BE856003A - Contact de commutateur electrique - Google Patents

Description

  "Contact de commutateur électrique" La présente invention est relative à un contact de commutateur électrique et, plus particulièrement, à un contact de commutateur convenant très bien à une utilisation dans un état de charge général où une décharge en arc a lieu entre les contacts opposés, ainsi que dans un état de charge de faible niveau où aucune décharge en arc ne se produit entre les contacts opposés.

  
Pour la fabrication des contacts d'un commutateur électrique, il est avantageux d'utiliser une matière dont la consommation et le transfert sont réduits, qui provoque dificilement un collage ou une adhérence entre les contacts et qui est bien appropriée à une utilisation dans un état de charge général où une décharge en arc a lieu entre les contacts. Par conséquent, les métaux du groupe platine ont trouvé une large application par suite de leur point de fusion élevé et de leur dureté répondant aux exigences précitées. Toutefois, les métaux du groupe du platine tendent à adsorber les matières organiques avec lesquelles les métaux sont en contact au cours du procédé de fabrication, ou les matières organiques contenues dans une atmosphère enclose et ce, en raison de leurs actions catalytiques et autres effets.

   En outre, dans le cas de contacts de commutateur électrique se composant d'un métal du groupe du platine, si ces contacts sont sollicités dans un état de charge de

  
faible niveau, des matières organiques d'une haute résistance spécifique adhérent aux contacts par suite de leur polymérisation, ce qui conduit à une augmentation de la résistance de contact de ces contacts. D'autre part, des contacts à base de ruthénium, qui ont été fabriqués par dépôt électrolytique, ont permis d'éliminer les inconvénients précités dans une certaine mesure et ce, dans des conditions limitées de la solution de dépôt électrolytique et dans des conditions relatives aux différents stades du procédé de fabrication, si bien que les propriétés stables de ces contacts sont altérées par suite des conditions de scellement.

  
Par conséquent, un but de la présente invention

  
est de réaliser un contact de commutateur d'un haut rendement se composant de ruthénium et dans lequel une couche d'oxyde

  
0

  
de ruthénium d'une épaisseur de 5 à 25 A est déposée sur la surface de ruthénium de façon à supprimer l'action catalytique et à réduire la variation de la résistance de contact pendant les opérations d'ouverture et de fermeture des contacts,

  
sans altérer néanmoins leurs performances.

  
Selon la présente invention, on a prévu un contact

  
de commutateur constitué de ruthénium et dans lequel une cou-

  
0

  
che d'oxyde de ruthénium d'une épaisseur de 5 à 25 A est déposée sur la surface du contact.

  
On ne dispose que de très peu d'informations et de données valables sur l'oxyde de ruthénium, étant donné le manque de travaux de recherche et de développement. Toutefois, on suppose que le ruthénium a des valences complexes et procure différents types d'oxyde.

  
Les longueurs des axes cristallins du ruthénium

  
0 0

  
sont de 2,69 A pour un axe [pound] et de 4,27 A pour un axe c,

  
 <EMI ID=1.1> 

  
0 

  
3,107 A. Par conséquent, la formation d'une couche cyclique d'oxyde de ruthénium exige que l'épaisseur de cette couche soit

  
o

  
aussi grande que 5 A.

  
Au surplus, si l'oxyde de ruthénium est utilisé pour un contact de commutateur qui doit servir à de nombreuses opérations, la couche doit être maintenue sous la forme d'un oxyde stable. Dans ce sens, la quantité d'oxygène qui a été adsorbée à la surface supérieure de la couche, est encore insuffisante. Autrement dit, deux ou trois couches moléculaires

  
0

  
(de plus de 5 A) sont exigées.

  
0 Exposé différemment, la limite inférieure est de 5 A. 

  
D'autre part, en formant une couche d'oxyde à la surface du ruthénium par traitement à chaud, si l'épaisseur

  
0

  
de la couche doit désirablement excéder 25 A, la diffusion vers la surface de contact du métal de base magnétique, tel que Fe, Ni et autres, servant de couche inférieure, a lieu

  
au préalable, ce qui conduit à la formation d'une couche ou pellicule d'oxyde métallique de base.

  
Au surplus, l'épaisseur d'une pellicule procurant une conductivité électrique due à un effet de tunnel, ne doit

  
o

  
pas être supérieure à 100 A. Les contacts utilisés actuellement comprennent des pellicules d'oxyde sur leurs deux faces opposées l'une à l'autre, de sorte que l'épaisseur de la

  
o

  
pellicule d'une face ne doit pas dépasser 50 A.

  
Au surplus, la limite supérieure de l'épaisseur

  
o

  
précitée doit être d'environ 25 A pour définir la conductivité électrique désirée au point de vue de la force de contact et de la dureté de la couche de ruthénium déposée.

