Einfluss von intermetallischen Phasen der Systeme Ag-Sn und Ni-Sn auf den elektrischen Widerstand

Abstract:
In der Elektroenergietechnik können unterschiedliche Materialkombinationen verwendet werden. Die Leiterwerkstoffe Aluminium und Kupfer werden häufig versilbert oder verzinnt, um die Oberflächeneigenschaften zu verbessern. Auch Nickel wird für Beschichtungen eingesetzt, z. B. um die Haftung von Zinn auf Aluminium zu verbessern oder als Diffusionssperre. Bei einigen der entstehenden Kombinationen können sich intermetallische Phasen ausbilden. Da diese in der Regel höhere spezifische elektrische Widerstände und schlechtere mechanische Eigenschaften haben als die Reinmetalle, wurde deren Entstehung bisher häufig als kritisch für das Kontakt- und Langzeitverhalten elektrischer Verbindungen bewertet. In Schmelzleitern dagegen wird das Entstehen der Phasen genutzt, um durch deren höheren Widerstand das gewünschte Schaltverhalten zu erreichen. Für die Systeme Ag-Sn und Ni-Sn wurden die intermetallischen Phasen, die bei Temperaturen < 200 °C stabil existieren, bezüglich ihres Wachstumskoeffizienten, des spezifischen elektrischen Widerstands und des Temperaturbeiwerts charakterisiert. Die Auswirkungen des Phasenwachstums wurden für die praktischen Anwendungsfälle Schraubenverbindungen mit Stromschienen verschiedener Materialkombinationen, verzinnte Steckverbindungen mit versilberten Kontaktlamellen und Silberschmelzleiter mit Zinnlot untersucht.