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DISPOSITIFS' A CONDUCTIBILITE SYME TRIOUE ET PROCEDES POUR L'OBTENTION
DE CES DISPOSITIFS.
La présente invention concerne des dispositifs à conduc- tibilité asymétrique ainsi que des procédés permettant d'obtenir des dispositifs.
Ces dispositifs sont décrits plus particulièrement dans le cas d'une couche smei-conductrice en sélénium, mais ils peuvent s'appliquer tout aussi bien à un fil redresseur de nature différen- te, au cuivre-oxyde de cuivre, par exemple, avec les variantes in- hérentes à la nature de la couche d'arrêt et du semi-conducteur.
Selon une caractéristique de l'invention, l'élément re dresseur se présente sous forme d'un fil support dont la surface est recouverte d'une couche semi-conductrice, par exemple en sélé- nium.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, le fil
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support peut être un fil creux pour refroidissement interne par circulation d'un fluide approprié.
Suivant une autre caractéristique de 1'invention, le fil support peut être un fil bi-métallique pour augmenter la conducti- bilité électrique.
- Suivant une autre caractéristique de l'invention, le fil redresseur peut être recouvert d'une couche isolante, permettant par exemple son bobinage.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, la cou- che isolante est constituée par deux bandes de pâte à papier appli- quées sur le fil redresseur alors qu'elles sont encore molles.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, aux ex- trémités des coupes de fil, les deux conducteurs sont isolés l'un par rapport à l'autre par transformation de la, couche de sélénium cristallisée en-une couche de sélénium vitreux formant isolant.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le fil redresseur peut être bobiné comme enroulement secondaire d'un trans- formateur pour réaliser un ensemble transformateur-redresseur.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les opé- rations de formation du fil redresseur peuvent être effectuées de façon- continue, et semi-automatique.
Le redresseur filiforme faisant l'objet de l'invention se compose d'un fil métallique formant support, dont la surface est re- couverte d'une couche semi-condurice, par exemple en sélénium.
La couche d'arrêt est formée par des procédés connus sur la périphé- rie du semi-conducteur, et cette couche est recouverte à son tour d'une couche métallique en alliage à point de fusion bas. De plus, le fil redresseur ainsi formé peut être recouvert d'une couche iso- lante par les procédés connus, ou parun procédé prévu dans l'inven- tion, et qui sera décrit plus loin.
Le fil métallique formant support est un fil plein, ou un . fil creux, en acier doux ou en aluminium, ou un fil bimétallique, de diamètre approprié aux intensités admises dans le-redresseur. Afin
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d'augmenter l'adhérence de la couche semi-conductrice, la surface extérieure de ce fil est rendue rugueuse par un procédé mécanique et/ou chimique, par exemple par sablage, par impression de rayures longitudinales au moyen de filières, par attaque chimique ou élec- trolytique par passage du fil dans un bain approprié...
Le fil ru- gueux reçoit ensuite une--application de nickel par passage continu dans un bain électrolytique approprié, les deux opérations consis- tant à rendre la surface rugueuse, et à la recouvrir de nickel pou- vant être réalisées par un seul dispositif mécanique continu*
Le fil est alors enroulé sur des bobines de diamètre suf fisant pour éviter toute détérioration des surfaces.
Toutes les opérations de recouvrement par le sélénium et de traitements thermiques de cette couche peuvent être effectuées de façon continue par passage dans des dispositifs appropriés : Le fil passe d'abord dans un bain de sélénium fondu, qui peut avoir été traité auparavant par adjonction des halogènes nécessaires pour obtenir la conductibilité désirée* Une variante du procédé consis- te dans l'adjonction de ces halogènes par passage de fil dans un bain approprié,après cristallisation du sélénium.'
Au sortir du bain de sélénium fondu, le fil passe dans une filière en matière dure et-neutre, telle que l'agathe, et qui est destinée à répartir et à égaliser la couche de sélénium adhé- rente.
Une variante du procédé d'application du sélénium consis- te à faire passer le fil dansune chambre contenant des vapeurs de sélénium maintenu au-dessus de son point d'ébullition, le fil étant de son côté maintenu à une température telle que le sélénium se con- dense à l'état liquide sur sa surface, c'est-à-dire qu'il y ait con- densation, et non sublimation du sélénium.
