сокой термостойкостью (до 250°С) и адгезионной прочностью (прочностью на отрыв) до σвотр = 18…25 МПа. Их применяют в микроэлектронике для склеивания поверхностей меди, серебра со стеклами и керамикой при создании коммутационных слоев и монтаже элементов гибридных схем.

Палладиевые контактолы (КП-1, КП-2) уступают серебросо-

держащим по проводимости (ρ от 10 до 100 мкОм·м), но имеют преимущество по спектру склеиваемых материалов - металлов (Ag, Au, Pt, Pd, Cu, Ni, Al) со многими диэлектриками и некоторыми полупроводниками.

Никелевые контактолы (КН-1, КН-6) отличаются высокой адгезионной прочностью (σвотр до 50 МПа) и длительным сроком службы. Они применяются при монтаже микросхем, креплении кварцевых элементов в пьезодатчиках, создании экранирующих покрытий на пенопластах и т.д.

Медные контактолы (КМ-1, КМ-2) применяются как заменители дорогостоящих серебросодержащих контактолов.

2.4. Материалы для электрических контактов

Электрические контакты по условиям работы делятся на три типа: неподвижные, разрывные, скользящие.

2.4.1. Неподвижные контакты

Неподвижные контакты могут быть зажимными и цельнометаллическими.

Зажимные контакты представляют собой различного рода зажимы, клеммы, болтовые и винтовые соединения проводников, а также различные штепсельные разъемы типа вилка - розетка.

При соприкосновении контактов возникает переходное сопротивление, которое зависит от состояния контактирующих поверхностей, контактного давления и твердости материала.

Требования к зажимным контактам:

•малое и стабильное переходное сопротивление, что обеспечивается малым удельным сопротивлением материала и невысокой твердостью;

45

• коррозионная стойкость материала, не образующего на контактной поверхности оксидных пленок.

Основными материалами для зажимных контактов являются медь, латуни, цинк, стали. Контактные поверхности подвергают шлифованию и покрывают мягкими коррозионностойкими металлами: оловом, цинком, кадмием, серебром.

Цельнометаллические контакты - соединения проводников путем пайки или сварки. Припои - специальные сплавы, используемые при пайке, для создания прочного, герметичного шва и электрического контакта с малым переходным сопротивлением.

Различают мягкие и твердые припои. В качестве мягких припоев с температурой плавления ниже 300°С используют сплавы на основе легкоплавких металлов - олова, свинца, цинка. Сплавы этих металлов образуют эвтектики, электросопротивление которых мало отличается от удельного сопротивления чистых металлов.

Оловянно-свинцовые припои (ПОС) имеют температуры плавления в диапазоне 183…250°С, удельное сопротивление ρ = 0,14…0,21 мкОм·м, они применяются для пайки тонких проводов из меди и медных сплавов. Эвтектический сплав состава 39%Pb + 61%Sn (ПОС-61) имеет наименьшую температуру плавления (183°С) и наилучшую жидкотекучесть, что обеспечивает высокую прочность и качество соединения.

Среди оловянно-цинковых припоев наилучшие свойства у эвтектического сплава, содержащего 90%Sn + 10%Zn (ПОЦ-90). Он имеет температуру плавления (199°С) и применяется для пайки алюминия.

При очень низких температурах пайки (<100°С) используют сплавы на основе висмута, например, сплав 50%Bi + 25%Pb + + 12,5%Sn + 12,5%Cd с температурой плавления 68°С. Такая низкая температура плавления объясняется образованием тройных легкоплавких эвтектик.

Твердые или тугоплавкие припои предназначены для высокотемпературной пайки. Они обеспечивают большую прочность соединения за счет взаимной диффузии элементов основного металла и припоя, их удельное сопротивление ниже, чем у мягких припо-

46

ев. Твердые припои применяются для пайки меди, сталей, латуней, бронз.

