9-4. СВОЙСТВА МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКИХ КОМПОЗИЦИИ СЕРЕБРО—ОКИСЬ КАДМИЯ
Микроструктура композиции представлена на рис. 9-2. В основной массе серебра равномерно распределены зерна окиси кадмия. Термическая устойчивость композиций может быть показана, если поместить ее на короткое время в печь при температуре несколько выше точки плавления серебра, например при 1 000° С. В то время как серебро при этом оплавляется в виде капли, композиция сохраняет свою форму, лишь выделяя часть серебра в виде наплыва в тем меньшей степени, чем выше содержание окиси кадмия (рис. 9-3).
По данным И. Е. Декабрун [Л. 8-1], параметры дуги у композиций с 12 и 15% CdO близки к параметрам дуги для серебра, хотя минимальный ток несколько ниже. Переходное сопротивление у них превышает таковое у серебра не более чем в 3 раза. После хранения на воздухе, а также после работы переходное сопротивление контактов возрастает в 5—10 раз. По данным табл. 8-1 рост контактного сопротивления у композиции с 6% CdO очень невелик (в 2—3 раза). Увеличение содержания окиси кадмия несколько увеличивает переходное сопротивление контактов после работы с дугой, но оно остается на достаточно низком уровне.
Рис. 9-2. Микроструктура композиции серебро—окись кадмия (15% СdО)Х100.
Рис. 9 3. Термическая проба двухслойных образцов при разных температурах.
Слева — слой композиции с 15% окиси кадмия, справа — серебро.
Таблица 9-3
Свойства композиций с разным содержанием окиси кадмия
* По отношению к серебру.
В табл. 9-3 даны свойства трех составов композиций серебро—окись кадмия.
На рис. 9-4 представлены кривые, выражающие изменение некоторых свойств композиций серебро—окись кадмия в зависимости от объемного состава. Плотность, измеренная путем взвешивания и обмера образцов, изменяется по прямой линии, но последняя лежит ниже теоретической, что объясняется пористостью образцов.
Твердость по Бринеллю растет также почти линейно с содержанием окиси кадмия.
Рис. 9-4. Физические свойства композиций серебро — окись кадмия в зависимости от состава.
1 — плотность D; 2 — твердость по Бринеллю; 3 — удельное электрическое сопротивление р; 4 — электропроводность γ.
Электропроводность, выраженная в процентах электропроводности серебра, дала более значительное отклонение от прямой. Существенным достоинством контактов с окисью кадмия является их стойкость против приваривания во время работы. На рис. 9-5 и 9-6 даны кривые, характеризующие частоту и среднюю прочность приваривания контактов с окисью кадмия двух разных составов.
Методика испытания более подробно описана в гл. II.
Решающим критерием при выборе нижней границы содержания окиси кадмия является термическая проба. а критерием при выборе верхней границы является электропроводность композиции. На этом основании оптимальным был принят состав с 12—15% CdO, если принять во внимание также его значительно большую сопротивляемость привариванию [Л. 9-2].
Рис. 9-5. Частота приваривания контактов в зависимости от тока.
Точки — 12% окиси кадмия (ОК 12). кружки — 16% окиси кадмия (ОК15).
Рис. 9-6. Прочность приваривания контактов в зависимости от тока. Обозначения, как на рис. 9-5.
Рис. 9-7. Износ контактов из композиций серебро—окись кадмия разных составов (Мелашенко).
На рис. 9-7 даны более поздние результаты испытания контактов с разным содержанием окиси кадмия на эрозию при переменном токе 120 а, 60 в, числе операций 1 000 при омической нагрузке (Л. 6-2). Эти результаты подтверждают правильность выбора оптимального состава композиции около 15% CdO. Износ контактов с увеличением зернистости композиций увеличивается1.
1 По другим источникам оптимальное содержание окиси кадмия лежат около 9% (Л. 9 1)
На рис. 9-8 и 9-9 представлены свойства композиций, изготовленных по промышленной технологии [Л. 6-2]; прессование при 4 Т/см2, спекание 1 ч в воздухе при 900° С, опрессование при 8 T/cm2 и отжиг 30 мин при 450°С с целью уменьшения хрупкости контакта и стабилизации свойств.
Рис. 9-8. Свойства композиций серебро—окись кадмия в зависимости от содержания окиси кадмия (Мелашенко).
1 — плотность; 2 — твердость по Бринеллю; 3 — удельное электросопротивление.
Рис. 9-9. Механические свойства при сжатии композиций серебро— окись кадмия в зависимости от содержания окиси кадмия.
1 — относительное укорочение; 2 — предел текучести; 3 — предел прочности.
Кроме индивидуального прессования, контакты могут быть изготовлены путем штампования из прокатанных спеченных заготовок. Прокатка композиции в полосы возможна вхолодную с промежуточными отжигами при 900° С. Прокатанные композиции обладают повышенными твердостью, плотностью, электропроводностью и прочностью на разрыв. Электрическая износоустойчивость штампованных из полосы контактов на 20% выше прессованных.
Композиции, содержащие более 15% CdO, прокатываются и обрабатываются резанием неудовлетворительно.
Окись кадмия ухудшает способность контактов к пайке, поэтому они изготавливаются с серебряным подслоем.
Свариваемость композиций с окисью кадмия иллюстрируется рис. 8-3.
