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Verfahren zur Herstellung eines negativen Widerstandes zur Erzeugung und Verstärkung von
Weehselströmen.
Es sind Einrichtungen zur Erzeugung und Verstärkung von Wechselströmen bekanntgeworden, die im wesentlichen aus einem oder mehreren bestimmten Stoffen bestehen, welche meistens Metalloxyde sind, pulverisiert und miteinander vermengt werden und zwischen zwei Elektroden gepresst sind. Wird über die Elektroden ein elektrischer Strom durch diese pulverisierten und gepressten Oxyde geschickt, so nimmt man mit wachsendem Strome zuerst ein Steigen und dann ein Fallen der elektrischen Spannung wahr. Im Gebiete der fallenden Charakteristik vermag die Einrichtung in bekannter Weise ähnlich wie ein Lichtbogen Schwingungen zu erzeugen und zu verstärken. Die fallende Charakteristik wird verursacht durch Gasreste (Luft), die im Pulver enthalten und negativ aufgeladen sind und die sich infolge des Stromes gemäss seiner Stärke umlagern.
Voraussetzung für das Funktionieren ist demgemäss, dass das Oxyd, wie z. B. Vanadinsäureanhydrid (VO ;,), die Luft zu absorbieren vermag. Die Wirkung der Pulverisierung liegt nun gerade darin, die Absorptionskräfte des betreffenden Oxydes infolge der feinen Unterteilung aufs stärkste hervortreten zu lassen und anderseits durch die Vielheit der Einzelkontakte, die im
Pulver enthalten sind, eine grosse Zahl von Stromiibergangsstellen innerhalb des Pulvers zu schaffen, wodurch erst eine Betriebssicherheit gewährleistet wird, über die im allgemeinen ein einzelner Einzelkontakt nicht verfügt. Diesen Vorteilen des Vielfachkontaktes steht als Nachteil eine niedrige Frequenzgrenze gegenüber, die bei etwa 3000 bis 4000 Hertz liegt.
Unterhalb derselben werden mit gutem Nutz- effekt Schwingungen erzeugt, oberhalb der Frequenzgrenze treten keine Schwingungen mehr auf.
Als Ursache wurde festgestellt, dass die durch den elektrischen Strom im Pulver erzeugte Wärme nicht genügend schnell abgeführt wird. Man kann daher die Frequenzgrenze nach höheren Frequenzen hin verschieben, indem man von aussen das Pulver, insbesondere aber die Elektroden, durch Benutzung tiefer Aussentemperaturen stark kühlt und die Pulverschicht selir dünn macht, damit die Wärme im Pulver sofort an die gekühlten Elektroden abgegeben wird. Durch die vorliegende Erfindung wird ein neues Verfahren zur inneren Kühlung des Pulvers bzw. zur Herstellung für den vorliegenden Zweck geeigneter negativer Widerstande angegeben, das aber auch neben den beschriebenen Methoden benutzt werden kann.
Nach der Erfindung wird jedes Pulverteilehen oder werden doch wenigstens die meisten der Pulverteilchen mit einem Kern aus einem Material versehen, das die Wärme und die Elektrizität gut leitet oder zumindest besser leitet als das Pulver selbst. In der einfachsten Form werden als Kerne Metallkügelchen, z. B. Platinkügelehen, verwendet und deren gesamte Oberfläche mit einer dünnen und festhaftenden Haut des betreffenden wirksamen Oxydes überzogen. Die Metallkügelehen mit der wirksamen Haut werden weiterhin ebenso behandelt, wie die Pulverteilchen sonst behandelt wurden. Bestand z. B. das Pulver aus einer Misehung zweier Metalloxyde (z. B.
V20s und l\ln203) im bestimmten Mengenverhältnis. so werden erst solche Metallkügelchen hergestellt, die eine wirksame Haut des einen Metalloxydes (V2O ) enthalten und dann werden in gleicher Weise ebensolche Metallkügelchen hergestellt, die eine wirksame
Haut des andern Metalloxydes (Mn. O") beitzen. Und jetzt werden an Stelle der vorhin benutzten Pulverteilchen beide so präparierten Metallkügelehen in dem bei den Pulverteilchen bewährten Mengenverhältnis miteinander vermischt und benutzt. Die elektrische Wirkung ist daher auch keine andere als die. welche sonst bei den Pulverteilehen beobachtet wird.
Aber, weil der Strom von Kugel zu Kugel nur an der Berührungsstelle übergeht und diese Stromübergangsstelle klein ist im Verhältnis zur ganzen Kugel. so vermag erstens die Kugel die an der Stromübergangsstelle auftretende Wärme rasch aufzunehmen, zweitens aber infolge der grösseren Oberfläche die aufgenommene Wärme rasch nach aussen auszustrahlen. Die Folge beider Effekte ist die Vernichtung der störenden Wärme und eine Verschiebung der Frequenzgrenze weit in das Hochfrequenzgebiet hinein.
