Brevet FR2010438A1 — publié le 19700213

La présente invention est relative a un procédé permettant de produire sur une matière de contact con nue comme par exemple ltargent ou le cuivre, à l'aide de mercure9 des couches qui donnent à la surface extérieure ainsi traitée les propriétés souhaitées pour des surfaces de contact électrique, Pour les contacts on sait employer des alliages spéciaux ou des jonctions intermétalliques, cependant les matières de contact ainsi fabriquées,ou bien sont chères, ou bien ne sont utilisables aue pour des buts détermines ou bien encore ont une durée de s1e insuffisante. En aucun cas9 elles n'attei- gnent les qualités électriques qui distinguent le mercure comme matière de contact0 Cependant le mercure a l'inconvénient d'être liquide aux températures de service des appareils électriques et par conséquent de ne pouvoir seulement être employé comme matière de contact que dans des récipients fermés2si bien que sa capacité de fonctionnement dépend de la position des récipients. La présente invention permet de fabri- quer une couche de contact électrique qui combine les bennes pro priétés des matières de contact solides avec celles du mercure0 A cet effets l'invention concerne un procédé pour la fabrication d'une couche de contact électrique sur un métal support par exemple du cuivre ou de préférence de l'argent, procédé caractérisé par ce quton met en contact la sur face extérieure préalablement nettoyée du métal support pendant un laps de temps assez long et à une température assez élevée avec du mercure purifié de préférence distillé,et qu'ensuite le cas échéant après un temps de magasinage assez long, on dépose sur la surface extérieure,ainsi traitée et nettoyée encore une fois, un amalgame de l'un des métaux indium9 thallium ou plomb, de préférence indium9 ce qui donne un contact électrique avec une très faible résistance ohmique0 Ltinvention concerne également les contacts électriques, caractérisés par ce quilse composent dVun métal support par exemple du cuivre ou de préférence de l'argent, dont la surface extérieure tournée vers la surface de contact comport-e un amalgame du métal support sur lequel se trouvent une ou plusieurs couches deamalgames dtlndlum et/ou de thallium etXou de plomb, de préférence d'amalgame d'indium. Le pr-eedé conforme à l'invention com porte donc essentiellement deux phases, Dans la première phase sur une surface extérieure en cuivre ou mieux encore en argent est produite une couche d'amalgame dont 10 épaisseur et la régularité dépendent de la durée et de la température du traitement0 Des essais ont montré que sur du cuivre avec une durée de traitement de 400 heures, à 180 C, il s'établit une épaisseur de couche de 0S1 mm. La même épaisseur de couche peut aussi être obtenue avec une réaction pendant 100 heures à une température de 70 C, cependant les couches formes s à des tempé- ratures assez élevées sont plus régulières. et par conséquent meil leures. Pour l'argent, on a avec 400 heures et 1800 des épaisseurs de couche entre 0,02 et 0,03 mm et pour 100 heures et 70 C, on a d'autre part des couches assez régulières de. moins de 0,01 mm d'épaisseur. Des temps de stockage d environ 2000 heures conduisent dans tous les cas au durcissement de la couche d'amalgame, Mais la couche amalgame d'argent est environ lO fois moins rugueuse que la couche d'amalgame de cuivre. Dans la deuxième phases sur la surface extérieure est déposé un autre amalgame des métaux indium, thal lium ou plomb, Ltavantage particulier du procédé con forme à l'invention se trouve dans le fait que dans la couche de contact fabriquée suivant ce procédés les très bonnes propriétés électriques restent maintenues pendant d grands laps de temps. Une amalgamation simple de la. surface extérieure donne deabord aussi de bonnes propriétés électriques, qui cependant baissent avec le temps, car une dissolution progressive du mercure dans le métal support doit conduire' finalement à la consommation de tout le mercure0 Par rapport à l'amalgame déposé ulté rleurementS la couche d'amalgame d'argent ou de cuivre existant constamment forme une sorte de couche d'arrêt qui empêche ou au moins retarde fortement la réaction du mercure. de l'amalgame avec le métal support0 Suivant ufl.e autre réalisation de lin= ventionS cet effet de blocage peut encore être renforcé par. le fait que la surface extérieure du métal support traitée avec le mercure est soumise à un traitement themique avant le depôt du deuxième amalgame La concentration da mercure dans t r deu- xième amalgame est réglée en fonction de la température de fonc- tionnement prévue du contact en e sens que, pour des températures de fonctionnement assez élevées on emploie un amalgame avec une assez faible teneur en mercure0 La surface extérieure encore non enduite du métal support est d'abord meulée ettou polie et ensuite trai tée avec un mélange alcoolique, par exemple de l'acétone ou du pen tane n. Les produits mentionnés en dernier peuvent, ainsi que d" autres solvants organiques9 aussi être employés pour nettoyer a surface extérieure déjà préalablement traitée au mercure0 Suivant une autre réalisation de l'in- Invention la deuxième couche amalgame est déposee avec une teneur de mercure d'abord plus élevée que