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DE3712268C1 - Process for the production of electrical contact materials - Google Patents

Process for the production of electrical contact materials

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Publication number
DE3712268C1
DE3712268C1 DE3712268A DE3712268A DE3712268C1 DE 3712268 C1 DE3712268 C1 DE 3712268C1 DE 3712268 A DE3712268 A DE 3712268A DE 3712268 A DE3712268 A DE 3712268A DE 3712268 C1 DE3712268 C1 DE 3712268C1
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DE
Germany
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component
plastic
carrier layer
thermal conductivity
metal
Prior art date
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Expired
Application number
DE3712268A
Other languages
German (de)
Inventor
Wolfgang Dr Ehrfeld
Asim Dr Maner
Juergen Mohr
Dirk Dr Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
Original Assignee
Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
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Publication date
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Priority to EP88104920A priority patent/EP0285941B1/en
Priority to AT88104920T priority patent/ATE93648T1/en
Priority to JP63087426A priority patent/JPH01103967A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
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    • H01H11/04Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts

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Abstract

The invention relates to a process for manufacturing materials for electrical contacts. The invention has the object of producing a process for manufacturing a material for electrical contacts in the form of a contact body consisting of a heterogeneous composite having two components, in which composite the lateral, i.e. extending at right angles to the electrical current flow of the contact body, distribution and geometry of the two components is freely selectable in the mu m range and can be maintained with high precision. The solution is characterised by the following process steps: a) manufacture of a moulding of plastic pegs projecting from a carrier layer; b) filling out the free regions of the moulding with the one component and removing the plastic; c) filling out the depressions of the structure produced in this way with the other component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kontaktwerkstoffen gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a method for producing electrical contact materials according to the preamble of Claim 1.

Ein Verfahren der gattungsgemäßen Art ist aus der DE-PS 5 54 720 bekannt. Dabei werden verhältnismäßig große Berüh­ rungsflächen mit gut leitendem Werkstoff gebildet, so daß sich örtliche Überhitzungen negativ auf die Abbrandfestig­ keit und die Lebensdauer auswirken können. Ein weiteres derartiges Verfahren zur Herstellung von flächigen Verbund­ werkstoffen aus heterogenen Komponenten ist aus der DE-PS 7 58 108 bekannt; dabei werden zunächst Vertiefungen in Form von parallelen Rillen in dem einen Material hergestellt, die anschließend durch Füllmaterial, z. B. Metalloxid, pulver­ förmiger Graphit, schwer schmelzbare Werkstoffe wie Wolfram oder leitender Werkstoff wie Silber gefüllt werden, wodurch sich eine heterogene Kontaktoberfläche ergibt. Die ange­ strebte Heterogenität ist jedoch nur in einer Richtung, nämlich quer zu den gefüllten Rillen realisiert.A method of the generic type is known from DE-PS 5 54 720 known. Here, relatively large celebrities tion surfaces formed with a highly conductive material so that local overheating adversely affects the burnup speed and the service life. Another one such a method for the production of flat composite materials from heterogeneous components is from DE-PS 7 58 108 known; first, deepenings are in shape made of parallel grooves in one material, the then by filler, e.g. B. metal oxide, powder shaped graphite, hard-to-melt materials such as tungsten or conductive material such as silver, whereby there is a heterogeneous contact surface. The ange aspired heterogeneity is only in one direction namely realized across the filled grooves.

