DD24119A1

DD24119A1 - Process for the production of ignition electrodes made of semiconductor material

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Publication number: DD24119A1
Authority: DD
Publication date: 1982-10-23

Description

DeutscheGerman

demokratischedemocratic

republikrepublic

AMT FUR ERFINDUNGSUND PATENTWESENOFFICE FOR INVENTING AND PATENTING

Kl. 21g 14/20Kl. 21g 14/20

PATENT CERTIFICATE 24119

WP 21g/72 444WP 21g / 72 444

Patentart: Deutsches WirtschaftspatentPatent Type: German Business Patent

Anmeldetag: 12. Mai 1960Filing date: May 12, 1960

Tag der Ausgabe der Patentschrift: 23. Oktober 1982Date of issue of the patent: October 23, 1982

Erfinderinventor

zugleich Inhaber:also owner:

Günter Eisermann, Berlin-Friedrichshagen Roland Fischer, Berlin-BaumschulenwegGünter Eisermann, Berlin-Friedrichshagen Roland Fischer, Berlin-Baumschulenweg

Verfahren zur Herstellung* von Zündelektroden aus HalbleitermaterialProcess for the production of ignition electrodes of semiconductor material

Die Erflndung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Widerstandszundelektroden aus Bor- oder Siliziumkarbid, die zum Zünden einer Niederdruckentiadlung, beispielsweise in Quecksilberdampfgleichrichtern — sog. Ignitrons — verwendet werden und mit denen es möglich ist, die Entladung in jeder positiven Halbwelle durch einen über die Zündelektrode geleiteten Stromimpuls neu zu zündenThe Erflndung relates to a process for the production of Widerstandszundelektroden from boron or silicon carbide, which are used to ignite a Niederdruckentiadlung, for example in mercury vapor rectifiers - so-called. Ignitrons - and with which it is possible, the discharge in each positive half-wave through a guided over the ignition electrode Restart current pulse

Es ist bekannt, daß dlie Genauigkeit des Zündeinsatzes und die Lebensdauer solcher Zündelektroden entscheidend davon abhängen, daß der durch den Zündstromstoß im Zündkreis auftretende Spannungsabfall vorzugsweise in der aktiven Zone der Zündelektrode selbst abfällt, um die für den Zündvorgang notwendige hohe' Feldstärke zwischen der Elektrode und der Kathodenflüssigkeit zu erreichen It is known that the accuracy of the ignition insert and the life of such ignition electrodes depend decisively on the voltage drop occurring in the ignition circuit due to the ignition impulse falling preferably in the active zone of the ignition electrode itself in order to achieve the high field strength between the electrode and the ignition to reach the cathode fluid

Es sind viele Verfahren zur Herstellung von Zündelektroden bekannt geworden, mit denen es gelingt, der o. a. Forderung weitgehend zu entsprechen. Es seien hier nur solche Verfahren angeführt, die von einem gutleitenden Kern (Grafitseele) ausgehen There are many known processes for the production of ignition electrodes, which succeed in the o. A. To meet demand largely. Only those methods are mentioned here that assume a good-conducting core (graphite core)

So wird beispielsweise gemäß einem solchen Verfahren dlurch eine verhältnismäßig große Fläche an der Grafitseele ein guter Übergangswiderstand zwischen dem Grafit und dem Borkarbid hergestellt. Nachteilig sind dabei die Notwendigkeit der Verwendung von Schutzgas sowie der ziemlich starke Preßdruck, der benötigt wird, um eine gute Verbindung zwischen dem Grafit und dem Borkabid bei einer Temperatur von 1600 ⁰C herzustellen.Thus, for example, according to such a method, a relatively large area on the graphite core produces a good contact resistance between the graphite and the boron carbide. Disadvantages are the need for the use of inert gas and the fairly strong pressing pressure that is needed to produce a good connection between the graphite and the Borkabid at a temperature of 1600 ⁰ C.

Bei einem weiteren Verfahren wird unter Verwendung eines gut leitenden Körpers in das Innere der Zündelektrode eine Zwischenschicht aus Chromoxyd eingebracht, die dann bei 1500 "C in ChromkarbidIn another method, using a highly conductive body, an intermediate layer of chromium oxide is introduced into the interior of the ignition electrode which is then deposited at 1500 "C in chromium carbide

umgewandelt wird, um so einen guten Übergangswiderstand zum Grafit hin zu erhalten. Bei diesem Verfahren wirkt sich besonders die notwendige zweimalige Erwärmung der Zündelektrode auf 1500 ⁰C ungünstig aus.is converted so as to obtain a good contact resistance to graphite out. In this method, especially the necessary two times heating of the ignition electrode to 1500 ⁰ C has an unfavorable effect.

ίο Darüber hinaus ist noch ein Verfahren bekannt, bei dem die Seele ganz bzw. in dem unteren Bereich teilweise durch besondere Maßnahmen (Mischungsverhältnis) in Borkarbid umgewandelt werden muß, da sonst ein direkter Kurzschluß mit dem Kathoden-Darüberο In addition, a method is still known in which the soul must be completely or in the lower part partially by special measures (mixing ratio) must be converted to boron carbide, otherwise a direct short circuit with the cathode

quecksilber eintreten würde. Außerdem dient die Grafitseele mehr als Halterung für die aufgesintorten Isolierplatten.mercury would enter. In addition, the graphite soul serves more as a holder for the aufunterintorten insulation.

