 - 80<br />60 - 80<br />
|99.99% Au<br />99.99% Au<br />
|Hochreine Goldüberzüge für die Elektrotechnik u. Elektronik incl. Halbleiteru. LP-Technik<br />bei hohen Anforderungen an Bondeigenschaften<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Platinbäder'''<br />
|-<br />
|RHODOPLAT T<br />
|stark sauer<br />
|900<br />
|99.0% Rh<br />
|Duktile Rhodiumabscheidungen für dicke Schichten, Reed-Kontakte, Gleitkontakte<br />
|-<br />
|RUTHENIUMBAD<br />
|stark sauer<br />
|900<br />
|99.0% Ru<br />
|Rissfreie, dicke Rutheniumschichten<br />
|-<br />
|PLATINBAD 5<br />
|stark sauer<br />
|240 - 260<br />
|99.9% Pt<br />
|Hochtemperaturschalter usw.<br />
|-<br />
|DODUPAL 3<br />
|7.0 - 8.0<br />
|220 - 250<br />
|99.9% Pd<br />
|Dünne Palladiumschicht als Diffusionsbarriere<br />
|-<br />
|DODUPAL 5<br />
|7.0 - 8.0<br />
|220 - 250<br />
|99.9% Pd<br />
|Steckverbinder u. Kontaktteile<br />
|-<br />
|DODUPAL 10<br />
|8.0 - 8.5<br />
|350 - 400<br />
|80.0% Pd<br />
|Pd/Ni für Steckverbinder u. Kontaktteile<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Silberbäder'''<br />
|-<br />
|ARGOL 30<br />
|cyanidisch<br />
|ca. 90<br />
|99.9% Ag<br />
|rowspan="4" |Kontaktteile, Steckverbinder<br />
|-<br />
|ARGOL HS 100<br />
|ca.. 9.0<br />
|90 - 120<br />
|99.9% Ag<br />
|-<br />
|ARGOL 2000<br />
|approx. 12.0<br />
|<br />
|<br />
|-<br />
|ARGOL 400<br />
|<br />
|160 - 180<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
=====<!--7.1.1.1.2-->Unedelmetallbäder=====<br />
<br />
Die wichtigsten Metalle dieser Gruppe, die auf galvanischem Wege abgeschieden<br />
werden, sind: Kupfer, Nickel, Zinn und Zink und deren Legierungen. Die<br />
Abscheidung erfolgt in Form reiner Metalle, wobei verschiedenartige Badtypen<br />
zum Einsatz kommen (<xr id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals"/><!--(Table 7.4)-->).<br />
<br />
*Kupferbäder <br>Kupferbäder werden entweder zur Aufbringung einer Zwischenschicht beim Galvanisieren von Teilen und Bändern, zum Leiterbildaufbau oder zur Endverstärkung bei der Herstellung von Leiterplatten eingesetzt.<br /><br />
<br />
*Zinnbäder <br>Reinzinn- und Zinn-Legierungsschichten werden sowohl als matte wie auch glänzende Endschichten für die Herstellung lötbarer Oberflächen verwendet. Bei der Leiterplattenherstellung dienen sie auch als Ätzresist zur Leiterbildstrukturierung nach der galvanischen Kupferabscheidung.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications"><br />
<caption>'''<!--Table 7.3:-->Edelmetallbäder für dekorative Anwendungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Badtypen <br />
!pH-Bereich<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Schichteigenschaften<br />
!Anwendungsgebiete<br />
|-<br />
!<br />
!<br />
!Härte HV<br />
!Feingehalt [kt] <br />
!<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Goldbäder'''<br />
|-<br />
|DURAMET 1N14<br />DURAMET 2N18<br />DURAMET 3N<br />DURAMET 265S<br />DURAMET 333S<br />DURAMET 386S<br />
|3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.2 - 3.6<br />3.4 - 3.8<br />
|1N<br />2N<br />3N<br />Hamilton<br />1N<br />Hamilton<br />
|23<br />23<br />23<br />23<br />23<br />23<br />
|Schmuck, Uhren, Schreibgeräte, Brillen, Armaturen usw.<br />
|-<br />
|HELODOR 630<br />
|8.5 - 9.5<br />
|rose´<br />
|22<br />
|Brillen, Schmuck, Uhren, Schreibgeräte<br />
|-<br />
|DODUPLAT Y18<br />DODUPLAT Y18HS<br />
|9.5 - 10.5<br />9.5 - 11<br />
|2N<br />2N<br />
|18<br />16<br />
|Schmuck, Uhren, Schreibgeräte<br />
|-<br />
|AUROMET TN<br />AUROMET 2<br />AUROMET 4<br />
|3.2 - 4.2<br />3.2 - 4.0<br />3.2 - 4.2<br />
|Feinold<br />2 - 3N<br />2 - 3N<br />
|23<br />23<br />23<br />
|Farbvergoldung für Schmuck, Uhren, Schreibgeräte, Armaturen, Brillen usw.<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Platinmetallbäder'''<br />
|-<br />
|RHODIOR 2<br />RHODIOR 20<br />RHODIOR 25<br />RHODIOR 40<br />
|< 1<br />< 1<br />< 1<br />< 1<br />
|weiß<br />weiß<br />weiß<br />weiß<br />
|99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />
|Hellweiße Rhodiumschichten hoher Härte für Schmuck, Uhren, Schreibgeräte usw.<br />
|-<br />
|RUTHENIUMBAD<br />
|stark sauer<br />
|grau/schwarz<br />
|99.0%Ru<br />
|Sehr harte, glanzerhaltende Rutheniumschicht<br />
|-<br />
|PLATINBAD<br />
|stark sauer<br />
|weiß<br />
|99.9%Pt<br />
|Schmuck, Uhren usw.<br />
|-<br />
|DODUPAL 3<br />
|7.0 - 7.6<br />
|Pd-Farbe<br />
|95%Pd<br />
|Dünne Pd/Zn Schicht als Diffusionsbarriere (Ni-frei)<br />
|-<br />
|DODUPAL 10<br />
|8.0 - 8.5<br />
|weiß<br />
|80%Pd<br />
|Pd/Zn-Legierung für Dekoration<br />
|-<br />
|DODUPAL 12<br />
|7.0 - 8.0<br />
|weiß<br />
|95%Pd<br />
|Pd/Zn-Legierung für Dekoration<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Silberbad'''<br />
|-<br />
|ARGOL 2000<br />
|11.5 - 12.5<br />
|hellweiß<br />
|99.9%Ag<br />
|Schmuck, Uhren, Dekoration<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
*Nickelbäder <br>Nickelschichten werden überwiegend als Diffusionsbarriere beim Vergolden von Kupfer oder als Zwischenschicht beim Verzinnen eingesetzt.<br /><br />
<br />
*Bronzebäder <br>Bronzeschichten - in weißem oder gelbem Farbton - werden entweder als Nickelersatz für allergiefreie Zwischenschichten oder als Oberflächenschicht für dekorative Zwecke eingesetzt. Auch im Bereich technischer Anwendungen kommt die Bronzeschicht aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit und guten Lötbarkeit zum Zuge.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals"><br />
<caption>'''<!--Table 7.4:-->Gebräuchliche Elektrolyte zur Abscheidung von Unedelmetallen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Badtypen <br />
!pH-Bereich<br />
!Badtemperatur<br />[°C]<br />
!Stromdichte<br />[A/dm²]<br />
!Ausbeute [%]<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Kupferbäder'''<br />
|-<br />
|Cyanidisch Kupfer<br />
|10 - 13<br />
|40 - 65<br />
|0 .5 - 4<br />
|70-95<br />
|-<br />
|Sauer Kupfer<br />
|<1<br />
|20 - 35<br />
|2 - 8<br />
|<100<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Nickelbäder'''<br />
|-<br />
|Watts Nickelbad<br />(Sulfat)<br />
|3 - 5<br />
|40 - 70<br />
|3 - 10<br />
|95-97<br />
|-<br />
|Sulfamat Nickel<br />
|3 - 4<br />
|30 - 60<br />
|5 - 20<br />
|95-97<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Zinnbäder'''<br />
|-<br />
|Sauer Zinn (Sulfat)<br />
|<1<br />
|18 - 25<br />
|1 - 3<br />
|<100<br />
|-<br />
|Alkalisch Zinn<br />
|>10<br />
|75 - 80<br />
|2 - 17<br />
|max.95<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Bronzebäder'''<br />
|-<br />
|DODUBRONCE W<br />
|stark alkalisch<br />
|55 - 60<br />
|0.5 - 1.5<br />
|<br />
|-<br />
|DODUBRONCE G<br />
|stark alkalisch<br />
|45 - 50<br />
|2 - 3.5<br />
|<br />
|-<br />
|DODUBRONCE AF<br />
|stark alkalisch<br />
|58 - 62<br />
|0.5 - 1.5<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
====Galvanische Beschichtung von Teilen====<br />
Die allseitige - bzw. Rundumveredelung kleiner Massenteile, wie Kontaktfedern,<br />
-niete oder -stifte erfolgt i.d.R. als schüttfähiges Massengut in Galvanisierglocken<br />
oder -trommeln. Während des Abscheidungsprozesses werden der<br />
Elektrolyt und die zu beschichtenden Teile dauernd durchgemischt, um eine<br />
möglichst gleichmäßige Beschichtung zu erreichen.<br />
<br />
Größere Teile werden häufig als Gestellware allseitig oder durch gezieltes Eintauchen<br />
in den Elektrolyten bzw. durch Einsatz spezieller Masken oder Abdeckverfahren<br />
auch partiell veredelt. Auch Innenbeschichtungen von Bohrungen und<br />
Rohren lassen sich mittels spezieller Vorrichtungen ausführen.<br />
<br />
'''Galvanisch beschichtete Teile'''<br />
<br />
[[File:Electroplated Parts.jpg|left|Galvanisch beschichtete Teile]]<br />
<br />
<br />
<div class="clear"></div><br />
*'''Werkstoffe'''<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Beschichtungen<br />
|-<br />
|Edelmetalle:<br />
|Feingold, Hartgold (HV 150 bis 250) Palladium, Palladium-Nickel, Rhodium, Feinsilber, Hartsilber (HV 130 bis 160)<br />
|-<br />
|Unedelmetalle<br />
|Kupfer, Nickel, Zinn, Zinnlegierungen<br />
|-<br />
|Trägerwerkstoffe<br />
|Kupfer, Kupferlegierungen, Nickel, Nickellegierungen, Eisen, Stahl, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Verbundwerkstoffe wie Aluminium-Siliziumkarbid<br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Schichtdicken und Toleranzen'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
|Edelmetalle: <br />
|0,2 - 5 μm (übliche Schichtdicken; bei Ag auch bis 25 μm)<br />
|-<br />
|Unedelmetalle: <br />
|bis ca. 20 μm<br />
|-<br />
|Toleranzen: <br />
|je nach geometrischer Form der Teile stark schwankend (bis ca. 50%, bezogen auf die festgelegte Prüfstelle). Es empfiehlt sich, einen Mindestwert für die Schichtdicke an einem konkreten Messpunkt vorzuschreiben.<br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Qualitätsmerkmale''' <br />
Fertigungsbegleitend geprüft und dokumentiert werden je nach Anwendung<br />
u.a. folgende Schichtmerkmale:<br />
<br />
*Schichtdicke <br />
*Haftfestigkeit <br />
*Porosität <br />
*Lötbarkeit<br />
*Bondbarkeit<br />
*Kontaktwiderstand<br />
<br />
Die Prüfungen und die Festlegung der Prüfmerkmale erfolgen nach einschlägigen<br />
Normen, Werksnormen bzw. Kundenspezifikationen.<br />
<br />
====Galvanische Beschichtung von Halbzeugen====<br />
Die Aufgabe, Bänder, Profile und Drähte in kontinuierlich arbeitenden Anlagen<br />
allseitig bzw. rundum galvanisch zu beschichten, wird üblicherweise im Durchzugsverfahren<br />
gelöst. Die Arbeitsschritte der einzelnen Behandlungsstationen<br />
(Reinigen, Prozessbäder, Spülen) stimmen in der Abfolge mit den Verfahrensschritten<br />
bei der Teilebeschichtung überein.<br />
<br />
Die allseitige Beschichtung wird überwiegend zur Versilberung oder Verzinnung<br />
von Bändern und Drähten verwendet. Die abgeschiedenen Schichten sind im<br />
Vergleich zu Hartgold- oder Palladiumüberzügen duktil, so dass bei -Stanz- und<br />
Biegevorgängen keine Risse in den Niederschlägen entstehen.<br />
<br />
====Selektive galvanische Beschichtung====<br />
Da Edelmetalle teuer sind, besteht ein Zwang, entsprechende Trägerteile möglichst<br />
wirtschaftlich und nur an den für die Funktion erforderlichen Stellen zu<br />
beschichten. Dies führt zwangsläufig von der allseitigen Beschichtung von<br />
Bändern zur selektiven Galvanisierung von Bandmaterial im Durchzugsverfahren.<br />
Je nach Anwendung kommen sowohl massive als auch vorgestanzte<br />
und im Funktionsbereich geformte Bänder oder vom Draht gestanzte bzw.<br />
gedrehte und auf einem metallischen Haltestreifen gegurtete Stifte zum Einsatz.<br />
<br />
Das Kernstück der selektiven Edelmetallabscheidung stellt die Galvanisier- oder<br />
Beschichtungszelle dar. In ihr ist die Anode in geringem Abstand zum kathodisch<br />
geschalteten Band angeordnet. Dazwischen befinden sich gegebenenfalls<br />
Kathodenabschirmungen oder Masken, die den Verlauf der elektrischen<br />
Feldlinien auf bestimmte Bereiche der Kathode konzentrieren. <br />
<br />
Um möglichst kurze Beschichtungszeiten zu erreichen, werden für die Selektivgalvanisierung spezielle Hochleistungselektrolyte eingesetzt und durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit<br />
für raschen Elektrolytaustausch in der Abscheidungszone<br />
gesorgt.<br />
<br />
Für die gezielte, auf den Funktionsbereich begrenzte Edelmetallbeschichtung<br />
einer Kontaktfeder wird als Galvanisierzelle häufig die sog. Brushzelle verwendet<br />
(<xr id="fig:Brush Tampon plating cell"/><!--(Fig. 7.1)-->). Der Brush oder Tampon besteht aus einem dachförmigen Metallkörper<br />
aus Titan, der mit einem Gewebe aus Vlies überzogen ist. Der Metallkörper<br />
weist an bestimmten Stellen Öffnungen auf, durch die der Elektrolyt auf das<br />
Gewebe gelangt. Dort befindet sich auch die aus einem Platinnetz bestehende<br />
Anode. Das zu beschichtende, vorgestanzte und im Kontaktbereich geformte<br />
Band wird unter einem bestimmten Druck über das mit Elektrolyt getränkte<br />
Gewebe gezogen und mit Elektrolyt benetzt. Dies ermöglicht eine Metallabscheidung<br />
besonders hoher Selektivität.<br />
<br />
<figure id="fig:Brush Tampon plating cell"><br />
[[File:Brush Tampon plating cell.jpg|right|thumb|Brush-(Tamponzelle); 1 Band; 2 Anode; 3 Elektrolytzuführung; 4 Vliesbedeckte Zelle]]<br />
</figure><br />
Für bestimmte Anwendungen, z.B. bei Systemträgern für Halbleiterbauelemente<br />
wird eine punktförmige Veredelung benötigt. Diese Beschichtungsart wird<br />
mittels zweier mitlaufender Riemenmasken erreicht. Eine dieser beiden Masken<br />
enthält Fenster, welche die zur Veredelung bestimmten Flächen freigeben.<br />
<br />
Die verschiedenen Ausführungsformen und Verfahren der selektiven<br />
Beschichtung sind zusammengefasst:<br />
<br />
*'''Tauchgalvanisierung'''<br />
Allseitige oder selektive, beidseitige Beschichtung von massiven Bändern oder Stanzteilen am Band<br />
<br />
*'''Streifengalvanisierung'''<br />
Streifenveredelung massiver Bänder mittels Radzellenund Maskierungstechnik<br />
<br />
*'''Selektive Galvanisierung'''<br />
Einseitige selektive Beschichtung massiver, vorgestanzten oder metallisch gegurteter Bänder mittels Brushplating<br />
<br />
*'''Spotgalvanisierung'''<br />
Punktförmige Veredelung von Kontaktflächen auf vorgelochten Bändern oder Stanzteilen am Band<br />
<br />
'''Typische Beispiele für galvanisch beschichtete Halbzeuge'''<br />
(allseitig und selektiv)<br />
[[File:Typical examples of electroplated semi finished materials.jpg|left|Typische Beispiele für galvanisch beschichtete Halbzeuge (allseitig und selektiv)]]<br />
<br />
<div class="clear"></div><br />
*'''Werkstoffe'''<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
!Beschichtungen<br />
!Schichtdicken<br />
!Bemerkungen<br />
|-<br />
|colspan="3" |'''Edelmetalle'''<br />
|-<br />
|Feingold<br />Hartgold (AuCo 0.3)<br />
|0.1 - 3 μm<br />
|In Sonderfällen bis 10 μm<br />
|-<br />
|Palladium-Nickel (PdNi20)<br />
|0.1 - 5 μm<br />
|Häufig zusätzlich 0,2 μm AuCo 0,3<br />
|-<br />
|Silber<br />
|0.5 - 10 μm<br />
|in Sonderfällen bis 40 μm<br />
|-<br />
|colspan="3" |'''Unedelmetalle'''<br />
|-<br />
|Nickel<br />
|0.5 - 4 μm<br />
|Diffusionsbarriere insbesondere bei Gold-Schichten<br />
|-<br />
|Kupfer<br />
|1 - 5 μm<br />
|Zwischenschicht bei Verzinnung von CuZn-Werkstoffen<br />
|-<br />
|Zinn, Zinn-Legierungen<br />
|0.8 - 25 μm<br />
|<br />
|}<br />
<br />
*'''Trägerwerkstoffe'''<br />
Kupfer, Kupferlegierungen, Nickel, Nickellegierungen, Edelstahl<br />
<br />
*'''Abmessungen und Toleranzen'''<br />
<br />
[[File:Dimensions and Tolerances.jpg|left|Abmessungen und Toleranzen]]<br />
<br />
<br style="clear:both;"/><br />
<br />
*'''Toleranzen'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:30%"<br />
|-<br />
|Schichtdicke<br />
|&#177; 10 % <br />
|-<br />
|Schichtbreite und Lage<br />
|&#177; 0,5 mm <br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Qualitätsmerkmale'''<br />
Festigkeitswerte und Maßtoleranzen der Trägerbänder entsprechen den einschlägigen<br />
Normen, z.B. DIN EN 1652 und1654 für Kupfer und Kupferlegierungen.<br />
Je nach Anwendung werden folgende Merkmale geprüft und dokumentiert<br />
(s. Galvanisieren von Teilen):<br />
<br />
*Schichtdicke <br />
*Haftfestigkeit <br />
*Porosität <br />
*Lötbarkeit<br />
*Bondbarkeit<br />
*Kontaktwiderstand<br />
<br />
Die Prüfungen und die Festlegung der Prüfmerkmale erfolgen nach einschlägigen<br />
Normen, Werksnormen bzw. Kundenspezifikationen.<br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Beschichtungsverfahren#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Electroplating_(or_Galvanic_Deposition)]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Galvanische_Beschichtung&diff=4051Galvanische Beschichtung2014-09-24T16:13:39Z<p>Teitscheid: German translation</p>
<hr />
<div>Zur galvanischen Abscheidung von Metallen, insbesondere Edelmetallen,<br />
werden wässrige Lösungen (Elektrolyte) verwendet, die die abzuscheidenden<br />
Metalle in Form von Ionen (z.B. gelöste Metallsalze) enthalten. Unter dem<br />
Einfluss eines elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem kathodisch<br />
geschalteten Beschichtungsgut gelangen positiv geladene Metallionen zur<br />
Kathode, wo sie ihre Ladung abgeben und sich als Metall auf der Oberfläche<br />
abscheiden.<br />
Je nach Einsatz, in der Elektrotechnik und Elektronik oder für dekorative<br />
Zwecke, kommen unterschiedliche galvanische Bäder (Elektrolyte) zur<br />
Anwendung. Die für die Edelmetallbeschichtung eingesetzten Galvanisieranlagen<br />
und der Umfang ihrer Ausrüstung werden durch den vorgesehenen<br />
technologischen Prozess bestimmt.<br />
Die galvanischen Arbeitsverfahren erstrecken sich nicht nur auf den Vorgang<br />
der reinen elektrochemischen Metallabscheidung, sondern umfassen auch die<br />
Vor- und Nachbehandlung der zu beschichtenden Ware. Wichtigste Voraussetzung<br />
für die Herstellung eines festhaftenden Überzuges ist eine metallisch<br />
blanke, d.h. fett- und oxidfreie Oberfläche des zu veredelnden Werkstückes.<br />
Hierfür gibt es verschiedene Vorbehandlungsverfahren, die auf den Oberflächenzustand<br />
und die Eigenschaften des Werkstoffes abgestimmt sind.<br />
In den folgenden Abschnitten werden galvanische Bäder - Edelmetall- und<br />
Unedelmetallbäder - sowie die wichtigsten Galvanisierverfahren beschrieben.<br />
<br />
====Galvanische Bäder====<br />
Die eigentliche Metallabscheidung erfolgt in der Elektrolytlösung, die das abzuscheidende<br />
Metall in Form von Ionen enthält. Daneben sind im Bad verfahrensbedingt<br />
noch andere Hilfsstoffe, z.B. Leitsalze und, je nach Einsatz, Glanzzusätze<br />
sowie organische Badzusätze, vorhanden, die beim Galvanisiervorgang in<br />
die abgeschiedene Schicht inkorporiert werden und deren Eigenschaften<br />
maßgeblich beeinflussen.<br />
<br />
=====Edelmetallbäder=====<br />
<br />
Alle Edelmetalle können galvanisch abgeschieden werden, wobei die Silber- und<br />
Goldbäder anteilmäßig deutlich im Vordergrund stehen (<xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications"/><!--(Tab. 7.2)--> and <xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications"/><!--(Tab. 7.3)-->).<br />
Folgende Edelmetallbäder kommen zum Einsatz:<br />
<br />
*Goldbäder <br>Für funktionelle und dekorative Zwecke werden Feingold -, Hartgold -, niederkarätige Gold- oder Farbgoldschichten abgeschieden. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen können dazu entweder saure, neutrale und cyanidische Bäder auf Kaliumgoldcyanid-Basis oder cyanidfreie und neutrale Bäder auf Goldsulfitkomplex-Basis eingesetzt werden.<br /><br />
<br />
*Palladium- und Platinbäder <br/> Palladium wird als reines Metall, für Anwendungen im Bereich elektrischer Kontakte jedoch meist als Legierungsschicht mit Nickel als Legierungspartner, abgeschieden. Bei hochwertigem Schmuck kommen Palladiumschichten auch als allergiefreie Zwischenschichten zum Einsatz, die als Diffusionsbarriere für kupferhaltige Basiswerkstoffe dienen. Platin wird überwiegend zur Oberflächenveredelung von Schmuckerzeugnissen verwendet.<br /><br />
<br />
*Rutheniumbäder <br>Rutheniumschichten werden als Kontaktschichten für Reed-Kontakte vor allem aber für dekorative Zwecke eingesetzt. So erzielt man einen modischen Farbton mit der „grauen“ Rutheniumfarbe als Oberflächenschicht. Eine weitere Farbnuance erhält man mit Schwarzrutheniumniederschlägen, die sich speziell für Bi-Color Artikel eignen.<br /><br />
<br />
*Rhodiumbäder <br>Rhodiumschichten sind außerordentlich hart (HV 700 - 1000) und verschleißfest. Daneben zeichnen sie sich durch eine hohe Lichtreflexion aus. Diese Eigenschaften werden gleichermaßen für technische und dekorative Anwendungen genutzt. Während für den Gebrauch im technischen Bereich vor allem harte, spannungsarme und rissfreie Schichten benötigt werden, stehen für den Einsatz in der Schmuckindustrie hellweiße Niederschläge mit hoher Korrosionsbeständigkeit im Vordergrund.<br /><br />
<br />
*Silberbäder <br>Silberbäder, die keine weiteren Zusätze enthalten, ergeben matte, weiche Niederschläge (HV~80). Sie werden vor allem als Kontaktschichten z.B. in Steckverbindern eingesetzt. Die für dekorative Zwecke benötigten Eigenschaften, wie Glanz und Verschleißfestigkeit, werden durch spezielle Badzusätze erreicht.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications"><br />
<caption>'''<!--Table 7.2:-->Edelmetallbäder für technische Anwendungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Badtypen<br />
!pH-Bereich<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Schichteigenschaften <br />
!Anwendungsgebiete<br />
|-<br />
!<br />
!<br />
!Härte HV<br />
!Feingehalt [kt] <br />
!<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Goldbäder'''<br />
|-<br />
|AUROMET TN<br />
|3.2 - 4.2<br />
|ca. 70<br />
|99.99% Au<br />
|Vorvergoldung<br />
|-<br />
|AUROMET XPH<br />
|0.3 - 0.6<br />
|160 - 180<br />
|99.8% Au<br />
|Vorvergoldung für Edelstahl u.ä.<br />
|-<br />
|DODUREX COC<br />
|4.6 - 4.9<br />
|160 - 180<br />
|99.6% Au<br />