Zur Herstellung derartiger Verbundwerkstoffe ist es ferner bekannt, einen Manteldraht, dessen Kern aus einem Metall hoher Festigkeit, z. B. aus Nickel, und dessen Mantel aus einem Metall guter elektrischer Leitfähigkeit, z. B. aus Silber, besteht, wiederholt zu bündeln und zu strecken, worauf das so geformte Faserbündel quer zur Faserausrichtung in einzelne Scheiben zerteilt wird. Der so gebildete Kon­ taktwerkstoff hat aufgrund des Silbernetzes eine gute elek­ trische und thermische Leitfähigkeit, während die von dem Silber umschlossenen Nickelkerne die Abbrandfestigkeit erhö­ hen bzw. die Schweißneigung vermindern (siehe Firmenschrift der Firma G. Rau, Pforzheim). Nachteilig bei diesem Kontaktwerk­ stoff ist eine ungleichmäßige Werkstoffverteilung infolge von Schwankungen der Nickelkerndurchmesser. Auch besteht die Gefahr von Faserbrüchen durch das mehrfache Umformen.It is also used to manufacture such composite materials known a sheathed wire, the core of which is made of a metal high strength, e.g. B. made of nickel, and its jacket a metal with good electrical conductivity, e.g. B. from Silver, consists of repeatedly bundling and stretching, whereupon the fiber bundle thus formed transversely to the fiber orientation is divided into individual slices. The con formed in this way Due to the silver network, tact material has good electrical properties trical and thermal conductivity, while that of the Silver-enclosed nickel cores increase the erosion resistance or reduce the tendency to sweat (see company lettering of G. Rau, Pforzheim). A disadvantage of this contact mechanism fabric is an uneven distribution of material as a result  of fluctuations in the nickel core diameter. It also exists Danger of fiber breaks due to multiple forming.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird eine durch Mischfällung erzeugte Metallpulvermischung gepreßt und ge­ sintert (A. Keil, W. A. Merl, E. Vinaricky: "Elektrische Kontakte und ihre Werkstoffe", Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo 1984). Zur Erhöhung der Dichte kann der so entstandene Sinterkörper anschließend durch Strangpressen zu Stangen weiterverformt werden. Auch dieser Verbundwerkstoff weist eine ungleichförmige Verteilung sei­ ner Komponenten auf wegen der statistischen Schwankungen in der Partikelgröße des Pulvergemischs. Außerdem besteht die Gefahr, daß einzelne Partikel aus der Oberfläche des Werk­ stoffes ausbrechen.In a further known method, a Mixed precipitation generated metal powder mixture pressed and ge sinters (A. Keil, W. A. Merl, E. Vinaricky: "Electrical Contacts and their materials ", Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo 1984). To increase the density the resulting sintered body can then Extrusion into bars. This too Composite material has a non-uniform distribution components due to the statistical fluctuations in the particle size of the powder mixture. In addition, there is Risk of individual particles from the surface of the plant break out of the fabric.

Bei einem weiteren pulvermetallurgischen Verfahren wird durch Sintern eines hochschmelzenden Metalls eine porenhal­ tige Struktur erzeugt, in welche ein niederschmelzendes Metall durch Kapillarkräfte eingesaugt wird (A. Keil, W. A. Merl, E. Vinaricky: "Elektrische Kontakte und ihre Werkstof­ fe", Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo 1984). Aber auch diese nach dem Sinter-Tränkverfahren herge­ stellten Kontaktwerkstoffe weisen große Schwankungen in der Porengröße auf. Dies führt dazu, daß sich elektrische und thermische Leitfähigkeit einerseits und Abbrandfestigkeit andererseits lokal stark ändern, was sich nachteilig auf den Kontaktwiderstand und die Kontaktlebensdauer auswirkt. Gene­ rell müssen sowohl bei den Faserverbundwerkstoffen als auch bei den pulvermetallurgisch hergestellten Verbundwerkstoffen Materialverluste durch den Verschnitt beim Abstechen von Scheiben aus den Bündeln oder Stangen in Kauf genommen werden.Another powder metallurgical process is by sintering a high-melting metal a porous generated structure, in which a melting Metal is sucked in by capillary forces (A. Keil, W. A. Merl, E. Vinaricky: "Electrical contacts and their materials fe ", Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, New York, Tokyo 1984). But also this after the sinter-impregnation process Contact materials have large fluctuations in the Pore size. This leads to the fact that electrical and thermal conductivity on the one hand and resistance to erosion on the other hand change locally, which adversely affects the Contact resistance and the contact life affects. Genes rell must both with the fiber composite materials as well in the case of composite materials manufactured using powder metallurgy Loss of material due to waste when parting off Accepted slices from the bundles or sticks will.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kontaktwerkstoffes in Gestalt eines Kon­ taktkörpers aus einem heterogenen Verbund aus zwei Komponen­ ten zu schaffen, bei dem die laterale, d. h. quer zum elek­ trischen Stromfluß des Kontaktkörpers sich erstreckende Verteilung und Geometrie der beiden Komponenten im µm-Be­ reich frei wählbar und mit hoher Genauigkeit einhaltbar sind.The invention has for its object a method of manufacture an electrical contact material in the form of a con  clock body from a heterogeneous composite of two components to create where the lateral, i.e. H. across the elec trical current flow of the contact body extending Distribution and geometry of the two components in µm-Be freely selectable and maintainable with high accuracy are.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden die im Kennzeichen der Patentansprüche 1 und 2 genannten Maßnahmen vorgeschlagen. Die hierauf bezogenen Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser Lösung.To solve this task, those in the characteristics of Claims 1 and 2 measures proposed. The dependent claims related to this contain advantageous ones Refinements and developments of this solution.

