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Elektrodensystem mit unsymmetrischer Leitfähigkeit.
Die Erfindung betrifft ein Elektrodensystem mit unsymmetrischer Leitfähigkeit, das unter anderm als Detektor für den Empfang drahtloser Signale dienen kann, aber auch verschiedene andere
Verwendungsmöglichkeiten besitzt.
Es enthält einen festen Zwischenstoff, der zwischen zwei Elektrodenflächen angebracht ist. Eine dieser Elektrodenflächen und die anliegende Oberfläche des Zwischenstoffes sind aneinander adsorbiert.
Mit dem Ausdruck"Adsorption"ist eine Oberflächenwirkung zwischen zwei miteinander in Berührung kommenden Stoffen verstanden, welche daran erkennbar ist, dass der adsorbierte Stoff im adsorbierten
Zustand einen niedrigeren Dampfdruck hat als im freien Zustand.
Es hat sich gezeigt, dass eine gleichrichtende Wirkung beobachtet wird, wenn an die beiden
Elektroden eines solchen Systems eine wechselnde Spannungsdifferenz angelegt wird, und dass diese Wirkung besonders stark ist, wenn der Zwischenstoff aus einer dünnen Haut besteht.
Gewünschtenfalls kann man, um die zulässige Spannung zu vergrössern, ohne dass die gleichrichtende Wirkung vermindert wird, mehrere Elemente in Reihe schalten.
Wenn die leitende adsorbierte Oberfläche durch einen Stoff gebildet wird, der kein Bestandteil des Zwischenstoffes ist, und besonders wenn dieser Stoff eine grössere elektronenemittierende Fähigkeit als die Oberfläche der andern Elektrode hat, werden die Ergebnisse noch wesentlich verbessert.
Eine besonders geeignete Ausführungsform ist die, bei der das aus den Elektroden bestehende
Gebilde von der Aussenluft abgeschlossen wird. Es besteht in diesem Falle keine Gefahr des chemischen Angriffs durch die Luft, und die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung wird auf ein Mindestmass beschränkt.
Die Elektroden können z. B. in ein Isoliermaterial eingegossen sein, oder es kann auch das System eine entlüftete oder eine mit einem inerten Gas gefüllte Hülle besitzen. Im letzteren Fall ist es zweckmässig, wenn die nichtadsorbierte Elektrode (im folgenden als positive Elektrode bezeichnet, im Unterschied von der Elektrode, welche die adsorbierte Oberfläche hat und die als negative Elektrode bezeichnet werden soll) aus einer auf die Innenwand der Isolierhülle niedergeschlagenen leitenden Haut, z. B. einem Silberspiegel, besteht. Auch ist zu dieser Ausführungsform eine solche zu rechnen, bei der die positive Elektrode selbst die Hülle bildet, auf deren Innenwand der Zwischenstoff mit der adsorbierten Schicht aufgebracht ist.
Für die adsorbierte Schicht sind verschiedene leitende Stoffe, wie Alkali-und Erdalkalimetalle, verwendbar, während Halogene, wie Calciumfluorid, sich sehr gut als Zwisehenstoff eignen, obwohl auch verschiedene andere Stoffe, wie Kieselsäure, dazu verwendet werden können.
Die Erfindung umfasst ferner das Verfahren zur Herstellung eines Elektrodensystems wie das vorbeschriebene, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man an die Oberfläche eines Zwischenstoffes einen leitenden Elektrodenstoff oder umgekehrt einen Zwischenstoff an die Oberfläche einer Elektrode, z. B. durch Verdampfen oder Sublimieren, adsorbieren lässt.
Es ist empfehlenswert, für die aneinander zu adsorbierenden Oberflächen Stoffe zu wählen, die keine gemeinsame Komponente besitzen, während man für den zu adsorbierenden leitenden Stoff zweckmässig einen Stoff wählt, der eine stärkere elektronenaussendende Fähigkeit hat als der Stoff, aus dem die Oberfläche der andern Elektrode besteht.
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Die Elektroden brauchen nicht aus Metall zu bestehen ; sie können aus Kohlenstoff oder aus einer chemischen Verbindung bestehen, die gegebenenfalls durch eine ehemische Reaktion mit einem Isolierstoff gebildet werden kann. Es kann z. B. zunächst ein Niederschlag von Jod gebildet werden, der darauf in geeigneter Weise in Silberjodid übergeführt wird.
Die Erfindung ist in der Zeichnung an einigen andeutungsweise dargestellten Ausführungsformen eines Elektrodensystems nach der Erfindung beispielsweise erläutert. Es ist jedoch nicht möglich, in einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel in richtigem Massstab darzustellen, da man für den Zwischenstoff zweckmässig solche dünne Häutchen benutzt, dass deren Schnitt durch die Ebene der Zeichnung sich nicht darstellen lässt, da er z. B. einige tausendstel Millimeter Dicke hat.
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Elektroden aus Plättchen leitenden Stoffes bestehen, die in einer isolierenden Kapsel eingeschlossen sind und zwischen denen eine Haut aus einer chemischen Verbindung enthalten ist.
Das in Fig. 2 dargestellte Beispiel besitzt eine Glashülle, auf deren Innenwand die Elektroden aufgebracht sind.
Das Elektrodensystem nach Fig. 1 besteht aus einem schaohtelförmigen Körper 1 aus Isoliermaterial, wie z. B. Kunstharz (Bakelite, Philite"usw.). Im Inneren sind die Elektroden ganz abgeschlossen angebracht. Die positive Elektrode 2 wird von einem dünnen Kupferblättchen oder einem Blattzinnstreifen gebildet. Es ist auf sie eine Haut 3 aus einem isolierenden oder schlecht leitenden Stoff, z. B. durch Aufspritzen, gegebenenfalls mit Hilfe eines Lösungsmittels, das sich selbst verflüchtigt, aufgebracht.