|Leiterplatten, Steckverbinder, Kontaktteile usw.,<br />techn. Hartvergoldung für Gestellund Trommelware<br />
|-<br />
|DODUREX HS 100<br />
|4.3 - 4.6<br />
|160 - 180<br />
|99.6% Au<br />
|High-Speed-Prozess für Steckverbinder und LP-Technik<br />
|-<br />
|PURAMET 202<br />PURAMET 402<br />
|5.5 - 6.5<br />7.0 - 7.5<br />
|60 - 80<br />60 - 80<br />
|99.99% Au<br />99.99% Au<br />
|Hochreine Goldüberzüge für die Elektrotechnik u. Elektronik incl. Halbleiteru. LP-Technik<br />bei hohen Anforderungen an Bondeigenschaften<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Platinbäder'''<br />
|-<br />
|RHODOPLAT T<br />
|stark sauer<br />
|900<br />
|99.0% Rh<br />
|Duktile Rhodiumabscheidungen für dicke Schichten, Reed-Kontakte, Gleitkontakte<br />
|-<br />
|RUTHENIUMBAD<br />
|stark sauer<br />
|900<br />
|99.0% Ru<br />
|Rissfreie, dicke Rutheniumschichten<br />
|-<br />
|PLATINBAD 5<br />
|stark sauer<br />
|240 - 260<br />
|99.9% Pt<br />
|Hochtemperaturschalter usw.<br />
|-<br />
|DODUPAL 3<br />
|7.0 - 8.0<br />
|220 - 250<br />
|99.9% Pd<br />
|Dünne Palladiumschicht als Diffusionsbarriere<br />
|-<br />
|DODUPAL 5<br />
|7.0 - 8.0<br />
|220 - 250<br />
|99.9% Pd<br />
|Steckverbinder u. Kontaktteile<br />
|-<br />
|DODUPAL 10<br />
|8.0 - 8.5<br />
|350 - 400<br />
|80.0% Pd<br />
|Pd/Ni für Steckverbinder u. Kontaktteile<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Silberbäder'''<br />
|-<br />
|ARGOL 30<br />
|cyanidisch<br />
|ca. 90<br />
|99.9% Ag<br />
|rowspan="4" |Kontaktteile, Steckverbinder<br />
|-<br />
|ARGOL HS 100<br />
|ca.. 9.0<br />
|90 - 120<br />
|99.9% Ag<br />
|-<br />
|ARGOL 2000<br />
|approx. 12.0<br />
|<br />
|<br />
|-<br />
|ARGOL 400<br />
|<br />
|160 - 180<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
=====<!--7.1.1.1.2-->Unedelmetallbäder=====<br />
<br />
Die wichtigsten Metalle dieser Gruppe, die auf galvanischem Wege abgeschieden<br />
werden, sind: Kupfer, Nickel, Zinn und Zink und deren Legierungen. Die<br />
Abscheidung erfolgt in Form reiner Metalle, wobei verschiedenartige Badtypen<br />
zum Einsatz kommen (<xr id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals"/><!--(Table 7.4)-->).<br />
<br />
*Kupferbäder <br>Kupferbäder werden entweder zur Aufbringung einer Zwischenschicht beim Galvanisieren von Teilen und Bändern, zum Leiterbildaufbau oder zur Endverstärkung bei der Herstellung von Leiterplatten eingesetzt.<br /><br />
<br />
*Zinnbäder <br>Reinzinn- und Zinn-Legierungsschichten werden sowohl als matte wie auch glänzende Endschichten für die Herstellung lötbarer Oberflächen verwendet. Bei der Leiterplattenherstellung dienen sie auch als Ätzresist zur Leiterbildstrukturierung nach der galvanischen Kupferabscheidung.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications"><br />
<caption>'''<!--Table 7.3:-->Edelmetallbäder für dekorative Anwendungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Badtypen <br />
!pH-Bereich<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Schichteigenschaften<br />
!Anwendungsgebiete<br />
|-<br />
!<br />
!<br />
!Härte HV<br />
!Feingehalt [kt] <br />
!<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Goldbäder'''<br />
|-<br />
|DURAMET 1N14<br />DURAMET 2N18<br />DURAMET 3N<br />DURAMET 265S<br />DURAMET 333S<br />DURAMET 386S<br />
|3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.2 - 3.6<br />3.4 - 3.8<br />
|1N<br />2N<br />3N<br />Hamilton<br />1N<br />Hamilton<br />
|23<br />23<br />23<br />23<br />23<br />23<br />
|Schmuck, Uhren, Schreibgeräte, Brillen, Armaturen usw.<br />
|-<br />
|HELODOR 630<br />
|8.5 - 9.5<br />
|rose´<br />
|22<br />
|Brillen, Schmuck, Uhren, Schreibgeräte<br />
|-<br />
|DODUPLAT Y18<br />DODUPLAT Y18HS<br />
|9.5 - 10.5<br />9.5 - 11<br />
|2N<br />2N<br />
|18<br />16<br />
|Schmuck, Uhren, Schreibgeräte<br />
|-<br />
|AUROMET TN<br />AUROMET 2<br />AUROMET 4<br />
|3.2 - 4.2<br />3.2 - 4.0<br />3.2 - 4.2<br />
|Feinold<br />2 - 3N<br />2 - 3N<br />
|23<br />23<br />23<br />
|Farbvergoldung für Schmuck, Uhren, Schreibgeräte, Armaturen, Brillen usw.<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Platinmetallbäder'''<br />
|-<br />
|RHODIOR 2<br />RHODIOR 20<br />RHODIOR 25<br />RHODIOR 40<br />
|< 1<br />< 1<br />< 1<br />< 1<br />
|weiß<br />weiß<br />weiß<br />weiß<br />
|99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />
|Hellweiße Rhodiumschichten hoher Härte für Schmuck, Uhren, Schreibgeräte usw.<br />
|-<br />
|RUTHENIUMBAD<br />
|stark sauer<br />
|grau/schwarz<br />
|99.0%Ru<br />
|Sehr harte, glanzerhaltende Rutheniumschicht<br />
|-<br />
|PLATINBAD<br />
|stark sauer<br />
|weiß<br />
|99.9%Pt<br />
|Schmuck, Uhren usw.<br />
|-<br />
|DODUPAL 3<br />
|7.0 - 7.6<br />
|Pd-Farbe<br />
|95%Pd<br />
|Dünne Pd/Zn Schicht als Diffusionsbarriere (Ni-frei)<br />
|-<br />
|DODUPAL 10<br />
|8.0 - 8.5<br />
|weiß<br />
|80%Pd<br />
|Pd/Zn-Legierung für Dekoration<br />
|-<br />
|DODUPAL 12<br />
|7.0 - 8.0<br />
|weiß<br />
|95%Pd<br />
|Pd/Zn-Legierung für Dekoration<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Silberbad'''<br />
|-<br />
|ARGOL 2000<br />
|11.5 - 12.5<br />
|hellweiß<br />
|99.9%Ag<br />
|Schmuck, Uhren, Dekoration<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
*Nickelbäder <br>Nickelschichten werden überwiegend als Diffusionsbarriere beim Vergolden von Kupfer oder als Zwischenschicht beim Verzinnen eingesetzt.<br /><br />
<br />
*Bronzebäder <br>Bronzeschichten - in weißem oder gelbem Farbton - werden entweder als Nickelersatz für allergiefreie Zwischenschichten oder als Oberflächenschicht für dekorative Zwecke eingesetzt. Auch im Bereich technischer Anwendungen kommt die Bronzeschicht aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit und guten Lötbarkeit zum Zuge.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals"><br />
<caption>'''<!--Table 7.4:-->Gebräuchliche Elektrolyte zur Abscheidung von Unedelmetallen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Badtypen <br />
!pH-Bereich<br />
!Badtemperatur<br />[°C]<br />
!Stromdichte<br />[A/dm²]<br />
!Ausbeute [%]<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Kupferbäder'''<br />
|-<br />
|Cyanidisch Kupfer<br />
|10 - 13<br />
|40 - 65<br />
|0 .5 - 4<br />
|70-95<br />
|-<br />
|Sauer Kupfer<br />
|<1<br />
|20 - 35<br />
|2 - 8<br />
|<100<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Nickelbäder'''<br />
|-<br />
|Watts Nickelbad<br />(Sulfat)<br />
|3 - 5<br />
|40 - 70<br />
|3 - 10<br />
|95-97<br />
|-<br />
|Sulfamat Nickel<br />
|3 - 4<br />
|30 - 60<br />
|5 - 20<br />
|95-97<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Zinnbäder'''<br />
|-<br />
|Sauer Zinn (Sulfat)<br />
|<1<br />
|18 - 25<br />
|1 - 3<br />
|<100<br />
|-<br />
|Alkalisch Zinn<br />
|>10<br />
|75 - 80<br />
|2 - 17<br />
|max.95<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Bronzebäder'''<br />
|-<br />
|DODUBRONCE W<br />
|stark alkalisch<br />
|55 - 60<br />
|0.5 - 1.5<br />
|<br />
|-<br />
|DODUBRONCE G<br />
|stark alkalisch<br />
|45 - 50<br />
|2 - 3.5<br />
|<br />
|-<br />
|DODUBRONCE AF<br />
|stark alkalisch<br />
|58 - 62<br />
|0.5 - 1.5<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
====Galvanische Beschichtung von Teilen====<br />
Die allseitige - bzw. Rundumveredelung kleiner Massenteile, wie Kontaktfedern,<br />
-niete oder -stifte erfolgt i.d.R. als schüttfähiges Massengut in Galvanisierglocken<br />
oder -trommeln. Während des Abscheidungsprozesses werden der<br />
Elektrolyt und die zu beschichtenden Teile dauernd durchgemischt, um eine<br />
möglichst gleichmäßige Beschichtung zu erreichen.<br />
<br />
Größere Teile werden häufig als Gestellware allseitig oder durch gezieltes Eintauchen<br />
in den Elektrolyten bzw. durch Einsatz spezieller Masken oder Abdeckverfahren<br />
auch partiell veredelt. Auch Innenbeschichtungen von Bohrungen und<br />
Rohren lassen sich mittels spezieller Vorrichtungen ausführen.<br />
<br />
'''Galvanisch beschichtete Teile'''<br />
<br />
[[File:Electroplated Parts.jpg|left|Galvanisch beschichtete Teile]]<br />
<br />
<br />
<div class="clear"></div><br />
*'''Werkstoffe'''<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Beschichtungen<br />
|-<br />
|Edelmetalle:<br />
|Feingold, Hartgold (HV 150 bis 250) Palladium, Palladium-Nickel, Rhodium, Feinsilber, Hartsilber (HV 130 bis 160)<br />
|-<br />
|Unedelmetalle<br />
|Kupfer, Nickel, Zinn, Zinnlegierungen<br />
|-<br />
|Trägerwerkstoffe<br />
|Kupfer, Kupferlegierungen, Nickel, Nickellegierungen, Eisen, Stahl, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Verbundwerkstoffe wie Aluminium-Siliziumkarbid<br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Schichtdicken und Toleranzen'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
|Edelmetalle: <br />
|0,2 - 5 μm (übliche Schichtdicken; bei Ag auch bis 25 μm)<br />
|-<br />
|Unedelmetalle: <br />
|bis ca. 20 μm<br />
|-<br />
|Toleranzen: <br />
|je nach geometrischer Form der Teile stark schwankend (bis ca. 50%, bezogen auf die festgelegte Prüfstelle). Es empfiehlt sich, einen Mindestwert für die Schichtdicke an einem konkreten Messpunkt vorzuschreiben.<br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Qualitätsmerkmale''' <br />
Fertigungsbegleitend geprüft und dokumentiert werden je nach Anwendung<br />
u.a. folgende Schichtmerkmale:<br />
<br />
*Schichtdicke <br />
*Haftfestigkeit <br />
*Porosität <br />
*Lötbarkeit<br />
*Bondbarkeit<br />
*Kontaktwiderstand<br />
<br />
Die Prüfungen und die Festlegung der Prüfmerkmale erfolgen nach einschlägigen<br />
Normen, Werksnormen bzw. Kundenspezifikationen.<br />
<br />
====Galvanische Beschichtung von Halbzeugen====<br />
Die Aufgabe, Bänder, Profile und Drähte in kontinuierlich arbeitenden Anlagen<br />
allseitig bzw. rundum galvanisch zu beschichten, wird üblicherweise im Durchzugsverfahren<br />
gelöst. Die Arbeitsschritte der einzelnen Behandlungsstationen<br />
(Reinigen, Prozessbäder, Spülen) stimmen in der Abfolge mit den Verfahrensschritten<br />
bei der Teilebeschichtung überein.<br />
<br />
Die allseitige Beschichtung wird überwiegend zur Versilberung oder Verzinnung<br />
von Bändern und Drähten verwendet. Die abgeschiedenen Schichten sind im<br />
Vergleich zu Hartgold- oder Palladiumüberzügen duktil, so dass bei -Stanz- und<br />
Biegevorgängen keine Risse in den Niederschlägen entstehen.<br />
<br />
====Selektive galvanische Beschichtung====<br />
Da Edelmetalle teuer sind, besteht ein Zwang, entsprechende Trägerteile möglichst<br />
wirtschaftlich und nur an den für die Funktion erforderlichen Stellen zu<br />
beschichten. Dies führt zwangsläufig von der allseitigen Beschichtung von<br />
Bändern zur selektiven Galvanisierung von Bandmaterial im Durchzugsverfahren.<br />
Je nach Anwendung kommen sowohl massive als auch vorgestanzte<br />
und im Funktionsbereich geformte Bänder oder vom Draht gestanzte bzw.<br />
gedrehte und auf einem metallischen Haltestreifen gegurtete Stifte zum Einsatz.<br />
<br />
The core part of selective precious metal electroplating is the actual electroplating cell. In it the anode is arranged closely to the cathodic polarized material strip. Cathode screens or masks may be applied between the two to focus the electrical field onto closely defined spots on the cathode strip.<br />
<br />
Das Kernstück der selektiven Edelmetallabscheidung stellt die Galvanisier- oder<br />
Beschichtungszelle dar. In ihr ist die Anode in geringem Abstand zum kathodisch<br />
geschalteten Band angeordnet. Dazwischen befinden sich gegebenenfalls<br />
Kathodenabschirmungen oder Masken, die den Verlauf der elektrischen<br />
Feldlinien auf bestimmte Bereiche der Kathode konzentrieren. <br />
<br />
Um möglichst kurze Beschichtungszeiten zu erreichen, werden für die Selektivgalvanisierung spezielle Hochleistungselektrolyte eingesetzt und durch eine hohe Strömungsgeschwindigkeit<br />
für raschen Elektrolytaustausch in der Abscheidungszone<br />
gesorgt.<br />
<br />
Für die gezielte, auf den Funktionsbereich begrenzte Edelmetallbeschichtung<br />
einer Kontaktfeder wird als Galvanisierzelle häufig die sog. Brushzelle verwendet<br />
(<xr id="fig:Brush Tampon plating cell"/><!--(Fig. 7.1)-->). Der Brush oder Tampon besteht aus einem dachförmigen Metallkörper<br />
aus Titan, der mit einem Gewebe aus Vlies überzogen ist. Der Metallkörper<br />
weist an bestimmten Stellen Öffnungen auf, durch die der Elektrolyt auf das<br />
Gewebe gelangt. Dort befindet sich auch die aus einem Platinnetz bestehende<br />
Anode. Das zu beschichtende, vorgestanzte und im Kontaktbereich geformte<br />
Band wird unter einem bestimmten Druck über das mit Elektrolyt getränkte<br />
Gewebe gezogen und mit Elektrolyt benetzt. Dies ermöglicht eine Metallabscheidung<br />
besonders hoher Selektivität.<br />
<br />
<figure id="fig:Brush Tampon plating cell"><br />
[[File:Brush Tampon plating cell.jpg|right|thumb|Brush-(Tamponzelle); 1 Band; 2 Anode; 3 Elektrolytzuführung; 4 Vliesbedeckte Zelle]]<br />
</figure><br />
Für bestimmte Anwendungen, z.B. bei Systemträgern für Halbleiterbauelemente<br />
wird eine punktförmige Veredelung benötigt. Diese Beschichtungsart wird<br />
mittels zweier mitlaufender Riemenmasken erreicht. Eine dieser beiden Masken<br />
enthält Fenster, welche die zur Veredelung bestimmten Flächen freigeben.<br />
<br />
Die verschiedenen Ausführungsformen und Verfahren der selektiven<br />
Beschichtung sind zusammengefasst:<br />
<br />
*'''Tauchgalvanisierung'''<br />
Allseitige oder selektive, beidseitige Beschichtung von massiven Bändern oder Stanzteilen am Band<br />
<br />
*'''Streifengalvanisierung'''<br />
Streifenveredelung massiver Bänder mittels Radzellenund Maskierungstechnik<br />
<br />
*'''Selektive Galvanisierung'''<br />
Einseitige selektive Beschichtung massiver, vorgestanzten oder metallisch gegurteter Bänder mittels Brushplating<br />
<br />
*'''Spotgalvanisierung'''<br />
Punktförmige Veredelung von Kontaktflächen auf vorgelochten Bändern oder Stanzteilen am Band<br />
<br />
'''Typische Beispiele für galvanisch beschichtete Halbzeuge'''<br />
(allseitig und selektiv)<br />
[[File:Typical examples of electroplated semi finished materials.jpg|left|Typische Beispiele für galvanisch beschichtete Halbzeuge (allseitig und selektiv)]]<br />
<br />
<div class="clear"></div><br />
*'''Werkstoffe'''<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
!Beschichtungen<br />
!Schichtdicken<br />
!Bemerkungen<br />
|-<br />
|colspan="3" |'''Edelmetalle'''<br />
|-<br />
|Feingold<br />Hartgold (AuCo 0.3)<br />
|0.1 - 3 μm<br />
|In Sonderfällen bis 10 μm<br />
|-<br />
|Palladium-Nickel (PdNi20)<br />
|0.1 - 5 μm<br />
|Häufig zusätzlich 0,2 μm AuCo 0,3<br />
|-<br />
|Silber<br />
|0.5 - 10 μm<br />
|in Sonderfällen bis 40 μm<br />
|-<br />
|colspan="3" |'''Unedelmetalle'''<br />
|-<br />
|Nickel<br />
|0.5 - 4 μm<br />
|Diffusionsbarriere insbesondere bei Gold-Schichten<br />
|-<br />
|Kupfer<br />
|1 - 5 μm<br />
|Zwischenschicht bei Verzinnung von CuZn-Werkstoffen<br />
|-<br />
|Zinn, Zinn-Legierungen<br />
|0.8 - 25 μm<br />
|<br />
|}<br />
<br />
*'''Trägerwerkstoffe'''<br />
Kupfer, Kupferlegierungen, Nickel, Nickellegierungen, Edelstahl<br />
<br />
*'''Abmessungen und Toleranzen'''<br />
<br />
[[File:Dimensions and Tolerances.jpg|left|Abmessungen und Toleranzen]]<br />
<br />
<br style="clear:both;"/><br />
<br />
*'''Toleranzen'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:30%"<br />
|-<br />
|Schichtdicke<br />
|&#177; 10 % <br />
|-<br />
|Schichtbreite und Lage<br />
|&#177; 0,5 mm <br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Qualitätsmerkmale'''<br />
Festigkeitswerte und Maßtoleranzen der Trägerbänder entsprechen den einschlägigen<br />
Normen, z.B. DIN EN 1652 und1654 für Kupfer und Kupferlegierungen.<br />
Je nach Anwendung werden folgende Merkmale geprüft und dokumentiert<br />
(s. Galvanisieren von Teilen):<br />
<br />
*Schichtdicke <br />
*Haftfestigkeit <br />
*Porosität <br />
*Lötbarkeit<br />
*Bondbarkeit<br />
*Kontaktwiderstand<br />
<br />
Die Prüfungen und die Festlegung der Prüfmerkmale erfolgen nach einschlägigen<br />
Normen, Werksnormen bzw. Kundenspezifikationen.<br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Beschichtungsverfahren#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Electroplating_(or_Galvanic_Deposition)]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Galvanische_Beschichtung&diff=4050Galvanische Beschichtung2014-09-24T15:40:50Z<p>Teitscheid: temp edit</p>
<hr />
<div>Zur galvanischen Abscheidung von Metallen, insbesondere Edelmetallen,<br />
werden wässrige Lösungen (Elektrolyte) verwendet, die die abzuscheidenden<br />
Metalle in Form von Ionen (z.B. gelöste Metallsalze) enthalten. Unter dem<br />
Einfluss eines elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem kathodisch<br />
geschalteten Beschichtungsgut gelangen positiv geladene Metallionen zur<br />
Kathode, wo sie ihre Ladung abgeben und sich als Metall auf der Oberfläche<br />
abscheiden.<br />
Je nach Einsatz, in der Elektrotechnik und Elektronik oder für dekorative<br />
Zwecke, kommen unterschiedliche galvanische Bäder (Elektrolyte) zur<br />
Anwendung. Die für die Edelmetallbeschichtung eingesetzten Galvanisieranlagen<br />
und der Umfang ihrer Ausrüstung werden durch den vorgesehenen<br />
technologischen Prozess bestimmt.<br />
Die galvanischen Arbeitsverfahren erstrecken sich nicht nur auf den Vorgang<br />
der reinen elektrochemischen Metallabscheidung, sondern umfassen auch die<br />
Vor- und Nachbehandlung der zu beschichtenden Ware. Wichtigste Voraussetzung<br />
für die Herstellung eines festhaftenden Überzuges ist eine metallisch<br />
blanke, d.h. fett- und oxidfreie Oberfläche des zu veredelnden Werkstückes.<br />
Hierfür gibt es verschiedene Vorbehandlungsverfahren, die auf den Oberflächenzustand<br />
und die Eigenschaften des Werkstoffes abgestimmt sind.<br />
In den folgenden Abschnitten werden galvanische Bäder - Edelmetall- und<br />
Unedelmetallbäder - sowie die wichtigsten Galvanisierverfahren beschrieben.<br />
<br />
====Galvanische Bäder====<br />
Die eigentliche Metallabscheidung erfolgt in der Elektrolytlösung, die das abzuscheidende<br />
Metall in Form von Ionen enthält. Daneben sind im Bad verfahrensbedingt<br />
noch andere Hilfsstoffe, z.B. Leitsalze und, je nach Einsatz, Glanzzusätze<br />
sowie organische Badzusätze, vorhanden, die beim Galvanisiervorgang in<br />
die abgeschiedene Schicht inkorporiert werden und deren Eigenschaften<br />
maßgeblich beeinflussen.<br />
<br />
=====Edelmetallbäder=====<br />
<br />
Alle Edelmetalle können galvanisch abgeschieden werden, wobei die Silber- und<br />
Goldbäder anteilmäßig deutlich im Vordergrund stehen (<xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications"/><!--(Tab. 7.2)--> and <xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications"/><!--(Tab. 7.3)-->).<br />
Folgende Edelmetallbäder kommen zum Einsatz:<br />
<br />
*Goldbäder <br>Für funktionelle und dekorative Zwecke werden Feingold -, Hartgold -, niederkarätige Gold- oder Farbgoldschichten abgeschieden. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen können dazu entweder saure, neutrale und cyanidische Bäder auf Kaliumgoldcyanid-Basis oder cyanidfreie und neutrale Bäder auf Goldsulfitkomplex-Basis eingesetzt werden.<br /><br />
<br />
*Palladium- und Platinbäder <br/> Palladium wird als reines Metall, für Anwendungen im Bereich elektrischer Kontakte jedoch meist als Legierungsschicht mit Nickel als Legierungspartner, abgeschieden. Bei hochwertigem Schmuck kommen Palladiumschichten auch als allergiefreie Zwischenschichten zum Einsatz, die als Diffusionsbarriere für kupferhaltige Basiswerkstoffe dienen. Platin wird überwiegend zur Oberflächenveredelung von Schmuckerzeugnissen verwendet.<br /><br />
<br />
*Rutheniumbäder <br>Rutheniumschichten werden als Kontaktschichten für Reed-Kontakte vor allem aber für dekorative Zwecke eingesetzt. So erzielt man einen modischen Farbton mit der „grauen“ Rutheniumfarbe als Oberflächenschicht. Eine weitere Farbnuance erhält man mit Schwarzrutheniumniederschlägen, die sich speziell für Bi-Color Artikel eignen.<br /><br />
<br />
*Rhodiumbäder <br>Rhodiumschichten sind außerordentlich hart (HV 700 - 1000) und verschleißfest. Daneben zeichnen sie sich durch eine hohe Lichtreflexion aus. Diese Eigenschaften werden gleichermaßen für technische und dekorative Anwendungen genutzt. Während für den Gebrauch im technischen Bereich vor allem harte, spannungsarme und rissfreie Schichten benötigt werden, stehen für den Einsatz in der Schmuckindustrie hellweiße Niederschläge mit hoher Korrosionsbeständigkeit im Vordergrund.<br /><br />
<br />
*Silberbäder <br>Silberbäder, die keine weiteren Zusätze enthalten, ergeben matte, weiche Niederschläge (HV~80). Sie werden vor allem als Kontaktschichten z.B. in Steckverbindern eingesetzt. Die für dekorative Zwecke benötigten Eigenschaften, wie Glanz und Verschleißfestigkeit, werden durch spezielle Badzusätze erreicht.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications"><br />
<caption>'''<!--Table 7.2:-->Edelmetallbäder für technische Anwendungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Badtypen<br />