В качестве твердых припоев используют чистую медь, медноцинковые, медно-фосфористые сплавы и сплавы, содержащие серебро. Cu-Zn-припои (ПМЦ) имеют малое удельное сопротивление (ρ = 0,03…0,04 мкОм·м) и температуры плавления от 825 до 880°С в зависимости от содержания меди. Вместо стандартных припоев для пайки можно применять латуни Л62 или Л68. Медно-фосфористые припои (ПМФ), содержащие 7...10%Р, позволяют вести пайку меди без флюса.

Серебряные припои имеют высокие механические, технологические и антикоррозионные свойства, невысокое переходное сопротивление. Кроме серебра они содержат медь или медь с цинком, например, ПСр72 (72%Ag + 28%Cu). С увеличением содержания серебра в припоях падает удельное сопротивление с 0,065 мкОм·м до 0,022 мкОм·м, а температура плавления изменяется от 779 до 920°С. Серебряные припои пригодны для пайки любых разнородных черных и цветных металлов и сплавов.

2.4.2. Разрывные контакты

Разрывные контакты являются наиболее нагруженными элементами электрической цепи. Они испытывают различные виды износа: электрический, химический и механический. Электрический износ связан с возникновением электрических разрядов (дуги), искрением, оплавлением, испарением и переносом металла с одного контакта на другой. Совокупность этих явлений называется эрозией. Электроэрозионное изнашивание выражается в изменении формы контактов, образовании кратера (впадины) на одном контакте и иглы (выступа) на другом, что может привести к свариванию и спеканию контактов. Спекание - соединение контактов металлическим мостиком при пробое оксидной пленки из-за недостаточных контактных давлений для ее разрушения.

Химический износ - это коррозионный износ в результате химического взаимодействия с окружающей средой. Коррозия сопровождается образованием непроводящих пленок на контактных по-

47

верхностях, что может вызвать частичное или полное нарушение проводимости контактов.

Механический износ контактов от механических воздействий проявляется в их истирании, деформации и растрескивании.

Требования к разрывным контактам:

•устойчивость против коррозии, для чего необходим высокий электродный потенциал, малое химическое сродство к компонентам среды, низкая прочность оксидных пленок;

•высокая дугостойкость, стойкость к свариванию и электрической эрозии, что обеспечивается высокой температурой плавления, высокой твердостью и износостойкостью;

•высокая электро- и теплопроводность.

В зависимости от электрической мощности различают слаботочные (малонагруженные), средне- и высоконагруженные контакты.

Слаботочные разрывные контакты используются в преци-

зионных реле систем автоматики, управления, связи, сигнализации, радиоэлектронной аппаратуре, контрольно-измерительных приборах и др. Они работают при слабых токах (до 1А) и низких контактных давлениях. Основные требования к ним: высокая коррозионная стойкость (недопустимо образование оксидных пленок на рабочих поверхностях контактов) и низкое переходное сопротивление.

Применяемые материалы: золото, серебро, платина, палладий

иих сплавы (Ag-Au, Au-Pt, Ag-Pd, Pt-Ir, Pt-Ph, Pd-Ir, Au-Ni, Au-Ag-Ni, Au-Pd-Ni). Благородные металлы (кроме Ag) применяют обычно в виде тонких гальванических покрытий, нанесенных на медь, латунь, хром и др. Осажденные слои более стойки к электроэрозии и намного тверже соответствующих металлов. В сплавах Ag-Au, Ag-Pd при 50%-ном соотношении компонентов твердость максимальна, а эрозия минимальна.

Средненагруженные контакты работают в реле различного назначения, магнитных пускателях, стартерах, средненагруженных контакторах, преобразователях тока, сигнальной аппаратуре на ж/д транспорте, бытовых приборах.

Применяемые материалы: медь и ее сплавы, вольфрам, Ag-Ni, Ag-Cd, Ag-Cu, Ag-Pd, Pd-Cu, Ag-Pd-Ni, Cu-Cd и др. Сплавы Ag-Cd, Cu-Cd отличаются высокой электропроводностью, повышенной

48