Auf diese Schicht ist ein leitender Stoff 4 niedergeschlagen, der die negative Elektrode bildet.
Dieser Stoff ist an die Oberfläche der Schicht 3 adsorbiert, was durch die gestrichelte Linie bezeichnet wird, welche die Grenze des Zwischenstoffs und der negativen Elektrode darstellen soll.
Eine folgende leitende Platte 5 deckt die Elektroden ab. Um das ganze, aus den Elektroden bestehende Gebilde herum ist eine Isoliermasse 6 gegossen, so dass die Aussenluft nicht zutreten kann und einer Beschädigung vorgebeugt wird. Auch vermeidet man damit Überschlag an den Rändern des Zwischenstoffs.
Die Elektrode 2 und die Platte 5 stehen durch Leiter 7 und 8 mit den Anschlussschrauben 9 und 10 in Verbindung. Werden diese mit den Polen einer Wechselstromquelle von geeigneter Spannung verbunden, so wird das System nur dann von Strom durchflossen, wenn die Klemme 10 negativ ist.
Anstatt eines einzigen Systems kann das Gefüge auch mehrere Elektrodensysteme enthalten.
Zwei oder mehrere Elektrodenpaare können in der richtigen Reihenfolge aufeinandergestapelt sein und eine gemeinsame Hülle besitzen, während sie elektrisch in Reihe geschaltet sind. Das Gefüge eignet sich in diesem Falle für höhere Spannungen.
Gewünschtenfalls kann dem isolierenden Gehäuse eine solche Gestalt gegeben werden, dass eine Batterie aus zwei oder mehreren ähnlich gebildeten Systemen zusammengebaut werden kann, die in Reihe geschaltet werden.
Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 2 im Schnitt dargestellt. Das System besitzt hier eine entlüftet Hülle 11, auf deren Innenwand ein leitender Niederschlag 12 aufgebracht ist. Dieser Niederschlag steht mit einem Anschlusskäppehen 18 in Verbindung. Auf die leitende Schicht an der Innenseite der Wand, welche Schicht ein durch Zerstäuben eines Silberdrähtchens im Innern der Hülle entstandener Silberspiegel sein kann, ist ein zweiter Niederschlag. M, der aus einem isolierenden Stoff, z. B. Kochsalz, besteht, aufgebracht. Dies kann so geschehen sein, dass dieser Stoff von einem erhitzten Draht verdampft wird, wie dies noch eingehender erläutert werden soll.
Ein Häutchen 15 aus einem geeigneten leitenden Stoff ist an die Oberfläche des Zwischenstoffs 14 adsorbiert und bildet infolgedessen die negative Elektrode des Systems.
Die Verbindung dieser zweiten Elektrode mit dem Anschlusskäppchen 16 wird durch eine kleine Feder 17 vermittelt, die an den inneren leitenden Niederschlag angelegt und am Ende eines Leiters M, der durch die Wand der Hülle nach dem Käppehen 16 führt, befestigt ist.
Die Feder 17 ist bis nach dem Niederschlagen der adsorbierten Schicht mit ihrem freien Ende mit einem nach der Kappe 13 führenden Stäbchen 19 durch einen kleinen dünnen Verbindungsdraht aus leicht schmelzbarem Stoff verbunden gewesen. Zwischen den Kappen 18 und 16 bestand also eine leitende Verbindung, durch die ein Strom von genügender Intensität geschickt werden konnte, um die Leiter derart zu erhitzen, dass eine Menge des aufgebrachten Kochsalzes sieh verflüchtigt und sich auf den Silberspiegel niederschlug. Darauf ist die Stromstärke derart gesteigert worden, dass der Verbindungsdraht an der Feder 17 durchgeschmolzen ist, so dass die Feder Gelegenheit hatte, sich gegen die Wand hinzubiegen und mit ihr in Berührung zu kommen.
An den Stellen 20 und 21 ist die Hülle abgeschmolzen, nachdem sie entlüftet worden war und durch ein an einer dieser Stellen mit der Hülle verbundenes Seitenrohr Dampf des niedergeschlagenen Ele1.'irodenstoffes in das Gefäss eingeführt worden war.
Anstatt einer Glashülle kann auch eine leitende Hülle verwendet werden, die z. B. aus Chromeisen besteht und die in diesem Falle selbst die positive Elektrode bildet. Diese Hülle, auf deren Innen-
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wand in diesem Falle nur ein isolierender Niederschlag und auf ihn adsorbiertes, leitendes Häutchen (Aluminium lässt sich gegenüber Chromeisen sehr gut verwenden) aufgebracht zu werden braucht, kann ebenso entlüftet sein.
Die Herstellung eines Vakuums im Innern der Hülle ist von Bedeutung, wenn für eine der Elektroden ein Stoff, wie z. B. Kalium oder Natrium usw., verwendet wird, der von der Luft angegriffen wird, und ist auch von Wichtigkeit mit Rücksieht auf einen etwaigen Durchschlag des Zwischenstoffs infolge von Poren, die sich mit Luft gefüllt haben können. Gewünschtenfalls kann die Hülle jedoch auch mit einem inerten Gas gefüllt sein.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrodensystem, das einen festen Zwischenstoff enthält, der zwischen zwei leitenden Elektrodenflächen mit unsymmetrischer Leitfähigkeit angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine dieser Oberflächen und die des Zwischenstoffs aneinander adsorbiert sind.