DE878533C - Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterventilscheiben - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterventilscheiben Selengleichrichterventilscheiben werden nach dem bekannten Verfahren in der Weise hergestellt, daß auf eine vernickelte Eisenscheibe oder eine entsprechend. behandelte Aluminiumscheibe. als Trägerplatte eine amorphe Selenschicht aufgetragen wird, diese Selenschicht .darauf unter Druck in einem thermischen Formierungsverfahren in di,e gut leitende, graukristalline Form überführt und dann deren Oberfläche mit einer Schicht aus einer Metallegierung mit niedrigem Schmelzpuma als Gegenelektrode bespritzt wird. Die Sperrschicht einer solchen Gl-eichrichterscheibe bildet sich bei dem bekannten Verfahren durch chemische Einwirkung der Oberfläche der Selenschicht auf die aufgespritzte Gegenelektrode. Durch eine elektrische Nachbehandlung :der soweit hergestellten Selenscheiben wird die Sperrschicht weiter verbessert und dadurch der Rückstrom .der Zellen noch wesentlich gesenkt.
• Die elektrische Formierung geht so vor sieh, daß in Sperrichtung an das Ventil eine Gleichspannung oder noch besser eine pulsierende Gleichspannung von etwa ro Volt angelegt und diese Spannung langsam mit der sich weiter ausbildenden Sperrschicht bis auf etwa 2o Volt erhöht wird. Die langsame Erhöhung der Formierspannung erfolgt in. der Weise, daß mit. steigendem Sperrwiderstand auf einen konstanten Formierstrom geregelt wird. Die zulässige Größe des Formierstromes richtet sich nach der jeweiligen Größe und Zahl der zu formierenden Plattem und ist so bemessen, daß die Scheiben bei der Formierung eine Temperatur von etwa 5o° C annehmen.
• Ein zu großer Formierstrom würde zu einer zu starken Erhitzung der Ventilscheiben und damit zu Durchschlägen bzw. zum Abschmelzen .der Gebenelektrc'de führen. Ein zu geringer Formierstrom würde dagegen unnötig lange Formierzeiten ergeben.
• Bei Kühlung der Scheiben durch Belüfter erfordert die bekannte elektrische Formierung der Selenscheiben auf eine Sperrspannung von 2o Volt etwa 12 Stunden, wobei die, Scheiben die letzten Sturilden an der Spannung von 2o Volt zur Nachformierung angeschlossen bleiben müssen.
• Höhere Spannungen als 2o Volt lassen sich nach dem bekanntenVerfahren praktisch nicht erreichen, da die Formierung dann: so langsam vor sich gehen würde, daß sie, je nach der Höhe der Formierspannung, Tage oder Wochen :dauern würde. Die Sperrspannung ist deshalb bei den handelsüblichen Salerngleichrichtern auf 2o Volt festgelegt worden.
• Das erfindungsgemäße@Verfahren zurHerstellung von S.elengleichrichtern ermöglicht es nun, sowohl die bisher notwendige elektrische Formierzeit zu verkürzen, als auch die Formierspannung, d. h. also die Sperrspannung der Ventilscheiben, ganz bedeutend zu erhöhen.
• Das erfindunigsgemäße Verfahren erstreckt sich auf die elektrische Formierung der Selengleichrichter. Die Vorbehanldlung der Ventilscheiben, wie das Aufschmelzen :der Selenschicht, die thermische Formierung und das Aufspritzen der Gegenelektrode, erfolgt bei den nach den neuen Verfahren hergestellten Ventilscheiben in bekannter Weise.
• Die Arbeitsweise bei den neuen Herstellungsverfahren ist folgende: Die zu formierenden Scheiben werden zunächst in ein Bad einer isolierenden Flüssigkeit, vonder die Selenschicht und die Trägerplatte nicht angegriffen wird, z. B. aus, Petroleum oder Transformatoröl, dessen Temperatur auf etwa 50° C konstant gehalten wird, eingelegt. An die Elektroden; der Scheiben wird dann. inSperrichtung eine Formierspunnung von 2o Volt angelegt. In wenigen Minuten hat sich hierbei die Sperrschicht so weit verbessert, -daß nur noch ein sehr kleiner Formierstrom fließt. Die Scheiben werden darauf in ein zweites Bad gebracht, dessen, Temperatur auf etwa 8o° konstant gehalten wind, und die Formierspannung,dann von 20, Volt ab in Schritten von 5 zu 5 Volt innerhalb einer Zeit von etwa io Minuten auf 45 Volt erhöht.
• Die soweit formierten Ventilscheiben werden in ein drittes Bad, dessen Temperatur auf etwa 30° C konstant gehalten wird, eingelegt. In .diesem Bad werden die Scheiben mit der höchsten Formierspannung ges Vorbades von 45 Volt etwa noch 6 Stunden lang nachformiert.
• Die so formiertem Gleichrichterscheiben sperren eine Spannung von 459 Volt, das ist mehr als die doppelte 'Spannung der bisher handelsüblichen Zellen, und zeigen im späteren Betrieb eine nur sehr geringe Alterung. Der innere Widerstand der nach dem neuen Verfahren formierten Zellen ist in der Durchgangsrichtung etwas größer als der der bisher bekannten Zellen. Er ergibt sich zwangsläufig ausi der größeren Dicke :der Sperrschicht dieser ja mit höherer Spannung formierten Ventile.
