AT147110B - Elektrodensystem mit Selenelektrode. - Google Patents

Description

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  Elektrodensystem mit Selenelektrode. 



   Die Erfindung bezieht sieh auf ein Elektrodensystem mit unsymmetrischer   Leitfähigkeit,   das eine im wesentlichen aus Selen bestehende Elektrode enthält, die durch eine Zwischenschicht aus isolierendem Material von der andern gut leitenden Elektrode getrennt ist. 



   Es ist bereits bekannt, dem Selen Stoffe zuzusetzen, die die Wirkung des Systems verbessern. 



  Solche Stoffe sind z. B. Erdalkalimetalle. 



   Es ist gleichfalls bekannt, dass Alkalimetalle, wie Natrium und Lithium, zuweilen als Verunreinigungen im Selen vorhanden sind. 



   Ferner hat man als geeignete Zusätze auch wohl Selenoxydul oder ein Kupfersalz der Eisenzyanwasserstoffsäure benutzt. 



   Erfindungsgemäss werden dem Selen jedoch isolierende stabile Metallsalze oder Oxyde zugesetzt. u. zw. solche, die in Wasser schwer löslich sind und an der Atmosphäre ihre isolierenden Eigenschaften beibehalten. 



   Der Zusatz von Stoffen der genannten Gruppe bietet den Vorteil, dass diese Stoffe die Leitfähigkeit des Selens um einen erheblichen Wert, u. zw. oft etwa das Hundertfache und mehr, erhöhen. 



   Salze bzw. Oxyde, die sich zur Ausführung der vorliegenden Erfindung ganz besonders eignen, sind z. B. Bariumsulfat   (BaS04),   Kalziumsulfat   (CaS04),   Quarz   (SiOa),   Kalziumwolframat (CaW04),   Magnesiumoxyd (MgO), Aluminiumoxyd (AlOg), Kryolith (NaAlFo).   Es können auch Gemische dieser Stoffe zur Anwendung kommen. 



   Die Eigenschaft, dass die Salze in Wasser schwer oder gar nicht löslich sein sollen, bietet den Vorteil, dass der   Feuchtigkeitsgrad   der Atmosphäre keinen Einfluss auf die Wirkung des Gleichrichters hat. 



   Dies ist besonders wichtig, wenn die Verwendung des Elektrodensystems als Detektor beabsichtigt wird. Eine erste Bedingung ist für diesen Fall, dass die Eigenschaften des Detektors stabil sind, dass also keinerlei atmosphärische oder chemische Einwirkung stattfindet. 



   Um durch den Zusatz von Salzen oder Oxyden einen möglichst günstigen Einfluss zu erhalten, ist es erforderlich, dass sie möglichst fein zerteilt in der ganzen Selenschicht vorkommen, denn in diesem Fall tritt eine besonders grosse Erhöhung der Leitfähigkeit des Selens ein. 



   Eine besonders günstige Ausführungsform der Erfindung besteht darin, dass die zugesetzten isolierenden Salze in einem derartigen Elektrodensystem gleichzeitig als Sperrschicht zwischen der Selenelektrode und der z. B. aus Metall bestehenden gut leitenden Elektrode benutzt werden. 



   Das Anbringen einer besonderen Sperrschicht ist also nicht mehr nötig. Dies erleichtert den Aufbau eines derartigen Elektrodensystems, da, wenn die-Salze bereits in fein zerteiltem Zustand im Selen vorhanden sind, die Bildung der Zwischenschicht selbsttätig erfolgt. 



   Es wird nachstehend die Art und Weise beschrieben, auf welche dieses Ergebnis erzielt wird. 



   Zur Herstellung eines Elektrodensystems gemäss der Erfindung verfährt man wie folgt :
Es werden dem Selen im amorphen Zustand zwecks Erhaltung einer höheren Leitfähigkeit z. B. in einem Mörser andere Stoffe zugesetzt, worauf es nebst den hinzugesetzten Verbindungen derart zermahlen wird, dass die Zusätze im Selen fein zerteilt werden. Die Zusätze haben im allgemeinen eine   Korngrösse   kleiner als 10   (1.,   z. B. 3 bis 4   (1..   Die Gewichtsmenge der Zusätze beträgt im allgemeinen   0. 5   bis 5% derjenigen des benötigten Selens. Für das beispielsweise erwähnte Kalziumwolframat   (CaWO)   ist eine Menge von etwa 1% erforderlich. 



   Auch Bariumsulfat ist ein sehr geeigneter Zusatzstoff, wenn man verhindert, dass es sich bei der Mischung zusammenklumpt. Zu diesem Zweck wird vor dem Zermahlen Zucker hinzugefügt. Zucker hat sehr harte Kristalle, durch welche die entstandenen Bariumsulfatklumpen zerpulvert werden. Zur Entfernung des Zuckers nach dem Zermahlen wird das Ganze in Wasser eingeführt. Nur der Zucker löst sich, da die beiden anderen Stoffe unlöslich sind. Das Gemisch von Selen und Bariumsalz kann nun durch Filtrierung von Wasser befreit werden. 