Mit der Erfindung lassen sich die jeweils gewünschten elek­ trischen und mechanischen Eigenschaften des Kontaktwerk­ stoffs ohne lokale Abweichungen aufgrund von Fertigungstole­ ranzen realisieren. Dabei können die kleinsten lateralen Abmessungen der Komponenten im µm-Bereich liegen bei einer Strukturhöhe von bis zu 1 mm.With the invention, the desired elec trical and mechanical properties of the contact mechanism without local deviations due to manufacturing problems realize satchels. The smallest lateral Dimensions of the components in the µm range are one Structure height of up to 1 mm.

Die Herstellung von Mikrostrukturen auf röntgentiefenlitho­ graphischem Wege mit der hiervon abgeleiteten Abformtechnik (LIGA-Verfahren) ist in dem Bericht KfK 3995, Nov. 1985, des Kernforschungszentrums Karlsruhe, auf den verwiesen wird, beschrieben und dargestellt.The production of microstructures on x-ray lithography graphic way with the impression technique derived from it (LIGA procedure) is in the report KfK 3995, Nov. 1985, des Nuclear Research Center Karlsruhe, to which reference is made described and illustrated.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen 1-5 erläutert: DieExemplary embodiments of the invention are described below of drawings 1-5 explains: Die

Fig. 1 bis 5 veranschaulichen schematisch die Her­ stellung eines elektrischen Kontaktwerkstoffes, bestehend aus einem Verbund von zwei Komponenten, von denen die eine Komponente eine große Härte und Festigkeit und die andere Komponente eine hohe elektrische und thermische Leitfähig­ keit aufweist. Figs. 1 to 5 illustrate schematically the forth position of an electrical contact material, consisting of a composite of two components, of which one component has a high electrical and thermal conductivity ness high hardness and strength, and the other component.

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine metallische Trägerschicht 1, z. B. aus Chrom-Nickel-Stahl, auf der eine für Röntgenstrahlen empfindliche Resistschicht 2 aufgebracht ist. Die Resist­ schicht 2 wird über eine Röntgenmaske 3 mit Absorberstruktu­ ren 3 a mit der extrem parallelen Strahlung 4 aus einem Synchrotron belichtet. Bei der Bestrahlung werden die Berei­ che der Resistschicht 2, die nicht von den Absorberstruktu­ ren 3 a der Röntgenmaske 3 abgeschattet werden, strahlenche­ misch verändert. Fig. 1 shows in section a metallic carrier layer 1 , for. B. made of chromium-nickel steel, on which a resist layer 2 sensitive to X-rays is applied. The resist layer 2 is exposed via an X-ray mask 3 with absorber structures 3 a with the extremely parallel radiation 4 from a synchrotron. During the irradiation, the areas of the resist layer 2 , which are not shaded by the absorber structures 3 a of the x-ray mask 3 , are mixed with radiation.

Nach der Bestrahlung werden beim Entwickeln die der Strah­ lung ausgesetzten Bereiche der Resistschicht herausgelöst. Es entsteht bei diesem Beispiel eine zapfenförmige Kunst­ stofform 5 (Fig. 2), die der Absorberstruktur 3 a der Rönt­ genmaske 3 entspricht und die die Dicke der Resistschicht 2 besitzt.After the irradiation, the areas of the resist layer exposed to the radiation are removed during development. In this example, a cone-shaped plastic material 5 is formed ( FIG. 2), which corresponds to the absorber structure 3 a of the X-ray mask 3 and which has the thickness of the resist layer 2 .