Après cette application, la couche recouvrant le fil est soumis à une première cristallisation, par passage dans une encein- te chauffée, soumettant le fil à une température croissante jusqu'à une valuer convenable, puis ensuite lentement décroissante. Pendant
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cette opération, le fil passe dans une filière chauffée, qui a pour objet de presser la sélénium, lors de son passage à l'état pâ- teux, sur la surface du support métallique, et d'assurer par cette compression une meilleure homogénéité de la couche semi-conductri- ce.
Au sortir de l'étuve de première cristallisation, le fil passe dans un autre four, où il est porté à une température légère- ment au-dessous, mais aussi voisine que possible, de la température de fusion du sélénium. a cet effet, ce four pourra par exemple être conçu de manière à utiliser la constance de la température d'ébulli- tion d'un corps tel que naphtaline.
La couche d'arrêt déjà produite lors de la seconde cris- tallisation par oxydation superficielle peut être alors renforcée par passage du fil dans une enceinte où il est exposé à un mélange de vapeurs d'anhydride sélénieux et de vapeur d'eau. La densité de ces vapeurs peut être régularisée par arrivée contrôlée et ré- glable- des deux constituants sur une surface chauffée, par exemple, par résistance électrique. Le réglage de la vitesse de passage du fil'permet de faire varier l'épaisseur de la couche sublimée d'an- hydride sélénieux.
Puis le fil est recouvert d'une couche formant contre- électrode, à point de fusion bas, et qui peut être par exemple un alliage ternaire :bismuth - cadmium - étain. Cette application est faite par protection de l'alliage au moyen de buses disposées radialement autour du fil, la projection étant obtenue par air com primé, ou préférablement par gaz neutre comprimé, tel que l'anhydri- de carbonique ou l'azote, pour éviter l'oxydation de l'alliage.
Le fil ayant suivi les traitements précédents est prêt à recevoir une formation électrique et à constituer un élément redres- seur mais il peut recevoir une couche isolante, pour utilisation ultérieure éventuelle sous forme de bobinage.
Cette couche isolante peut être réalisée par l'un quel- conque des procédés connus utilisés pour l'isolement des fils élec-
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triques : enroulement de papier, .guipage de textiles naturels ou artificiels, tressage, etc....
Selon une caractéristique de l'invention l'isolement peut être obtenu d'une autre manière par inclusion du fil entre deux bandes de papier gris dans des cuves à pâte à papier, et enco- re molles au moment où. ellea pincent le fil entre elles. Le fil ainsi recouvert passe dans une filière rotative qui couche les deux bandes latérales sur le fil en deux bandes hélicofdales. Le papier s'amalgame ainsi en une couche continue, homogène, et sans solution de continuité.
Il reste à donner au fil une f ormation électrique. Pour cela, on le coupe en loguerurs appropriées à son usage ultérieur.
Aux deux extrémités, on met à nu le conducteur intérieur, en enle- vant sur quelques millimètres l'isolant et la coucha de contre- électrode, de facon à éviter toute communication électrique entre cette contra-électrode et le-support métallique. On peut encore avantageusement porter les extrémités du fil à une température suf- fisante pour y transformer le semi-conducteur on sélénium vitreux formant isolant.
Les coupes de fil ainsi préparées sont alors soumises à une formation électrique selon les procédés connus, sous courant redressé et non filtré, avec tension croissante, la chaleur pro- duite pendant cette formation pouvant être évacuée par un systè- me de ventilation approprié., .
Il suffit ensuite de procéder aux essais de claquage, et d'essayer le fil redresseur pour noter respectivement ses ré- sistances électriques inverse et directe, afin de classer les dif- férentes longueurs obtenues suivant les caractéristiques mesurées, et le fil est prêt à l'emploi.
Les longueurs de fil préparées peuvent entrer en combi- naisons semblables à celles des montages d'éléments redresseurs sous forme de disques ou plaquettes.
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Selon une caractéristique de l'invention, le fil redres- seur peut être de plus utilisé pour réaliser le bobinage secondaire d'un transformateur créant ainsi un ensemble transformateur-redres- seur
Les dispositifs et procédés susmentionnés offrent les avantages suivants :
Suppression des chutes et pertes inévitables dans la fa- brication d'éléments sous forme de disques ou plaquettes.
Facilité de manutention du fil pendant les opérations de formation.
Fabrication continue et-semi-automatique.
Encombrement réduit, et aisément variable, du redresseur obtenu.
Possibilité de réaliser un ensemble transformateur - re dresseur.
Il est clair toutefois que de nombreuses variantes et mo- difications peuvent être apportées aux procédés et dispositifs qui viennent d'être décrits à titre d'exemples, sans sortir du domaine de l'invention.