!pH-Bereich<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Schichteigenschaften <br />
!Anwendungsgebiete<br />
|-<br />
!<br />
!<br />
!Härte HV<br />
!Feingehalt [kt] <br />
!<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Goldbäder'''<br />
|-<br />
|AUROMET TN<br />
|3.2 - 4.2<br />
|ca. 70<br />
|99.99% Au<br />
|Vorvergoldung<br />
|-<br />
|AUROMET XPH<br />
|0.3 - 0.6<br />
|160 - 180<br />
|99.8% Au<br />
|Vorvergoldung für Edelstahl u.ä.<br />
|-<br />
|DODUREX COC<br />
|4.6 - 4.9<br />
|160 - 180<br />
|99.6% Au<br />
|Leiterplatten, Steckverbinder, Kontaktteile usw.,<br />techn. Hartvergoldung für Gestellund Trommelware<br />
|-<br />
|DODUREX HS 100<br />
|4.3 - 4.6<br />
|160 - 180<br />
|99.6% Au<br />
|High-Speed-Prozess für Steckverbinder und LP-Technik<br />
|-<br />
|PURAMET 202<br />PURAMET 402<br />
|5.5 - 6.5<br />7.0 - 7.5<br />
|60 - 80<br />60 - 80<br />
|99.99% Au<br />99.99% Au<br />
|Hochreine Goldüberzüge für die Elektrotechnik u. Elektronik incl. Halbleiteru. LP-Technik<br />bei hohen Anforderungen an Bondeigenschaften<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Platinbäder'''<br />
|-<br />
|RHODOPLAT T<br />
|stark sauer<br />
|900<br />
|99.0% Rh<br />
|Duktile Rhodiumabscheidungen für dicke Schichten, Reed-Kontakte, Gleitkontakte<br />
|-<br />
|RUTHENIUMBAD<br />
|stark sauer<br />
|900<br />
|99.0% Ru<br />
|Rissfreie, dicke Rutheniumschichten<br />
|-<br />
|PLATINBAD 5<br />
|stark sauer<br />
|240 - 260<br />
|99.9% Pt<br />
|Hochtemperaturschalter usw.<br />
|-<br />
|DODUPAL 3<br />
|7.0 - 8.0<br />
|220 - 250<br />
|99.9% Pd<br />
|Dünne Palladiumschicht als Diffusionsbarriere<br />
|-<br />
|DODUPAL 5<br />
|7.0 - 8.0<br />
|220 - 250<br />
|99.9% Pd<br />
|Steckverbinder u. Kontaktteile<br />
|-<br />
|DODUPAL 10<br />
|8.0 - 8.5<br />
|350 - 400<br />
|80.0% Pd<br />
|Pd/Ni für Steckverbinder u. Kontaktteile<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Silberbäder'''<br />
|-<br />
|ARGOL 30<br />
|cyanidisch<br />
|ca. 90<br />
|99.9% Ag<br />
|rowspan="4" |Kontaktteile, Steckverbinder<br />
|-<br />
|ARGOL HS 100<br />
|ca.. 9.0<br />
|90 - 120<br />
|99.9% Ag<br />
|-<br />
|ARGOL 2000<br />
|approx. 12.0<br />
|<br />
|<br />
|-<br />
|ARGOL 400<br />
|<br />
|160 - 180<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
=====<!--7.1.1.1.2-->Unedelmetallbäder=====<br />
<br />
Die wichtigsten Metalle dieser Gruppe, die auf galvanischem Wege abgeschieden<br />
werden, sind: Kupfer, Nickel, Zinn und Zink und deren Legierungen. Die<br />
Abscheidung erfolgt in Form reiner Metalle, wobei verschiedenartige Badtypen<br />
zum Einsatz kommen (<xr id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals"/><!--(Table 7.4)-->).<br />
<br />
*Kupferbäder <br>Kupferbäder werden entweder zur Aufbringung einer Zwischenschicht beim Galvanisieren von Teilen und Bändern, zum Leiterbildaufbau oder zur Endverstärkung bei der Herstellung von Leiterplatten eingesetzt.<br /><br />
<br />
*Zinnbäder <br>Reinzinn- und Zinn-Legierungsschichten werden sowohl als matte wie auch glänzende Endschichten für die Herstellung lötbarer Oberflächen verwendet. Bei der Leiterplattenherstellung dienen sie auch als Ätzresist zur Leiterbildstrukturierung nach der galvanischen Kupferabscheidung.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications"><br />
<caption>'''<!--Table 7.3:-->Edelmetallbäder für dekorative Anwendungen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Badtypen <br />
!pH-Bereich<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Schichteigenschaften<br />
!Anwendungsgebiete<br />
|-<br />
!<br />
!<br />
!Härte HV<br />
!Feingehalt [kt] <br />
!<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Goldbäder'''<br />
|-<br />
|DURAMET 1N14<br />DURAMET 2N18<br />DURAMET 3N<br />DURAMET 265S<br />DURAMET 333S<br />DURAMET 386S<br />
|3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.2 - 3.6<br />3.4 - 3.8<br />
|1N<br />2N<br />3N<br />Hamilton<br />1N<br />Hamilton<br />
|23<br />23<br />23<br />23<br />23<br />23<br />
|Schmuck, Uhren, Schreibgeräte, Brillen, Armaturen usw.<br />
|-<br />
|HELODOR 630<br />
|8.5 - 9.5<br />
|rose´<br />
|22<br />
|Brillen, Schmuck, Uhren, Schreibgeräte<br />
|-<br />
|DODUPLAT Y18<br />DODUPLAT Y18HS<br />
|9.5 - 10.5<br />9.5 - 11<br />
|2N<br />2N<br />
|18<br />16<br />
|Schmuck, Uhren, Schreibgeräte<br />
|-<br />
|AUROMET TN<br />AUROMET 2<br />AUROMET 4<br />
|3.2 - 4.2<br />3.2 - 4.0<br />3.2 - 4.2<br />
|Feinold<br />2 - 3N<br />2 - 3N<br />
|23<br />23<br />23<br />
|Farbvergoldung für Schmuck, Uhren, Schreibgeräte, Armaturen, Brillen usw.<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Platinmetallbäder'''<br />
|-<br />
|RHODIOR 2<br />RHODIOR 20<br />RHODIOR 25<br />RHODIOR 40<br />
|< 1<br />< 1<br />< 1<br />< 1<br />
|weiß<br />weiß<br />weiß<br />weiß<br />
|99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />
|Hellweiße Rhodiumschichten hoher Härte für Schmuck, Uhren, Schreibgeräte usw.<br />
|-<br />
|RUTHENIUMBAD<br />
|stark sauer<br />
|grau/schwarz<br />
|99.0%Ru<br />
|Sehr harte, glanzerhaltende Rutheniumschicht<br />
|-<br />
|PLATINBAD<br />
|stark sauer<br />
|weiß<br />
|99.9%Pt<br />
|Schmuck, Uhren usw.<br />
|-<br />
|DODUPAL 3<br />
|7.0 - 7.6<br />
|Pd-Farbe<br />
|95%Pd<br />
|Dünne Pd/Zn Schicht als Diffusionsbarriere (Ni-frei)<br />
|-<br />
|DODUPAL 10<br />
|8.0 - 8.5<br />
|weiß<br />
|80%Pd<br />
|Pd/Zn-Legierung für Dekoration<br />
|-<br />
|DODUPAL 12<br />
|7.0 - 8.0<br />
|weiß<br />
|95%Pd<br />
|Pd/Zn-Legierung für Dekoration<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Silberbad'''<br />
|-<br />
|ARGOL 2000<br />
|11.5 - 12.5<br />
|hellweiß<br />
|99.9%Ag<br />
|Schmuck, Uhren, Dekoration<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
*Nickelbäder <br>Nickelschichten werden überwiegend als Diffusionsbarriere beim Vergolden von Kupfer oder als Zwischenschicht beim Verzinnen eingesetzt.<br /><br />
<br />
*Bronzebäder <br>Bronzeschichten - in weißem oder gelbem Farbton - werden entweder als Nickelersatz für allergiefreie Zwischenschichten oder als Oberflächenschicht für dekorative Zwecke eingesetzt. Auch im Bereich technischer Anwendungen kommt die Bronzeschicht aufgrund ihrer Korrosionsbeständigkeit und guten Lötbarkeit zum Zuge.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals"><br />
<caption>'''<!--Table 7.4:-->Gebräuchliche Elektrolyte zur Abscheidung von Unedelmetallen'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Badtypen <br />
!pH-Bereich<br />
!Badtemperatur<br />[°C]<br />
!Stromdichte<br />[A/dm²]<br />
!Ausbeute [%]<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Kupferbäder'''<br />
|-<br />
|Cyanidisch Kupfer<br />
|10 - 13<br />
|40 - 65<br />
|0 .5 - 4<br />
|70-95<br />
|-<br />
|Sauer Kupfer<br />
|<1<br />
|20 - 35<br />
|2 - 8<br />
|<100<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Nickelbäder'''<br />
|-<br />
|Watts Nickelbad<br />(Sulfat)<br />
|3 - 5<br />
|40 - 70<br />
|3 - 10<br />
|95-97<br />
|-<br />
|Sulfamat Nickel<br />
|3 - 4<br />
|30 - 60<br />
|5 - 20<br />
|95-97<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Zinnbäder'''<br />
|-<br />
|Sauer Zinn (Sulfat)<br />
|<1<br />
|18 - 25<br />
|1 - 3<br />
|<100<br />
|-<br />
|Alkalisch Zinn<br />
|>10<br />
|75 - 80<br />
|2 - 17<br />
|max.95<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Bronzebäder'''<br />
|-<br />
|DODUBRONCE W<br />
|stark alkalisch<br />
|55 - 60<br />
|0.5 - 1.5<br />
|<br />
|-<br />
|DODUBRONCE G<br />
|stark alkalisch<br />
|45 - 50<br />
|2 - 3.5<br />
|<br />
|-<br />
|DODUBRONCE AF<br />
|stark alkalisch<br />
|58 - 62<br />
|0.5 - 1.5<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
====Galvanische Beschichtung von Teilen====<br />
Die allseitige - bzw. Rundumveredelung kleiner Massenteile, wie Kontaktfedern,<br />
-niete oder -stifte erfolgt i.d.R. als schüttfähiges Massengut in Galvanisierglocken<br />
oder -trommeln. Während des Abscheidungsprozesses werden der<br />
Elektrolyt und die zu beschichtenden Teile dauernd durchgemischt, um eine<br />
möglichst gleichmäßige Beschichtung zu erreichen.<br />
<br />
Größere Teile werden häufig als Gestellware allseitig oder durch gezieltes Eintauchen<br />
in den Elektrolyten bzw. durch Einsatz spezieller Masken oder Abdeckverfahren<br />
auch partiell veredelt. Auch Innenbeschichtungen von Bohrungen und<br />
Rohren lassen sich mittels spezieller Vorrichtungen ausführen.<br />
<br />
'''Galvanisch beschichtete Teile'''<br />
<br />
[[File:Electroplated Parts.jpg|left|Galvanisch beschichtete Teile]]<br />
<br />
<br />
<div class="clear"></div><br />
*'''Werkstoffe'''<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Coatings<br />
|-<br />
|Precious metals<br />
|Pure gold, hard gold (HV 150 – 250), palladium, palladium-nickel,<br />rhodium, pure silver, hard silver (HV 130 – 160)<br />
|-<br />
|Non-precious metals<br />
|Copper, nickel, tin, tin alloys<br />
|-<br />
|Carrier materials<br />
|Copper, copper alloys, nickel, nickel alloys, iron, steel, aluminum, aluminum alloys,<br />composite materials such as aluminum – silicon carbide<br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Coating thickness'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
|Precious metals: <br />
|0.2 – 5 μm (typical layer thicknesses; for Ag also up to 25 μm)<br />
|-<br />
|Non-precious metals: <br />
|Up to approx. 20 μm<br />
|-<br />
|Tungsten <br />
|0.5 N<br />
|-<br />
|Tolerances: <br />
|Strongly varying depending on the geometrical shape of parts(up to 50% at a defined measuring spot).<br />It is recommended to specify a minimum value for the coating thickness at a defined measuring spot<br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Quality criteria''' <br />
Besides others the following layer parameters are typically monitored in-process and documented:<br />
<br />
*Coating thickness <br />
*Adhesion strength <br />
*Porosity <br />
*Solderability<br />
*Bonding property<br />
*Contact resistance<br />
These quality tests are performed according to industry standards, internal standards, and customer specifications resp.<br />
<br />
==== Electroplating of Semi-finished Materials====<br />
The process for overall electroplating of strips, profiles, and wires is mostly performed on continuously operating reel-to-reel equipment. The processing steps for the individual operations such as pre-cleaning, electroplating, rinsing are following the same principles as those employed in parts electroplating.<br />
<br />
The overall coating is usually applied for silver plating and tin coating of strips and wires. Compared to hard gold or palladium these deposits are rather ductile, ensuring that during following stamping and forming operations no cracks are generated in the electroplated layers.<br />
<br />
==== Selective Electroplating====<br />
Since precious metals are rather expensive it is necessary to perform the electroplating most economically and coat only those areas that need the layers for functional purposes. This leads from overall plating to selective electroplating of strip material in continuous reel-to-reel processes. Depending on the final parts design and the end application the processes can be applied to solid strip material as well as pre-stamped and formed continuous strips or utilizing wire-formed or machined pins which have been arranged as bandoliers attached to conductive metal strips.<br />
<br />
The core part of selective precious metal electroplating is the actual electroplating cell. In it the anode is arranged closely to the cathodic polarized material strip. Cathode screens or masks may be applied between the two to focus the electrical field onto closely defined spots on the cathode strip.<br />
<br />
Special high performance electrolytes are used in selective electroplating to reach short plating times and allow a high flow rate of the electrolyte for a fast electrolyte exchange in the actual coating area.<br />
<br />
For a closely targeted electroplating of limited precious metal coating of contact springs so-called brush-electroplating cells are employed <xr id="fig:Brush Tampon plating cell"/><!--(Fig. 7.1)-->. The “brush” or “tampon” consists of a roof shaped titanium metal part covered with a special felt-like material. The metal body has holes in defined spots through which the electrolyte reaches the felt. In the same spots is also the anode consisting of a fine platinum net. The pre-stamped and in the contact area pre-formed contact spring part is guided under a defined pressure over the electrolyte soaked felt material and gets wetted with the electrolyte. This allows the metal electroplating in highly selective spots.<br />
<br />
<figure id="fig:Brush Tampon plating cell"><br />
[[File:Brush Tampon plating cell.jpg|right|thumb|Brush (or “Tampon”) plating cell; 1 Strip; 2 Anode; 3 Electrolyte feed; 4 Felt covered cell]]<br />
</figure><br />
For special applications, such as for example electronic component substrates, a dot shaped precious metal coating is required. This is achieved with two belt masks running synchronous to the carrier material. One of these two masks has windows which are open to the spot areas targeted for precious metal plating coverage.<br />
<br />
<br />
'''Summary of the processes for selective electroplating'''<br />
<br />
*'''Immersion electroplating'''<br />
Overall or selective electroplating of both sides of solid strips or pre-stamped parts in strip form<br />
<br />
*'''Stripe electroplating'''<br />
Stripe electroplating on solid strips through wheel cells or using masking techniques<br />
<br />
*'''Selective electroplating'''<br />
One-sided selective coating of solid, pre-stamped, or metallically belt-linked strips by brush plating<br />
<br />
*'''Spot electroplating'''<br />
Electroplating in spots of solid strips with guide holes or pre-stamped parts in strip form<br />
<br />
'''Typical examples of electroplated semi-finished materials'''<br />
(overall or selectively)<br />
[[File:Typical examples of electroplated semi finished materials.jpg|left|Typical examples of electroplated semi-finished materials (overall or selectively)]]<br />
<br />
<div class="clear"></div><br />
*'''Materials'''<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
!Type of Coatings<br />
!Coating Thickness<br />
!Remarks<br />
|-<br />
|colspan="3" |'''Gold electrolytes'''<br />
|-<br />
|Pure gold<br />Hard gold (AuCo 0.3)<br />
|0.1 - 3 μm<br />
|In special cases up to 10 μm<br />
|-<br />
|Palladium-nickel (PdNi20)<br />
|0.1 - 5 μm<br />
|Frequently with additional 0.2 μm AuCo 0.3<br />
|-<br />
|Silver<br />
|0.5 - 10 μm<br />
|In special cases up to 40 μm<br />
|-<br />
|colspan="3" |'''Non-precious Metals'''<br />
|-<br />
|Nickel<br />
|0.5 - 4 μm<br />
|Diffusion barrier especially for gold layers<br />
|-<br />
|Copper<br />
|1 - 5 μm<br />
|Intermediate layer used in tinning of CuZn<br />
|-<br />
|Tin, tin alloys<br />
|0.8 - 25 μm<br />
|materials<br />
|}<br />
<br />
*'''Carrier Materials'''<br />
Copper, copper alloys, nickel, nickel alloys, stainless steel<br />
<br />
*'''Dimensions and Tolerances'''<br />
<br />
[[File:Dimensions and Tolerances.jpg|left|Dimensions and Tolerances]]<br />
<br />
<br style="clear:both;"/><br />
<br />
*'''Tolerances'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:30%"<br />
|-<br />
|Coating thickness approx.<br />
|&#177; 10 % <br />
|-<br />
|Coating thickness and position<br />
|&#177; 0,5 mm <br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Quality Criteria'''<br />
Mechanical properties and dimensional tolerances of the carrier materials follow the typical standards, i.e. DIN EN 1652 and 1654 for copper and copper alloys. Depending on the application the following parameters are tested and recorded (see also: Electroplating of parts):<br />
<br />
*Coating thickness <br />
*Solderability<br />
*Adhesion strength <br />
*Bonding property <br />
*Porosity <br />
*Contact resistance<br />
<br />
These quality tests are performed according to industry standards, internal standards, and customer specifications resp.<br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Beschichtungsverfahren#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Electroplating_(or_Galvanic_Deposition)]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Galvanische_Beschichtung&diff=4049Galvanische Beschichtung2014-09-24T12:23:58Z<p>Teitscheid: temp edit</p>
<hr />
<div>Zur galvanischen Abscheidung von Metallen, insbesondere Edelmetallen,<br />
werden wässrige Lösungen (Elektrolyte) verwendet, die die abzuscheidenden<br />
Metalle in Form von Ionen (z.B. gelöste Metallsalze) enthalten. Unter dem<br />
Einfluss eines elektrischen Feldes zwischen der Anode und dem kathodisch<br />
geschalteten Beschichtungsgut gelangen positiv geladene Metallionen zur<br />
Kathode, wo sie ihre Ladung abgeben und sich als Metall auf der Oberfläche<br />
abscheiden.<br />
Je nach Einsatz, in der Elektrotechnik und Elektronik oder für dekorative<br />
Zwecke, kommen unterschiedliche galvanische Bäder (Elektrolyte) zur<br />
Anwendung. Die für die Edelmetallbeschichtung eingesetzten Galvanisieranlagen<br />
und der Umfang ihrer Ausrüstung werden durch den vorgesehenen<br />
technologischen Prozess bestimmt.<br />
Die galvanischen Arbeitsverfahren erstrecken sich nicht nur auf den Vorgang<br />
der reinen elektrochemischen Metallabscheidung, sondern umfassen auch die<br />
Vor- und Nachbehandlung der zu beschichtenden Ware. Wichtigste Voraussetzung<br />
für die Herstellung eines festhaftenden Überzuges ist eine metallisch<br />
blanke, d.h. fett- und oxidfreie Oberfläche des zu veredelnden Werkstückes.<br />
Hierfür gibt es verschiedene Vorbehandlungsverfahren, die auf den Oberflächenzustand<br />
und die Eigenschaften des Werkstoffes abgestimmt sind.<br />
In den folgenden Abschnitten werden galvanische Bäder - Edelmetall- und<br />
Unedelmetallbäder - sowie die wichtigsten Galvanisierverfahren beschrieben.<br />
<br />
====Galvanische Bäder====<br />
Die eigentliche Metallabscheidung erfolgt in der Elektrolytlösung, die das abzuscheidende<br />
Metall in Form von Ionen enthält. Daneben sind im Bad verfahrensbedingt<br />
noch andere Hilfsstoffe, z.B. Leitsalze und, je nach Einsatz, Glanzzusätze<br />
sowie organische Badzusätze, vorhanden, die beim Galvanisiervorgang in<br />
die abgeschiedene Schicht inkorporiert werden und deren Eigenschaften<br />
maßgeblich beeinflussen.<br />
<br />
=====Edelmetallbäder=====<br />
All precious metals can be electroplated with silver and gold by far the most widely used ones <xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications"/><!--(Tab. 7.2)--> and <xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications"/><!--(Tab. 7.3)-->. <br />
The following precious metal electrolytes are the most important ones:<br />
<br />
*Gold electrolytes <br>For functional and decorative purposes pure gold, hard gold, low-karat gold, or colored gold coatings are deposited. Depending on the requirements, acidic, neutral, or cyanide electrolytes based on potassium gold cyanide or cyanide free and neutral electrolytes based on gold sulfite complexes are used.<br /><br />
<br />
*Palladium and Platinum electrolytes <br/> Palladium is mostly deposited as a pure metal, for applications in electrical contacts however also as palladium nickel. For higher value jewelry allergy protective palladium intermediate layers are used as a diffusion barrier over copper alloy substrate materials. Platinum is mostly used as a surface layer on jewelry items.<br /><br />
<br />
*Ruthenium electrolytes <br>Ruthenium coatings are mostly used for decorative purposes creating a fashionable “grey” ruthenium color on the surface. An additional color variation is created by using “ruthenium-black” deposits which are mainly used in bi-color decorative articles.<br /><br />
<br />
*Rhodium electrolytes <br>Rhodium deposits are extremely hard (HV 700 – 1000) and wear resistant. They also excel in light reflection. Both properties are of value for technical as well as decorative applications. While technical applications mainly require hard, stress and crack free coatings, the jewelry industry takes advantage of the light whitish deposits with high corrosion resistance.<br /><br />
<br />
*Silver electrolytes <br>Silver electrolytes without additives generate dull soft deposits (HV ~ 80) which are mainly used as contact layers on connectors with limited insertion and withdrawal cycles. Properties required for decorative purposes such as shiny bright surfaces and higher wear resistance are achieved through various additives to the basic Ag electrolyte.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications"><br />
<caption>'''<!--Table 7.2:-->Precious Metal Electrolytes for Technical Applications'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Type of Electrolyte <br />
!pH-Range<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Deposit Properties Hardness <br />
!Areas of Application<br />
|-<br />
!<br />
!<br />
!HV<br />
!Purity [kt] <br />
!<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Gold electrolytes'''<br />