• Trotz dieses etwas höheren Durchgangswiderstandes besteht bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Ventilscheiben gegenüber den bekannten Scheiben ein bedeutender Vorteil. Denn bei letzteren sind die Spannungsverluste in der Durchgangsrichtung bei: Sperrspannungen von mehr als 2o Volt erheblich größer, da ja dann. zwei Ventilscheiben in Reihe geschaltet werden müssen und die Durchgangsverluste einer Einzelscheibe sich dadurch verdoppeln.
• Wenn nach dem neuen Verfahren( Ventilscheiben mit einer Spannung von nur 2o Volt formiert werden sollen(, so ergibt sich bei diesem der erhebliche technische Vorteil, daß der Formiervorgang keiner besonderen Wartung bedarf, da die volle Spannung von 2o Volt sofort an die Elektroden angelegt werden kann und nicht von Hand langsam erhöht werden ruß. Außerdem ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Formierung in einem Flüssigkeitsbad ein großer Zeitgewinn, da die Formierung schon nach etwa i Stunde beendet ist, während sie nach dem bekannten Verfahren r2 Stunden dauert.
• Eine Formierung der Ventile mit einer Spannung von mehr als 2o Volt bis zu 45 Volt wird praktisch erst bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.
• Eingehende Versuche haben gezeigt, daß es bei der Ausübung des neuen Verfahrens notwendig ist, daß die Ventilplatten zunächst kurze Zeit mit einer Spannung von 2o Volt in einem Bad mit einer konstant zu haltenden Temperatur von etwa 5o° C formiert werden, daß sie dann weiter kurze Zeit mit einer von 2o bis 45 Volt ansteigenden Spannung in einem Bad mit einer konstant zu haltenden Temperatur von etwa 8o° C formiert und darauf während einer Zeit von etwa 6 Stunden in einem Bad mit einer konstanten Temperatur von etwa 30° C mit der höchsten Spannung nachformiert werden.
• Die so formierten Ventilscheiben haben eine verhältnismäßig große Leitfähigkeit in der Durchgangsrichtung und einen sehr kleinen Rückstrom bei der als Sperrspannu,-ng angelegten, Formierspannung, der sich auch nach längeren Betriebspausen der Ventile, abgesehen von der dann auch bei den bekannten Gleichrichtern üblichen kurzen Einlaufzeit, praktisch nicht ändert, trotzdem die Formierung im Verhältnis zu der des, bekannten Verfahrens in bedeutend kürzerer Zeit erfolgt.
• Durch die Vorformierung im ersten Ölbad von etwa 5o° C bei einer Spannung vonetwa 2o Volt wird die hohe Leitfähigkeit der Ventilscheiben in der Durchgangsrichtung erreicht. Durch die Nachformierung im Ölbad 3 von etwa 50° C mit der Höchstspannung von etwa 45 Volt wird die ausgebildete Sperrschicht so beeimflußt, daß sie auch bei dem späteren betriebsmäßigen Arbeitender Ventile bei niedrigen Temperaturen ihren hohen Sperrwiderstand behält und der Rückstrom infolgedessen niedrig bleibt. Wird die elektrische Formierung der Ventilplatten in einem Bad von etwa 8o° C begonnen und beendet, so ist, wie die zahlreichen Untersuchungen gezeigt haben, der Widerstand der Ventile in der Durchgangsrichtung und ebenso auch der Rückstrom wesentlich größer als bei den Ventilplatten, die in der oben beschriebenen Weise inBädern, mit verschiedenenTemperaturen formiert wurden.
• Die Formierung kann auch in einem einzigen Ölbad erfolgen, sofern .dafür gesorgt wird, daß die Temperatur des Bades während der Formierung entsprechend geändert wird.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterventilscheben, bei denen auf eine Trägerplatte eine dünne Selenschicht aufgetragen ist und diese Selenschicht nach einem bekannten Verfahren. thermisch formiert und mit einer aufgespritzten Gegenelektrode versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilscheiben in einem oder in mehreren Bädern aus einer isolierenden Flüssigkeit, welche ,die Ventilscheibeni nicht angreift, wie z. B. Petroleum oder Transformatoröl, einer elektrischen Formierung unterzogen werden, wobei die Temperatur des Bades oder der Bäder durch entsprechende Einrichtungen konstant gehalten wird.
2. 2. Verfahren zur Herstellung von Selen-0 U eichrichterventilscheiben nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilplatten in; einem Bad aus einer isolierenden Flüssigkeit von etwa 5o° C mit einer Gleichspannung oder einer pulsierenden Gleichspannung von etwa 2o Volt formiert werden, darauf, falls eine höhere Sperrspannung als 2o Volt erreicht werden soll, in einem zweiten Bad von etwa 8o° C der gleichen oder einer ähnlichen isolierenden Flüssigkeit die Formierspannung bis zu etwa 45 Volt gesteigert wird und in einem dritten Bad von etwa 3o° C eine Nachformierung -der Ventilplatten mit der höchsten Spannung des vorhergehenden Bades erfolgt.
3. 3. Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterventilscheibe@n nach Anspruch i und 2, .dadurch gekennzeichnet, daß die elektrsche Formierung in Bad i und 2 während mehrerer Minuten, in Bad 3 während mehrerer Stunden; erfolgt.
4. 4. Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterventilschei!ben für eine Sperrspannung bis zu 2o Volt nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die! elektrische Formierung in Bad i während einer Zeit von. etwa i Stunde erfolgt.