vergoldete Kontakte oxidieren auch - nicht das Gold sondern das Kupfer

Hallo zusammen, hallo Eike,

das kann ich nur unterstreichen; problematischer noch als die flächige Diffusion ist aber das Wandern des Grundmaterials und seiner Verbindungen durch Poren der Edelmetall-Beschichtung. Besonders gefährdet sind dabei sehr dünne Schichten wie z. B. Flash-Gold, die sich praktisch nicht porenfrei herstellen lassen. Die Poren erlauben der Umgebungsatmosphäre den Zutritt zum Grundmetall und dann das allmähliche Aufsteigen der meist raumeinnehmenden Verbindungen an die Oberfläche. Dort führen sie zu den beobachteten Ablagerungen.

Etwas OT, aber vielleicht trotzdem interessant: Allgemein haben in der Kontaktphysik Oberflächeneffekte starken Einfluss auf Kontaktzuverlässigkeit und andere elektrische Erscheinungen; dazu zwei Beispiele:

In den 1950er Jahren erfolgte die Telefon-Vermittlung über mechanische Relais und Drehwähler. Nach Einführung silikonhaltiger Fußbodenpflegemittel in den Wählersälen häuften sich die Kontaktausfälle. Grund war, dass sich Silikon-Dämpfe auf den offenen Kontakten niedergeschlagen hatten und durch die (stromschwachen) Schaltfunken in dünne Glasschichten (!) verwandelt wurden. Diese Pflegemittel wurden dann strikt verboten.

Eindrucksvoll auch der Einfluss ölhaltiger Atmosphäre auf die Abschaltüberspannungen mechanischer Schalter. In meiner früheren Industrietätigkeit hatten wir wiederholt Probleme mit durchschlagenen Duroplast-Trennwänden zwischen den Polen von Hilfsschützen, die in Pressenstraßen eingesetzt waren. Der dort allgegenwärtige Öldunst gelangte auch auf die offenen Kontakte. Beim lichtbogenbehafteten Schalten wurde der dünne Ölbelag thermisch zerlegt, wobei sich u. a. auch Wasserstoff bildete. Wasserstoff hat eine sehr hohe Wärmeleitfähigkeit und kühlt den Lichtbogen stark; damit erhöht sich seine Brennspannung. Die Spannungsspitzen bei den üblichen Schauerentladungen (multiple Wiederzündungen beim Öffnen der Kontakte) erhöhten sich im Laborversuch bei 230 V von etwa 1,5 kV bis auf durchaus 10 kV - das ließ sich unter Laborbedingungen mit sorgfältig abgewischten (!), vorher mit Öllappen eingerieben Kontakten eindeutig reproduzieren. Nebenbei: falls man für EMV-Versuche mal solche Hochspannungsverläufe braucht: einfach die Oberflächen eines mechanischen Schalters ganz leicht mit Öl einreiben - stört prima!

Gl es 73,
Tom, DK1IS

Hallo,

von so seltsamen Vorgängen weiß ich:

Werden mit bleifreiem Zinn beschichte Kontakte geschnitten, bilden sich gern Whisker, besonders wenn die Schneide stumpf ist.

( Quelle: Aus einem Stanzstreifen werden Kontakte von den Haltestegen getrennt und in Kunststoff eingespritzt.)

Danke für Euer Fachwissen !

73

Hans-Jürgen

Hallo zusammen,

zu Eike, #5:
Das kommt drauf an. Wenn Spannung, Strom und Art der Last so sind, dass sich keine Schaltlichtbögen ergeben, ergeben sich auch keine Schauerentladungen mit hohem du/dt. Das Ballistol kann dann sogar hilfreich gegenüber oberflächlicher Korrosion der Kontakte wirken. Mit Schaltlichtbogen wird das Stoffgemisch thermisch zerlegt. Neben dem in #2 beschriebenen Wasserstoff-Effekt setzt Verkohlung ein mit Ruß- und Kohlebildung, die schlimmstenfalls sogar den Kontaktspalt überbrücken kann. Unabhängig davon kann Ballistol auf Kupfer- oder Messingkontakten langfristig eine Art Grünspan bilden.
Die Ausbildung von Schauerentladungen kann man durch Beschalten der Last verringern; am besten wirkt hier ein RC-Glied mit so großem C, dass die Anstiegsgeschwindigkeit des gedämpften Ausschwingens unter der Anstiegsgeschwindigkeit der vom zunehmenden Öffnungsspalt abhängigen Wiederverfestigungsspannung des Kontaktes liegt ( Bei hohem C niederohmiges Serien-R nicht vergessen, um Kontaktverschweißen beim Einschalten zu verhindern!). Bei DC verringert eine Freilaufdiode (mit und ohne serieller Z-Diode) zwar massive Schauerentladungen, aber am Oszi kann man beobachten, dass bis zum Erreichen der Durchlassspannung der Diode(n) durchaus ein paar Durchschläge erfolgen - immerhin wird der Krach deutlich leiser und kürzer. In der kommerziellen Steuerungstechnik werden die Auswirkungen u. a. von Freilaufdioden-Beschaltungen deshalb durch entsprechende Zeitkonstanten der Steuerungseingänge minimiert.
Die spezielle Problematik von Beschaltungen mit Freilaufdioden ist in diesem Thread wohl OT.

Zu Hans-Jürgen, #3:
Whiskerbildung: immer wieder ein heißes Thema, durchaus auch bei Silber. Ein weiteres Problem bei verzinnten Kontakten ist das Auftreten von Reibkorrosion durch Mikrobewegungen. Durch wiederholtes mikroskopisches Aufreißen zunächst sauber geriebener Kontaktstellen bildet sich mehr und mehr isolierendes Zinnoxid, das schließlich zum Kontaktversagen führt. Abhilfe: hohe Kontaktkräfte, mechanisches Entlasten der Verbindung gegen Mikrobewegungen.
Außer durch Vibrationen können Mikrobewegungen auch durch thermische Effekte entstehen. Bei einem Transverter mit einigen Steckverbindern in Kabelbäumen konnte ich mir letztlich nur durch festes Verlöten der Drähte helfen.

Gl - und immer im Kontakt bleiben !

73,
Tom, DK1IS