|-<br />
|AUROMET TN<br />
|3.2 - 4.2<br />
|ca. 70<br />
|99.99% Au<br />
|Base-deposits<br />
|-<br />
|AUROMET XPH<br />
|0.3 - 0.6<br />
|160 - 180<br />
|99.8% Au<br />
|Base-deposits for stainless steel etc.<br />
|-<br />
|DODUREX COC<br />
|4.6 - 4.9<br />
|160 - 180<br />
|99.6% Au<br />
|Printed circuit boards, connectors, contact parts, etc.;<br />hard gold coatings for rack and barrel plating<br />
|-<br />
|DODUREX HS 100<br />
|4.3 - 4.6<br />
|160 - 180<br />
|99.6% Au<br />
|High speed process for connectors and PCB plating<br />
|-<br />
|PURAMET 202<br />PURAMET 402<br />
|5.5 - 6.5<br />7.0 - 7.5<br />
|60 - 80<br />60 - 80<br />
|99.99% Au<br />99.99% Au<br />
|High purity gold coatings for electrical and electronic parts incl. semi<br />conductors and PCBs; for demanding requirement on bonding properties<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Platinum metal electrolytes'''<br />
|-<br />
|RHODOPLAT T<br />
|strongly acidic<br />
|900<br />
|99.0% Rh<br />
|Ductile rhodium deposits for thicker layers, reed contacts, sliding contacts<br />
|-<br />
|RUTHENIUMBAD<br />
|stronglyacidic<br />
|900<br />
|99.0% Ru<br />
|Crack free thick ruthenium deposits<br />
|-<br />
|PLATINBAD 5<br />
|stronglyacidic<br />
|240 - 260<br />
|99.9% Pt<br />
|High temperature switching devices, etc<br />
|-<br />
|DODUPAL 3<br />
|7.0 - 8.0<br />
|220 - 250<br />
|99.9% Pd<br />
|Thin palladium layers as diffusion barrier<br />
|-<br />
|DODUPAL 5<br />
|7.0 - 8.0<br />
|220 - 250<br />
|99.9% Pd<br />
|Connectors and contact parts<br />
|-<br />
|DODUPAL 10<br />
|8.0 - 8.5<br />
|350 - 400<br />
|80.0% Pd<br />
|Pd/Ni for connectors and contact parts<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Silver electrolytes'''<br />
|-<br />
|ARGOL 30<br />
|cyanidebased<br />
|a pprox. 90<br />
|99.9% Ag<br />
|rowspan="4" |Contact parts, connectors<br />
|-<br />
|ARGOL HS 100<br />
|approx. 9.0<br />
|90 - 120<br />
|99.9% Ag<br />
|-<br />
|ARGOL 2000<br />
|approx. 12.0<br />
|<br />
|<br />
|-<br />
|ARGOL 400<br />
|<br />
|160 - 180<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
=====<!--7.1.1.1.2-->Non-Precious Metal Electrolytes=====<br />
<br />
The most important non-precious metals that are deposited by electroplating are: Copper, nickel, tin, and zinc and their alloys. The deposition is performed in the form of pure metals with different electrolytes used <xr id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals"/><!--(Table 7.4)-->.<br />
<br />
*Copper electrolytes <br>Copper electrolytes are used for either depositing an intermediate layer on strips or parts, for building up a printed circuit board structure, or for the final strengthening during the production of printed circuit boards.<br /><br />
<br />
*Tin electrolytes <br>Pure tin and tin alloy deposits are used as dull or also bright surface layers on surfaces required for soldering. In the printed circuit board manufacturing they are also utilized as an etch resist for the conductive pattern design after initial copper electroplating.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications"><br />
<caption>'''<!--Table 7.3:-->Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Type of Electrolyte <br />
!pH-Bereich<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Deposit Properties<br />
!Areas of Application<br />
|-<br />
!<br />
!<br />
!Hardness HV<br />
!Purity [kt] <br />
!<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Gold electrolytes'''<br />
|-<br />
|DURAMET 1N14<br />DURAMET 2N18<br />DURAMET 3N<br />DURAMET 265S<br />DURAMET 333S<br />DURAMET 386S<br />
|3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.2 - 3.6<br />3.4 - 3.8<br />
|1N<br />2N<br />3N<br />Hamilton<br />1N<br />Hamilton<br />
|23<br />23<br />23<br />23<br />23<br />23<br />
|Jewelry, watches, writing instruments, frames for glasses, fixtures<br />
|-<br />
|HELODOR 630<br />
|8.5 - 9.5<br />
|rose colored<br />
|22<br />
|Frames for glasses, jewelry, watches, writing instruments<br />
|-<br />
|DODUPLAT Y18<br />DODUPLAT Y18HS<br />
|9.5 - 10.5<br />9.5 - 11<br />
|2N<br />2N<br />
|18<br />16<br />
|Jewelry, watches, writing instruments<br />
|-<br />
|AUROMET TN<br />AUROMET 2<br />AUROMET 4<br />
|3.2 - 4.2<br />3.2 - 4.0<br />3.2 - 4.2<br />
|Pure Gold<br />2 - 3N<br />2 - 3N<br />
|23<br />23<br />23<br />
|Colored gold for jewelry, watches, writing instruments, fixtures, frames for glasses, etc.<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Platinum metal electrolytes'''<br />
|-<br />
|RHODIOR 2<br />RHODIOR 20<br />RHODIOR 25<br />RHODIOR 40<br />
|< 1<br />< 1<br />< 1<br />< 1<br />
|white<br />white<br />white<br />white<br />
|99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />
|Bright white rhodium coatings with high hardness for jewelry, watches, writing instruments, etc.<br />
|-<br />
|RUTHENIUMBAD<br />
|strongly acidic<br />
|grey/black<br />
|99.0%Ru<br />
|Very hard and luster retaining Ruthenium coating<br />
|-<br />
|PLATINBAD<br />
|strongly acidic<br />
|white<br />
|99.9%Pt<br />
|Jewelry, watches, etc.<br />
|-<br />
|DODUPAL 3<br />
|7.0 - 7.6<br />
|Pd - color<br />
|95%Pd<br />
|Thin Pd/Zn coating as Ni-free diffusion barrier<br />
|-<br />
|DODUPAL 10<br />
|8.0 - 8.5<br />
|white<br />
|80%Pd<br />
|Pd/Zn alloy for jewelry<br />
|-<br />
|DODUPAL 12<br />
|7.0 - 8.0<br />
|white<br />
|95%Pd<br />
|Pd/Zn alloy for decorations<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Silver electrolytes'''<br />
|-<br />
|ARGOL 2000<br />
|11.5 - 12.5<br />
|bright white<br />
|99.9%Ag<br />
|Jewelry, watches, decoration<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
*Nickel electrolytes <br>Nickel layers are mostly used as diffusion barriers during the gold plating of copper and copper alloys or as an intermediate layer for tinning<br /><br />
<br />
*Bronze electrolytes <br>Bronze coatings – in white or yellow color tones – are used either as an allergy free nickel replacement or as a surface layer for decorative purposes. For technical applications the bronze layers are utilized for their good corrosion resistance and good brazing and soldering properties.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals"><br />
<caption>'''<!--Table 7.4:-->Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Type of Electrolyte <br />
!pH-Range<br />
!Electrolyte<br />temperature [°C]<br />
!Current density<br />[A/dm²]<br />
!Yield [%]<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Copper electrolytes'''<br />
|-<br />
|Cyanide copper<br />
|10 - 13<br />
|40 - 65<br />
|0 .5 - 4<br />
|70-95<br />
|-<br />
|Acidic copper<br />
|<1<br />
|20 - 35<br />
|2 - 8<br />
|<100<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Nickel electrolytes'''<br />
|-<br />
|Watts nickel<br />(Sulfate)<br />
|3 - 5<br />
|40 - 70<br />
|3 - 10<br />
|95-97<br />
|-<br />
|Sulfamate nickel<br />
|3 - 4<br />
|30 - 60<br />
|5 - 20<br />
|95-97<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Tin electrolytes'''<br />
|-<br />
|Acidic tin (Sulfate)<br />
|<1<br />
|18 - 25<br />
|1 - 3<br />
|<100<br />
|-<br />
|Alkaline tin<br />
|>10<br />
|75 - 80<br />
|2 - 17<br />
|max.95<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Bronze electrolytes'''<br />
|-<br />
|DODUBRONCE W<br />
|Strongly alkaline<br />
|55 - 60<br />
|0.5 - 1.5<br />
|<br />
|-<br />
|DODUBRONCE G<br />
|Strongly alkaline<br />
|45 - 50<br />
|2 - 3.5<br />
|<br />
|-<br />
|DODUBRONCE AF<br />
|Strongly alkaline<br />
|58 - 62<br />
|0.5 - 1.5<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
==== Electroplating of Parts====<br />
The complete or all-around electroplating of small mass produced parts like contact springs, rivets, or pins is usually done as mass plating in electroplating barrels of different shape. During the electroplating process the parts are continuously moved and mixed to reach a uniform coating.<br />
<br />
Larger parts are frequently electroplated on racks either totally or by different masking techniques also partially. Penetrating the coating into the interior of drilled holes or tubes can be achieved with the use of special fixtures.<br />
<br />
'''Electroplated Parts'''<br />
<br />
[[File:Electroplated Parts.jpg|left|Electroplated Parts]]<br />
<br />
<br />
<div class="clear"></div><br />
*'''Materials'''<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Coatings<br />
|-<br />
|Precious metals<br />
|Pure gold, hard gold (HV 150 – 250), palladium, palladium-nickel,<br />rhodium, pure silver, hard silver (HV 130 – 160)<br />
|-<br />
|Non-precious metals<br />
|Copper, nickel, tin, tin alloys<br />
|-<br />
|Carrier materials<br />
|Copper, copper alloys, nickel, nickel alloys, iron, steel, aluminum, aluminum alloys,<br />composite materials such as aluminum – silicon carbide<br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Coating thickness'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
|Precious metals: <br />
|0.2 – 5 μm (typical layer thicknesses; for Ag also up to 25 μm)<br />
|-<br />
|Non-precious metals: <br />
|Up to approx. 20 μm<br />
|-<br />
|Tungsten <br />
|0.5 N<br />
|-<br />
|Tolerances: <br />
|Strongly varying depending on the geometrical shape of parts(up to 50% at a defined measuring spot).<br />It is recommended to specify a minimum value for the coating thickness at a defined measuring spot<br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Quality criteria''' <br />
Besides others the following layer parameters are typically monitored in-process and documented:<br />
<br />
*Coating thickness <br />
*Adhesion strength <br />
*Porosity <br />
*Solderability<br />
*Bonding property<br />
*Contact resistance<br />
These quality tests are performed according to industry standards, internal standards, and customer specifications resp.<br />
<br />
==== Electroplating of Semi-finished Materials====<br />
The process for overall electroplating of strips, profiles, and wires is mostly performed on continuously operating reel-to-reel equipment. The processing steps for the individual operations such as pre-cleaning, electroplating, rinsing are following the same principles as those employed in parts electroplating.<br />
<br />
The overall coating is usually applied for silver plating and tin coating of strips and wires. Compared to hard gold or palladium these deposits are rather ductile, ensuring that during following stamping and forming operations no cracks are generated in the electroplated layers.<br />
<br />
==== Selective Electroplating====<br />
Since precious metals are rather expensive it is necessary to perform the electroplating most economically and coat only those areas that need the layers for functional purposes. This leads from overall plating to selective electroplating of strip material in continuous reel-to-reel processes. Depending on the final parts design and the end application the processes can be applied to solid strip material as well as pre-stamped and formed continuous strips or utilizing wire-formed or machined pins which have been arranged as bandoliers attached to conductive metal strips.<br />
<br />
The core part of selective precious metal electroplating is the actual electroplating cell. In it the anode is arranged closely to the cathodic polarized material strip. Cathode screens or masks may be applied between the two to focus the electrical field onto closely defined spots on the cathode strip.<br />
<br />
Special high performance electrolytes are used in selective electroplating to reach short plating times and allow a high flow rate of the electrolyte for a fast electrolyte exchange in the actual coating area.<br />
<br />
For a closely targeted electroplating of limited precious metal coating of contact springs so-called brush-electroplating cells are employed <xr id="fig:Brush Tampon plating cell"/><!--(Fig. 7.1)-->. The “brush” or “tampon” consists of a roof shaped titanium metal part covered with a special felt-like material. The metal body has holes in defined spots through which the electrolyte reaches the felt. In the same spots is also the anode consisting of a fine platinum net. The pre-stamped and in the contact area pre-formed contact spring part is guided under a defined pressure over the electrolyte soaked felt material and gets wetted with the electrolyte. This allows the metal electroplating in highly selective spots.<br />
<br />
<figure id="fig:Brush Tampon plating cell"><br />
[[File:Brush Tampon plating cell.jpg|right|thumb|Brush (or “Tampon”) plating cell; 1 Strip; 2 Anode; 3 Electrolyte feed; 4 Felt covered cell]]<br />
</figure><br />
For special applications, such as for example electronic component substrates, a dot shaped precious metal coating is required. This is achieved with two belt masks running synchronous to the carrier material. One of these two masks has windows which are open to the spot areas targeted for precious metal plating coverage.<br />
<br />
<br />
'''Summary of the processes for selective electroplating'''<br />
<br />
*'''Immersion electroplating'''<br />
Overall or selective electroplating of both sides of solid strips or pre-stamped parts in strip form<br />
<br />
*'''Stripe electroplating'''<br />
Stripe electroplating on solid strips through wheel cells or using masking techniques<br />
<br />
*'''Selective electroplating'''<br />
One-sided selective coating of solid, pre-stamped, or metallically belt-linked strips by brush plating<br />
<br />
*'''Spot electroplating'''<br />
Electroplating in spots of solid strips with guide holes or pre-stamped parts in strip form<br />
<br />
'''Typical examples of electroplated semi-finished materials'''<br />
(overall or selectively)<br />
[[File:Typical examples of electroplated semi finished materials.jpg|left|Typical examples of electroplated semi-finished materials (overall or selectively)]]<br />
<br />
<div class="clear"></div><br />
*'''Materials'''<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
!Type of Coatings<br />
!Coating Thickness<br />
!Remarks<br />
|-<br />
|colspan="3" |'''Gold electrolytes'''<br />
|-<br />
|Pure gold<br />Hard gold (AuCo 0.3)<br />
|0.1 - 3 μm<br />
|In special cases up to 10 μm<br />
|-<br />
|Palladium-nickel (PdNi20)<br />
|0.1 - 5 μm<br />
|Frequently with additional 0.2 μm AuCo 0.3<br />
|-<br />
|Silver<br />
|0.5 - 10 μm<br />
|In special cases up to 40 μm<br />
|-<br />
|colspan="3" |'''Non-precious Metals'''<br />
|-<br />
|Nickel<br />
|0.5 - 4 μm<br />
|Diffusion barrier especially for gold layers<br />
|-<br />
|Copper<br />
|1 - 5 μm<br />
|Intermediate layer used in tinning of CuZn<br />
|-<br />
|Tin, tin alloys<br />
|0.8 - 25 μm<br />
|materials<br />
|}<br />
<br />
*'''Carrier Materials'''<br />
Copper, copper alloys, nickel, nickel alloys, stainless steel<br />
<br />
*'''Dimensions and Tolerances'''<br />
<br />
[[File:Dimensions and Tolerances.jpg|left|Dimensions and Tolerances]]<br />
<br />
<br style="clear:both;"/><br />
<br />
*'''Tolerances'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:30%"<br />
|-<br />
|Coating thickness approx.<br />
|&#177; 10 % <br />
|-<br />
|Coating thickness and position<br />
|&#177; 0,5 mm <br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Quality Criteria'''<br />
Mechanical properties and dimensional tolerances of the carrier materials follow the typical standards, i.e. DIN EN 1652 and 1654 for copper and copper alloys. Depending on the application the following parameters are tested and recorded (see also: Electroplating of parts):<br />
<br />
*Coating thickness <br />
*Solderability<br />
*Adhesion strength <br />
*Bonding property <br />
*Porosity <br />
*Contact resistance<br />
<br />
These quality tests are performed according to industry standards, internal standards, and customer specifications resp.<br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[Beschichtungsverfahren#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Electroplating_(or_Galvanic_Deposition)]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Electroplating_(or_Galvanic_Deposition)&diff=4048Electroplating (or Galvanic Deposition)2014-09-24T12:19:42Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<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. <br />
<br />
==== Electroplating Solutions – Electrolytes====<br />
The actual metal deposition occurs in the electrolytic solution which contains the plating material as metal ions. Besides this basic ingredient, the electrolytes contain additional components depending on the processes used, such as for example conduction salts, brighteners, and organic additives which are codeposited into the coatings, influencing the final properties of the electroplating deposit.<br />
<br />
===== Precious Metal Electrolytes=====<br />
All precious metals can be electroplated with silver and gold by far the most widely used ones <xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications"/><!--(Tab. 7.2)--> and <xr id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications"/><!--(Tab. 7.3)-->. <br />
The following precious metal electrolytes are the most important ones:<br />
<br />
*Gold electrolytes <br>For functional and decorative purposes pure gold, hard gold, low-karat gold, or colored gold coatings are deposited. Depending on the requirements, acidic, neutral, or cyanide electrolytes based on potassium gold cyanide or cyanide free and neutral electrolytes based on gold sulfite complexes are used.<br /><br />
<br />
*Palladium and Platinum electrolytes <br/> Palladium is mostly deposited as a pure metal, for applications in electrical contacts however also as palladium nickel. For higher value jewelry allergy protective palladium intermediate layers are used as a diffusion barrier over copper alloy substrate materials. Platinum is mostly used as a surface layer on jewelry items.<br /><br />
<br />
*Ruthenium electrolytes <br>Ruthenium coatings are mostly used for decorative purposes creating a fashionable “grey” ruthenium color on the surface. An additional color variation is created by using “ruthenium-black” deposits which are mainly used in bi-color decorative articles.<br /><br />
<br />
*Rhodium electrolytes <br>Rhodium deposits are extremely hard (HV 700 – 1000) and wear resistant. They also excel in light reflection. Both properties are of value for technical as well as decorative applications. While technical applications mainly require hard, stress and crack free coatings, the jewelry industry takes advantage of the light whitish deposits with high corrosion resistance.<br /><br />
<br />
*Silver electrolytes <br>Silver electrolytes without additives generate dull soft deposits (HV ~ 80) which are mainly used as contact layers on connectors with limited insertion and withdrawal cycles. Properties required for decorative purposes such as shiny bright surfaces and higher wear resistance are achieved through various additives to the basic Ag electrolyte.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Technical Applications"><br />
<caption>'''<!--Table 7.2:-->Precious Metal Electrolytes for Technical Applications'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Type of Electrolyte <br />
!pH-Range<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Deposit Properties Hardness <br />
!Areas of Application<br />
|-<br />
!<br />
!<br />
!HV<br />
!Purity [kt] <br />
!<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Gold electrolytes'''<br />
|-<br />
|AUROMET TN<br />
|3.2 - 4.2<br />
|ca. 70<br />
|99.99% Au<br />
|Base-deposits<br />
|-<br />
|AUROMET XPH<br />
|0.3 - 0.6<br />
|160 - 180<br />
|99.8% Au<br />
|Base-deposits for stainless steel etc.<br />
|-<br />
|DODUREX COC<br />
|4.6 - 4.9<br />
|160 - 180<br />
|99.6% Au<br />
|Printed circuit boards, connectors, contact parts, etc.;<br />hard gold coatings for rack and barrel plating<br />
|-<br />
|DODUREX HS 100<br />
|4.3 - 4.6<br />
|160 - 180<br />
|99.6% Au<br />
|High speed process for connectors and PCB plating<br />
|-<br />
|PURAMET 202<br />PURAMET 402<br />
|5.5 - 6.5<br />7.0 - 7.5<br />
|60 - 80<br />60 - 80<br />
|99.99% Au<br />99.99% Au<br />
|High purity gold coatings for electrical and electronic parts incl. semi<br />conductors and PCBs; for demanding requirement on bonding properties<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Platinum metal electrolytes'''<br />
|-<br />
|RHODOPLAT T<br />
|strongly acidic<br />
|900<br />
|99.0% Rh<br />
|Ductile rhodium deposits for thicker layers, reed contacts, sliding contacts<br />
|-<br />
|RUTHENIUMBAD<br />
|stronglyacidic<br />
|900<br />
|99.0% Ru<br />
|Crack free thick ruthenium deposits<br />
|-<br />
|PLATINBAD 5<br />
|stronglyacidic<br />
|240 - 260<br />
|99.9% Pt<br />
|High temperature switching devices, etc<br />
|-<br />
|DODUPAL 3<br />
|7.0 - 8.0<br />
|220 - 250<br />
|99.9% Pd<br />
|Thin palladium layers as diffusion barrier<br />
|-<br />
|DODUPAL 5<br />
|7.0 - 8.0<br />
|220 - 250<br />
|99.9% Pd<br />
|Connectors and contact parts<br />
|-<br />
|DODUPAL 10<br />
|8.0 - 8.5<br />
|350 - 400<br />
|80.0% Pd<br />
