Наконечники металлические ПлРд 90-10: палладиево-родиевые контактные элементы
Наконечники металлические ПлРд 90-10 — контактные изделия из сплава палладия с родием, содержащего 90 % Pd и 10 % Rh. Сплав относится к системе непрерывных твёрдых растворов и сохраняет однофазную ГЦК-структуру во всём диапазоне составов, что исключает фазовые превращения при термоциклировании. Наконечники выпускают в виде заклёпок, полусфер, сегментов и профильных пластин, получаемых холодной штамповкой из проката с последующим отжигом в вакууме или защитной атмосфере.
Легирование родием повышает твёрдость и жаростойкость палладиевой матрицы: родий тормозит рекристаллизацию и снижает скорость образования оксидных плёнок. Удельное электрическое сопротивление сплава — 0,19–0,22 мкОмм, что выше, чем у чистого палладия, поэтому наконечники применяют в слаботочных цепях, где важнее стабильность переходного сопротивления, чем минимизация потерь.
Технические характеристики
| Параметр | Значение | Единица | Условия | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Содержание Pd / Rh | 90 / 10 | % масс. | по шихте | спектральный анализ |
| Плотность | 11,9–12,1 | г/см | 20 C | гидростатическое взвешивание |
| Твёрдость | 110–140 | HV | после отжига 900 C | Виккерс, ГОСТ 2999 |
| Удельное сопротивление | 0,19–0,22 | мкОмм | 20 C | четырёхзондовый |
| Температура плавления | 1550–1600 | C | — | ДТА |
| Рабочая температура | до 600 | C | окислительная среда | ресурсные испытания |
Состояния поставки и типоразмеры
- Мягкий отжиг — HV 110–125, для последующей формообразующей штамповки и клёпки.
- Наклёпанное состояние — HV 160–200, для упругих контактных элементов.
- Толщина проката — 0,1–1,5 мм, ширина полосы до 60 мм.
- Диаметр заклёпочных наконечников — 1,2–4,0 мм, высота головки — 0,4–1,2 мм.
- Шероховатость контактной поверхности — Ra 0,4 мкм после полировки.
Функциональные свойства
Сплав ПлРд 90-10 устойчив к эрозии под действием электрической дуги: родий повышает энергию связи атомов в решётке и температуру испарения, что снижает перенос материала при размыкании контактов. В слаботочных сигнальных цепях переходное сопротивление наконечника остаётся в пределах 2–8 мОм после 10 циклов коммутации при токе до 0,5 А.
Материал стоек к сульфидированию и воздействию сероводорода, в отличие от серебряных контактов, что критично для аппаратуры, эксплуатируемой в атмосфере нефтеперерабатывающих производств и целлюлозно-бумажных комбинатов. Коррозионная стойкость в растворах серной и соляной кислот умеренной концентрации позволяет применять наконечники в датчиках pH и электродах сравнения.
Области применения
- Слабосигнальные разъёмы контрольно-измерительных приборов и систем автоматики.
- Контакты потенциометров, тензодатчиков и термопарных удлинительных проводов.
- Токосъёмные элементы в электролизёрах и гальванических ваннах.
- Коммутационная аппаратура авионики и бортовых систем.
- Медицинские электроды и контактные узлы диагностического оборудования.
- Разъёмы промышленных газоанализаторов и хроматографов.
Технология монтажа
Наконечники соединяют с токоведущими шинами контактной сваркой, пайкой твёрдыми припоями на основе серебра (ПСр-45, ПСр-72) или механическим обжатием. При пайке применяют флюсы, не содержащие хлоридов, во избежание коррозионного растрескивания. Отжиг после формообразования проводят при 850–950 C в вакууме не хуже 10 Па или в аргоне; охлаждение — со скоростью не более 10 C/мин для снятия внутренних напряжений.
Вопросы и ответы
Чем сплав ПлРд 90-10 отличается от чистого палладия?
Введение 10 % родия повышает твёрдость с 40–50 HV до 110–140 HV, увеличивает сопротивление электроэрозии и снижает склонность к образованию оксидных плёнок при нагреве. Удельное сопротивление при этом возрастает примерно на 15–20 %.
При какой температуре сохраняется работоспособность наконечников?
В окислительной среде — до 600 C без существенного роста переходного сопротивления. В инертной атмосфере или вакууме допустим нагрев до 900–1000 C.
Какой припой применяется для пайки ПлРд 90-10?
Твёрдые серебряные припои марок ПСр-45 и ПСр-72 с рабочими температурами 720–780 C. Мягкие оловянно-свинцовые припои не обеспечивают требуемой адгезии и термостойкости соединения.
Возможно ли изготовление наконечников нестандартной геометрии?
Да, холодная штамповка и последующая механическая обработка позволяют получать изделия по чертежу заказчика с допуском 0,02 мм по контактной плоскости.
