DE1959945A1 - Wetted switch contacts for use in gas - filled devices - Google Patents

Abstract

Wetted switch contacts for use in gas filled devices. A basic contact material of palladium alloy e.g. palladium-nickel with a preponderance of palladium, is enriched especially in current carrying wetted areas with hydrogen by annealing in a protective gas atmosphere e.g. hydrogen with nitrogen, argon or the like, immediately before the mercury is applied to those surfaces, by dipping. The gas filling in the device contains free hydrogen, for a free interchange and is also a mixture with nitrogen, argon or the like.

Description

fierletzter Schutzgaskontakt.the last protective gas contact.

Die Erfindung bezieht sich auf einen in Schutzgasatmosphäre arbeitenden, zumindest an der Kontaktstelle mit einer elektrisch leitenden Schaltflüssigkeit, vorzugsweise mit Quecksilber benetzten Schaltkontakt.The invention relates to a working in a protective gas atmosphere, at least at the point of contact with an electrically conductive switching fluid, Switching contact preferably wetted with mercury.

ßei Schaltkontakten der vorgenannten Art müssen unter anderem zwei wesentliche Bedingungen erfüllt sein, nämlich die Verwendung von Metallen, die erstens in der Schaltflüssigkeit, vorzugsweise also in Quecksilber nicht oder nur schwer lösbar sind und die zweitens leicht und lückenlos mit der Schaltfliissigkeit benetzbar sind. Von diesen Forderungen lässt sich die erstere durch geeignete Werkstoffwahl unter Anwendung der aus der anorganischen Chemie bekannten Erkenntnisse über das chemische Reaktionsverhalten der Metalle erfüllen und bezüglich der zweiten Forderung ist es bekannt, dass es für eine gute Benetzbarkeit metallischer Oberflächen eine unerlässliche Voraussetzung ist, eine reine und oxydfreie Oberfläche zu schaffen und zu erhalten. Dementsprechend wird bei bereits bekannten Schaltkontakten der vorliegenden Art vordringlich Platin verwendet, da bekanntlich Platin praktisch nicht amalgamiert und damit die erste der vorgenannten zwei ndingungn erfüllt ist. Die zweite ebenso wichtige Bedingung finger einwandfreien Benetzbarkeit lässt sich allerdings nur durch entsprechende chemische Bäder mit einem Beizeffekt, durch Kochen in entsprechenden chemischen Lösungen oder ähnlichten chemischen Behandlungsmethoden erfüllen, durch welche die Oberfläche des mit der Schaltflüssigkeit benetzten Werkstoffes oxydfrei und i glichst rein gemacht wird. Diese Methode ist jedoch mit dem grossen Nachteil verbunden, dass es sich einmal um einen "nassen" Behandlungsvorgang handelt, der hinsichtlich einer rationellen Massenfertigung wegen der notwendigen Trocknungszeit in jedem Falle von Nachteil ist und der weiterhin insbesondere die grosse Gefahr einschliesst, dass sich die gereinigte Oberfläche des zu benetzenden Werkstoffes bis zur tatsächlichen Benetzung im getrockneten Zustand wiederum mit einer wenn auch leichten Oxydschicht bedeckt und so eine ideale Benetzbarkeit zumindest beeinträchtigt wird.ßei switching contacts of the aforementioned type must, among other things, two essential conditions must be met, namely the use of metals, first in the switching fluid, preferably not in mercury, or only with difficulty are detachable and, secondly, they can be easily and completely wetted with the switching liquid are. Of these requirements, the former can be met by a suitable choice of material using the knowledge known from inorganic chemistry about the meet chemical reaction behavior of the metals and with regard to the second requirement it is known that it is a good wettability of metallic surfaces It is essential to create a clean and oxide-free surface and get. Accordingly, in the case of already known switching contacts, the In the present type, platinum is used as a matter of priority, as platinum is known to be practical not amalgamated and thus the first of the aforementioned two requirements is met. The second equally important condition can be flawless wettability but only through appropriate chemical baths with a pickling effect, through boiling in appropriate chemical solutions or similar chemical treatment methods meet by which the surface of the with the switching fluid wetted material is made oxide-free and as clean as possible. This method is but associated with the great disadvantage that it is once a "wet" Treatment process is because of the rational mass production in terms of the necessary drying time is in any case a disadvantage and continues to do so In particular, there is a great risk that the cleaned surface will become damaged of the material to be wetted up to the actual wetting in the dried state again covered with an albeit light oxide layer and thus ideal wettability is at least affected.