|Pd/Ni for connectors and contact parts<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Silver electrolytes'''<br />
|-<br />
|ARGOL 30<br />
|cyanidebased<br />
|a pprox. 90<br />
|99.9% Ag<br />
|rowspan="4" |Contact parts, connectors<br />
|-<br />
|ARGOL HS 100<br />
|approx. 9.0<br />
|90 - 120<br />
|99.9% Ag<br />
|-<br />
|ARGOL 2000<br />
|approx. 12.0<br />
|<br />
|<br />
|-<br />
|ARGOL 400<br />
|<br />
|160 - 180<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
=====<!--7.1.1.1.2-->Non-Precious Metal Electrolytes=====<br />
<br />
The most important non-precious metals that are deposited by electroplating are: Copper, nickel, tin, and zinc and their alloys. The deposition is performed in the form of pure metals with different electrolytes used <xr id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals"/><!--(Table 7.4)-->.<br />
<br />
*Copper electrolytes <br>Copper electrolytes are used for either depositing an intermediate layer on strips or parts, for building up a printed circuit board structure, or for the final strengthening during the production of printed circuit boards.<br /><br />
<br />
*Tin electrolytes <br>Pure tin and tin alloy deposits are used as dull or also bright surface layers on surfaces required for soldering. In the printed circuit board manufacturing they are also utilized as an etch resist for the conductive pattern design after initial copper electroplating.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications"><br />
<caption>'''<!--Table 7.3:-->Precious Metal Electrolytes for Decorative Applications'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Type of Electrolyte <br />
!pH-Bereich<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Deposit Properties<br />
!Areas of Application<br />
|-<br />
!<br />
!<br />
!Hardness HV<br />
!Purity [kt] <br />
!<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Gold electrolytes'''<br />
|-<br />
|DURAMET 1N14<br />DURAMET 2N18<br />DURAMET 3N<br />DURAMET 265S<br />DURAMET 333S<br />DURAMET 386S<br />
|3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.4 - 3.8<br />3.2 - 3.6<br />3.4 - 3.8<br />
|1N<br />2N<br />3N<br />Hamilton<br />1N<br />Hamilton<br />
|23<br />23<br />23<br />23<br />23<br />23<br />
|Jewelry, watches, writing instruments, frames for glasses, fixtures<br />
|-<br />
|HELODOR 630<br />
|8.5 - 9.5<br />
|rose colored<br />
|22<br />
|Frames for glasses, jewelry, watches, writing instruments<br />
|-<br />
|DODUPLAT Y18<br />DODUPLAT Y18HS<br />
|9.5 - 10.5<br />9.5 - 11<br />
|2N<br />2N<br />
|18<br />16<br />
|Jewelry, watches, writing instruments<br />
|-<br />
|AUROMET TN<br />AUROMET 2<br />AUROMET 4<br />
|3.2 - 4.2<br />3.2 - 4.0<br />3.2 - 4.2<br />
|Pure Gold<br />2 - 3N<br />2 - 3N<br />
|23<br />23<br />23<br />
|Colored gold for jewelry, watches, writing instruments, fixtures, frames for glasses, etc.<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Platinum metal electrolytes'''<br />
|-<br />
|RHODIOR 2<br />RHODIOR 20<br />RHODIOR 25<br />RHODIOR 40<br />
|< 1<br />< 1<br />< 1<br />< 1<br />
|white<br />white<br />white<br />white<br />
|99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />99.99%Rh<br />
|Bright white rhodium coatings with high hardness for jewelry, watches, writing instruments, etc.<br />
|-<br />
|RUTHENIUMBAD<br />
|strongly acidic<br />
|grey/black<br />
|99.0%Ru<br />
|Very hard and luster retaining Ruthenium coating<br />
|-<br />
|PLATINBAD<br />
|strongly acidic<br />
|white<br />
|99.9%Pt<br />
|Jewelry, watches, etc.<br />
|-<br />
|DODUPAL 3<br />
|7.0 - 7.6<br />
|Pd - color<br />
|95%Pd<br />
|Thin Pd/Zn coating as Ni-free diffusion barrier<br />
|-<br />
|DODUPAL 10<br />
|8.0 - 8.5<br />
|white<br />
|80%Pd<br />
|Pd/Zn alloy for jewelry<br />
|-<br />
|DODUPAL 12<br />
|7.0 - 8.0<br />
|white<br />
|95%Pd<br />
|Pd/Zn alloy for decorations<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Silver electrolytes'''<br />
|-<br />
|ARGOL 2000<br />
|11.5 - 12.5<br />
|bright white<br />
|99.9%Ag<br />
|Jewelry, watches, decoration<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
*Nickel electrolytes <br>Nickel layers are mostly used as diffusion barriers during the gold plating of copper and copper alloys or as an intermediate layer for tinning<br /><br />
<br />
*Bronze electrolytes <br>Bronze coatings – in white or yellow color tones – are used either as an allergy free nickel replacement or as a surface layer for decorative purposes. For technical applications the bronze layers are utilized for their good corrosion resistance and good brazing and soldering properties.<br /><br />
<br />
<br />
<figtable id="tab:Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals"><br />
<caption>'''<!--Table 7.4:-->Typical Electrolytes for the Deposition of Non-Precious Metals'''</caption><br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px"<br />
|-<br />
!Type of Electrolyte <br />
!pH-Range<br />
!Electrolyte<br />temperature [°C]<br />
!Current density<br />[A/dm²]<br />
!Yield [%]<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Copper electrolytes'''<br />
|-<br />
|Cyanide copper<br />
|10 - 13<br />
|40 - 65<br />
|0 .5 - 4<br />
|70-95<br />
|-<br />
|Acidic copper<br />
|<1<br />
|20 - 35<br />
|2 - 8<br />
|<100<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Nickel electrolytes'''<br />
|-<br />
|Watts nickel<br />(Sulfate)<br />
|3 - 5<br />
|40 - 70<br />
|3 - 10<br />
|95-97<br />
|-<br />
|Sulfamate nickel<br />
|3 - 4<br />
|30 - 60<br />
|5 - 20<br />
|95-97<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Tin electrolytes'''<br />
|-<br />
|Acidic tin (Sulfate)<br />
|<1<br />
|18 - 25<br />
|1 - 3<br />
|<100<br />
|-<br />
|Alkaline tin<br />
|>10<br />
|75 - 80<br />
|2 - 17<br />
|max.95<br />
|-<br />
|colspan="5" |'''Bronze electrolytes'''<br />
|-<br />
|DODUBRONCE W<br />
|Strongly alkaline<br />
|55 - 60<br />
|0.5 - 1.5<br />
|<br />
|-<br />
|DODUBRONCE G<br />
|Strongly alkaline<br />
|45 - 50<br />
|2 - 3.5<br />
|<br />
|-<br />
|DODUBRONCE AF<br />
|Strongly alkaline<br />
|58 - 62<br />
|0.5 - 1.5<br />
|<br />
|}<br />
</figtable><br />
<br />
==== Electroplating of Parts====<br />
The complete or all-around electroplating of small mass produced parts like contact springs, rivets, or pins is usually done as mass plating in electroplating barrels of different shape. During the electroplating process the parts are continuously moved and mixed to reach a uniform coating.<br />
<br />
Larger parts are frequently electroplated on racks either totally or by different masking techniques also partially. Penetrating the coating into the interior of drilled holes or tubes can be achieved with the use of special fixtures.<br />
<br />
'''Electroplated Parts'''<br />
<br />
[[File:Electroplated Parts.jpg|left|Electroplated Parts]]<br />
<br />
<br />
<div class="clear"></div><br />
*'''Materials'''<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
!colspan="2" style="text-align:center"|Coatings<br />
|-<br />
|Precious metals<br />
|Pure gold, hard gold (HV 150 – 250), palladium, palladium-nickel,<br />rhodium, pure silver, hard silver (HV 130 – 160)<br />
|-<br />
|Non-precious metals<br />
|Copper, nickel, tin, tin alloys<br />
|-<br />
|Carrier materials<br />
|Copper, copper alloys, nickel, nickel alloys, iron, steel, aluminum, aluminum alloys,<br />composite materials such as aluminum – silicon carbide<br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Coating thickness'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
|Precious metals: <br />
|0.2 – 5 μm (typical layer thicknesses; for Ag also up to 25 μm)<br />
|-<br />
|Non-precious metals: <br />
|Up to approx. 20 μm<br />
|-<br />
|Tungsten <br />
|0.5 N<br />
|-<br />
|Tolerances: <br />
|Strongly varying depending on the geometrical shape of parts(up to 50% at a defined measuring spot).<br />It is recommended to specify a minimum value for the coating thickness at a defined measuring spot<br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Quality criteria''' <br />
Besides others the following layer parameters are typically monitored in-process and documented:<br />
<br />
*Coating thickness <br />
*Adhesion strength <br />
*Porosity <br />
*Solderability<br />
*Bonding property<br />
*Contact resistance<br />
These quality tests are performed according to industry standards, internal standards, and customer specifications resp.<br />
<br />
==== Electroplating of Semi-finished Materials====<br />
The process for overall electroplating of strips, profiles, and wires is mostly performed on continuously operating reel-to-reel equipment. The processing steps for the individual operations such as pre-cleaning, electroplating, rinsing are following the same principles as those employed in parts electroplating.<br />
<br />
The overall coating is usually applied for silver plating and tin coating of strips and wires. Compared to hard gold or palladium these deposits are rather ductile, ensuring that during following stamping and forming operations no cracks are generated in the electroplated layers.<br />
<br />
==== Selective Electroplating====<br />
Since precious metals are rather expensive it is necessary to perform the electroplating most economically and coat only those areas that need the layers for functional purposes. This leads from overall plating to selective electroplating of strip material in continuous reel-to-reel processes. Depending on the final parts design and the end application the processes can be applied to solid strip material as well as pre-stamped and formed continuous strips or utilizing wire-formed or machined pins which have been arranged as bandoliers attached to conductive metal strips.<br />
<br />
The core part of selective precious metal electroplating is the actual electroplating cell. In it the anode is arranged closely to the cathodic polarized material strip. Cathode screens or masks may be applied between the two to focus the electrical field onto closely defined spots on the cathode strip.<br />
<br />
Special high performance electrolytes are used in selective electroplating to reach short plating times and allow a high flow rate of the electrolyte for a fast electrolyte exchange in the actual coating area.<br />
<br />
For a closely targeted electroplating of limited precious metal coating of contact springs so-called brush-electroplating cells are employed <xr id="fig:Brush Tampon plating cell"/><!--(Fig. 7.1)-->. The “brush” or “tampon” consists of a roof shaped titanium metal part covered with a special felt-like material. The metal body has holes in defined spots through which the electrolyte reaches the felt. In the same spots is also the anode consisting of a fine platinum net. The pre-stamped and in the contact area pre-formed contact spring part is guided under a defined pressure over the electrolyte soaked felt material and gets wetted with the electrolyte. This allows the metal electroplating in highly selective spots.<br />
<br />
<figure id="fig:Brush Tampon plating cell"><br />
[[File:Brush Tampon plating cell.jpg|right|thumb|Brush (or “Tampon”) plating cell; 1 Strip; 2 Anode; 3 Electrolyte feed; 4 Felt covered cell]]<br />
</figure><br />
For special applications, such as for example electronic component substrates, a dot shaped precious metal coating is required. This is achieved with two belt masks running synchronous to the carrier material. One of these two masks has windows which are open to the spot areas targeted for precious metal plating coverage.<br />
<br />
<br />
'''Summary of the processes for selective electroplating'''<br />
<br />
*'''Immersion electroplating'''<br />
Overall or selective electroplating of both sides of solid strips or pre-stamped parts in strip form<br />
<br />
*'''Stripe electroplating'''<br />
Stripe electroplating on solid strips through wheel cells or using masking techniques<br />
<br />
*'''Selective electroplating'''<br />
One-sided selective coating of solid, pre-stamped, or metallically belt-linked strips by brush plating<br />
<br />
*'''Spot electroplating'''<br />
Electroplating in spots of solid strips with guide holes or pre-stamped parts in strip form<br />
<br />
'''Typical examples of electroplated semi-finished materials'''<br />
(overall or selectively)<br />
[[File:Typical examples of electroplated semi finished materials.jpg|left|Typical examples of electroplated semi-finished materials (overall or selectively)]]<br />
<br />
<div class="clear"></div><br />
*'''Materials'''<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:70%"<br />
|-<br />
!Type of Coatings<br />
!Coating Thickness<br />
!Remarks<br />
|-<br />
|colspan="3" |'''Gold electrolytes'''<br />
|-<br />
|Pure gold<br />Hard gold (AuCo 0.3)<br />
|0.1 - 3 μm<br />
|In special cases up to 10 μm<br />
|-<br />
|Palladium-nickel (PdNi20)<br />
|0.1 - 5 μm<br />
|Frequently with additional 0.2 μm AuCo 0.3<br />
|-<br />
|Silver<br />
|0.5 - 10 μm<br />
|In special cases up to 40 μm<br />
|-<br />
|colspan="3" |'''Non-precious Metals'''<br />
|-<br />
|Nickel<br />
|0.5 - 4 μm<br />
|Diffusion barrier especially for gold layers<br />
|-<br />
|Copper<br />
|1 - 5 μm<br />
|Intermediate layer used in tinning of CuZn<br />
|-<br />
|Tin, tin alloys<br />
|0.8 - 25 μm<br />
|materials<br />
|}<br />
<br />
*'''Carrier Materials'''<br />
Copper, copper alloys, nickel, nickel alloys, stainless steel<br />
<br />
*'''Dimensions and Tolerances'''<br />
<br />
[[File:Dimensions and Tolerances.jpg|left|Dimensions and Tolerances]]<br />
<br />
<br style="clear:both;"/><br />
<br />
*'''Tolerances'''<br />
<br />
{| class="twocolortable" style="text-align: left; font-size: 12px;width:30%"<br />
|-<br />
|Coating thickness approx.<br />
|&#177; 10 % <br />
|-<br />
|Coating thickness and position<br />
|&#177; 0,5 mm <br />
|}<br />
<br />
<br />
*'''Quality Criteria'''<br />
Mechanical properties and dimensional tolerances of the carrier materials follow the typical standards, i.e. DIN EN 1652 and 1654 for copper and copper alloys. Depending on the application the following parameters are tested and recorded (see also: Electroplating of parts):<br />
<br />
*Coating thickness <br />
*Solderability<br />
*Adhesion strength <br />
*Bonding property <br />
*Porosity <br />
*Contact resistance<br />
<br />
These quality tests are performed according to industry standards, internal standards, and customer specifications resp.<br />
<br />
==References==<br />
[[Surface Coating Technologies#References|References]]<br />
<br />
[[de:Galvanische_Beschichtung)]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Herstellung_von_Einzelkontakten&diff=4047Herstellung von Einzelkontakten2014-09-24T12:09:16Z<p>Teitscheid: </p>
<hr />
<div>Zu den Einzelkontakten sind vor allem Kontaktniete, -plättchen bzw. -formteile<br />
sowie Aufschweißkontakte zu zählen. Kontaktkugeln haben aus wirtschaftlichen<br />
Gründen heute kaum noch Bedeutung.<br />
<br />
===Kontaktniete===<br />
<br />
====Massive Kontaktniete====<br />
<br />
Massive Kontaktniete stellen die ältesten und gebräuchlichsten Kontaktteile dar.<br />
Ihre Herstellung setzt einen ausreichend verformbaren Kontaktwerkstoff voraus<br />
und erfolgt überwiegend auf Spezialmaschinen abfallfrei und vollautomatisch.<br />
Der Draht aus Kontaktmaterial wird dabei in Abschnitte getrennt und daraus<br />
durch Pressen und Hämmern der Nietkopf geformt. Auf diese Weise können<br />
Kontaktniete je nach Anwendung mit flacher, kuppiger, runder oder spitzer<br />
Kopfform hergestellt werden.<br />
<figure id="fig:Typical_Contact_Shapes_of_Solid_Contact_Rivets"><br />
[[File:Ty_pical_Contact_Shapes_of_Solid_Contact_Rivets.jpg|right|thumb|Typische Kontaktformen für massive Kontakte]]<br />
</figure><br />
*Typische Kontaktformen für massive Kontakte <xr id="fig:Typical_Contact_Shapes_of_Solid_Contact_Rivets"/><br />
<br />
*Kontaktwerkstoffe <br /> Au-, AgPd-, PdCu-Alloys, Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR-Spezial), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO),Ag/C 97/3*, Cu<br /> <span class="small"><sup>*</sup> in der Dimensionierung stark eingeschränkt</span> <br />
<br />
*Abmessungsbereiche <xr id="fig:Dimensional_Ranges"/> <br /> Die jeweiligen Merkmale können nicht unabhängig von einander gewählt werden. Sie hängen vor allem von der Verformbarkeit des gewünschten Kontaktwerkstoffes ab. Vor der Festlegung der Abmessungen empfiehlt sich daher die Rücksprache mit dem Hersteller. <br /><br />
<figure id="fig:Dimensional_Ranges"><br />
[[File:Dimensional Ranges.jpg|right|thumb|Abmessungsbereiche]] <br />
</figure><br />
*Qualitätsmerkmale und Toleranzen <xr id="fig:Qualitaetsmerkmale_und_Toleranzen"/><br />
<figure id="fig:Qualitaetsmerkmale_und_Toleranzen"><br />
[[File:Qualitaetsmerkmale und Toleranzen.jpg|left|Qualitaetsmerkmale und Toleranzen]]<br />
</figure><br />
<br />
<table class="twocolortable" border="1" cellspacing="0" style="border-collapse:collapse"><tr><th><p class="s13">Merkmale</p></th><th><p class="s13">Form A Form B Form C</p><p class="s13">Rundkopf Trapezkopf bombiert Trapezkopf, flach</p></th><th><p class="s13">Prüfmittelvorschlag</p></th></tr><tr><td><p class="s13">a) Kopfdurchmesser d<sub>1</sub> [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub></span><u>&lt;</u> 4 + 0,06 Bei optischer Messung ohne</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub></span>&gt; 4 - 0,06 Berücksichtigung Radius</p><p class="s13">Auflagekante R<span class="s14"><sub>3</sub></span></p></td><td><p class="s13">Projektor,</p><p class="s13">Messmikroskop</p></td></tr><tr><td><p class="s13">b) Kopfhöhe</p><p class="s13">k [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub></span><u>&lt;</u> 4 + 0,03</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub></span>&gt; 4 + 0,08</p></td><td><p class="s13">Mikrometer, Messuhr</p></td></tr><tr><td><p class="s13">c) Schaftdurchmesser d<span class="s14"><sub>2</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub></span><u>&lt;</u> 2 - 0,06</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub></span>&gt; 2 - 0,08</p></td><td><p class="s13">Mikrometer</p></td></tr><tr><td><p class="s13">d) Schaftlänge [mm]</p></td><td><p class="s13">+ 0,15</p></td><td><p class="s13">Mikrometer,</p><p class="s13">Messuhr, Projektor,</p></td></tr><tr><td><p class="s13">e) Radius Mitte</p><p class="s13">Kontaktfläche</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>1</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">Form A und B: innerhalb der Kopfhöhentoleranz</p><p class="s13">Form C: Zulässige Planheitsabweichung: konvex: innerhalb der Kopfhöhentoleranz</p><p class="s13">konkav: 0.005 d<span class="s14"><sub>1</sub></span></p></td><td><p class="s13">Projektor</p><p class="s13">Projektorschablone, Radiuslehre, Messuhr, Projektor</p></td></tr><tr><td><p class="s13">f) Radius Rand<br />
Kontaktfläche R<span class="s14"><sub>2</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">Form A: gleichmäßiger Übergang auf R<span class="s14"><sub>1</sub></span></p><p class="s13">Form B: 1.5 R<span class="s14"><sub>2</sub></span> zulässig</p><p class="s13">Form C: <u>&lt;</u>0,1d<span class="s14"><sub>1</sub></span></p></td><td><p class="s13">Profilschablone, Projektor,</p><p class="s13">Radiuslehre</p></td></tr><tr><td><p class="s13">g) Radius</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>3 </sub></span>und R<span class="s14"><sub>5</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">leicht gerundet zulässig</p></td><td><p class="s13">Projektor</p></td></tr><tr><td><p class="s13">h) Übergangsradius Auflagefläche Schaft R<span class="s14"><sub>4</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span><u>&lt;</u> 2 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0,08 pg.1 d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 2 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0,1</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 3 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0,2</p></td><td><p class="s13">Projektor im Zweifel: Schliff</p></td></tr><tr><td><p class="s13">i) Zul. Abweichung von</p><p class="s13">der Zylinderform</p></td><td><p class="s13">max. 7° 30’: or d<span class="s14"><sub>2</sub> </span> <u>&lt;</u> l, l <u>&gt;</u> 0,7 mm und k <u>&lt;</u> 0,6 d<span class="s14"><sub>1</sub></span>.</p><p class="s13">max. 15°: alle übrigen Niete</p></td><td><p class="s13">Projektor</p></td></tr><tr><td><p class="s13">k) Achsabweichung Kopf/Schaft [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub> </span><u>&lt;</u> 4 0,15</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub> </span>&gt; 4 0,2</p><p class="s13">allgem.: ca. 70% der zulässigen Abweichung nach</p><p class="s13">per DIN 46240</p></td><td><p class="s13">Projektor<br />
Rundlaufprüfgerät</p></td></tr></table><br />
<br />
====Plattierte Kontaktnietes====<br />
Plattierte Niete (Bimetall- oder Trimetallniete), bei denen nur ein Teil des Nietkopfes<br />
(Bimetallniet) bzw. auch des Schaftes (Trimetallniet) aus Kontaktmaterial<br />
besteht (Rest aus Kupfer), ersetzen aus wirtschaftlichen Gründen ab einem<br />
bestimmten, von der jeweiligen Edelmetallnotierung abhängigen Volumen,<br />
