Jedes Material hat eine gewisse Leitfähigkeit. Sogar Nichtleiter und Isolatoren leiten elektrischen Strom, wenn auch in vernachlässigbaren Mengen. Doch Metalle sind die wahren Stars der Leitfähigkeit. Ihre Fähigkeit, elektrischen Strom zu leiten, hängt von der Anzahl und Dichte der beweglichen Ladungsträger ab. Einfach ausgedrückt: Je mehr freie Ladungsträger in einem Metall vorhanden sind, desto besser leitet es den Strom.
Anwendungen leitender Metalle
Elektrischer Strom wird für zwei Anwendungen benötigt: zur Energieübertragung und zur Informationsübertragung. In beiden Fällen werden elektrische Leiter mit spezifischer Formgebung und individuellen Eigenschaften benötigt. Kontaktfedern sind dafür die perfekte Lösung. Sie kommen in unzähligen Varianten und Ausführungen vor und ermöglichen den Stromfluss, zum Beispiel bei Batteriekontakten.
Gutekunst Formfedern GmbH hat sich auf die Herstellung solcher individuellen Kontaktfedern spezialisiert. Sie fertigen diese in jeder gewünschten Sonderform und Eigenschaft. Egal, ob es sich um einfache Flachkontakte oder aufwendig geformte Kontaktfedern handelt – das wichtigste ist, dass das Element optimal an die Anforderungen angepasst ist und an den Kontaktstellen stabil sitzt.
Elektrische Leitfähigkeit verschiedener Metalle
Die physikalische Größenangabe für die “elektrische Leitfähigkeit von Metallen” wird mit dem Formelzeichen sigma (σ) angegeben und in Siemens pro Meter (S/m) gemessen. Ihr Kehrwert, der spezifische Widerstand Ω (Omega), wird in Mikroohm pro Meter (m) angegeben.
Die Leitfähigkeit wird definiert als Proportionalitätskonstante zwischen der Stromdichte und der elektrischen Feldstärke.
Elektrische Leitfähigkeit und spezifischer Widerstand ausgewählter Metalle bei 20 bis 25 °C
Achtung: Der Reinheitsgrad der Metalle kann die elektrische Leitfähigkeit beeinflussen.
- Silber: Leitfähigkeit σ = 61 · 10^6 S/m, Widerstand Ω = 0,0160 · 10^-6 m
- Kupfer: Leitfähigkeit σ = 58 · 10^6 S/m, Widerstand Ω = 0,0175 · 10^-6 m
- Gold: Leitfähigkeit σ = 45 · 10^6 S/m, Widerstand Ω = 0,0220 · 10^-6 m
- Aluminium: Leitfähigkeit σ = 37 · 10^6 S/m, Widerstand Ω = 0,0270 · 10^-6 m
- Wolfram: Leitfähigkeit σ = 19 · 10^6 S/m, Widerstand Ω = 0,0550 · 10^-6 m
- Eisen: Leitfähigkeit σ = 10 · 10^6 S/m, Widerstand Ω = 0,1000 · 10^-6 m
- Edelstahl: Leitfähigkeit σ = 1,4 · 10^6 S/m, Widerstand Ω = 1,0000 · 10^-6 m
Silber, Kupfer und Gold teilen sich hier die Spitzenposition. Aluminium erreicht etwa 65 Prozent der Leitfähigkeit von Kupfer und landet damit auf dem vierten Platz. Das Schlusslicht bildet Edelstahl mit dem geringsten Leitwert.
Kontaktfedern aus Kupfer-Beryllium (CuBe)
Aufgrund des hohen Preises von Silber und Gold werden Kontaktfedern selten aus diesen Materialien hergestellt. Stattdessen greift man häufig auf Kupfer-Beryllium (CuBe) zurück. CuBe zeichnet sich durch seine hohe Festigkeit und exzellenten Federeigenschaften aus. Der Werkstoff ist zudem selbstreinigend und resistent gegenüber Luft, Ozon, Lösungsmitteln und UV-Licht. Er ist sogar nuklearer Strahlung gewachsen. Darüber hinaus ist CuBe thermisch und elektrisch leitfähig.
Kontaktfedern aus anderen Metallen
Je nach Anwendung und gewünschter Eigenschaft können Kontaktfedern auch aus vielen anderen Metallen hergestellt werden. Hierzu gehören etwa Federstahl (EN 10270-1), Edelstahl (1.4310, 1.4571 und 1.4568), Aluminium (Al und AlMg3), Buntmetalllegierungen wie Bronze (CuSn) oder Messing (CuZn) sowie verschiedene Sonderlegierungen.
Um die Leitfähigkeit zu verbessern, kann Gutekunst die Oberflächen der gefertigten Komponenten mit Zink (Zn), Kupfer (Cu), Nickel (Ni), Silber (Ag) oder Gold (Au) beschichten oder die Federn passivieren. Dadurch verbessert sich der Kontakt und die Bauteile lassen sich einfacher verarbeiten. Die verschiedenen Beschichtungen verleihen ihnen unterschiedliche Eigenschaften. Gold zum Beispiel bietet einen hervorragenden Schutz vor Säuren, während Zink oder Gold die richtige Wahl sind, wenn es darum geht, Komponenten zu schweißen oder zu löten.
Individuelle Entwicklung und Fertigung
Benötigen Sie eine passende Kontaktfeder oder einen speziellen Batteriekontakt für Ihre Anwendung? Dann senden Sie ihre CAD-Daten, eine Zeichnung oder eine Skizze sowie Informationen zur Einbausituation, zur Einsatzumgebung und zur gewünschten Funktion an info@gutekunst-formfedern.de. Die Technikabteilung von Gutekunst steht Ihnen auch telefonisch unter (+49) 07445 8516-0 zur Verfügung.