Die beim Entwickeln freigelegten Bereiche 6 der Kunststoff­ form 5 werden unter Verwendung der metallischen Träger­ schicht 1 als Elektrode galvanisch mit einem Metall hoher Härte und Festigkeit 7, z. B. Nickel, aufgefüllt (Fig. 3). Nach dem Einebnen der so entstandenen metallischen Struktur 7 wird der restliche Kunststoff (Zapfen) 5 herausgelöst. Es entsteht eine zusammenhängende, netzförmige Metallstruktur 7 mit kammerartigen Vertiefungen 8 (Fig. 4).The areas 6 exposed during development of the plastic mold 5 are galvanically coated with the metal carrier layer 1 as an electrode with a metal of high hardness and strength 7 , for. B. nickel, filled ( Fig. 3). After the metallic structure 7 thus formed has been leveled, the remaining plastic (pin) 5 is detached. A coherent, net-shaped metal structure 7 is created with chamber-like depressions 8 ( FIG. 4).

Durch Tränken der Metallstruktur 7 mit einem Metall dessen Schmelzpunkt niedriger als die Schmelzpunkte der Metalle 1 und 7 ist und das eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit besitzt, z. B. Silber, entsteht ein Kontakt­ werkstoff, der die Eigenschaften seiner beiden Werkstoffkom­ ponenten in sich vereint. Dabei kann die Metallstruktur 7 durch einen Tauchprozeß oder Aufdampfen einer Schicht be­ netzbar für das Metall mit guter elektrischer und thermi­ scher Leitfähigkeit gemacht werden. Nach dem Tränken kann die Trägerschicht 1 entfernt werden. Fig. 5 zeigt diesen Kontaktwerkstoff in der Draufsicht, bestehend aus Zapfen aus einem Werkstoff hoher elektrischer und thermischer Leitfä­ higkeit 9, die von der netzförmigen Metallstruktur 7 aus einem Werkstoff hoher Härte und Festigkeit gekammert sind. In manchen Anwendungsfällen ist es auch vorteilhaft, die elektrisch leitfähige Trägerschicht an dem Kontaktkörper als Kontaktträger zu belassen, z. B. in Form einer Zunge.By impregnating the metal structure 7 with a metal whose melting point is lower than the melting points of metals 1 and 7 and which has a high electrical and thermal conductivity, e.g. B. silver, a contact material is created that combines the properties of its two material components. The metal structure 7 can be made wettable for the metal with good electrical and thermal conductivity by a dipping process or vapor deposition of a layer. After the impregnation, the carrier layer 1 can be removed. Fig. 5 shows this contact material in plan view, consisting of pins made of a material of high electrical and thermal conductivity 9 , which are chambered by the reticulated metal structure 7 made of a material of high hardness and strength. In some applications it is also advantageous to leave the electrically conductive carrier layer on the contact body as a contact carrier, e.g. B. in the form of a tongue.

Für spezielle Kontakte, z. B. in der Meß- oder Nachrichten­ technik, ist es auch vorteilhaft, zuerst die Zapfen aus einem Werkstoff hoher Härte und Festigkeit nach dem LIGA-Verfahren aufzubauen und die dabei entstehenden, netzförmig miteinan­ der verbundenen Kanäle durch Tränken mit einem Werkstoff hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit aufzufül­ len. In diesem Falle wird eine Röntgenmaske mit einer Absor­ berstruktur verwendet, die zu der in Fig. 1 gezeigten Absorberstruktur 3 a komplementär ist.For special contacts, e.g. B. in measurement or news technology, it is also advantageous to first build up the pegs from a material of high hardness and strength according to the LIGA process and the resulting network-like miteinan of the connected channels by soaking with a material of high electrical and thermal Conductivity. In this case, an X-ray mask with an absorber structure is used which is complementary to the absorber structure 3 a shown in FIG. 1.