massive Kontakte. Bi- bzw. Trimetallniete werden ebenfalls vollautomatisch und<br />
abfalllos aus Draht hergestellt, wobei zwischen zwei Verfahren unterschieden<br />
wird.<br />
<br />
Bei der Herstellung durch Kaltpressschweißen entsteht die Verbindung ohne<br />
äußere Wärmezufuhr durch hohe plastische Verformung der stirnseitig gegeneinander<br />
gepressten Drahtabschnitte aus dem duktilen Kontaktwerkstoff und<br />
dem Trägerwerkstoff Kupfer (<xr id="fig:Cold_bonding_of_bimetall_rivets"/><!--(Fig. 3.1)-->. <figure id="fig:Cold_bonding_of_bimetall_rivets"><br />
[[File:Cold_bonding_of_bimetall_rivets.jpg|right|thumb|Kaltpressschweißen von Bimetallnieten (schematisch)]]<br />
</figure>). Die Presskraft muss so hoch sein, dass<br />
sich die Gitterbausteine der beiden Metalle auf Abstände von wenigen Atomradien<br />
annähern und so die anziehenden Kräfte zwischen den Atomen wirksam<br />
werden. Daher ist bei diesem Herstellungsverfahren auf die Einhaltung eines<br />
Kopf-Schaftverhältnisses von 2:1 zu achten.<br />
<br />
Beim Warmpressschweißen wird die erforderliche Wärme durch kurzzeitigen<br />
Stromfluss erzeugt (<xr id="fig:Hot_bonding_of_bimetal_rivets"/> <!--(Fig. 3.2)-->. <figure id="fig:Hot_bonding_of_bimetal_rivets"><br />
[[File:Hot_bonding_of_bimetal_rivets.jpg|right|thumb|Warmpressschweißen von Bimetallnieten (schematisch)]]<br />
</figure>). In der Stromenge zwischen Kontaktwerkstoff und<br />
Trägerwerkstoff entsteht dabei im Falle der Kombination Ag mit Cu eine<br />
schmelzflüssige eutektische Silber-Kupfer-Legierung. Bei Verwendung metalloxidhaltiger<br />
Kontaktwerkstoffe haben die in der Schmelze unlöslichen Oxidpartikel<br />
die Neigung flächenhaft zu koagulieren, wodurch die mechanische<br />
Festigkeit der Verbindung stark herabgesetzt wird. Daher erfolgt für diese<br />
Werkstoffgruppe die Herstellung der Niete durch Kaltpressschweißen. Die beim Kaltpressschweißen erforderliche hohe Oberflächenvergrößerung<br />
kann beim Warmpressschweißen verringert werden bzw. entfallen, so dass das<br />
Kopf-/Schaft-Verhältnis von 2:1 unterschritten werden kann.<br />
<br />
Bimetallniete mit Kontaktauflagen aus AgPd sowie Legierungen auf Au-, Pdund<br />
Pt-Basis können aufgrund ihres gegenüber dem Sockelwerkstoff Kupfer<br />
stark unterschiedlichen Verfestigungsverhaltens und den meist kleinen<br />
Abmessungen nicht von Draht ausgehend hergestellt werden.<br />
Ausgangsmaterial für die Herstellung solcher Kontaktniete ist Kontaktbimetallband,<br />
aus dem die Niete in mehreren Stufen geformt und schließlich ausgestanzt<br />
werden. Ähnliche Fertigungsabläufe werden auch bei Kontaktnieten mit<br />
Kopfdurchmesser > 8 mm und silberhaltigen Kontaktauflagen angewandt. <br />
<br />
*Typische Kontaktformen für Bimetallniete <xr id="fig:Typical_contact_shapes_for_composite_rivets"/><br />
<figure id="fig:Typical_contact_shapes_for_composite_rivets"><br />
[[File:Typical_contact_shapes_for_composite_rivets.jpg|right|thumb|Typische Kontaktformen für Bimetallniete]]<br />
</figure><br />
*Kontaktwerkstoffe <br /> Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CDO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZNO)<br /><br />
<br />
*Trägerwerkstoffe <br /> Cu <br /><br />
<br />
*Abmessungsbereiche <xr id="fig:Dimensional_ranges"/> <br />Die jeweiligen Merkmale können nicht unabhängig von einander gewählt werden.<br />
Sie hängen vor allem von der Verformbarkeit des gewünschten<br />
Kontaktwerkstoffes ab. Vor der Festlegung der Abmessungen empfiehlt sich<br />
daher die Rücksprache mit dem Hersteller. <br /><br />
<figure id="fig:Dimensional_ranges"><br />
[[File:Dimensional_ranges.jpg|right|thumb|Abmessungsbereiche]]<br />
</figure><br />
*Qualitätsmerkmale und Toleranzen <xr id="fig:Quality_criteria_and_tolerances"/><br />
<br />
<figure id="fig:Quality_criteria_and_tolerances"><br />
[[File:Quality_criteria_and_tolerances.jpg|left|Qualitätsmerkmale und Toleranzen]]<br />
</figure><br />
<br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s13">Criteria</p></th><th><p class="s13">Form B Form C</p><p class="s13">Trapezoidal head, Trapezoidal head radiused flat</p></th><th><p class="s13">Suggested test</p><p class="s13">equipment</p></th></tr><tr><td><p class="s13">a) Head diameter</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1 </sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">During optical measurement disregard corner radius R<span class="s14"><sub>3</sub> </span><u>+</u> 0.1</p></td><td><p class="s13">Comparator, measu-</p><p class="s13">ring microscpope</p></td></tr><tr><td><p class="s13">b) Head thickness</p><p class="s13">k [mm]</p></td><td><p class="s13">+ 0.1</p></td><td><p class="s13">Micrometer,</p><p class="s13">Dial indicator</p></td></tr><tr><td><p class="s13">c) Shank diameter</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">Deviation from roundness and conical shape of</p><p class="s13">shank only within allowed diameter tolerance d<span class="s14"><sub>2</sub> </span> <u>&lt;</u> 1.5 - 0.08</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 1.5 - 0.1</p></td><td><p class="s13">Micrometer</p></td></tr><tr><td><p class="s13">d) Shank length l</p><p class="s13">[mm]</p></td><td><p class="s13">+ 0.15</p></td><td><p class="s13">Micrometer, Dial indicator, Comparator</p></td></tr><tr><td><p class="s13">e) Radius at center</p><p class="s13">of contact surface</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>1</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">Form B: <u>+</u> 10%, but not below</p><p class="s15">+<span class="s13"> 0.5 mm</span></p><p class="s13">Form C: Allowable deviation from flatness: convex: within head thickness tolerance concave: 0.005 d<span class="s14">1</span></p></td><td><p class="s13">Comparator, Comparator template, Radius gage, Profile template</p></td></tr><tr><td><p class="s13">f) Radius at edge</p><p class="s13">of contact surface</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>2</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">per DIN 46240: Form B and C max. 0.5 without DIN:max. 1</p></td><td><p class="s13">Profile template,</p><p class="s13">Comparator, Radius gage</p></td></tr><tr><td><p class="s13">g) Radii</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>3</sub> </span>and R<span class="s14"><sub>5</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">Sligth rounding allowed</p></td><td><p class="s13">Comparator</p></td></tr><tr><td><p class="s13">h) Transition radius</p><p class="s13">head underside to shank R<span class="s14"><sub>4</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span><u>&lt;</u> 2 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0.08 d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 2 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0.1 d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 3 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0.2</p></td><td><p class="s13">Comparator, if in doubt: micro-section</p></td></tr><tr><td><p class="s13">i) Allowed deviation from cylindrical shape</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub> </span> <u>&lt;</u> 4 up to 7°30’ + 2°30’</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub> </span>&gt; 4 up to 10° + 5°</p></td><td><p class="s13">Comparator, Measu- ring microscope, if in doubt: microsection</p></td></tr><tr><td><p class="s13">k) Concentricity bet-</p><p class="s13">ween head and shank center line [mm]</p></td><td><p class="s13">5% of d<span class="s14"><sub>1</sub></span></p></td><td><p class="s13">Comparator,</p><p class="s13">Measuring microscope, Special turn fixture</p></td></tr><tr><td><p class="s13">l) Contact layer</p><p class="s13">thickness [mm]</p></td><td><p class="s13">In center area of 0.5 d<span class="s14"><sub>1</sub> </span>s<u>&gt;</u> nominal thickness</p><p class="s13">Remaining head area must be covered</p></td><td><p class="s13">Measuring micros- cope, Microsection</p></td></tr></table><br />
<br />
*Typische Kontaktformen für Trimetallniete <xr id="fig:Typical_contact_shapes_of_tri-metal_rivets"/><br />
<figure id="fig:Typical_contact_shapes_of_tri-metal_rivets"><br />
[[File:Typical_contact_shapes_of_tri-metal_rivets.jpg|right|thumb|Typische Kontaktformen für Trimetallniete]]<br />
</figure><br />
*Kontaktwerkstoffe <br /> Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CDO), Ag/SnO (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZNO)<br /> <br />
<br />
*Trägerwerkstoffe <br /> Cu <br /><br />
<br />
*Abmessungsbereiche <xr id="fig:Dimensional_ranges2"/><br />
<figure id="fig:Dimensional_ranges2"><br />
[[File:Dimensional_ranges2.jpg|right|thumb|Abmessungsbereiche]]<br />
</figure><br />
*Standardwerte für Nietabmessungen<br />
<br />
<table class="twocolortable" style="width:75%"><br />
<tr><th>d<sub>1</sub></th><th><p class="s13">k</p></th><th><p class="s13">1</p></th><th><p class="s13">d<sub>2</sub></p></th><th><p class="s13">&alpha;</p></th><th><p class="s13">r<sub>1</sub></p></th><th><p class="s13">s<sub>1</sub></p></th><th><p class="s13">s<sub>2</sub></p></th></tr><tr><td><p class="s13">3.0</p></td><td><p class="s13">0.8</p></td><td><p class="s13">2.0</p></td><td><p class="s13">1.5</p></td><td><p class="s13">7.5°</p></td><td><p class="s13">4.0</p></td><td><p class="s13">0.4</p></td><td><p class="s13">1.0</p></td></tr><tr><td><p class="s13">4.0</p></td><td><p class="s13">1.0</p></td><td><p class="s13">2.5</p></td><td><p class="s13">2.0</p></td><td><p class="s13">7.5°</p></td><td><p class="s13">8.0</p></td><td><p class="s13">0.5</p></td><td><p class="s13">1.2</p></td></tr><tr><td><p class="s13">5.0</p></td><td><p class="s13">1.2</p></td><td><p class="s13">3.0</p></td><td><p class="s13">2.5</p></td><td><p class="s13">10°</p></td><td><p class="s13">12.0</p></td><td><p class="s13">0.6</p></td><td><p class="s13">1.4</p></td></tr></table><br />
<br />
====Lotplattierte Kontaktniete====<br />
In Sonderfällen, bei hohen Umgebungstemperaturen und starker thermischer<br />
und mechanischer Beanspruchung im Schaltbetrieb, ist eine stoffschlüssige<br />
Verbindung zwischen Kontaktniet und Trägerwerkstoff erforderlich, um eine<br />
Lockerung der Verbindung und dadurch einen frühzeitigen Ausfall des Schaltgerätes<br />
zu vermeiden. Dabei werden die Unterseite des Nietkopfes und der<br />
Nietschaft mit einer dünnen Lotschicht plattiert. In den Fertigungsablauf wird<br />
dann nach dem Einnieten noch eine Wärmebehandlung integriert.<br />
<br />
====Kontaktniete mit gelöteter Kontaktauflage====<br />
Für bestimmte Anwendungen werden Kontaktniete mit Kontaktauflagen vor<br />
allem aus Wolfram, aber auch Silber-Wolfram sowie Silber-Grafit und ähnlichen<br />
spröden, nicht ausreichend verformbaren Werkstoffen benötigt. Solche<br />
Kontaktniete sind nur in gelöteter Ausführung herstellbar. Dabei werden die<br />
Kontaktauflagen in Rondenform mit speziellem Hartlot unter Schutzgas auf<br />
vorgefertigte Sockel aus Kupfer oder Eisen aufgelötet.<br />
<br />
===Kontaktplättchen und -formteile===<br />
In Schaltgeräten der Energietechnik werden häufig Kontaktplättchen oder<br />
-formteile eingesetzt, die meist durch Löten oder Schweißen auf Kontaktträger<br />
aufgebracht werden. Die Plättchen und Formteile werden je nach Kontaktwerkstoff<br />
nach unterschiedlichen Verfahren hergestellt. Die am häufigsten<br />
verwendeten Fertigungsverfahren sind:<br />
<br />
*Stanzen aus Bändern, Streifen und Profilen<br />
*Trennen aus stranggepressten Stangen<br />
*Pressen, Sintern und Tränken<br />
*Pressen, Sintern und Nachpressen<br />
*Pressen und Sintern<br />
<br />
Das Stanzen von Kontaktplättchen setzt ausreichend duktiles Kontakthalbzeug<br />
voraus, z.B. Silber, Silber-Legierungen, Silber-Nickel, Silber-Metalloxid und<br />
Silber-Grafit (mit Grafit-Fasern parallel zur Schaltfläche). Plättchen aus Silber-<br />
Metalloxid und Silber-Grafit benötigen für das Aufbringen auf Trägerteile<br />
zusätzlich eine gut löt-und schweißbare Silber-Unterschicht, die bei der<br />
Halbzeugfertigung nach unterschiedlichen Verfahren erzeugt wird. Um den<br />
Fügevorgang möglichst rationell zu gestalten, werden Bänder und Profile auf der<br />
Rückseite häufig mit einer geeigneten Lotschicht, z.B. L-Ag15P beschichtet.<br />
Bei Silber-Grafit mit Grafit-Fasern senkrecht zur Schaltfläche werden die<br />
Plättchen aus stranggepressten Stangen scheibenförmig getrennt und durch<br />
einen nachfolgenden Entkohlungsvorgang die löt- und schweißbare Ag-<br />
Unterseite erzeugt.<br />
<br />
Das Press-Sinter-Tränkverfahren wird bei der Herstellung von Formteilen z.B.<br />
aus Silber-Wolfram und Kupfer-Wolfram angewandt, wenn der Wolframanteil<br />
> 50 Massen-% beträgt. Der Silber- bzw. Kupferüberschuss auf der Unterseite<br />
der Formteile erleichtert das nachfolgende Löten oder Schweißen.<br />
<br />
Die Press-Sinter-Nachpresstechnik ermöglicht die Herstellung von Formteilen<br />
mit Silber- oder Kupferanteilen > 70 Massen-%. Nach diesem Verfahren können<br />
auch Teile aus zwei Schichten hergestellt werden, wobei die obere Schicht zur<br />
Kontaktgabe dient und die untere Schicht den Fügevorgang unterstützt.<br />
<br />
Die Press-Sintertechnik ist auf die Herstellung von Silber-Wolfram-Teilen mit<br />
kleinen Abmessungen und einem Ag-Anteil von ca. 65 Massen-% begrenzt.<br />
<br />
*Kontaktwerkstoffe <br /> Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR Spezial), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO), Ag/C (GRAPHOR), Ag/W (SIWODUR), Ag/WC (SIWODUR C), Ag/WC/C (SIWODUR C/C), Ag/Mo (SILMODUR), Cu/W (CUWODUR)<br /><br />
<br />
*Typische Kontaktformen für Plättchen und Formteile <xr id="fig:Typical_contact_shapes_of_tips_and_formed_contact_parts"/><br />
<figure id="fig:Typical_contact_shapes_of_tips_and_formed_contact_parts"><br />
[[File:Typical_contact_shapes_of_tips_and_formed_contact_parts.jpg|right|thumb|Typische Kontaktformen für Plättchen und Formteile]]<br />
</figure><br />
*Abmessungsbereiche<br />Attachment Method: Welding <br />Bonding Area: approx. 5 – 25 mm<sup>2</sup><br />Attachment Method: Brazing <br />Bonding Area: > 25 mm<sup>2</sup> <br /><br />
<br />
Aufgrund der großen Vielfalt von Ausführungsformen von Kontaktplättchen und<br />
-formteilen werden hinsichtlich der Qualitätsmerkmale und Maßtoleranzen meist<br />
gesonderte Vereinbarungen zwischen Hersteller und Anwender getroffen.<br />
<br />
===Aufschweißkontakte===<br />
<br />
Bei Kontaktstellen, die erhöhten Umgebungstemperaturen ausgesetzt sind, z.B.<br />
in Reglern für Kochplatten, ist die Verwendung von Kontaktnieten oder das<br />
direkte Aufschweißen von silberhaltigem Kontaktmaterial auf Träger aus Eisen<br />
oder Thermobimetall aus verbindungstechnischen Gründen nicht möglich. Für<br />
derartige Anwendungsfälle eignen sich Aufschweißkontakte.<br />
<br />
Aufschweißkontakte sind runde oder viereckige Plättchen aus Kontaktbimetall<br />
oder für spezielle Anwendungsfälle aus -trimetall, wobei die Oberseite aus dem<br />
gewünschten edelmetallhaltigen Kontaktwerkstoff, die Unterseite aus einem gut<br />
schweißbaren Werkstoff mit hohem spezifischem elektrischen Widerstand, z.B.<br />
Eisen, Nickel, Kupfer-Nickel-Legierungen u.a. besteht. Zur Verbesserung des<br />
Schweißvorgangs sind auf der Unterseite der Aufschweißkontakte üblicherweise<br />
eine oder mehrere Schweißwarzen angeprägt.<br />
<br />
Die Herstellung der Aufschweißkontakte aus Kontaktbimetall setzt einen ausreichend<br />
duktilen Kontaktwerkstoff voraus. Aufschweißkontakte mit Wolfram-<br />
Auflage werden daher durch Löten der Wolfram-Plättchen auf die schweißbare<br />
Unterseite hergestellt.<br />
<br />
*Typische Kontaktformen für Aufschweißkontakte <xr id="fig:Typical_contact_forms_of_weld_buttons"/><br />
<figure id="fig:Typical_contact_forms_of_weld_buttons"><br />
[[File:Typical_contact_forms_of_weld_buttons.jpg|right|thumb|Typische Kontaktformen für Aufschweißkontakte]]<br />
</figure><br />
*Kontaktwerkstoffe <br /> Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR-Spezial), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO) <br /><br />
<br />
*Basiswerkstoffe<br />Ni, Fe, CuNi, CuNiZn u.a<br /><br />
<br />
*Abmessungsbereiche <xr id="fig:13neuDimensional -Ranges"/><br />
<figure id="fig:13neuDimensional -Ranges"><br />
[[File:13neuDimensional -Ranges.jpg|right|thumb|Abmessungsbereiche]]<br />
</figure><br />
*Qualitätsmerkmale für Aufschweißkontakte in Standardausführung <xr id="fig:16Quality_criteria_-of_standard_weld_-buttonsneu"/><br />
<figure id="fig:16Quality_criteria_-of_standard_weld_-buttonsneu"><br />
[[File:16Quality_criteria_-of_standard_weld_-buttonsneu.jpg|right|thumb|Qualitätsmerkmale für Aufschweißkontakte in Standardausführung]]<br />
</figure><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[:Technologien_für_die_Herstellung_von_Kontaktteilen#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Manufacturing_of_Single_Contact_Parts]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Herstellung_von_Einzelkontakten&diff=4046Herstellung von Einzelkontakten2014-09-24T12:07:34Z<p>Teitscheid: German translation</p>
<hr />
<div>Zu den Einzelkontakten sind vor allem Kontaktniete, -plättchen bzw. -formteile<br />
sowie Aufschweißkontakte zu zählen. Kontaktkugeln haben aus wirtschaftlichen<br />
Gründen heute kaum noch Bedeutung.<br />
<br />
===Kontaktniete===<br />
<br />
====Massive Kontaktniete====<br />
<br />
Massive Kontaktniete stellen die ältesten und gebräuchlichsten Kontaktteile dar.<br />
Ihre Herstellung setzt einen ausreichend verformbaren Kontaktwerkstoff voraus<br />
und erfolgt überwiegend auf Spezialmaschinen abfallfrei und vollautomatisch.<br />
Der Draht aus Kontaktmaterial wird dabei in Abschnitte getrennt und daraus<br />
durch Pressen und Hämmern der Nietkopf geformt. Auf diese Weise können<br />
Kontaktniete je nach Anwendung mit flacher, kuppiger, runder oder spitzer<br />
Kopfform hergestellt werden.<br />
<figure id="fig:Typical_Contact_Shapes_of_Solid_Contact_Rivets"><br />
[[File:Ty_pical_Contact_Shapes_of_Solid_Contact_Rivets.jpg|right|thumb|Typische Kontaktformen für massive Kontakte]]<br />
</figure><br />
*Typische Kontaktformen für massive Kontakte <xr id="fig:Typical_Contact_Shapes_of_Solid_Contact_Rivets"/><br />
<br />
*Kontaktwerkstoffe <br /> Au-, AgPd-, PdCu-Alloys, Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR-Spezial), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO),Ag/C 97/3*, Cu<br /> <span class="small"><sup>*</sup> in der Dimensionierung stark eingeschränkt</span> <br />
<br />
*Abmessungsbereiche <xr id="fig:Dimensional_Ranges"/> <br /> Die jeweiligen Merkmale können nicht unabhängig von einander gewählt werden. Sie hängen vor allem von der Verformbarkeit des gewünschten Kontaktwerkstoffes ab. Vor der Festlegung der Abmessungen empfiehlt sich daher die Rücksprache mit dem Hersteller. <br /><br />
<figure id="fig:Dimensional_Ranges"><br />
[[File:Dimensional Ranges.jpg|right|thumb|Abmessungsbereiche]] <br />
</figure><br />
*Qualitätsmerkmale und Toleranzen <xr id="fig:Qualitaetsmerkmale_und_Toleranzen"/><br />
<figure id="fig:Qualitaetsmerkmale_und_Toleranzen"><br />
[[File:Qualitaetsmerkmale und Toleranzen.jpg|left|Qualitaetsmerkmale und Toleranzen]]<br />
</figure><br />
<br />
<table class="twocolortable" border="1" cellspacing="0" style="border-collapse:collapse"><tr><th><p class="s13">Merkmale</p></th><th><p class="s13">Form A Form B Form C</p><p class="s13">Rundkopf Trapezkopf bombiert Trapezkopf, flach</p></th><th><p class="s13">Prüfmittelvorschlag</p></th></tr><tr><td><p class="s13">a) Kopfdurchmesser d<sub>1</sub> [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub></span><u>&lt;</u> 4 + 0,06 Bei optischer Messung ohne</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub></span>&gt; 4 - 0,06 Berücksichtigung Radius</p><p class="s13">Auflagekante R<span class="s14"><sub>3</sub></span></p></td><td><p class="s13">Projektor,</p><p class="s13">Messmikroskop</p></td></tr><tr><td><p class="s13">b) Kopfhöhe</p><p class="s13">k [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub></span><u>&lt;</u> 4 + 0,03</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub></span>&gt; 4 + 0,08</p></td><td><p class="s13">Mikrometer, Messuhr</p></td></tr><tr><td><p class="s13">c) Schaftdurchmesser d<span class="s14"><sub>2</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub></span><u>&lt;</u> 2 - 0,06</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub></span>&gt; 2 - 0,08</p></td><td><p class="s13">Mikrometer</p></td></tr><tr><td><p class="s13">d) Schaftlänge [mm]</p></td><td><p class="s13">+ 0,15</p></td><td><p class="s13">Mikrometer,</p><p class="s13">Messuhr, Projektor,</p></td></tr><tr><td><p class="s13">e) Radius Mitte</p><p class="s13">Kontaktfläche</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>1</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">Form A und B: innerhalb der Kopfhöhentoleranz</p><p class="s13">Form C: Zulässige Planheitsabweichung: konvex: innerhalb der Kopfhöhentoleranz</p><p class="s13">konkav: 0.005 d<span class="s14"><sub>1</sub></span></p></td><td><p class="s13">Projektor</p><p class="s13">Projektorschablone, Radiuslehre, Messuhr, Projektor</p></td></tr><tr><td><p class="s13">f) Radius Rand<br />
