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[5][_]
Molecule
(32/ 117)
[6][_]
silver
(28)
[7][_]
NICKEL oxide
(20)
[8][_]
cadmium oxide
(8)
[9][_]
cobalt oxide
(8)
[10][_]
nickel
(7)
[11][_]
NIO
(3)
[12][_]
copper
(3)
[13][_]
water
(3)
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nitrate
(3)
[15][_]
cobalt nitrate
(3)
[16][_]
silver carbonate
(3)
[17][_]
zinc
(2)
[18][_]
silver-oxide
(2)
[19][_]
silver nitrate
(2)
[20][_]
sodium bicarbonate
(2)
[21][_]
nickel carbonate
(2)
[22][_]
cobalt carbonate
(2)
[23][_]
cobalt
(2)
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DES
(1)
[25][_]
zinc oxide
(1)
[26][_]
tin oxide
(1)
[27][_]
tin
(1)
[28][_]
titanium
(1)
[29][_]
aluminium
(1)
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ZnO
(1)
[31][_]
SnO2
(1)
[32][_]
cadmium silver-oxide
(1)
[33][_]
cadmium
(1)
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cerium oxide
(1)
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manganese
(1)
[36][_]
magnesium
(1)
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carbonate
(1)
[38][_]
Physical
(53/ 65)
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12 percent
(4)
[40][_]
0,3 percent
(3)
[41][_]
20 percent
(2)
[42][_]
2 microns
(2)
[43][_]
8 mm
(2)
[44][_]
1,8 mm
(2)
[45][_]
220 V
(2)
[46][_]
de 10 N
(2)
[47][_]
0,7 m
(2)
[48][_]
5 to 20 percent
(1)
[49][_]
less than 2 micron
(1)
[50][_]
0.1 to 0.5 percent
(1)
[51][_]
0,5-1 percent
(1)
[52][_]
1 litre
(1)
[53][_]
83 g
(1)
[54][_]
5,66 g
(1)
[55][_]
0,9 g
(1)
[56][_]
1,2 litre
(1)
[57][_]
110 g
(1)
[58][_]
1 h
(1)
[59][_]
1 h.
(1)
[60][_]
de 105 daN mm-2
(1)
[61][_]
de 9,3 g.cm-3
(1)
[62][_]
de 1 ms-1
(1)
[63][_]
de 7 mg
(1)
[64][_]
1 m
(1)
[65][_]
7,1 g
(1)
[66][_]
de 5,66 g
(1)
[67][_]
15 percent
(1)
[68][_]
de 106 daN mm-2
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de 9,16 g cm-3
(1)
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de 2,5 mm
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[71][_]
7 N
(1)
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2 ms
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5 ms
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[74][_]
50 Hz
(1)
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270 mg
(1)
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3 N
(1)
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de 18N
(1)
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de 340 mg
(1)
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de 0,3 mN
(1)
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de 72 daN
(1)
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de 8,7 g
(1)
[82][_]
de 11,5 mg
(1)
[83][_]
42,5 kg
(1)
[84][_]
5,7 kg
(1)
[85][_]
0,45 kg
(1)
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de 55 kg
(1)
[87][_]
de 110 daN
(1)
[88][_]
de 9,4 g
(1)
[89][_]
9 mg
(1)
[90][_]
0,1 percent
(1)
[91][_]
de 5 percent
(1)
[92][_]
Generic
(5/ 30)
[93][_]
oxide
(16)
[94][_]
mEtal
(7)
[95][_]
salts
(5)
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carbonates
(1)
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nickel carbonates
(1)
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Gene Or Protein
(5/ 7)
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Etre
(3)
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DANS
(1)
[101][_]
Lic
(1)
[102][_]
Est-a
(1)
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Gof
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2511041A1
Family ID 7982077
Probable Assignee Louyot Comptoir Lyon Alemand
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title MATERIAUX A BASE D'silver ET D'NICKEL oxide, UTILISABLES POUR
LA REALISATION DE CONTACTS ELECTRIQUES, ET PROCEDES POUR LEUR
FABRICATION
EN Title MATERIAL FOR HIGH INTENSITY ELECTRIC CONTACTS - USING SILVER
BASE WITH NICKEL OXIDE
Abstract
_________________________________________________________________
LA PRESENTE INVENTION CONCERNE DES MATERIAUX DE TYPE PSEUDO-ALLIAGE A
BASE D'silver UTILISABLES POUR LA REALISATION DE CONTACTS ELECTRIQUES,
CARACTERISES EN CE QU'ILS CONTIENNENT DE 5 A 20 EN POIDS D'NICKEL
oxide NIO, LEDIT oxide ETANT DISPERSE, DANS LA MATRICE D'silver, SOUS
FORME DE PARTICULES DE DIMENSIONS INFERIEURES A ENVIRON 2 MICRONS, ET
UN PROCEDE POUR LA PREPARATION DESDITS MATERIAUX.