  
Les contacts de commutateurs conformes à la présente invention peuvent être utilisés avec plein succès dans des applications pratiques et sont bien adaptés à une utilisation tant dans un état de charge où une décharge en arc a lieu entre les contacts opposés que dans un état de charge de faible niveau où aucune décharge en arc ne se produit,

  
ce qui donne une résistance faible et stable des contacts au cours des opérations d'ouverture et de fermeture d'un commutateur. 

  
L'invention est décrite en détail ci-après en se référant aux dessins annexés au présent mémoire, dans lesquels.

  
la figura 1 est une vue en coupe transversale d'un exemple de réalisation des contacts d'un commutateur électri-

  
 <EMI ID=2.1>  entre la température et l'épaisseur d'une couche d'oxyde déposée au cours d'un traitement à chaud pendant 10 minutes dans une atmosphère d'azote contenant 20% d'oxygène et ce, conformément à l'exemple de réalisation de l'invention; la figure 3 est un graphique montrant la relation entre la résistance de contact et le nombre d'opérations d'un commutateur; et la figure 4 est un graphique montrant les caractéristiques de la force de contact par rapport à la résistance de contact en fonction de l'épaisseur de la pellicule d'oxyde.

  
En se référant à la figure 1 représentant une vue schématique en coupe transversale des couches des contacts d'un commutateur à lames conformément à la présente invention, on désigne par 1 une lame constituée d'un métal magnétique

  
 <EMI ID=3.1> 

  
re, à savoir de l'or. La couche inférieure est efficace pour empêcher que les éléments métalliques des lames apparaissent à la surface par diffusion. Ainsi, l'adhérence entre les métaux du contact et de la lame est renforcée. La couche

  
 <EMI ID=4.1> 

  
thénium d'une épaisseur de 5 à 25 A, cette couche étant dé-

  
 <EMI ID=5.1> 

  
La figure 2 montre la relation entre l'épaisseur de la couche de ruthénium et la température de traitement lorsque les contacts sont chauffés dons une atmosphère contenant 20% d'oxygène. L'épaisseur de la couche d'oxyde de ruthénium est <EMI ID=6.1>  La figure 3 montre la relation entre la résistance de contact et le nombre des opérations d'un interrupteur à lames équipé de contacts dont les surfaces sont revêtues d'une couche d'oxyde de ruthénium. A cet égard, la courbe A de la figure 3 a été obtenue avec un commutateur doté d'un contact revêtu d'une couche d'oxyde de ruthénium, ce commutateur étant cité à titre d'exemple conformément à la présente invention.

   La couche de ruthénium a été formée par dépôt électrolytique sur une lame du commutateur, puis a été chauffée dans une atmosphère d'azote contenant 20% d'oxygène et ce, pendant,
10 minutes et à une température de 390[deg.]C. La courbe B de la figure 3 est obtenue avec un commutateur muni de contacts revêtus d'une couche de ruthénium pur.

  
Comme on peut le voir à la figure 3, le commutateur équipé de contacts conformes à la présente invention fournit une résistance de contact plus basse et plus stable et une variation moindre de la qualité des commutateurs.

  
La figure 4 montre la relation entre une force de contact et la résistance de contact. La courbe Cde cette figure 4 est obtenue lorsque des contacts revêtus de couches 0

  
d'oxyde de ruthénium d'une épaisseur de 25 A, conformément à la présente invention, sont forcés l'un contre l'autre, tan-

  
 <EMI ID=7.1> 

  
o

  
d'oxyde de ruthénium dtune épaisseur de 5 A. Les résistances de contact représentées par les courbes C et D, en fonction d'une force de contact d'environ 3 grammes, sont suffisamment basses, avec une diminution concomitante de la variation de la résistance de contact relativement à des forces variables. En général, la force de contact d'un commutateur lames d'un

  
 <EMI ID=8.1> 

Claims (1)

1. pour des applications pratiques.

   Tel que ceci se dégage de la description ci-avant, la couche de ruthénium est utilisée pour un contact de commutateur électrique conforme à la présente invention, en ce sens que la surface du contact est revêtue d'une couche d'oxyde

   o

   de ruthénium d'une épaisseur de l'ordre de 5 à 25 A, si bien que l'on peut obtenir un contact de commutateur dont la résistance est moindre et qui reste stable pendant les opérations, ce qui entraîne une grande sécurité de fonctionnement.

   REVENDICATIONS

   1.- Contact de commutateur, caractérisé en ce qu'il comprend une couche d'oxyde de ruthénium déposée sur une couche de ruthénium, l'épaisseur de cette couche d'oxyde de

   o

   ruthénium étant de l'ordre de 5 à 25 A.

   2.- Contact de commutateur électrique, substantiellement tel que décrit précédemment et illustré aux dessins annexés.