Bei mechanisch besonders hoch belasteten Kontakten kann es vorteilhaft sein, die freien Bereiche 6 der Kunststofform 5 (Fig. 2) mit einer pasteusen, aushärtbaren Keramikmasse 7 (Fig. 3), z. B. Al2O3 in einem Bindemittel aus Härter und einem Material, das unter der Bezeichnung "Trolit" im Handel erhältlich ist, aufzufüllen. Nach dem Aushärten der Kera­ mikmasse 7 wird der restliche Kunststoff 5 herausgelöst. Es entsteht nun eine zusammenhängende, netzförmige Keramik­ struktur 7 mit kammerartigen Vertiefungen 8 (Fig. 4). Durch Tränken der Keramikstruktur 7 mit einem Metall 9 mit einer hohen elektrischen und thermischen Leitfähigkeit entsteht ein Kontaktwerkstoff aus einem Metall/Keramik-Verbund. Nach dem Tränken kann die Trägerschicht 1, die in diesem Fall nicht elektrisch leitfähig sein muß, wiederum entfernt wer­ den. Handelt es sich bei der Trägerschicht 1 um einen elek­ trisch leitenden Kontaktträger, der an dem Kontaktwerkstoff verbleiben soll, so können die Vertiefungen 8 der Keramik­ struktur 7 unter Verwendung der Trägerschicht 1 als Elek­ trode auch galvanisch mit einem Metall hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit 9 aufgefüllt werden.In the case of mechanically particularly highly loaded contacts, it can be advantageous to cover the free areas 6 of the plastic mold 5 ( FIG. 2) with a paste-like, hardenable ceramic mass 7 ( FIG. 3), e.g. B. Al 2 O 3 in a binder of hardener and a material that is commercially available under the name "Trolit". After hardening of the ceramic mass 7 , the remaining plastic 5 is removed. A coherent, net-shaped ceramic structure 7 with chamber-like depressions 8 is now formed ( FIG. 4). By impregnating the ceramic structure 7 with a metal 9 with a high electrical and thermal conductivity, a contact material is produced from a metal / ceramic composite. After the impregnation, the carrier layer 1 , which in this case does not have to be electrically conductive, can in turn be removed by the. If the carrier layer 1 is an electrically conductive contact carrier that is to remain on the contact material, the recesses 8 of the ceramic structure 7 can also be galvanically filled with a metal of high electrical and thermal conductivity 9 using the carrier layer 1 as an electrode will.

Insbesondere für Kontakte in der Starkstromtechnik, bei denen eine gute Abbrandfestigkeit gefordert wird, kann es vorteilhaft sein, zum galvanischen Auffüllen der freien Bereiche 6 der Kunststofform 5 (Fig. 2) Metallegierungen bzw. Metalle, z. B. eine Wolframlegierung oder Chrom bzw. Aluminium, zu verwenden, die sich nach Entfernen des restli­ chen Kunststoffes 5 durch eine chemische Umwandlung (Karbo­ nisieren, Oxidieren oder Nitrieren) in die Komponente mit großer Härte und Festigkeit umwandeln lassen. Durch Tränken der so gebildeten Struktur 7 mit einem Metall 9 (Fig. 5) mit hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit entsteht ein Kontaktwerkstoff aus einem Metall/Metallkarbid-, einem Metall/Metalloxid- bzw. einem Metall/Metallnitrid-Verbund mit guter elektrischer Leitfähigkeit und hoher Abbrandfe­ stigkeit.In particular for contacts in heavy current technology, where good erosion resistance is required, it can be advantageous to galvanically fill up the free areas 6 of the plastic mold 5 ( FIG. 2) with metal alloys or metals, e.g. B. a tungsten alloy or chrome or aluminum to use, which can be converted into a component with great hardness and strength after removal of the residual plastic 5 by chemical conversion (carburizing, oxidizing or nitriding). By impregnating the structure 7 thus formed with a metal 9 ( FIG. 5) with high electrical and thermal conductivity, a contact material is formed from a metal / metal carbide, a metal / metal oxide or a metal / metal nitride composite with good electrical conductivity and high erosion resistance.

