Sähkökoskettimien valmistukseen käytetyt materiaalit
Koskettimen käyttöikä ja luotettavuus riippuvat pitkälti koskettimen materiaalista.
Yhteysmateriaalivaatimukset:
1. Korkea sähkönjohtavuus ja lämmönjohtavuus.
2. Korroosionkestävä.
3. Kestävyys korkealle kalvonmuodostukselle.
4. Materiaalin alhainen kovuus puristusvoiman vähentämiseksi.
5. Korkea kovuus vähentää mekaanista kulumista toistuvan päälle- ja poiskytkennän aikana.
6. Alhainen eroosio.
7. Korkea kaarivastus (sulamispiste).
8. Valokaarien vaatima suuri virta ja jännite.
9. Helppo käsitellä ja alhaiset kustannukset.
Listatut vaatimukset ovat ristiriitaisia, ja on lähes mahdotonta löytää materiaalia, joka täyttäisi kaikki nämä vaatimukset.
Seuraavia materiaaleja käytetään koskettimiin:
Med. Täyttää lähes kaikki edellä mainitut vaatimukset paitsi korroosionkestävyydestä. Kuparioksidien johtavuus on alhainen. Kupari on yleisin kosketinmateriaali, ja sitä käytetään sekä irrotettaviin että kytkentäkoskettimiin.Irrotettavissa liitoksissa työpinnoilla käytetään korroosionestopinnoitteita.
Koskettimien kytkemisessä kuparia käytetään painettaessa yli 3 N kaikissa toimintatavoissa paitsi pitkäaikaisessa. Jatkuvassa käytössä kuparia ei suositella, mutta jos sitä käytetään, on ryhdyttävä toimenpiteisiin työpintojen hapettumisen estämiseksi. Kuparia voidaan käyttää myös kaarikoskettimiin. Matalalla kosketuspaineella (P < 3 N) kuparikoskettimien käyttöä ei suositella.
Hopea. Erittäin hyvä kontaktimateriaali, joka täyttää kaikki vaatimukset paitsi valokaarivastuksen suurilla virroilla. Sillä on hyvä kulutuskestävyys pienillä virroilla. Hopeaoksidien johtavuus on lähes sama kuin puhtaalla hopealla. Hopeaa käytetään pääkoskettimissa suurivirtaisissa laitteissa, kaikissa jatkuvassa käytössä olevissa koskettimissa. Koskettimissa pienille virroille alhaisella paineella (relekoskettimet, apupiirin koskettimet).
Hopeaa käytetään yleensä päällystysten muodossa - koko osa on valmistettu kuparista tai muusta materiaalista, johon hopeapinnoite hitsataan (juotetaan) työpinnan muodostamiseksi.
Alumiini. Kupariin verrattuna sillä on huomattavasti pienempi johtavuus ja mekaaninen lujuus. Se muodostaa huonosti johtavan kiinteän oksidikalvon, mikä rajoittaa suuresti sen käyttöä. Voidaan käyttää kokoontaitettavissa koskettimissa (kiskot, kenttäjohdot). Tätä tarkoitusta varten kontaktityöpinnat ovat hopeaa, kuparipinnoitettua tai kuparivahvisteisia.
Alumiinin alhainen mekaaninen lujuus on kuitenkin otettava huomioon, minkä seurauksena liitokset voivat heiketä ajan myötä ja kosketus katketa (kosketuspainetta ei pidä yliarvioida).Alumiini ei sovellu koskettimien vaihtoon.
Platina, kulta, molybdeeni. Niitä käytetään koskettimien kytkemiseen erittäin pienille virroille alhaisella paineella. Platina ja kulta eivät muodosta oksidikalvoja. Näistä metalleista valmistetuilla koskettimilla on pieni transienttiresistanssi.
Volframi ja volframiseokset. Korkean kovuuden ja korkean sulamispisteen ansiosta niillä on korkea sähköinen kulumiskestävyys.Volframia ja volframi-molybdeeniseoksia, volframi-platinaa ja muita käytetään alhaisilla virroilla koskettimiin, joissa on korkea katkaisutaajuus. Keskisuurilla ja suurilla virroilla niitä käytetään kaarikoskettimina katkaisemaan virrat aina 100 kA:iin asti.
Erilaisten johtavien materiaalien sulamispisteet
Sintrattu metalli — kahden käytännössä seostamattoman metallin mekaaninen seos, joka saadaan sintraamalla niiden jauheiden seos tai kyllästämällä toinen toisen sulateella. Tässä tapauksessa yhdellä metalleista on hyvä johtavuus, kun taas toisella on korkea mekaaninen lujuus, se on tulenkestävä ja valokaarenkestävä. Tällä tavalla metallikeramiikassa yhdistyvät korkea valokaarivastus ja suhteellisen hyvä johtavuus.
Yleisimmät metallikeraamiset koostumukset ovat: hopea - volframi, hopea - molybdeeni, hopea - nikkeli, hopea-kadmiumoksidi, hopea - grafiitti, hopea - grafiitti - nikkeli, kupari - volframi, kupari - molybdeeni jne. Hopeaa, pääasiassa vaihtovirtaa varten) keskisuurille ja suurille katkovirroille sekä pääkoskettimille nimellisvirroille 600 A asti.