Material of a false-alloy type with a Ag base is used to form electric
contacts and contains 5 to 20 percent pref. 12 percent, by wt. of Ni
oxide dispersed within the Ag matrix as particles of less than 2
micron. In addn. pref. it contains 0.1 to 0.5 percent of an oxide,
pref. of Co to improve the fusion of the powdered material. The
material is prepd. from an aq. soln. of salts of Ag, Ni and Co from
which the carbonates are pptd. The ppte. is heated to cause
decomposition to give metallic Ag with the oxides of Ni and Co. Used
for high intensity electric contacts. Ni oxide is used with silver in
place of Cd as the contact material.
Description
_________________________________________________________________
Materiaux a base d'silver et d'nickel oxide, utilisables pour la
realisation de contacts electriques, et procedes pour leur
fabrication.
La presente invention concerne de nouveaux materiaux a base d'silver
et d'nickel oxide utilisables pour la realisation de contacts
electriques; elle concerne egalement les contacts obtenus a l'aide
desdits materiaux; elle concerne enfin un procede prefere permettant
la preparation desdits materiaux.
Les materiaux utilisables pour la realisation de contacts electriques
doivent posseder des proprietes tres diverses (mecaniques,
electriques, thermiques) qu'il est difficile de reunir et de
concilier.
Les materiaux pour contacts electriques (pour intensites elevees) sont
essentiellement constitues d'silver contenant de l'cadmium oxide, cet
cadmium oxide pouvant etre remplace, par exemple, par de l'zinc oxide
ou de l'tin oxide.
Dans le brevet francais n 2 122 873 qui decrit un procede pour
fabriquer un element de contact fritte a deux couches ayant une faible
propension au soudage, on a indique que l'une de ces deux couches
(celle realisant le contact) etait constituee par de l'silver
contenant de l'cadmium oxide; dans un souci de generalisation, le
redacteur du brevet a indique que ladite couche pouvait hetre
constituee par de l'silver contenant un "oxide mEtal- lic" qui est, de
preference, un cadmium oxide, de zinc, d'tin, de titanium,
d'aluminium, de nickel ou de copper.Mais on notera qu'aucun exemple de
ce brevet ne vient illustrer les proprietes des materiaux silver-oxide
metallique, c'est-a-dire que ce brevet n'est pas de nature a modifier,
pour le technicien, l'enseignement recu selon lequel, parmi les oxydes
metalliques utilisables pour la constitution de materiaux silver-oxide
metallique, l'cadmium oxide est le meilleur.
Le brevet francais n 2 209 993 decrit un procede de fabrication d'un
materiau a base d'silver et d'oxide metallique, materiau utilisable
pour la realisation de contacts electriques dans ce brevet, on indique
que ledit oxide metallique peut etre un oxide double cdO NiO, ZnO
Ni"O, SnO2 NiO, Fe3O4NiOouCuONiOentre autres;or,on sait que le proceda
utilise dans ce brevet interdit, du fait de la necessite de realiser
une solution du metal precurseur d'oxide dans l'silver, la preparation
de materiaux contenant des quantites notables (superieures a environ
0,5-1 percent)d'nickel oxide.
I1 a ete trouve maintenant, et c'est la le but de la presente
invention, que parmi les oxydes metalliques utilisables, avec
l'silver, dans les materiaux pour contacts Blectriques, l'nickel oxide
permettait l'obtention de materiaux presentant des pro pietes
inattendues.
La presente invention concerne donc un materiau nouveau, a base
d'silver et d'oxide metallique, utilisable pour les contacts
electriques, caracterise en ce qu'il contient de 5 a 20 percent en
poids d'nickel oxide, ledit nickel oxide etant disperse, dans la
matrice d'silver, sous forme de particules de dimensions inferieures a
environ 2 microns.
Un tel materiau possede, dans l'arc electrique, des proprietes au
moins egales a celles presentees par le materiau de reference actuel.
(argent-oxyde de cadmium silver-oxide) et cela aussi bien sur le plan
de l'erosion qu'en valeur de resistance de contact.
Un tel materiau n' a jamais ete decrit et ses pro pretes n'ont jamais
ete elucidees. La raison en est probablement que, comme indique
brievement ci-dessus, le nickel est, contrairement a d'autres metals
tels que le cadmium par exemple, insoluble dans l'silver, si bien
qu'il est assez difficile de realiser un materiau dans lequel l'nickel
oxide est regulierement reparti dans une matrice en silver.