Eine hohe Sicherheit gegen Verschweißen bieten Kontaktwerk­ stoffe mit Kohlenstoff. Zur erfindungsgemäßen Herstellung eines solchen Kontaktwerkstoffs werden die freien Bereiche 6 der Kunststofform 5 (Fig. 2) galvanisch mit einem Metall 7 mit hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit, z. B. Kupfer, aufgefüllt und der restliche Kunststoff 5 herausge­ löst. Die so entstandenen Vertiefungen 8 der netzförmigen Metallstruktur 7 (Fig. 4) werden mit einer organischen Ver­ bindung, z. B. mit einem Polymer, Phenolharz, aufgefüllt. Bei der Pyrolyse des Polymers (bei gleichzeitiger Pressung zum Ausgleich des Volumenschwundes) entsteht ein Polymerkoh­ lenstoff 9 (Glaskohlenstoff) mit extremer Härte. Nach der Pyrolyse kann die Trägerschicht 1 wiederum entfernt werden. Eine vorteilhafte Alternative ist außerdem eine Auffüllung der Vertiefungen mit Ruß oder Graphitpulver bzw. einer Auf­ schlämmung solcher Materialien. Contact materials with carbon offer a high level of security against welding. To produce such a contact material according to the invention, the free areas 6 of the plastic mold 5 ( FIG. 2) are galvanically coated with a metal 7 with high electrical and thermal conductivity, e.g. B. copper, replenished and the remaining plastic 5 triggers out. The resulting depressions 8 of the reticulated metal structure 7 ( Fig. 4) with an organic compound, for. B. filled with a polymer, phenolic resin. During the pyrolysis of the polymer (with simultaneous pressing to compensate for the loss of volume), a polymer carbon 9 (glassy carbon) with extreme hardness is formed. After pyrolysis, the carrier layer 1 can again be removed. An advantageous alternative is also a filling of the wells with soot or graphite powder or a slurry of such materials.