Kontaktfläche R<span class="s14"><sub>2</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">Form A: gleichmäßiger Übergang auf R<span class="s14"><sub>1</sub></span></p><p class="s13">Form B: 1.5 R<span class="s14"><sub>2</sub></span> zulässig</p><p class="s13">Form C: <u>&lt;</u>0,1d<span class="s14"><sub>1</sub></span></p></td><td><p class="s13">Profilschablone, Projektor,</p><p class="s13">Radiuslehre</p></td></tr><tr><td><p class="s13">g) Radius</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>3 </sub></span>und R<span class="s14"><sub>5</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">leicht gerundet zulässig</p></td><td><p class="s13">Projektor</p></td></tr><tr><td><p class="s13">h) Übergangsradius Auflagefläche Schaft R<span class="s14"><sub>4</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span><u>&lt;</u> 2 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0,08 pg.1 d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 2 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0,1</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 3 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0,2</p></td><td><p class="s13">Projektor im Zweifel: Schliff</p></td></tr><tr><td><p class="s13">i) Zul. Abweichung von</p><p class="s13">der Zylinderform</p></td><td><p class="s13">max. 7° 30’: or d<span class="s14"><sub>2</sub> </span> <u>&lt;</u> l, l <u>&gt;</u> 0,7 mm und k <u>&lt;</u> 0,6 d<span class="s14"><sub>1</sub></span>.</p><p class="s13">max. 15°: alle übrigen Niete</p></td><td><p class="s13">Projektor</p></td></tr><tr><td><p class="s13">k) Achsabweichung Kopf/Schaft [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub> </span><u>&lt;</u> 4 0,15</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub> </span>&gt; 4 0,2</p><p class="s13">allgem.: ca. 70% der zulässigen Abweichung nach</p><p class="s13">per DIN 46240</p></td><td><p class="s13">Projektor<br />
Rundlaufprüfgerät</p></td></tr></table><br />
<br />
====Plattierte Kontaktnietes====<br />
Plattierte Niete (Bimetall- oder Trimetallniete), bei denen nur ein Teil des Nietkopfes<br />
(Bimetallniet) bzw. auch des Schaftes (Trimetallniet) aus Kontaktmaterial<br />
besteht (Rest aus Kupfer), ersetzen aus wirtschaftlichen Gründen ab einem<br />
bestimmten, von der jeweiligen Edelmetallnotierung abhängigen Volumen,<br />
massive Kontakte. Bi- bzw. Trimetallniete werden ebenfalls vollautomatisch und<br />
abfalllos aus Draht hergestellt, wobei zwischen zwei Verfahren unterschieden<br />
wird.<br />
<br />
Bei der Herstellung durch Kaltpressschweißen entsteht die Verbindung ohne<br />
äußere Wärmezufuhr durch hohe plastische Verformung der stirnseitig gegeneinander<br />
gepressten Drahtabschnitte aus dem duktilen Kontaktwerkstoff und<br />
dem Trägerwerkstoff Kupfer (<xr id="fig:Cold_bonding_of_bimetall_rivets"/><!--(Fig. 3.1)-->. <figure id="fig:Cold_bonding_of_bimetall_rivets"><br />
[[File:Cold_bonding_of_bimetall_rivets.jpg|right|thumb|Kaltpressschweißen von Bimetallnieten (schematisch)]]<br />
</figure>). Die Presskraft muss so hoch sein, dass<br />
sich die Gitterbausteine der beiden Metalle auf Abstände von wenigen Atomradien<br />
annähern und so die anziehenden Kräfte zwischen den Atomen wirksam<br />
werden. Daher ist bei diesem Herstellungsverfahren auf die Einhaltung eines<br />
Kopf-Schaftverhältnisses von 2:1 zu achten.<br />
<br />
Beim Warmpressschweißen wird die erforderliche Wärme durch kurzzeitigen<br />
Stromfluss erzeugt (<xr id="fig:Hot_bonding_of_bimetal_rivets"/> <!--(Fig. 3.2)-->. <figure id="fig:Hot_bonding_of_bimetal_rivets"><br />
[[File:Hot_bonding_of_bimetal_rivets.jpg|right|thumb|Warmpressschweißen von Bimetallnieten (schematisch)]]<br />
</figure>). In der Stromenge zwischen Kontaktwerkstoff und<br />
Trägerwerkstoff entsteht dabei im Falle der Kombination Ag mit Cu eine<br />
schmelzflüssige eutektische Silber-Kupfer-Legierung. Bei Verwendung metalloxidhaltiger<br />
Kontaktwerkstoffe haben die in der Schmelze unlöslichen Oxidpartikel<br />
die Neigung flächenhaft zu koagulieren, wodurch die mechanische<br />
Festigkeit der Verbindung stark herabgesetzt wird. Daher erfolgt für diese<br />
Werkstoffgruppe die Herstellung der Niete durch Kaltpressschweißen. Die beim Kaltpressschweißen erforderliche hohe Oberflächenvergrößerung<br />
kann beim Warmpressschweißen verringert werden bzw. entfallen, so dass das<br />
Kopf-/Schaft-Verhältnis von 2:1 unterschritten werden kann.<br />
<br />
Bimetallniete mit Kontaktauflagen aus AgPd sowie Legierungen auf Au-, Pdund<br />
Pt-Basis können aufgrund ihres gegenüber dem Sockelwerkstoff Kupfer<br />
stark unterschiedlichen Verfestigungsverhaltens und den meist kleinen<br />
Abmessungen nicht von Draht ausgehend hergestellt werden.<br />
Ausgangsmaterial für die Herstellung solcher Kontaktniete ist Kontaktbimetallband,<br />
aus dem die Niete in mehreren Stufen geformt und schließlich ausgestanzt<br />
werden. Ähnliche Fertigungsabläufe werden auch bei Kontaktnieten mit<br />
Kopfdurchmesser > 8 mm und silberhaltigen Kontaktauflagen angewandt. <br />
<br />
*Typische Kontaktformen für Bimetallniete <xr id="fig:Typical_contact_shapes_for_composite_rivets"/><br />
<figure id="fig:Typical_contact_shapes_for_composite_rivets"><br />
[[File:Typical_contact_shapes_for_composite_rivets.jpg|right|thumb|Typische Kontaktformen für Bimetallniete]]<br />
</figure><br />
*Kontaktwerkstoffe <br /> Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CDO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZNO)<br /><br />
<br />
*Trägerwerkstoffe <br /> Cu <br /><br />
<br />
*Abmessungsbereiche <xr id="fig:Dimensional_ranges"/> <br />Die jeweiligen Merkmale können nicht unabhängig von einander gewählt werden.<br />
Sie hängen vor allem von der Verformbarkeit des gewünschten<br />
Kontaktwerkstoffes ab. Vor der Festlegung der Abmessungen empfiehlt sich<br />
daher die Rücksprache mit dem Hersteller. <br /><br />
<figure id="fig:Dimensional_ranges"><br />
[[File:Dimensional_ranges.jpg|right|thumb|Abmessungsbereiche]]<br />
</figure><br />
*Qualitätsmerkmale und Toleranzen <xr id="fig:Quality_criteria_and_tolerances"/><br />
<br />
<figure id="fig:Quality_criteria_and_tolerances"><br />
[[File:Quality_criteria_and_tolerances.jpg|left|Qualitätsmerkmale und Toleranzen]]<br />
</figure><br />
<br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s13">Criteria</p></th><th><p class="s13">Form B Form C</p><p class="s13">Trapezoidal head, Trapezoidal head radiused flat</p></th><th><p class="s13">Suggested test</p><p class="s13">equipment</p></th></tr><tr><td><p class="s13">a) Head diameter</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1 </sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">During optical measurement disregard corner radius R<span class="s14"><sub>3</sub> </span><u>+</u> 0.1</p></td><td><p class="s13">Comparator, measu-</p><p class="s13">ring microscpope</p></td></tr><tr><td><p class="s13">b) Head thickness</p><p class="s13">k [mm]</p></td><td><p class="s13">+ 0.1</p></td><td><p class="s13">Micrometer,</p><p class="s13">Dial indicator</p></td></tr><tr><td><p class="s13">c) Shank diameter</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">Deviation from roundness and conical shape of</p><p class="s13">shank only within allowed diameter tolerance d<span class="s14"><sub>2</sub> </span> <u>&lt;</u> 1.5 - 0.08</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 1.5 - 0.1</p></td><td><p class="s13">Micrometer</p></td></tr><tr><td><p class="s13">d) Shank length l</p><p class="s13">[mm]</p></td><td><p class="s13">+ 0.15</p></td><td><p class="s13">Micrometer, Dial indicator, Comparator</p></td></tr><tr><td><p class="s13">e) Radius at center</p><p class="s13">of contact surface</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>1</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">Form B: <u>+</u> 10%, but not below</p><p class="s15">+<span class="s13"> 0.5 mm</span></p><p class="s13">Form C: Allowable deviation from flatness: convex: within head thickness tolerance concave: 0.005 d<span class="s14">1</span></p></td><td><p class="s13">Comparator, Comparator template, Radius gage, Profile template</p></td></tr><tr><td><p class="s13">f) Radius at edge</p><p class="s13">of contact surface</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>2</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">per DIN 46240: Form B and C max. 0.5 without DIN:max. 1</p></td><td><p class="s13">Profile template,</p><p class="s13">Comparator, Radius gage</p></td></tr><tr><td><p class="s13">g) Radii</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>3</sub> </span>and R<span class="s14"><sub>5</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">Sligth rounding allowed</p></td><td><p class="s13">Comparator</p></td></tr><tr><td><p class="s13">h) Transition radius</p><p class="s13">head underside to shank R<span class="s14"><sub>4</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span><u>&lt;</u> 2 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0.08 d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 2 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0.1 d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 3 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0.2</p></td><td><p class="s13">Comparator, if in doubt: micro-section</p></td></tr><tr><td><p class="s13">i) Allowed deviation from cylindrical shape</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub> </span> <u>&lt;</u> 4 up to 7°30’ + 2°30’</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub> </span>&gt; 4 up to 10° + 5°</p></td><td><p class="s13">Comparator, Measu- ring microscope, if in doubt: microsection</p></td></tr><tr><td><p class="s13">k) Concentricity bet-</p><p class="s13">ween head and shank center line [mm]</p></td><td><p class="s13">5% of d<span class="s14"><sub>1</sub></span></p></td><td><p class="s13">Comparator,</p><p class="s13">Measuring microscope, Special turn fixture</p></td></tr><tr><td><p class="s13">l) Contact layer</p><p class="s13">thickness [mm]</p></td><td><p class="s13">In center area of 0.5 d<span class="s14"><sub>1</sub> </span>s<u>&gt;</u> nominal thickness</p><p class="s13">Remaining head area must be covered</p></td><td><p class="s13">Measuring micros- cope, Microsection</p></td></tr></table><br />
<br />
*Typische Kontaktformen für Trimetallniete <xr id="fig:Typical_contact_shapes_of_tri-metal_rivets"/><br />
<figure id="fig:Typical_contact_shapes_of_tri-metal_rivets"><br />
[[File:Typical_contact_shapes_of_tri-metal_rivets.jpg|right|thumb|Typische Kontaktformen für Trimetallniete]]<br />
</figure><br />
*Kontaktwerkstoffe <br /> Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CDO), Ag/SnO (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZNO)<br /> <br />
<br />
*Trägerwerkstoffe <br /> Cu <br /><br />
<br />
*Abmessungsbereiche <xr id="fig:Dimensional_ranges2"/><br />
<figure id="fig:Dimensional_ranges2"><br />
[[File:Dimensional_ranges2.jpg|right|thumb|Abmessungsbereiche]]<br />
</figure><br />
*Standardwerte für Nietabmessungen<br />
<br />
<table class="twocolortable" style="width:75%"><br />
<tr><th>d<sub>1</sub></th><th><p class="s13">k</p></th><th><p class="s13">1</p></th><th><p class="s13">d<sub>2</sub></p></th><th><p class="s13">&alpha;</p></th><th><p class="s13">r<sub>1</sub></p></th><th><p class="s13">s<sub>1</sub></p></th><th><p class="s13">s<sub>2</sub></p></th></tr><tr><td><p class="s13">3.0</p></td><td><p class="s13">0.8</p></td><td><p class="s13">2.0</p></td><td><p class="s13">1.5</p></td><td><p class="s13">7.5°</p></td><td><p class="s13">4.0</p></td><td><p class="s13">0.4</p></td><td><p class="s13">1.0</p></td></tr><tr><td><p class="s13">4.0</p></td><td><p class="s13">1.0</p></td><td><p class="s13">2.5</p></td><td><p class="s13">2.0</p></td><td><p class="s13">7.5°</p></td><td><p class="s13">8.0</p></td><td><p class="s13">0.5</p></td><td><p class="s13">1.2</p></td></tr><tr><td><p class="s13">5.0</p></td><td><p class="s13">1.2</p></td><td><p class="s13">3.0</p></td><td><p class="s13">2.5</p></td><td><p class="s13">10°</p></td><td><p class="s13">12.0</p></td><td><p class="s13">0.6</p></td><td><p class="s13">1.4</p></td></tr></table><br />
<br />
====Lotplattierte Kontaktniete====<br />
In Sonderfällen, bei hohen Umgebungstemperaturen und starker thermischer<br />
und mechanischer Beanspruchung im Schaltbetrieb, ist eine stoffschlüssige<br />
Verbindung zwischen Kontaktniet und Trägerwerkstoff erforderlich, um eine<br />
Lockerung der Verbindung und dadurch einen frühzeitigen Ausfall des Schaltgerätes<br />
zu vermeiden. Dabei werden die Unterseite des Nietkopfes und der<br />
Nietschaft mit einer dünnen Lotschicht plattiert. In den Fertigungsablauf wird<br />
dann nach dem Einnieten noch eine Wärmebehandlung integriert.<br />
<br />
====Kontaktniete mit gelöteter Kontaktauflage====<br />
Für bestimmte Anwendungen werden Kontaktniete mit Kontaktauflagen vor<br />
allem aus Wolfram, aber auch Silber-Wolfram sowie Silber-Grafit und ähnlichen<br />
spröden, nicht ausreichend verformbaren Werkstoffen benötigt. Solche<br />
Kontaktniete sind nur in gelöteter Ausführung herstellbar. Dabei werden die<br />
Kontaktauflagen in Rondenform mit speziellem Hartlot unter Schutzgas auf<br />
vorgefertigte Sockel aus Kupfer oder Eisen aufgelötet.<br />
<br />
===Kontaktplättchen und -formteile===<br />
In Schaltgeräten der Energietechnik werden häufig Kontaktplättchen oder<br />
-formteile eingesetzt, die meist durch Löten oder Schweißen auf Kontaktträger<br />
aufgebracht werden. Die Plättchen und Formteile werden je nach Kontaktwerkstoff<br />
nach unterschiedlichen Verfahren hergestellt. Die am häufigsten<br />
verwendeten Fertigungsverfahren sind:<br />
<br />
*Stanzen aus Bändern, Streifen und Profilen<br />
*Trennen aus stranggepressten Stangen<br />
*Pressen, Sintern und Tränken<br />
*Pressen, Sintern und Nachpressen<br />
*Pressen und Sintern<br />
<br />
Das Stanzen von Kontaktplättchen setzt ausreichend duktiles Kontakthalbzeug<br />
voraus, z.B. Silber, Silber-Legierungen, Silber-Nickel, Silber-Metalloxid und<br />
Silber-Grafit (mit Grafit-Fasern parallel zur Schaltfläche). Plättchen aus Silber-<br />
Metalloxid und Silber-Grafit benötigen für das Aufbringen auf Trägerteile<br />
zusätzlich eine gut löt-und schweißbare Silber-Unterschicht, die bei der<br />
Halbzeugfertigung nach unterschiedlichen Verfahren erzeugt wird. Um den<br />
Fügevorgang möglichst rationell zu gestalten, werden Bänder und Profile auf der<br />
Rückseite häufig mit einer geeigneten Lotschicht, z.B. L-Ag15P beschichtet.<br />
Bei Silber-Grafit mit Grafit-Fasern senkrecht zur Schaltfläche werden die<br />
Plättchen aus stranggepressten Stangen scheibenförmig getrennt und durch<br />
einen nachfolgenden Entkohlungsvorgang die löt- und schweißbare Ag-<br />
Unterseite erzeugt.<br />
<br />
Das Press-Sinter-Tränkverfahren wird bei der Herstellung von Formteilen z.B.<br />
aus Silber-Wolfram und Kupfer-Wolfram angewandt, wenn der Wolframanteil<br />
> 50 Massen-% beträgt. Der Silber- bzw. Kupferüberschuss auf der Unterseite<br />
der Formteile erleichtert das nachfolgende Löten oder Schweißen.<br />
<br />
Die Press-Sinter-Nachpresstechnik ermöglicht die Herstellung von Formteilen<br />
mit Silber- oder Kupferanteilen > 70 Massen-%. Nach diesem Verfahren können<br />
auch Teile aus zwei Schichten hergestellt werden, wobei die obere Schicht zur<br />
Kontaktgabe dient und die untere Schicht den Fügevorgang unterstützt.<br />
<br />
Die Press-Sintertechnik ist auf die Herstellung von Silber-Wolfram-Teilen mit<br />
kleinen Abmessungen und einem Ag-Anteil von ca. 65 Massen-% begrenzt.<br />
<br />
*Kontaktwerkstoffe <br /> Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR Spezial), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO), Ag/C (GRAPHOR), Ag/W (SIWODUR), Ag/WC (SIWODUR C), Ag/WC/C (SIWODUR C/C), Ag/Mo (SILMODUR), Cu/W (CUWODUR)<br /><br />
<br />
*Typische Kontaktformen für Plättchen und Formteile <xr id="fig:Typical_contact_shapes_of_tips_and_formed_contact_parts"/><br />
<figure id="fig:Typical_contact_shapes_of_tips_and_formed_contact_parts"><br />
[[File:Typical_contact_shapes_of_tips_and_formed_contact_parts.jpg|right|thumb|Typical contact shapes of tips and formed contact parts]]<br />
</figure><br />
*Abmessungsbereiche<br />Attachment Method: Welding <br />Bonding Area: approx. 5 – 25 mm<sup>2</sup><br />Attachment Method: Brazing <br />Bonding Area: > 25 mm<sup>2</sup> <br /><br />
<br />
Aufgrund der großen Vielfalt von Ausführungsformen von Kontaktplättchen und<br />
-formteilen werden hinsichtlich der Qualitätsmerkmale und Maßtoleranzen meist<br />
gesonderte Vereinbarungen zwischen Hersteller und Anwender getroffen.<br />
<br />
===Aufschweißkontakte===<br />
<br />
Bei Kontaktstellen, die erhöhten Umgebungstemperaturen ausgesetzt sind, z.B.<br />
in Reglern für Kochplatten, ist die Verwendung von Kontaktnieten oder das<br />
direkte Aufschweißen von silberhaltigem Kontaktmaterial auf Träger aus Eisen<br />
oder Thermobimetall aus verbindungstechnischen Gründen nicht möglich. Für<br />
derartige Anwendungsfälle eignen sich Aufschweißkontakte.<br />
<br />
Aufschweißkontakte sind runde oder viereckige Plättchen aus Kontaktbimetall<br />
oder für spezielle Anwendungsfälle aus -trimetall, wobei die Oberseite aus dem<br />
gewünschten edelmetallhaltigen Kontaktwerkstoff, die Unterseite aus einem gut<br />
schweißbaren Werkstoff mit hohem spezifischem elektrischen Widerstand, z.B.<br />
Eisen, Nickel, Kupfer-Nickel-Legierungen u.a. besteht. Zur Verbesserung des<br />
Schweißvorgangs sind auf der Unterseite der Aufschweißkontakte üblicherweise<br />
eine oder mehrere Schweißwarzen angeprägt.<br />
<br />
Die Herstellung der Aufschweißkontakte aus Kontaktbimetall setzt einen ausreichend<br />
duktilen Kontaktwerkstoff voraus. Aufschweißkontakte mit Wolfram-<br />
Auflage werden daher durch Löten der Wolfram-Plättchen auf die schweißbare<br />
Unterseite hergestellt.<br />
<br />
*Typische Kontaktformen für Aufschweißkontakte <xr id="fig:Typical_contact_forms_of_weld_buttons"/><br />
<figure id="fig:Typical_contact_forms_of_weld_buttons"><br />
[[File:Typical_contact_forms_of_weld_buttons.jpg|right|thumb|Typische Kontaktformen für Aufschweißkontakte]]<br />
</figure><br />
*Kontaktwerkstoffe <br /> Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR-Spezial), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO) <br /><br />
<br />
*Basiswerkstoffe<br />Ni, Fe, CuNi, CuNiZn u.a<br /><br />
<br />
*Abmessungsbereiche <xr id="fig:13neuDimensional -Ranges"/><br />
<figure id="fig:13neuDimensional -Ranges"><br />
[[File:13neuDimensional -Ranges.jpg|right|thumb|Abmessungsbereiche]]<br />
</figure><br />
*Qualitätsmerkmale für Aufschweißkontakte in Standardausführung <xr id="fig:16Quality_criteria_-of_standard_weld_-buttonsneu"/><br />
<figure id="fig:16Quality_criteria_-of_standard_weld_-buttonsneu"><br />
[[File:16Quality_criteria_-of_standard_weld_-buttonsneu.jpg|right|thumb|Qualitätsmerkmale für Aufschweißkontakte in Standardausführung]]<br />
</figure><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[:Technologien_für_die_Herstellung_von_Kontaktteilen#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Manufacturing_of_Single_Contact_Parts]]</div>Teitscheidhttps://www.electrical-contacts-wiki.com/index.php?title=Herstellung_von_Einzelkontakten&diff=4045Herstellung von Einzelkontakten2014-09-24T11:54:49Z<p>Teitscheid: temp edit</p>
<hr />
<div>Zu den Einzelkontakten sind vor allem Kontaktniete, -plättchen bzw. -formteile<br />
sowie Aufschweißkontakte zu zählen. Kontaktkugeln haben aus wirtschaftlichen<br />
Gründen heute kaum noch Bedeutung.<br />
<br />
===Kontaktniete===<br />
<br />
====Massive Kontaktniete====<br />
<br />
Massive Kontaktniete stellen die ältesten und gebräuchlichsten Kontaktteile dar.<br />
Ihre Herstellung setzt einen ausreichend verformbaren Kontaktwerkstoff voraus<br />
und erfolgt überwiegend auf Spezialmaschinen abfallfrei und vollautomatisch.<br />
Der Draht aus Kontaktmaterial wird dabei in Abschnitte getrennt und daraus<br />
durch Pressen und Hämmern der Nietkopf geformt. Auf diese Weise können<br />
Kontaktniete je nach Anwendung mit flacher, kuppiger, runder oder spitzer<br />
Kopfform hergestellt werden.<br />
<figure id="fig:Typical_Contact_Shapes_of_Solid_Contact_Rivets"><br />
[[File:Ty_pical_Contact_Shapes_of_Solid_Contact_Rivets.jpg|right|thumb|Typische Kontaktformen für massive Kontakte]]<br />
</figure><br />
*Typische Kontaktformen für massive Kontakte <xr id="fig:Typical_Contact_Shapes_of_Solid_Contact_Rivets"/><br />
<br />
*Kontaktwerkstoffe <br /> Au-, AgPd-, PdCu-Alloys, Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR-Spezial), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO),Ag/C 97/3*, Cu<br /> <span class="small"><sup>*</sup> in der Dimensionierung stark eingeschränkt</span> <br />
<br />
*Abmessungsbereiche <xr id="fig:Dimensional_Ranges"/> <br /> Die jeweiligen Merkmale können nicht unabhängig von einander gewählt werden. Sie hängen vor allem von der Verformbarkeit des gewünschten Kontaktwerkstoffes ab. Vor der Festlegung der Abmessungen empfiehlt sich daher die Rücksprache mit dem Hersteller. <br /><br />