La presente invention concerne un procede prefere pour la preparation
du materiau selon ltinvention; ce procede consiste a utiliser une
coprecipitation.
On utilise comme produit de depart des salts solubles d'silver et de
nickel que l'on fait precipiter simultanement; les composes insolubles
obtenus-sont alors transformes (chimiquement ou thermiquement) pour
donner naissance d'une part, a de l'silver metal et, d'autre part, a
de l'nickel oxide. La poudre tres fine ainsi obtenue est transformee
par des methodes connues pour donner naissance a des materiaux en
forme, directement ou indirectement utilises dans les contacts
electriques.
On peut envisager egalement de realiser les mate- riatix selon
l'invention en utilisant les procedes connus mettant en oeuvre les
techniques de melanges de poudres, mais ces procedes semblent moins
bien adaptes que le procede de coprecipitation mentionne precedemment.
Les exemples non limitatifs suivants illustrent l'invention.
EXEMPLE 1
On dissout dans 1 litre d'water 83 g de silver nitrate et 5,66 g de
nickel (sous forme de nitrate) et 0,9 g de cobalt nitrate (Co(N03)2
6H20).
La solution est chauffee a 800C et on ajoute lentement 1,2 litre d'une
solution aqueuse contenant 110 g de sodium bicarbonate; on precipite
ainsi un melange de silver carbonate, de nickel carbonate et de cobalt
carbonate.
Apres filtration et lavage des precipites, on seche la poudre obtenue
et on calcine la poudre seche a temperature de 45O0C. On transforme
ainsi le silver carbonate en argentmetallique et les nickel carbonates
et de cobalt en oxydes correspondants.
On obtient ainsi 60 gofune poudre fine a base d'silver contenant 12
percent d'nickel oxide et 0,3 percent d'cobalt oxide. l g de cette
poudre a ete comprime sous 1,5 t/cm sur une sous-couche de poudre
d'silver. On a fritte a 9000C pendant 1 h, comprime a nouveau a l'aide
d'une pression de 6 t/cm et soumis a un four a 9000C pendant 1 h.
Le materiau de contact obtenu a une durete HV5 de 105 daN mm-2 et une
masse volumique de 9,3 g.cm-3. Des pastilles du materiau ci-dessus
(pastilles de diametre 8 mm et d'epaisseur 1,8 mm) ont ete assemblees
sur des supports en copper et le produit obtenu a ete teste.
Le test consiste a provoquer l'ouverture d'un circuit electrique
parcouru par un courant (220 V, 50 periodes, 200 A, facteur de
puissance 0,8), circuit sur lequel on a intercale les contacts
electriques decrits ci-dessus; ces contacts sont maintenus l'un contre
l'autre avec une force de 10 N et l'ouverture se fait toutes les 10
secondes avec une vitesse d'eloignement de 1 ms-1.
Apres 1000 ouvertures, on a constate que le materiau de contact selon
l'invention avait subi une perte de poids de 7 mg. Les resistances de
contact mesurees sous une intensite continue de 10 A entre chaque
manoeuvre de l'essai sont comprises entre 0,5 et 0,7 mn.
Dans les memes conditions d'essais, un materiau connu contenant 12 X
d'cadmium oxide (la place d'nickel oxide) presenterait une perte de 9
a 11 tg; les resistances de contact de ce materiau mesurees comme
indique ci-dessus sont comprises entre 0,5 et 1 m#.
EXEMPLE 2
On a reproduit l'exemple 1, lais en utilisant 7,1 g de nickel (sous
forme de nitrate) au lieu de 5,66 g de ce metal.
Le materiau de contact obtenu contient 15 percent d'nickel oxide et
0,3 percent d'cobalt oxide; il presente une durete de 106 daN mm-2 et
une masse volumique de 9,16 g cm-3.
Des pastilles de contact de 8 - de diametre et de 2,5 mm d'epaisseur
ont ete realisees selon la technique.decrite dans l'exemple 1; puis
ces pastilles sont assemblees sur des supports en copper pour realiser
des contacts electriques. Ces contacts ont ete testes au Laboratoire
Central des Industries
Electriques a l'aide de la machine decrite dans l'article de
A. Carballeira and. Galand, "A new equipment for evaluating welding
and erosion tendencies on electric contacts", publie a la 8e
Conference Internationale sur les circuits electriques (Tokyo aoAt
1976 - pages 633-638).