Diese Nachteile der bekannten Anordnungen werden vermieden, wenn gemäss der vorliegenden Erfindung als Werkstoff für die mit der Schaltflüssigkeit zu benetzenden Oberflächen des Schaltkontaktes, insbesondere für dessen Kontaktglieder, mit Wasserstoff vorzugsweise in einem Glühvorgang angereichertes und durch unmittelbar daran anschliessendes Eintauchen in die Schaltflüssigkeit benetztes Palladium in reiner oder legierter Form verwendet wird und dass dieser Werkstoff mit einer Schutzgasatmosphäre in Austausch steht, welche Wasserstoff, vorzugsweise in nicht gebundener Form enthält.These disadvantages of the known arrangements are avoided if according to of the present invention as a material for the to be wetted with the switching fluid Surfaces of the switching contact, in particular for its contact elements, with hydrogen preferably enriched in an annealing process and immediately thereafter Immersing in the switching fluid wetted palladium in pure or alloyed Form is used and that this material is exchanged with a protective gas atmosphere which contains hydrogen, preferably in unbound form.

Durch diese Maßnahmen werden fürs erste die eingangs erwähnten zwei Bedingungen für Schaltkontakte der vorliegenden Art in idealer Weise erfüllt. Palladium gehört nämlich zu den Metallen der Platingruppe und damit zu den Metallen, die praktisch nicht amalgamieren. Palladium hat jedoch weiterhin die im vorliegenden Anwendungsfall überaus wertvolle Eigenschaft, dass es grosse Mengen Wasserstoff zu lösen vermag, der in dieser Form als Ein-atomarer Wasserstoff eine besonders starke Reduktionswirkung ausübt. Diese Eigenschaft wird nun im Rahmen der vorliegenden Erfindung dahingehend ausgenützt, dass eine etwa vorhandene Oxydschicht an der Oberfläche des Palladiums abgebaut und die Bildung einer neuen Oxydschicht verhindert, also eine chemisch reine und damit sehr gut benetzbare Oberfläche des Palladiums geschaffen wird. Dabei ist es der ganz besondere Vorteil dieser Reinigungsmethode, dass sie "trocken" d.h. beispielsweise in einem Rezipienten unter wasserstoffhaltiger Schutzgasatmosphäre durchführbar ist und das Palladium ohne Zeitverlust und ohne die Gefahr einer erneuten Verunreinigung durch einfaches Eintauchen in die Schaltflüssigkeit benetzbar ist. Insgesamt ergeben sich also gegenüber den bekannten Anordnungen zwei wesentliche Vorteile, nämlich einmal ein für den Produktionsablauf sehr vorteilhaft kurzer Reinigungsprozess und zum anderen eine sehr leichte und vor allem einwandfreie Benetzbarkeit des Trägerwerketoffes.By these measures, the initially mentioned two Conditions for switching contacts of the present type are ideally met. palladium namely belongs to the metals of the platinum group and thus to the metals that are practical do not amalgamate. Palladium, however, continues to have that in the present application extremely valuable property that it is able to dissolve large amounts of hydrogen, which in this form as single atomic hydrogen has a particularly strong reducing effect exercises. This property is now within the scope of the present invention to that effect exploited, that an existing oxide layer on the surface of the palladium and prevents the formation of a new oxide layer, so a chemically pure and thus very easily wettable surface of the palladium is created will. The particular advantage of this cleaning method is that it "dry" i.e. for example in a recipient under a hydrogen-containing protective gas atmosphere is feasible and the palladium without loss of time and without the risk of renewed Contamination can be wetted by simply immersing it in the switching liquid. Overall, there are two essentials compared to the known arrangements Advantages, namely a short cleaning process that is very advantageous for the production process and on the other hand a very easy and, above all, perfect wettability of the carrier material.

Darüberhinaus ergibt sich mittels der extremen Aufnahmefähigkeit des Palladiums fUr Wasserstoff die Gewähr einer Aufrechterhaltung der notwendigen reinen Oberfläche des Palladiums für Wasserstoff die Gewähr einer Aufrechterhaltung der notwendigen reinen Oberfläche des Palladiums auch. über eine lange Betriebsdauer des Schaltkontaktes, wenn dieser in einer wasserstoffhaltigen Schutzgasatmosphäre arbeitet, die mit dem Palladium in Austausch steht. Ferner ergibt sich durch die Verwendung von Palladium der weitere nicht unbeachtliche Vorteil, dass Palladium gegenüber Platin erheblich billiger ist, wobei hinsichtlich etwaiger unterschiedlicher Kontakteigenschaften darauf hingewiesen sei, dass diese bei Verwendung von Schaltflüssigkeit nur von sekundärer Bedeutung sind, weil die eigentliche Schaltleistung von der Schaltflüssigkeit übernommen wird.In addition, the extreme absorption capacity of the Palladium for hydrogen guarantees the maintenance of the necessary pure The surface of the palladium for hydrogen ensures a maintenance of the necessary pure surface of the palladium too. over a long period of operation of the switching contact if it is in a hydrogen-containing protective gas atmosphere works that is in exchange with the palladium. Furthermore results from the Using palladium is another not inconsiderable advantage that palladium compared to platinum is considerably cheaper, although different with regard to any Contact properties should be noted that this is when using switching fluid are only of secondary importance because the actual switching capacity depends on the switching fluid is taken over.