<figure id="fig:Dimensional_Ranges"><br />
[[File:Dimensional Ranges.jpg|right|thumb|Abmessungsbereiche]] <br />
</figure><br />
*Qualitätsmerkmale und Toleranzen <xr id="fig:Qualitaetsmerkmale_und_Toleranzen"/><br />
<figure id="fig:Qualitaetsmerkmale_und_Toleranzen"><br />
[[File:Qualitaetsmerkmale und Toleranzen.jpg|left|Qualitaetsmerkmale und Toleranzen]]<br />
</figure><br />
<br />
<table class="twocolortable" border="1" cellspacing="0" style="border-collapse:collapse"><tr><th><p class="s13">Merkmale</p></th><th><p class="s13">Form A Form B Form C</p><p class="s13">Rundkopf Trapezkopf bombiert Trapezkopf, flach</p></th><th><p class="s13">Prüfmittelvorschlag</p></th></tr><tr><td><p class="s13">a) Kopfdurchmesser d<sub>1</sub> [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub></span><u>&lt;</u> 4 + 0,06 Bei optischer Messung ohne</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub></span>&gt; 4 - 0,06 Berücksichtigung Radius</p><p class="s13">Auflagekante R<span class="s14"><sub>3</sub></span></p></td><td><p class="s13">Projektor,</p><p class="s13">Messmikroskop</p></td></tr><tr><td><p class="s13">b) Kopfhöhe</p><p class="s13">k [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub></span><u>&lt;</u> 4 + 0,03</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub></span>&gt; 4 + 0,08</p></td><td><p class="s13">Mikrometer, Messuhr</p></td></tr><tr><td><p class="s13">c) Schaftdurchmesser d<span class="s14"><sub>2</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub></span><u>&lt;</u> 2 - 0,06</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub></span>&gt; 2 - 0,08</p></td><td><p class="s13">Mikrometer</p></td></tr><tr><td><p class="s13">d) Schaftlänge [mm]</p></td><td><p class="s13">+ 0,15</p></td><td><p class="s13">Mikrometer,</p><p class="s13">Messuhr, Projektor,</p></td></tr><tr><td><p class="s13">e) Radius Mitte</p><p class="s13">Kontaktfläche</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>1</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">Form A und B: innerhalb der Kopfhöhentoleranz</p><p class="s13">Form C: Zulässige Planheitsabweichung: konvex: innerhalb der Kopfhöhentoleranz</p><p class="s13">konkav: 0.005 d<span class="s14"><sub>1</sub></span></p></td><td><p class="s13">Projektor</p><p class="s13">Projektorschablone, Radiuslehre, Messuhr, Projektor</p></td></tr><tr><td><p class="s13">f) Radius Rand<br />
Kontaktfläche R<span class="s14"><sub>2</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">Form A: gleichmäßiger Übergang auf R<span class="s14"><sub>1</sub></span></p><p class="s13">Form B: 1.5 R<span class="s14"><sub>2</sub></span> zulässig</p><p class="s13">Form C: <u>&lt;</u>0,1d<span class="s14"><sub>1</sub></span></p></td><td><p class="s13">Profilschablone, Projektor,</p><p class="s13">Radiuslehre</p></td></tr><tr><td><p class="s13">g) Radius</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>3 </sub></span>und R<span class="s14"><sub>5</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">leicht gerundet zulässig</p></td><td><p class="s13">Projektor</p></td></tr><tr><td><p class="s13">h) Übergangsradius Auflagefläche Schaft R<span class="s14"><sub>4</sub></span> [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span><u>&lt;</u> 2 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0,08 pg.1 d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 2 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0,1</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 3 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0,2</p></td><td><p class="s13">Projektor im Zweifel: Schliff</p></td></tr><tr><td><p class="s13">i) Zul. Abweichung von</p><p class="s13">der Zylinderform</p></td><td><p class="s13">max. 7° 30’: or d<span class="s14"><sub>2</sub> </span> <u>&lt;</u> l, l <u>&gt;</u> 0,7 mm und k <u>&lt;</u> 0,6 d<span class="s14"><sub>1</sub></span>.</p><p class="s13">max. 15°: alle übrigen Niete</p></td><td><p class="s13">Projektor</p></td></tr><tr><td><p class="s13">k) Achsabweichung Kopf/Schaft [mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub> </span><u>&lt;</u> 4 0,15</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub> </span>&gt; 4 0,2</p><p class="s13">allgem.: ca. 70% der zulässigen Abweichung nach</p><p class="s13">per DIN 46240</p></td><td><p class="s13">Projektor<br />
Rundlaufprüfgerät</p></td></tr></table><br />
<br />
====Plattierte Kontaktnietes====<br />
Plattierte Niete (Bimetall- oder Trimetallniete), bei denen nur ein Teil des Nietkopfes<br />
(Bimetallniet) bzw. auch des Schaftes (Trimetallniet) aus Kontaktmaterial<br />
besteht (Rest aus Kupfer), ersetzen aus wirtschaftlichen Gründen ab einem<br />
bestimmten, von der jeweiligen Edelmetallnotierung abhängigen Volumen,<br />
massive Kontakte. Bi- bzw. Trimetallniete werden ebenfalls vollautomatisch und<br />
abfalllos aus Draht hergestellt, wobei zwischen zwei Verfahren unterschieden<br />
wird.<br />
<br />
Bei der Herstellung durch Kaltpressschweißen entsteht die Verbindung ohne<br />
äußere Wärmezufuhr durch hohe plastische Verformung der stirnseitig gegeneinander<br />
gepressten Drahtabschnitte aus dem duktilen Kontaktwerkstoff und<br />
dem Trägerwerkstoff Kupfer (<xr id="fig:Cold_bonding_of_bimetall_rivets"/><!--(Fig. 3.1)-->. <figure id="fig:Cold_bonding_of_bimetall_rivets"><br />
[[File:Cold_bonding_of_bimetall_rivets.jpg|right|thumb|Kaltpressschweißen von Bimetallnieten (schematisch)]]<br />
</figure>). Die Presskraft muss so hoch sein, dass<br />
sich die Gitterbausteine der beiden Metalle auf Abstände von wenigen Atomradien<br />
annähern und so die anziehenden Kräfte zwischen den Atomen wirksam<br />
werden. Daher ist bei diesem Herstellungsverfahren auf die Einhaltung eines<br />
Kopf-Schaftverhältnisses von 2:1 zu achten.<br />
<br />
Beim Warmpressschweißen wird die erforderliche Wärme durch kurzzeitigen<br />
Stromfluss erzeugt (<xr id="fig:Hot_bonding_of_bimetal_rivets"/> <!--(Fig. 3.2)-->. <figure id="fig:Hot_bonding_of_bimetal_rivets"><br />
[[File:Hot_bonding_of_bimetal_rivets.jpg|right|thumb|Warmpressschweißen von Bimetallnieten (schematisch)]]<br />
</figure>). In der Stromenge zwischen Kontaktwerkstoff und<br />
Trägerwerkstoff entsteht dabei im Falle der Kombination Ag mit Cu eine<br />
schmelzflüssige eutektische Silber-Kupfer-Legierung. Bei Verwendung metalloxidhaltiger<br />
Kontaktwerkstoffe haben die in der Schmelze unlöslichen Oxidpartikel<br />
die Neigung flächenhaft zu koagulieren, wodurch die mechanische<br />
Festigkeit der Verbindung stark herabgesetzt wird. Daher erfolgt für diese<br />
Werkstoffgruppe die Herstellung der Niete durch Kaltpressschweißen. Die beim Kaltpressschweißen erforderliche hohe Oberflächenvergrößerung<br />
kann beim Warmpressschweißen verringert werden bzw. entfallen, so dass das<br />
Kopf-/Schaft-Verhältnis von 2:1 unterschritten werden kann.<br />
<br />
Bimetallniete mit Kontaktauflagen aus AgPd sowie Legierungen auf Au-, Pdund<br />
Pt-Basis können aufgrund ihres gegenüber dem Sockelwerkstoff Kupfer<br />
stark unterschiedlichen Verfestigungsverhaltens und den meist kleinen<br />
Abmessungen nicht von Draht ausgehend hergestellt werden.<br />
Ausgangsmaterial für die Herstellung solcher Kontaktniete ist Kontaktbimetallband,<br />
aus dem die Niete in mehreren Stufen geformt und schließlich ausgestanzt<br />
werden. Ähnliche Fertigungsabläufe werden auch bei Kontaktnieten mit<br />
Kopfdurchmesser > 8 mm und silberhaltigen Kontaktauflagen angewandt. <br />
<br />
*Typische Kontaktformen für Bimetallniete <xr id="fig:Typical_contact_shapes_for_composite_rivets"/><br />
<figure id="fig:Typical_contact_shapes_for_composite_rivets"><br />
[[File:Typical_contact_shapes_for_composite_rivets.jpg|right|thumb|Typische Kontaktformen für Bimetallniete]]<br />
</figure><br />
*Kontaktwerkstoffe <br /> Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CDO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZNO)<br /><br />
<br />
*Trägerwerkstoffe <br /> Cu <br /><br />
<br />
*Abmessungsbereiche <xr id="fig:Dimensional_ranges"/> <br />Die jeweiligen Merkmale können nicht unabhängig von einander gewählt werden.<br />
Sie hängen vor allem von der Verformbarkeit des gewünschten<br />
Kontaktwerkstoffes ab. Vor der Festlegung der Abmessungen empfiehlt sich<br />
daher die Rücksprache mit dem Hersteller. <br /><br />
<figure id="fig:Dimensional_ranges"><br />
[[File:Dimensional_ranges.jpg|right|thumb|Abmessungsbereiche]]<br />
</figure><br />
*Qualitätsmerkmale und Toleranzen <xr id="fig:Quality_criteria_and_tolerances"/><br />
<br />
<figure id="fig:Quality_criteria_and_tolerances"><br />
[[File:Quality_criteria_and_tolerances.jpg|left|Qualitätsmerkmale und Toleranzen]]<br />
</figure><br />
<br />
<table class="twocolortable"><br />
<tr><th><p class="s13">Criteria</p></th><th><p class="s13">Form B Form C</p><p class="s13">Trapezoidal head, Trapezoidal head radiused flat</p></th><th><p class="s13">Suggested test</p><p class="s13">equipment</p></th></tr><tr><td><p class="s13">a) Head diameter</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1 </sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">During optical measurement disregard corner radius R<span class="s14"><sub>3</sub> </span><u>+</u> 0.1</p></td><td><p class="s13">Comparator, measu-</p><p class="s13">ring microscpope</p></td></tr><tr><td><p class="s13">b) Head thickness</p><p class="s13">k [mm]</p></td><td><p class="s13">+ 0.1</p></td><td><p class="s13">Micrometer,</p><p class="s13">Dial indicator</p></td></tr><tr><td><p class="s13">c) Shank diameter</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">Deviation from roundness and conical shape of</p><p class="s13">shank only within allowed diameter tolerance d<span class="s14"><sub>2</sub> </span> <u>&lt;</u> 1.5 - 0.08</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 1.5 - 0.1</p></td><td><p class="s13">Micrometer</p></td></tr><tr><td><p class="s13">d) Shank length l</p><p class="s13">[mm]</p></td><td><p class="s13">+ 0.15</p></td><td><p class="s13">Micrometer, Dial indicator, Comparator</p></td></tr><tr><td><p class="s13">e) Radius at center</p><p class="s13">of contact surface</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>1</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">Form B: <u>+</u> 10%, but not below</p><p class="s15">+<span class="s13"> 0.5 mm</span></p><p class="s13">Form C: Allowable deviation from flatness: convex: within head thickness tolerance concave: 0.005 d<span class="s14">1</span></p></td><td><p class="s13">Comparator, Comparator template, Radius gage, Profile template</p></td></tr><tr><td><p class="s13">f) Radius at edge</p><p class="s13">of contact surface</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>2</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">per DIN 46240: Form B and C max. 0.5 without DIN:max. 1</p></td><td><p class="s13">Profile template,</p><p class="s13">Comparator, Radius gage</p></td></tr><tr><td><p class="s13">g) Radii</p><p class="s13">R<span class="s14"><sub>3</sub> </span>and R<span class="s14"><sub>5</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">Sligth rounding allowed</p></td><td><p class="s13">Comparator</p></td></tr><tr><td><p class="s13">h) Transition radius</p><p class="s13">head underside to shank R<span class="s14"><sub>4</sub> </span>[mm]</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>2</sub> </span><u>&lt;</u> 2 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0.08 d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 2 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0.1 d<span class="s14"><sub>2</sub> </span>&gt; 3 R<span class="s14"><sub>4</sub> </span><u>&lt;</u> 0.2</p></td><td><p class="s13">Comparator, if in doubt: micro-section</p></td></tr><tr><td><p class="s13">i) Allowed deviation from cylindrical shape</p></td><td><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub> </span> <u>&lt;</u> 4 up to 7°30’ + 2°30’</p><p class="s13">d<span class="s14"><sub>1</sub> </span>&gt; 4 up to 10° + 5°</p></td><td><p class="s13">Comparator, Measu- ring microscope, if in doubt: microsection</p></td></tr><tr><td><p class="s13">k) Concentricity bet-</p><p class="s13">ween head and shank center line [mm]</p></td><td><p class="s13">5% of d<span class="s14"><sub>1</sub></span></p></td><td><p class="s13">Comparator,</p><p class="s13">Measuring microscope, Special turn fixture</p></td></tr><tr><td><p class="s13">l) Contact layer</p><p class="s13">thickness [mm]</p></td><td><p class="s13">In center area of 0.5 d<span class="s14"><sub>1</sub> </span>s<u>&gt;</u> nominal thickness</p><p class="s13">Remaining head area must be covered</p></td><td><p class="s13">Measuring micros- cope, Microsection</p></td></tr></table><br />
<br />
*Typical contact shapes of tri-metal rivets <xr id="fig:Typical_contact_shapes_of_tri-metal_rivets"/><br />
<figure id="fig:Typical_contact_shapes_of_tri-metal_rivets"><br />
[[File:Typical_contact_shapes_of_tri-metal_rivets.jpg|right|thumb|Typical contact shapes of tri-metal rivets]]<br />
</figure><br />
*Contact materials <br /> Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CDO), Ag/SnO (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZNO)<br /> <br />
<br />
*Base materials <br /> Cu <br /><br />
<br />
*Dimensional ranges <xr id="fig:Dimensional_ranges2"/><br />
<figure id="fig:Dimensional_ranges2"><br />
[[File:Dimensional_ranges2.jpg|right|thumb|Dimensional ranges]]<br />
</figure><br />
*Standard values for rivet dimension<br />
<br />
<table class="twocolortable" style="width:75%"><br />
<tr><th>d<sub>1</sub></th><th><p class="s13">k</p></th><th><p class="s13">1</p></th><th><p class="s13">d<sub>2</sub></p></th><th><p class="s13">&alpha;</p></th><th><p class="s13">r<sub>1</sub></p></th><th><p class="s13">s<sub>1</sub></p></th><th><p class="s13">s<sub>2</sub></p></th></tr><tr><td><p class="s13">3.0</p></td><td><p class="s13">0.8</p></td><td><p class="s13">2.0</p></td><td><p class="s13">1.5</p></td><td><p class="s13">7.5°</p></td><td><p class="s13">4.0</p></td><td><p class="s13">0.4</p></td><td><p class="s13">1.0</p></td></tr><tr><td><p class="s13">4.0</p></td><td><p class="s13">1.0</p></td><td><p class="s13">2.5</p></td><td><p class="s13">2.0</p></td><td><p class="s13">7.5°</p></td><td><p class="s13">8.0</p></td><td><p class="s13">0.5</p></td><td><p class="s13">1.2</p></td></tr><tr><td><p class="s13">5.0</p></td><td><p class="s13">1.2</p></td><td><p class="s13">3.0</p></td><td><p class="s13">2.5</p></td><td><p class="s13">10°</p></td><td><p class="s13">12.0</p></td><td><p class="s13">0.6</p></td><td><p class="s13">1.4</p></td></tr></table><br />
<br />
==== Braze Alloy Clad Contact Rivets====<br />
For special cases, especially high surrounding temperatures with high thermal and mechanical stresses during switching operations, a full metallurgical bond between the contact rivet and the contact carrier may be required to prevent a loosening of the connection and early failures of the device. To accomplish this superior bond a thin layer of brazing alloy is added to the underside of the head and the rivet shank. During assembly a thermal treatment is added after the mechanical staking.<br />
<br />
====Contact Rivets with Brazed Contact Material Layers====<br />
For certain applications contact rivets with non-ductile or brittle materials such as tungsten, silver–tungsten, or silver–graphite are required. Rivets with these contact materials can only be fabricated by brazing. Small round tips are brazed to pre-fabricated copper or steel bases using special brazing alloys in a reducing atmosphere.<br />
<br />
=== Contact Tips===<br />
Flat or formed contact tips, welded or brazed to contact carriers, are frequently used in switching devices for higher power technology. Depending on the contact material and specified shapes these tips are produced by various manufacturing processes. The most frequently used ones are:<br />
<br />
*Stamping from strips and profiles<br />
*Cutting from extruded rods<br />
*Pressing, Sintering, and Infiltrating<br />
*Pressing, Sintering, and Re-Pressing<br />
*Pressing and Sintering<br />
<br />
For stamping sufficiently ductile semi-finished materials are needed. These are mainly silver, silver–alloys, silver–nickel, silver–metal oxide, and silver–graphite (with graphite particle orientation parallel to the switching surface). Silver–metal oxides and silver–graphite need an additional well brazable or weldable silver layer on the underside which can be bonded to the bulk of the contact material by various processes. To further facilitate the final attachment process strips and profiles are often coated on the brazing underside with an additional thin layer of brazing alloy such as L-Ag 15P (CP 102 or BCuP-5).<br />
For Ag/C with the graphite orientation perpendicular to the switching surface the brazable underside is produced by cutting tips from extruded rods and burning out graphite in a defined thickness.<br />
<br />
The press-sinter-infiltrate process (PSI) is used mainly for Ag/W and Cu/W material tips with tungsten contents of > 50 wt%. A silver or copper surplus on the underside of the tip later facilitates the brazing or welding during final assembly.<br />
<br />
The press–sinter–re-press method (PSR) allows the economic manufacturing of shaped contact parts with silver or copper contents > 70 wt%. This process also alloys parts pressed in two layers, with the upper being the contact material and the bottom side consisting of pure Ag or Cu to support easy attachment.<br />
<br />
Press–sinter processes are limited to smaller Ag/W contact tips with a Ag content of approximately 65 wt%.<br />
<br />
*Contact materials <br /> Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR Spezial), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO), Ag/C (GRAPHOR), Ag/W (SIWODUR), Ag/WC (SIWODUR C), Ag/WC/C (SIWODUR C/C), Ag/Mo (SILMODUR), Cu/W (CUWODUR)<br /><br />
<br />
*Typical contact shapes of tips and formed contact parts <xr id="fig:Typical_contact_shapes_of_tips_and_formed_contact_parts"/><br />
<figure id="fig:Typical_contact_shapes_of_tips_and_formed_contact_parts"><br />
[[File:Typical_contact_shapes_of_tips_and_formed_contact_parts.jpg|right|thumb|Typical contact shapes of tips and formed contact parts]]<br />
</figure><br />
*Dimensional ranges<br />Attachment Method: Welding <br />Bonding Area: approx. 5 – 25 mm<sup>2</sup><br />Attachment Method: Brazing <br />Bonding Area: > 25 mm<sup>2</sup> <br /><br />
<br />
Because of the wide variety of shapes of contact tips and formed contact parts the user and manufacturer usually develop special parts specific agreements on quality and tolerances.<br />
<br />
===Weld Buttons===<br />
<br />
For contacts used at higher temperatures, such as for example in controls for stove tops, the use of contact rivets or the direct welding of silver based contact materials on steel or thermo-bimetal carriers is usually not feasible. For such applications weld buttons are suitable contact components.<br />
<br />
Weld buttons are round or rectangular tips manufactured from clad contact bimetal or in some cases tri-metal semi-finished materials. The surface layer is produced from the specified contact material, the bottom weldable layer from a material with higher electrical resistivity such as steel, nickel, or for example a copper-nickel alloy. For precious metal savings a third high conductive layer of copper may be inserted between the contact material and weld backing. To improve the welding process the underside often has an embossed pattern with one or more weld projections.<br />
<br />
The manufacturing of weld buttons from bi– or tri–metal strip requires a ductile contact material. Weld buttons with tungsten contact layers are therefore produced by brazing of tungsten discs to a weldable pre-formed base.<br />
<br />
*Typical contact forms of weld buttons <xr id="fig:Typical_contact_forms_of_weld_buttons"/><br />
<figure id="fig:Typical_contact_forms_of_weld_buttons"><br />
[[File:Typical_contact_forms_of_weld_buttons.jpg|right|thumb|Typical contact forms of weld buttons]]<br />
</figure><br />
*Contact materials <br /> Ag, AgNi 0,15 (ARGODUR-Spezial), AgCu, AgCuNi (ARGODUR 27), Ag/Ni (SINIDUR), Ag/CdO (DODURIT CdO), Ag/SnO<sub>2</sub> (SISTADOX), Ag/ZnO (DODURIT ZnO) <br /><br />
<br />
*Carrier materials <br />Ni, Fe, CuNi, CuNiZn et.al.<br /><br />
<br />
*Dimensional Ranges <xr id="fig:13neuDimensional -Ranges"/><br />
<figure id="fig:13neuDimensional -Ranges"><br />
[[File:13neuDimensional -Ranges.jpg|right|thumb|Dimensional Ranges]]<br />
</figure><br />
*Quality criteria of standard weld buttons <xr id="fig:16Quality_criteria_-of_standard_weld_-buttonsneu"/><br />
<figure id="fig:16Quality_criteria_-of_standard_weld_-buttonsneu"><br />
[[File:16Quality_criteria_-of_standard_weld_-buttonsneu.jpg|right|thumb|Quality criteria of standard weld buttons]]<br />
</figure><br />
<br />
==Referenzen==<br />
[[:Technologien_für_die_Herstellung_von_Kontaktteilen#Referenzen|Referenzen]]<br />
<br />
[[en:Manufacturing_of_Single_Contact_Parts]]</div>Teitscheid