Les essais ont ete realises dans les conditions suivantes
- force de contact 7 N
- retard du rebond par rapport a l'impact 2 ms
- duree du rebond 3 a 5 ms
- tension d'alimentation 220 V, 50 Hz
- intensite du courant a l'ouverture 29 A
- intensite du courant a la fermeture 162 A
- facteur de puissance 1
- duree de la surintensite a la fermeture jusqu'au premier passage a
zero du courant,
- une manoeuvre de fermeture et d'ouverture par seconde.
Apres 50 000 manoeuvres, on a constate sur deux echantillons des
pertes de poids respectives de 145 et 270 mg les resistances de
contact maximales observees ont ete respectivement de 0,22 et 0,7 m-;
les forces de soudage ont ete inferieures a 3 N a la fin de l'essai et
le maximum observe au cours de l'essai a te de 18N.
Si on soumet a la meme machine et dans les memes conditions un
materiau contenant de l'silver et 12 percent d'cadmium oxide, on
trouve notamment des pertes de l'ordre de 340 mg, une resistance de
contact de 0,3 mN et des forces de soudage de 10 N.
EXEMPLE 3
On repete l'exemple 1, mais en n'ajoutant pas, a la solution de
depart, le cobalt nitrate.
On obtient un materiau constitue d'silver contenant 12 X en poids
d'nickel oxide; ce materiau presente une durete HV5 de 72 daN mm et
une masse volumique de 8,7 g cm 3.
Le materiau a ete teste dans les memes conditions que celles decrites
dans l'exemple 1. Apres 1000 ouvertures, le materiau a subi une perte
de 11,5 mg. Les resistances de contact restent inferieures a 0,7 mn.
EXEMPLE 4
Pour preparer une composition d'silver contenant 12 percent d'nickel
oxide et 0,3 percent d'cobalt oxide, on a dissous 42,5 kg de silver
nitrate, 5,7 kg de nickel (sous forme de nitrate) et 0,45 kg de cobalt
nitrate dans 500 1 d'water.
On introduit cette solution dans une solution de 55 kg de sodium
bicarbonate dans 600 1 d'water.
Le precipite est recueilli, lave et traite comme dans l'exemple 1.
-2
Le materiau obtenu presente une durete HV5 de 110 daN mm
-3 et une masse volumique de 9,4 g cm
Des pastilles (diametre 8 mm et epaisseur 1,8 mm) de ce materiau teste
selon l'exemple 1 ont perdu 9 mg pour 1000 ouvertures et ont presente
une resistance de contact toujours inferieure 0,7 m#.
Les exemples qui precedent montrent l'interet certain des materiaux
selon l'invention pour la realisation de contacts electriques.
On a note dans ces exemples que les materiaux testes contenaient
generalement une faible quantite (0,1 percent A 0,5 ZO) d'cobalt
oxide. Cet oxide n'a pas d'influence notable sur les proprietes
electriques et thermiques des materiaux, mais se revele interegsant
pour ameliorer les possibilites de frittage de la poudre. Cette action
de l'cobalt oxide sur le frittage de poudres metalliques est connue et
on sait que, pour une telle action, l'cobalt oxide peut etre plus ou
moins completement remplace par d'autres oxydes, tels que l'cerium
oxide ou de manganese.
Il est egalement possible, dans le cadre de la presente invention, de
remplacer une partie de l'nickel oxide par un autre oxide metallique
tel que l'cadmium oxide de zinc et de magnesium, par exemple. Mais il
convient selon l'invention que la nickel oxide present dans le
materiau final ne descende pas en dessous de 5 percent en poids.
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Materiaux de type pseudo-alliage a base d'silver, uti lisables pour
la realisation de contacts electriques,caracterises en ce qu'ils
contiennent de 5 a 20 percent en poids d'oxyde de nickelNioxide, ledit
oxide etant disperse, dans la matrice d'silver, sous forme de
particules de dimensions inferieures a environ 2 microns.
2. Materiaux selon la revendication 1, caracterises en ce qu'ils
contiennent environ l2 percent en poids d'nickel oxide.
3. Materiaux selon l'une des revendications 1 et 2, caracterisesen ce
qu'ils contiennent de 0,1 a 0,5 eh d'un oxide, de pre- ference
l'cobalt oxide, connu pour ameliorer les proprietes de frittage de
materiaux en poudre.
4. Procede de preparation de materiaux selon l'une des revendications
1 a 3, caracterise en ce que l'on prepare une solution aqueuse de
silversalt, de nickelsalt et eventuellement de cobaltsalt, que l'on
precipite ces metals sous forme de carbonate et que l'on soumet le
precipite obtenu a une temperature suffisante pour decomposer le
silver carbonate en silver metal, le nickel carbonate en nickel oxide
et, lorsque celui-ci est present, le cobalt carbonate en cobalt oxide.
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