Man erkennt, dass die erfindungsgemässen Effekte unter folgenden Bedingungen auftreten : Einmal darf die wirksame Haut auf dem Kern nicht allzu dicht sein. damit die vorausgesetzten Absorptionskräfte der Haut sieh voll entfalten können. Es ist bekannt, dass diese Entfaltung im Bereich kolloidaler Sehiehtdieken am grössten ist. Zweitens darf der Kern nicht allzu klein sein, damit die Wärme genügend rasch abgestrahlt wird. Kerne unter 1/100 mm zeigen kaum eine Verbesserung. Jegrösser der Kern, desto besser ist die wärmeabstrahlende Wirkung. Bei grossen Kugeln kann aber technisch nicht mehr so leicht die erforderliche grosse Mannigfaltigkeit von Berührungsstellen, die doch eine entsprechend grosse Menge von Kugeln voraussetzt, erzielt werden. Bewährt hat sieh ein Durchmesser von etwa 1/10 mm.
Als Kerne werden Stoffe von möglichst hoher Wärmeleitfähigkeit und möglichst hoher elektrischer Leitfähigkeit verwendet. Hiezu eignen sich besonders die Metalle. Hier hat man auch eine bequeme Methode, die gewünschte Oxydsehieht aufzubringen dann, wenn das Oxyd und der Kern dasselbe Metall enthalten. Soll z. B. eine Kupferoxydschicht auf einem Metallkern aufgebracht werden, so verwendet
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man auch als Kern reines Kupfermetall. Man braucht dann nur diesen Kupferkern thermiseh oder galvanisch oberflächlich zu oxydieren. Solche Oxydschichten pflegen meist sehr fest zu haften.
Manchmalist es erwünscht, dass die auf einem Metallkernbefindliche Schichtniehtaus einem einzigen Oxyd besteht, sondern aus einem bestimmten Gemenge von zwei oder mehreren Oxyden, z. B. von Zinkoxyd
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Kerne aus Edelmetall werden beispielsweise mit einem Überzug von V20s oder ZnO folgender- massen versehen : Man zieht kalten Platindraht von 1/10 rnm0 durrh geschmolzenes und flüssiges V2Os.
Je nach der Geschwindigkeit des Durchziehen bleibt am Platindraht eine mehr oder weniger dünne
Schicht von Vs haften. Ähnlich lässt sich Platindraht bespritzen. Man kann auch Platindraht durch eine konzentrierte wässerige Lösung von NHVOg ziehen, die Lösung verdunsten lassen und durch vorsichtiges Erhitzen das NH4V03 zersetzen. Oder man zieht den Platindraht als Anode durch die Lösung.
Der Strom zersetzt dann elektrolytisch NOVO, in der Weise, dass sich an der Anode ausser Sauerstoff auch VOs abscheidet. Ähnlich lässt sich aus Zinkaten ein Zinkoxydüberzug auf der Platindrahtanode erzeugen. Auch vermag kalter Platindraht, der über stark erhitztem Zinkoxyd hinweggeleitet wird, das sublimierende Zinkoxyd auf sich zum Niederschlag und zum Haften zu bringen. Schliesslich kann ein Draht aus Edelmetall, wie Platin, stets mit dem Oxyd eines andern Metalles in genau messbarer Menge in der Weise überzogen werden, dass zuerst z. B. galvanisch das andere Metall in reicher Form auf dem Platindraht niedergeschlagen und dann nachträglich das niedergeschlagene Metall oxydiert wird, wobei die chemische Unempfindlichkeit des Edelmetalles gegenüber Oxydationsmitteln als besonderer Vorteil in Erscheinung tritt.
So präparierte Drähte werden in entsprechend kurze Stücke zerschnitten. Sie stellen dann Kerne mit oberflächlich weitgehend überzogener wirksamer Oxydschicht dar. Es können die Drähte aber auch in längere Stücke zerschnitten werden. Solange die Drähte so geschichtet oder gar geordnet werden, dass der Strom sie quer zu ihrer Längsrichtung durchfliesst, ist es möglich, eine Menge von Kontakten im begrenzten Raum zu schaffen. Die Kühlung und damit die Frequenzerhöhung kann bei einer solchen Anordnung noch weiter getrieben werden, wenn die seitlich herausragenden Drahtenden in eine Kühlflüssig- keit hineintauchen, die natürlich in elektrischer Hinsicht ein Isolator sein muss.
Die Drähte werden weiterhin am besten geschichtet derart, dass sie sieh kreuzen und sämtliche Kreuzungspunkte übereinanderliegen. Die Kreuzungspunkte sind dann allein stromdurehflossen. Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, dem elektrischen Strom sehr geringe kapazitive Stromübergangsmöglichkeiten zu bieten. Schon bei reinen Pulverwiderständen stellt der kapazitive Stromweg, der zwischen den Pulverteilchen besteht, eine Art Kurzschluss für hochfrequente Schwingungen dar. Infolgedessen wählt man für reine Pulverwiderstände einen möglichst kleinen Querschnitt und beschränkt so die kapazitive Stromübergangsmöglichkeit. Dasselbe Verfahren lässt sich mit Vorteil bei den erfindungsgemässen kernenthaltenden Teilchen anwenden, bei Drähten am besten in der beschriebenen sich kreuzenden Form.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktes zur Erzeugung und Verstärkung von Wechselströmen.
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