Als Werkstoff für die zu benetzenden Oberflächen des Schaltkontaktes lässt sich gemäss einer Fortbildung der Erfindung auch eine Palladium-Nickel-Legierung verwenden, wobei das Palladium den überwiegenden Anteil der Legierung bildet.As a material for the surfaces of the switch contact to be wetted According to a development of the invention, a palladium-nickel alloy can also be used use, whereby the palladium forms the predominant part of the alloy.

Durch diese Maßnahme lässt sich, soweit Quecksilber als Schaltflüssigkeit Verwendung findet, die an sich sehr geringe Löslichkeit von Palladium in Quecksilber und damit eine Amalgambildung noch verringern.This measure allows, as far as mercury is used as a switching liquid Use is made of the very low solubility of palladium in mercury and thus further reduce amalgam formation.

Die Anreicherung des Palladiums mit Wasserstoff erfolgt nach einer Weiterbildung der Erfindung zweckdienlich in einer Gasmischung aus Wasserstoff und einem inerten Gas. An sich wäre selbstverständlich reiner Wasserstoff am aktivsten, jedoch bestünde bei seiner ausechlieselichen Verwendung bekanntlich Expolosionsgefahr durch Knallgasbildung. Eine solche Gefahr ist praktiach ausgeschlossen, wenn der Wasserstoff in vorgenannter Weise mit einem inerten Gas, beispielsweise mit Stickstoff, Argon o.dgl. gemischt ist.The enrichment of the palladium with hydrogen takes place after a Further development of the invention useful in a gas mixture of hydrogen and an inert gas. In itself, of course, pure hydrogen would be the most active, however, it is known that there is a risk of explosion if it were used exclusively through oxyhydrogen formation. Such a risk is practically impossible if the Hydrogen in the aforementioned manner with an inert gas, for example with nitrogen, Argon or the like. is mixed.

Als Schutzgas für den Schaltkontakt empfiehlt sich gemäss einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wiederum eine Mischung aus Wasserstoff und einem inerten Gas.According to one exemplary embodiment, it is recommended as a protective gas for the switching contact according to the invention, in turn, a mixture of hydrogen and an inert gas.

4 Patentansprüche4 claims

Claims (4)

Patentansprüche In In Schutzgasatmosphäre arbeitender, zumindest an der Kontaktstelle mit einer elektrisch leitenden Schaltflüssigkeit, vorzugsweise mit Quecksilber benetzter Schaltkontakt, dadurch gekenneiohnet, dass als Werkstoff für die mit der Schaltflüssigkeit zu benetzenden Oberflächen des Schaltkontaktes, insbesondere für dessen Kontaktglieder, mit Wasserstoff vorzugsweise in einem Glühvorgang angereichertes und durch unmittelbar daran anschliessendes Eintauchen in die Schaltflüssigkeit benetztes Palladium in reiner oder legierter Form verwendet wird und dass dieser Werkstoff mit einer Schutzgasatmosphäre in Austausch steht, welche Wasserstoff, vorzugsweise in nicht gebundener Form, enthält.Claims working in a protective gas atmosphere, at least to the contact point with an electrically conductive switching fluid, preferably Switching contact wetted with mercury, characterized in that as a material for the surfaces of the switching contact to be wetted with the switching fluid, in particular for its contact members, with hydrogen, preferably in an annealing process enriched and immediately following immersion in the switching fluid wetted palladium is used in pure or alloyed form and that this Material is in exchange with a protective gas atmosphere, which hydrogen, preferably in unbound form. 2. Schaltkontakt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstoff eine Palladium-Nickel-Legierung verwendet wird, wobei das Palladium den überwiegenden Anteil der Legierung bildet.2. Switching contact according to claim 1, characterized in that as Material a palladium-nickel alloy is used, the palladium being the forms the predominant part of the alloy. 3. Schaltkontakt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anreicherung dea Palladiums mit Wasserstoff in einer Mischung aus Wasserstoff und einem inerten Gas, beispielsweise Stickstoff, Argon oder dergleichen, erfolgt.3. Switching contact according to claim 1 or 2, characterized in that the enrichment of the palladium with hydrogen in a mixture of hydrogen and an inert gas such as nitrogen, argon or the like. 4. Schaltkontakt nach einem der vorhergehenden Ansprüche>dadurch gekennzeichnet, dass die in Austausch mit dem Palladium bzw. mit der Palladiumlegierung stehende Sohutzgasatmosphäre des Schaltkontaktes eine Mischung von Wasserstoff und einem inerten Gas, beispielsweise Stickstoff, Argon oder dergleichen, ist.4. Switching contact according to one of the preceding claims> characterized marked that the in exchange with the palladium or with the palladium alloy standing Sohutzgasatmosphäre of the switching contact a mixture of hydrogen and an inert gas such as nitrogen, argon or the like.