AT155923B - Verfahren zur Herstellung von Trockenplattengleichrichtern mit einem Leichtmetall als Grundelektrodenmaterial. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Trockenplattengleichrichtern mit einem Leichtmetall als Grund- elektrodenmaterial. 



   Die in der Technik   üblichen   Trockengleichriehter werden im allgemeinen in zwei Klassen eingeteilt, u. zw. in die Kupferoxydul-und die Selengleichrichter. Beide Klassen haben im Prinzip den gleichen Aufbau ; eine Grundelektrode, eine Halbleiterschicht und eine Gegenelektrode. 



   Im Falle des   Kupferoxydulgleichrichters   besteht die Grundelektrode aus Kupfer, beim Selengleichrichter wird im allgemeinen Eisen, vernickeltes Eisen oder Nickel als Material für die Grundelektrode verwendet. Die Erfindung bezieht sich auf Gleichrichter vom Selentypus. Wenn man dabei als Unterlagematerial ein Leichtmetall verwenden kann, so erzielt man gegenüber Gleichrichtern mit einer Grundplatte aus dem   üblichen   Material eine ganz erhebliche Gewichtsersparnis. Bei der Herstellung solcher Gleichrichter ergeben sich jedoch Schwierigkeiten. Bringt man nämlich auf das Leichtmetall (z. B. Aluminium) das Selen in einer für den Gleichrichtereffekt notwendigen Modifikation auf und versieht diese Selenschicht in der herkömmlichen Weise mit einer Gegenelektrode, so erhält man einen Gleichrichter, dessen Wirksamkeit sehr geringt ist.

   Es liess sich bei so hergestellten Gleichrichter bei einer Spannung von 1 Volt an der Zelle ein Strom von   0'1     mAjcm2   in Flussrichtung und von   0'01     m-ä/ctM in Sperrichtung   erzielen. Der Gleichrichtungsfaktor, d. h. das Verhältnis von Durchgangsstrom zu Sperrstrom, beträgt nur   10.   Es ist also sehr viel niedriger als bei den üblichen Gleichrichter. Ausserdem ist die Belastbarkeit sehr gering. Der Grund für dieses Verhalten liegt darin, dass sich zwischen dem Aluminium und dem Selen eine Sperrschicht ausbildet, die ihre Ursache in der Oxydhaut hat, mit der die Leichtmetall normalerweise bedeckt sind.

   Ausserdem entsteht auch bei dem   üblichen   Herstellungsverfahren auf der Oberfläche des Selens ebenfalls eine Sperrschicht, so dass der Gleichrichter den Strom nach beiden Richtungen hin sperrt. Verhindert man die Bildung einer 
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 so kann man z. B. einen Gleichrichtungsfaktor von 1 : 200 in der umgekehrten Richtung erhalten. Es hat sich nun gezeigt, dass man Leichtmetall bei Beibehaltung sämtlicher günstiger Eigenschaften zu Gleichrichterzwecken verwenden kann, wenn man die Oxydhaut in geeigneter Weise behandelt. 



  Setzt man z. B. gemäss der Erfindung eine   Aluminiumoberfläehe   geeigneten Metalldämpfen aus, so kann man einen Vorgang erzielen, der dem Verfärben gewisser Kristalle unter dem Einfluss von Metalldämpfen analog ist. Das Metall dringt in die Oxydhaut der zweckmässigerweise erwärmten Aluminiumoberfläche ein und macht diese ausreichend leitend. Dabei wird nur so wenig Metall aufgebracht, dass keine sichtbare Schicht entsteht. Die Aluminiumoxydschicht bleibt also im wesentlichen in ihrer gute Wirkung erhalten. Es bleibt die gute Haftfähigkeit des Selens auf der Grundelektrode und gleichzeitig die chemische Inaktivität gegenüber dem Aluminiumoxyd. Mithin werden insbesondere elektrolytische Vorgänge, die eine Instabilität des Gleichrichters zur Folge hätten, ausgeschlossen.

   Bei dickeren Metallüberzügen, die meist auf elektrolytischem Wege hergestellt werden, bleibt das Aluminium vollkommen unwirksam ; als Grundelektrode wirkt vielmehr der Metallüberzug. Derart hergestellte Metall- überzüge neigen wegen der darunterliegenden Oxydhaut dazu, sich abzulösen. 



     Die,, Färbung" der   Oxydhaut gemäss der Erfindung, wie man die Metallbehandlung der Leicht-   metalloberfläche   in Analogie zu der bei Alkalihalogenidkristallen   üblichen   Bezeichnung nennen kann, 

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 wird z. B. auf folgendem Wege erzielt. Die Aluminiumoxydhaut wird ganz kurze Zeit bei einer Temperatur von über   100" C   einem Metallatom-oder-dampfstrom ausgesetzt. Bei den Versuchen zeigte sich, dass nicht alle Metalle gleich gÜnstigere Wirkung hervorrufen. Ein sehr guter Wirkungsgrad wurde mit Wismut erreicht. Ähnlich gute Ergebnisse zeigten sich auch bei Zinn und Antimon.

   Derart hergestellte Gleichrichterplatten hatten bei einer Spannung von 1 Volt an der Zelle einen Gleichrichtungsfaktor von 1 :   3000.   Noch bessere Wirkungen erzielt man unter Umständen, wenn man statt 
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 bombardement wirken lässt. Dabei können ebenfalls mit Vorteil die Ionen von Metallen, z. B. Wismut, Zinn, Antimon benutzt werden, doch können sie auch andern chemischen Charakter haben. Insbesondere sind die Ionen von reduzierenden Gasen und Dämpfen, vorzugsweise die des Wasserstoffes, wirksam. Als reduzierende Dämpfe kommen z. B. die Dämpfe von Alkoholen, Benzin, Benzol und andern leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffen in Frage, die in Ionenform reduzierende Wirkung haben. Auch die Ionen des Halbleitermaterials, das später auf die Grundelektrode aufgebracht werden soll, können verwendet werden. 



   Das eben beschriebene Verfahren ist nicht auf die Verwendung von Aluminium als Grundmaterial beschränkt, sondern ist auch bei andern Leichtmetallen oder Leichtmetallegierungen, die ebenfalls eine Oxydhaut besitzen, anwendbar. 



   Sinngemäss kann für die gleichrichtende Schicht an Stelle von Selen auch ein anderes Halbleitermaterial verwendet werden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Trockenplattengleichrichtern vom Selentypus mit einem Leielltmetall als Grundelektrode, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydhaut des Leichtmetall im Vakuum kurze Zeit dem Bombardement eines   Atom-oder Dampfstrahls   eines Metalls oder einem Bombardement von Metall-oder andern Ionen ausgesetzt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtmetall während der Herstellung auf einer Temperatur von über 100" C gehalten wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet, durch die Anwendung von Wismut, Zinn oder Antimon, in Atom-, Dampf-oder Ionenform.

   4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Ionen des Halbleitermaterials, vorzugsweise Selen.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Wasserstoff oder einem reduzierenden Dampf in Ionenform.