^'^СОЮЗНАЯ ПРОКЛАДКА ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ТЕПЛОВЫХ КОНТАК11ШВуг;гг.с,^ ^^,,„' Сr-^b.53Uiv"Jt.A^lfSOfiI P'iWC pj/.^-,—- — , •'-—.-.±_[~' ''''^'^^ ; f-lHA Советский патент 1973 года по МПК H01L23/02 H01L23/16 

1

Изобретение относится к области электротехники и теилотехиики и может быть применено в устройствах, в которых осуществляется иередача тепловой или электрической энергии через коитакты, выполненные из разнеродных материалов, например, п си.човых полупроводниковых вентилях.

Для обеспечения линшмальногс; теплового и электрического сопротивления прижимного контакта необходимы весьма высокая точность механической обработки контактируюiLi;iv поверхностей и применение больших KijiiT.-rKiHbix давлени, что ведет к усложнелню KG iCTp Ku;iii контактного устройства и ( главным нреиятствнем на нути к шиг)окому нрпмене 1ию прижимных контактов.

Кроме того, нримененне в прижимных контактах больпшх постоянно действуюниих К1)1ггактных давлений при рабочих температурах ко(гтакта может привести к взаимной диффузии л1атериала контактов и контактных прокладок, вс.тедствие чего контакт может Ci;rn неразъемным.

Цель изобретения - уменьшение теи.тового и электрического сопротпвлепия ко ггакта и повышение его усталостной нрочностн.

Цель достигается тем, что предлагаемая контактная прокладка, выполненная из мате.11ала1 с 1высо:; -ой электро- л те.н.тот1)0:псдностью, содерлсит внутренний слой в виде тонкой пластины, выполненной, иапример, из .металла или сплава, имеющего температуру плавления ниже рабочей температуры контактпого устройства, и внешнюю герметизируюш}-ю оболочку, непосредственно прилегающую к .внутреннему слою и имеющую температуру плавления много выше рабочей температ ры контакта.

Прп эксплуатации контактного устройства внутренний слой прокладки расплавляется под действпем тепловой энергии, выделяемой в области коитакта, и иаходится в расплавленном состоянии в течение всего рабочего рфемени, пока с контакта не снята электрическая или тепловая нагрузка.

Так создаются благоприятные условия для обеснечепня .максимально нлощадн прн.теганпя ко1ггактнрующих плоскостей даже при относительно грубой их мехаиической обработке и небольшом контактном нажатни.

Цериодическое расп.чавление внутреннего слоя контактной прокладки при каждом цикле включения контактного устройства снимает термические и механнческие напряжения па прижимном контакте и в самой контактной прокладке и, следовательно, нсключает возмолчиость явлений термической усталости контакта, которые неизбежны в существуюHuix контактных устройствах, особенно в устройствах, работающих в режиме цикличедки изменяющихся тепловых или электрических нагрузок, например в силовых управляемых полупроводниковых вентилях. На чертеже изображена контактная прокладка для разъемного контакта с механическим прижимом применительно к силовому полупроводниковому вентилю на выпрямленный ток 200 а. Внутренний слой 1 выполнен из сплава висмута, олова, свинца, кадмия (сплав Гутри), имеющего температуру плавления 45°С, т. е. ниже рабочей температуры вентиля, работающего в режиме номинальной токовой нагрузки (80-100°С). Герметизирующая оболочка 2 выполнена из меди или других металлов с хорошими тепло- и электропроводностью и с коэффициентом теплового расширения, согласованным со значениями этого коэффициента для материалов контактирующей пары. В целях защиты от агрессивного воздействия некоторых компонентов сплава внутреннего слоя, например висмута, на материал герметизирующей оболочки, например медь, а также в целях обеспечения хорощей смачиваемости сплавом внутренней поверхности оболочки последнюю покрывают подходящим металлом, например никелем. Для снижения теплового и электрического сопротивлений контакта внешняя поверхность прокладки может быть покрыта тонким слоем благородного металла, например серебра. Герметизирующую оболочку прокладки изготовляют одним из известных технологических способов, например, пайкой или сваркой металлической фольги. Однако, с целью увеличения механической прочности оболочки, надежности герметизации внутреннего слоя прокладки и механизации ее изготовления, прокладку целесообразно изготовлять бесшовной с помощью, например, химических или электрохимических методов осаждения металлов или сплавов. Применяя многослойные по4, . крытия, легко удовлетворить всем требованиям, которые предъявляются к герметизирующей оболочке. В случае, если внутренний слой прокладки и герметизирующая оболочка отличаются по коэффициентам теплового расширения, в целях обеспечения надежности контактной прокладки ей в процессе изготовления придают тарельчатую форму. Такая форма прокладки благодаря наличию бортика исключает возникновение опасных напряжсннй в оболочке, вызываемых различием коэффициентов расширения внутреннего слоя и оболочки. Контактная прокладка может быть применена также и в неразъемных контактах, например паяных. В этом случае достигают минимальных теплового и электрического сопротивлений контакта и вместе с тем исключают возможность усталостного разрушения, особенно в условиях циклической работы контактного устройства. Для исключения возможности хотя бы временной потери контакта вследствие вибрации или тряски работающего устройства может быть использован небольшой прижим контакта, например, с помощью пружинного устройства. Предмет изобретения Прокладка для электрических и тепловых контактов, выполненная из материалов с высокими электро- и теплопроводностью, отличающаяся тем, что, с целью снижения теплового и электрического сонротивлений контакта и повышения его усталостной прочности, она содержит внутренний слой, охваченный герметизирующей оболочкой, выполненной из материалов с согласованными по отношению к контактируюшим материалам коэффициентами термического расширения, нри этом температура плавления оболочки выше, а внутреннего слоя ниже рабочей те.мпературы контакта.

12

:f±b

/ X / / /// /(

i; k ч ч .sAA N X X .- AX:t-