Durch die frei wählbare Geometrie und Ausdehnung der Berei­ che mit einem Werkstoff hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit und der Bereiche mit einem Werkstoff hoher Härte und Festigkeit können die Kontaktwerkstoffeigenschaf­ ten wie Kontaktwiderstand, Abbrandfestigkeit, Schweiß- und Klebeneigung optimal an den jeweiligen Einsatz des Kontakts in z. B. der Meßtechnik oder der Starkstromtechnik angepaßt werden. Durch die präzise und gleichmäßige Verteilung der Bereiche mit einem Werkstoff hoher elektrischer und thermi­ scher Leitfähigkeit und der Bereiche mit einem Werkstoff hoher Härte und Festigkeit werden lateral gleichmäßige Kon­ taktwerkstoffeigenschaften erzielt, wodurch ein lokales Festschweißen des Kontaktes beim Schalter weitgehend verhin­ dert werden kann.Thanks to the freely selectable geometry and size of the area surface with a material of high electrical and thermal Conductivity and areas with a high material The contact material properties can be hard and strong such as contact resistance, erosion resistance, welding and Adhesion tendency optimal to the respective use of the contact in z. B. adapted to measuring technology or power engineering will. Due to the precise and even distribution of the Areas with a material of high electrical and thermal conductivity and areas with one material high hardness and strength laterally uniform Kon achieved tact material properties, creating a local Welding of the contact at the switch largely prevented can be changed.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kontaktwerk­ stoffen, bestehend aus einem heterogenen Verbund von zwei Komponenten, von denen die eine Komponente eine große Härte und Festigkeit und einen hohen Schmelzpunkt und die andere Komponente eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit und einen niedrigeren Schmelzpunkt auf­ weist, bei dem eine Vertiefungen aufweisende Struktur aus der einen Komponente mit der anderen Komponente aufge­ füllt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens­ schritte:
  • a) Herstellen einer Form aus von einer Trägerschicht vorspringenden Kunststoffzapfen;
  • b) Auffüllen der freien Bereiche der Form mit der einen Komponente und Entfernen des Kunststoffes;
  • c) Auffüllen der Vertiefungen der so entstandenen Struk­ tur mit der anderen Komponente.
1. Process for the production of electrical contact materials, consisting of a heterogeneous composite of two components, one component of which has great hardness and strength and a high melting point and the other component has a high electrical and thermal conductivity and a lower melting point, in which a structure having recesses is filled up from one component with the other component, characterized by the following process steps:
  • a) producing a mold from plastic cones projecting from a carrier layer;
  • b) filling the free areas of the mold with one component and removing the plastic;
  • c) filling the wells of the resulting structure with the other component.
2. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kontaktwerk­ stoffen, bestehend aus einem heterogenen Verbund von zwei Komponenten, von denen die eine Komponente eine große Härte und Festigkeit und einen hohen Schmelzpunkt und die andere Komponente eine hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit und einen niedrigeren Schmelzpunkt auf­ weist, bei dem eine Vertiefungen aufweisende Struktur aus der einen Komponente mit der anderen Komponente aufge­ füllt wird, gekennzeichnet durch folgende Verfahrens­ schritte:
  • a) Herstellen einer wabenförmigen Form aus Kunststoff auf einer Trägerschicht;
  • b) Auffüllen der freien Bereiche der Form mit der einen Komponente und Entfernen des Kunststoffes;
  • c) Auffüllen der Vertiefungen der so entstandenen Struktur mit der anderen Komponente.
2. Process for the production of electrical contact materials, consisting of a heterogeneous composite of two components, one component of which has great hardness and strength and a high melting point and the other component has a high electrical and thermal conductivity and a lower melting point, in which a structure having recesses is filled up from one component with the other component, characterized by the following process steps:
  • a) producing a honeycomb shape from plastic on a carrier layer;
  • b) filling the free areas of the mold with one component and removing the plastic;
  • c) filling the recesses of the structure thus created with the other component.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Bereiche der Form auf röntgentiefenlitho­ graphischem Wege oder durch Kunststoffabformtechnik er­ zeugt werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the free areas of the form on x-ray lithography graphically or by plastic impression technique be fathered. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Bereiche der Kunststofform mit einer pa­ steusen, aushärtbaren Keramikmasse aufgefüllt werden.4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the free areas of the plastic mold with a pa steus, curable ceramic mass to be filled. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststofform auf einer elektrisch leitenden Trägerschicht aufgebracht wird und die freien Bereiche der Kunststofform unter Verwendung der elektrisch leiten­ den Trägerschicht als Elektrode galvanisch mit einem Metall oder einer Metallegierung aufgefüllt werden.5. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic mold on an electrically conductive Carrier layer is applied and the free areas the plastic mold using the electrically conductive the carrier layer as an electrode galvanically with a Metal or a metal alloy can be filled. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststofform auf einer elektrisch leitenden Träger­ schicht aufgebracht wird und die Komponente mit hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit galvanisch in die Vertiefungen der ausgehärteten Keramikstruktur einge­ bracht wird.6. The method according to claim 4, characterized in that the plastic mold on an electrically conductive support layer is applied and the component with high electrical and thermal conductivity galvanically in the depressions of the hardened ceramic structure is brought. 7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen der ausgehärteten Keramikstruktur mit der Komponente mit hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit durch Tränken aufgefüllt werden. 7. The method according to claim 4, characterized in that with the depressions of the hardened ceramic structure the component with high electrical and thermal Conductivity to be filled up by soaking.   8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen der Struktur aus einem Metall oder einer Metallegierung durch Tränken mit der Komponente mit hoher elektrischer und thermischer Leitfähigkeit aufgefüllt werden.8. The method according to claim 5, characterized in that the depressions of the structure made of a metal or a metal alloy by soaking with the component with high electrical and thermal conductivity be replenished. 9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum galvanischen Auffüllen ein Metall verwendet wird, das sich durch Oxidieren, Karbonisieren oder Nitrieren in die Komponente großer Härte und Festigkeit umwandeln läßt.9. The method according to claim 5, characterized in that a metal is used for galvanic filling, that is by oxidizing, carbonizing or nitriding convert into the component of great hardness and strength leaves. 10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß zum Auffüllen der Vertiefungen der Struktur eine organische Verbindung verwendet wird, die sich durch Erhitzen in eine Kohlenstoffmodifikation (z. B. Glaskohlenstoff) umwandeln läßt.10. The method according to claim 1 or 2, characterized in net that to fill up the recesses of the structure an organic compound is used that is by heating in a carbon modification (e.g. Glassy carbon) can be converted. 11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Trägerschicht nach Herstellung des Kontakt­ werkstoffes entfernt wird.11. The method according to claim 1 or 2, characterized in net that the carrier layer after making the contact material is removed. 12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß als Trägerschicht ein elektrisch leitfähiges Material verwendt wird, das, z. B. ausgebildet in Form einer Zunge, an dem Kontaktwerkstoff als Kontaktträger verbleibt.12. The method according to claim 1 or 2, characterized in net that an electrically conductive as a carrier layer Material is used, e.g. B. formed in shape a tongue on the contact material as a contact carrier remains.
DE3712268A 1987-04-10 1987-04-10 Process for the production of electrical contact materials Expired DE3712268C1 (en)

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EP88104920A EP0285941B1 (en) 1987-04-10 1988-03-26 Process for manufacturing materials for electrical contacts
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JP63087426A JPH01103967A (en) 1987-04-10 1988-04-11 Manufacture of electric contact material

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