Materiales Conductores para Contactos Electricos

Características que deben cumplir los materiales para contactos eléctricos y su clasificación según estas.

Continuamos con la serie de artículos referidos a los Materiales Conductores empleados en la electrónica.

La expresión contacto eléctrico implica la unión entre conductores. En el caso ideal el contacto no debe modificar las características del circuito electronico,  no debe introducir capacidad, inductancia o resistencia apreciable.
Normalmente la capacidad y la inductancia correspondiente a la unión son despreciables, y el problema se reduce a mantener la resistencia de contacto tan baja como sea posible.

Las principales características de un material ideal para contactos eléctricos son:

  • Elevado conductividad térmica.
  • Elevada conductividad eléctrica.
  • Elevada resistencia a la corrosión.
  • Baja resistencia superficial.
  • Resistencia a soldarse.
  • Resistencia mecánica.
  • Resistencia al arco.
  • Bajo Costo.
  • Alto punto de fusión.

Esta de más decir que no existe material alguno que pueda cumplir con todos estos requisitos simultáneamente, por lo que se agrupan a los materiales sólidos para contacto eléctricos en clases.

Materiales de Alta Conductividad

Pertenecen a este grupo la plata y algunas aleaciones de la misma. La principal ventaja de la plata en este caso, es su elevada conductividad térmica y eléctrica; y sus principales desventajas son su bajo punto de fusión, su dureza relativamente pequeña, su tendencia a picarse y su tendencia a formar una capa superficial sulfurosa y de alta resistencia de contacto. Estos inconvenientes se solucionan, en gran medida, aleándola con otros materiales como: cobre, cadmio, zinc, magnesio, hierro, platino, paladio, etc.

Materiales Duros, Refractarios o Resistentes al Arco

Pertenecen a este grupo el molibdeno y el tungsteno, materiales que poseen una elevada resistencia al arco (por estas circunstancias se denominan refractarios). Los contactos hechos con estos materiales se emplean para operaciones continuas o muy frecuentes, y para corrientes del orden de 5 a 10 amperes. Su dureza permite presiones mecánicas muy elevadas. Presenta el inconveniente de tender a formar óxidos de alta resistencia eléctrica, pero esto puede ser superado con presiones de contactos elevadas, con cierres deslizantes, efecto del martilleo o empleando circuitos de protección auxiliares para reducir o suprimir el arco.

Materiales de Alta Conductividad Resistentes al Arco

Son aleaciones de tungsteno y molibdeno logradas según la metalurgia de los polvos metálicos. Esta técnica se usa debido a la dificultad de fundir dichos metales, y consiste en moldear, hornear y luego aglomerar a elevada temperatura y en atmósferas especiales los polvos metalúrgicos componentes de la aleación. Por ej: tungsteno–plata, plata–molibdeno, plata–carburo de tungsteno, plata–carburo de molibdeno, cobre–tungsteno, cobre–carburo de tungsteno, etc, aleaciones que tienen en su composición también pequeñas cantidades de: níquel, hierro, grafito, etc.

Pueden distinguirse tres tipos según la composición:

  • Con entre 10 y 30% de material de alta conductividad (Ag o Cu).
  • Con cantidades iguales de materiales refractarios y de alta conductividad.
  • Con entre 10 y 30% de material refractario.

Los primeros se emplean en contactos para regímenes severos de trabajo; los segundos cuando además de las condiciones relativamente severas de trabajo, deben tenerse en cuenta largos períodos de funcionamiento sin un aumento excesivo de temperatura; y los últimos, en contactos para regímenes livianos de trabajo, reemplazando muchas veces a aleaciones de plata.

Materiales de Alta Resistencia a la Corrosión

Pertenecen a este grupo, metales nobles como el oro, el platino y el paladio. Los contactos hechos con estos metales se utilizan solamente en aplicaciones sensibles, especialmente cuando los contactos pueden estar sometidos a la contaminación del ambiente, con la consecuente corrosión o formación de películas superficiales. Se emplean con corrientes reducidas y con presiones entre los contactos muy bajas.
Aunque algunos de estos metales suelen usarse solos, en general, por ser blandos, se usan aleados con otros elementos como: iridio, osmio, rutenio, rodio y muchas veces también plata, cobre, níquel, hierro, etc.

Ref: Apunte de clase. Tecnologia Electronica. UTN FRC

Materiales Conductores

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