   Das Pulver, in dem die verschiedenen Substanzen fein zerteilt vorkommen, wird dann auf einen aus einer Metallplatte bestehenden Träger aufgebracht und bis auf den Schmelzpunkt des Selens (etwa 220 ) erhitzt. Die Masse wird z. B. mit Hilfe eines heissen Bügeleisens oder einer Walze flach ausge strichen. Nachdem sich eine gleichmässige Schicht in einer Dicke von etwa 0-03 mm (im allgemeinen nicht mehr als   0. 15 mm)   gebildet hat, wird die Masse rasch und möglichst vollkommen gekühlt. Es wird durch die rasche Abkühlung erreicht, dass in diesem Augenblick noch kein Übergang in die metallische Modifikation stattfindet, wodurch die nachstehend angegebene Stufe der Leitendmachung rascher vor sich geht.

   Es wird dann die Platte in einem Ofen auf eine Temperatur von etwa 200   C erhitzt wodurch das amorphe Selen in die metallische (graue) halbleitende Modifikation übergeführt wird. Das Schmelzen, die Abkühlung, die darauffolgende Erhitzung sowie die Überführung des Selens in die   me-   

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   tallische   Modifikation können gegebenenfalls zur Erzielung einer grösseren   Gleichmässigkeit   der Selen- schicht wiederholt werden. Die Erlitzung bis zum Erreichen einer genügenden Leitfähigkeit dauert je nach den Umständen 2 bis 24 Stunden oder noch länger. Es ist jedoch darauf zu achten, dass zwischen der Selenschicht und der Oberfläche der Platte, auf die das Selen aufgebracht wird, keine Sperrschicht entsteht, da dies für die Wirkung des Systems in hohem Masse nachteilig ist.

   Es ist daher für den Träger ein Metall bzw. eine Legierung zu verwenden, das bzw. die während des Aufgiessens mit dem Selen entweder keine Verbindung eingeht oder eine Verbindung bildet, die leitend ist. Geeignete Stoffe sind z. B. Messing und Kupfer, da ihre Selenide leitend sind. 



   Nach Abkühlung wird das Ganze wieder in einen Ofen mit einer Temperatur von etwa   200     C   eingebracht. Diese Behandlung dient dazu, von dem Selen das obere Häutchen abzudampfen, so dass die isolierenden, nicht leicht zersetzliehen Zusätze an die Oberfläche kommen und durch ihr Isolier- vermögen eine Sperrschicht bilden. 



   Es wird jetzt auf das Selen noch die andere Elektrode aufgebracht, die z. B. aus einer leicht schmelzenden, gut leitenden Metallegierung bestehen kann, die in flüssigem Zustand aufgebracht wird, z. B. Woods Metall. 



   Aus dem Vorstehenden gehen klar die Vorteile der Verwendung von isolierenden und nicht zersetzlichen zugesetzten Salzen hervor. 



   Wäre die letzte Eigenschaft nicht vorhanden, so wäre es möglich, dass bei dem Aufgiessen der zur Herstellung der leitenden Elektrode dienenden Legierung die Salze andere Verbindungen eingehen würden, wodurch Stoffe entstehen könnten, die leitend sind. Es würde in diesem Fall der weitere Vorteil der Erfindung, dass die Zusätze, welche die Leitfähigkeit erhöhen, gleichzeitig ohne weiteres die Sperrschicht bilden, verlorengehen. Diese Möglichkeit liegt beispielsweise vor bei dem eingangs erwähnten Kupfersalz der Eisenzyanwasserstoffsäure. Dies zerfällt leicht bei der hohen Temperatur, die beim Schmelzen von Selen angewendet wird. 



   Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel eines Elektrodensystems gemäss der Erfindung dar. 



   In der Zeichnung bezeichnet 1 die Selenelektrode, in der sich die isolierenden Zusätze befinden und aus der letztere während der Bearbeitung an die Oberfläche kommen und auf diese Weise die Sperrschicht 2 bilden, auf welche die gut leitende Elektrode 3 aufgebracht wird. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrodensystem mit unsymmetrischer Leitfähigkeit, das eine im wesentlichen aus Selen bestehende Elektrode enthält, die durch eine Zwischenschicht aus isolierendem Material von der andern, gut leitenden Elektrode getrennt ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Selen isolierende, stabile Metallsalze oder Oxyde zugesetzt sind, u. zw. solche, die in Wasser schwer löslich sind und an der Atmosphäre ihre isolierenden Eigenschaften beibehalten.

Claims (1)

1. 2. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz oder die Zusätze in sehr fein zerteilter Form im Selen vorhanden sind.

   3. Elektrodensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierenden Zusätze die Sperrschicht zwischen der Selenelektrode und der z. B. aus Metall bestehenden, gut leitenden Elektrode bilden.

   4. Elektrodensystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zugesetzten Metallverbindungen in eine Korngrösse kleiner als 10 (1. in dem Selen vorhanden sind.

   5. Elektrodensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichtsmenge der zugesetzten Metallverbindungen von 0-5 bis 5% derjenigen des Selens beträgt.

   6. Elektrodensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Zusatz zur Selenelektrode Kalziumwolframat in einer Menge von etwa 1% benutzt ist. EMI2.1