prévue et entrainée dans la surface extérieure avec une partie de la composante métallique solide de l'amalgameO En outre, la composante métallique solide dans la ouche d'amalgame s'enrichit jusqu'à la valeur prévue. Exemple : Un corps en argent pur meulé et poli sur la surface extérieure prévue pour 16enduction9 puis nettoyé avec un mélange alcoolique, est mis en contact avec du mercure purifié par distillation et chauffé pendant 100 heures à 70 C. Ensuite9 la couche amalgame d'argent ainsi formée est soumise pendant 500 heures à 19action de l'air. Avant le dépôt de l'amalgame d'indium, la couche amalgame d ar gent est soigneusement nettoyée avec un solvant organique 50 L'a- amalgame d'indium avec une teneur d'indium d'environ 60 % est in troduit avec de l'indium métallique dans la surface extérieure de la couche amalgame d'argent. En outre, la teneur d'indium s'élève à 75 %. La couche présente d'abord une consistence pä teuse. Ensuite avec une lame de verre meulée5 la surface exté- rieure est polie de sorte que amalgame d'indium se trouve main- tenant dans les creux de la couche d'amalgame d'argent. La résistance de contact est indépen dante de la pression pour des pressions inférieures à 0s92 kg/mm. et est de 11,76 m#/mm. Ces valeurs ont été measurées 10 heures après la fabrication à 20 C. Après que la surface de contact fi nie a été soumise pendant 1000 heures à l'action de l'air, la pres- sion de contact critique est montée à 004 kg/mm et la résistance de contact à l25 m#/mm. Une autre réduction de la pression de contact critique et de la résistance de contact a pu être obtenue en rapportant une couche 'supplémentaire amalgame deindium liquide de 0s05 à 0,1 mm d'épaisseur. La pression de contact critique s'est abaissée à moins de 0,005 kg/mm2 et la valeur de la résis- tance à 1196 m#/mm. Un autre objet de l'invention est un contact électrique qui se compose dcun métal support en cuivre ou de préférence en argent 9 dont la surface extérieure tournée vers la surface de contact est en amalgame de cuivre ou en amalgame deargent et sur lequel se trouvent une ou plusieurs couches d'a- malgame d'indium et/ou de thallium et/ou de plomb, de préférence d'amalgame d'indium. Bien entendus 19invention n9est pas li mitée aux exemples de réalisation ci dessus décrits et représentés0 On pourra, au besoin, recourir à d'autres modes et à d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'in- Invention REVENDICATIONS 10) Procédé pour la fabrication d'une couche de contact électrique sur un métal support par exemple du cuivre ou de préférence de l'argent, procédé caractérisé par ce quaon met en contact la surface extérieure préalablement nettoyée du métal support, pendant un laps de temps assez long et à une température assez élevée avec du mercure purifié de préférence distillé et queensuites le cas échéant après un temps de magasi- nage assez longs on dépose sur la surface extérieureS ainsi trai tée et nettoyée encore une fois un amalgame de l'un des métaux indiums thallium ou plombs de préférence indium, ce qui donne un contact électrique avec une très faible résistance ohmique. 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par ce que la mise en contact de la surface du métal support avec le mercure dure jusqu'à 100 heures à une température de 600 à 1000C de préférence 70 C. 30) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par ce que la surface extérieure traitée au mercure du métal support est soumise avant le dép8t de amalgame à un traitement thermique aux environs de 60 à 100 Co 40) Procédé suivant revendication 1 caractérisé par ce que sur la couche amalgame est rapportée une autre couche épaisse d'amalgame d'indium liquide. 50) Procédé suivant la revendication 1 caractérisé par ce qu'on procède au nettoyage de la surface exté rieure à enduire du métal support par meulage ou polissage et par préparation avec des mélanges alcooliques comme l'acétone et le pentane n. 60) Procédé suivant la revendication 19 caractérisé par ce qu'on procède au nettoyage de la surface exté rieure déjà traitée au mercure avec des solvants organiques comme l'acétone ou le pentane n. 70t Procédé suivant la revendication 19 caractérisé par ce que la concentration de amalgame en mercure est réglée en fonction de la température de fonctionnement prévue pour le contact de telle sorte que pour des températures de fone tionnement assez élevées on emploie un amalgame avec une teneur de mercure assez faible0 80) Procédé suivant la revendication l caractérisé par ce que la couche d'amalgame est d'abord appliquée avec une teneur en mercure plus élevée que prévu et est insérée dans la surface extérieure avec une partie de la composante métal lique solide de l'amalgame. 9) Procédé suivant la revendication 1 caractérisé par ce que la couche amalgame rapportée est enlevée jusqu'à obtenir une couche de faible épaisseur, Juste encore fer mée. 100) Contacts électrques, caractérisés par ce qu'ilsse composent doun métal support par exemple du cuivre ou de préférence de l'argent, dont la surface extérieure tournée vers la surface de contact comporte un amalgame du métal support sur lequel se trouvent une ou plusieurs couches dtamalgames din dium et/ou de thallium et/ou de plombs de préférence amalgame d'indium0