Diese beschriebenen Verfahren kommen der Forderung nach einer Konzentration des Widerstandes inThese described methods meet the demand for a concentration of the resistor in

dler aktiven Halbleiterschicht bereits sehr nahe, wobei die einzelnen Verfahren mehr oder weniger kompliziert sind und die beschriebenen Mängel zeigenThe active semiconductor layer is already very close, the individual methods are more or less complicated and show the shortcomings described

Das zum Gegenstand der Erflndung gemachte Verfahren, bei dem ein Grafltanschlußstück, welches ge- The subject matter of the Erflndung made method in which a Grafltanschlußstück which ge

gebenenfalls einen angeschliffenen Ansatz besitzt,if necessary, has a polished approach,

in einem Kohlerohrofen in einer als Form dienendenin a coal pipe oven in a mold

Grafithülse unter Druck an die Zündmasse angesin-Graphite sleeve pressurized to the ignition mass.

. tert wird, umgeht nun die bekannten Mangel auf, tert, now bypasses the known deficiency

eine relativ einfache Weise. Es arbeitet erflndungs-a relatively simple way. It works erflndungs-

gemäß derart, daß die Zündmasse in der Grafithülseaccording to such that the ignition in the graphite sleeve

durch, das Grafitanschlußstück einerseits und durch einen Grantabschlußpfropfen andererseits gehalten und der für die Sinterung notwendige Druck axial und gleichzeitig auf das Anschlußstück und den Abschlußpfropfen ausgeübt wird. Es sind bereits Anordnungen bekannt, bei denen Kohlerohröfen verwendet werden, der Druck jedoch durch nur einen Stempel erfolgt und von einer Gegenlage abgefangen wird. Bei dem Verfahren nach der Erfindung werden, wie schon erwähnt, dagegen zwei Stempel verwendet, die sich gleichzeitig zur Mitte bewegen. Dadurch ist es unter gleichzeitigem Rütteln möglich, die nachteilige Bildung von Brükken bzw. Hohlräumen, deren Entstehen durch die kristalline Form des Borkarbids begünstigt wird, :tM is verhindern. Der Nachteil von Hohlräumen liegt insbesondere darin, daß die Sinterkörper unterschiedliche elektrische Eigenschaften erhalten und daher unbrauchbar werden können.by, the Grafitaschlußstück on the one hand and held by a Grantabschlußpfropfen the other hand, and the necessary pressure for the sintering axially and simultaneously exerted on the fitting and the Endkappe. Arrangements are already known in which coal tube furnaces are used, but the pressure is effected by a single punch and intercepted by an abutment. In the method according to the invention, as already mentioned, however, two punches are used, which move simultaneously to the center. This makes it possible with simultaneous shaking, the adverse formation of bridges or cavities whose emergence is favored by the crystalline form of boron carbide : tM is prevented. The disadvantage of cavities is, in particular, that the sintered bodies obtain different electrical properties and therefore can become unusable.

In besonders vorteilhafter Weise kann unter An-Wendung der Erfindung durch Veränderung der Länge des am Grantanschlußstück angeschliffenen Ansatzes die Höhe der Zündspannung bereits vorher bestimmt werden.In a particularly advantageous manner, by applying the invention by changing the length of the ground at Grantanschlußstück approach the height of the ignition voltage can be determined in advance.

Das Verfahren soll an Hand der in der Zeichnung beispielsweise dargestellten Anordnung näher erläutert werden.The method will be explained in more detail with reference to the arrangement shown in the drawing, for example.

Gemäß Fig. 1 wird ein als Halterung dienendes Grafitanschlußstück 1 in das Innere der in einer Grafithülse 2 angeordneten aktiven Zündmasse 3 so eingeführt, daß der angeschliffene Ansatz in die Zündmasse hineinragt. Darauf wird die Hülse 2 durch einen Grantabschlußpfropfen 4 geschlossen. In diesem Zustand — bei leicht verdichteter Zündmasse — wird der gesamte Aufbau nach einem besonderen Programm in einem Kohlerohrofen unter gleichzeitigem Rütteln und von beiden Seiten einsetzendem Druck bei einer Temperatur von 1700 bis 2200 ⁰C in einem Arbeitsgang und ohne Verwendung von Schutzgas festgesintert.1 serving as a holder Grafitaschlußstück 1 is inserted into the interior of the disposed in a graphite sleeve 2 active firing compound 3 so that the ground approach protrudes into the firing mass. Then the sleeve 2 is closed by a Grantabschlußpfropfen 4. In this state - with slightly compressed ignition compound - the entire structure is sintered according to a special program in a coal pipe furnace with simultaneous shaking and on both sides incipient pressure at a temperature of 1700 to 2200 ⁰ C in one operation and without the use of inert gas.

Nach dem Abkühlen wird die Grafithülse 2 entfernt und der aktiven Zündmasse 3 ein entsprechender Formschliff, ähnlich Fig. 2, gegeben. Man erkennt aus Fig. 2, daß zwischen der mit der Kathodenflüssigkeit in Verbindung stehenden Oberfläche und dem am Grafitanschlußstück angeschliffenen Ansatz nur eine relativ dünne Schicht der Zündmasse 3 liegt. Damit sind alle günstigen Voraussetzungen dafür geschaffen, daß entsprechend den oben aufgestellten Bedingungen der Spannungsabfall im Zündkreis vorzugsweise in dieser dünnen Halbleiterschicht liegt.After cooling, the graphite sleeve 2 is removed and the active firing mass 3 is given a corresponding shape grinding, similar to FIG. 2. It can be seen from FIG. 2 that only a relatively thin layer of the ignition compound 3 lies between the surface which is in contact with the cathode fluid and the shoulder ground on the graphite connection piece. Thus, all the favorable conditions are created that, according to the conditions set out above, the voltage drop in the ignition circuit is preferably in this thin semiconductor layer.

Claims

Patentansprüche:claims:

1. A process for the production of ignition electrodes of semiconductor material, wherein a Grafitaschlußstück, which optionally has a ground approach, is sintered in a Kohlerohrofen serving as a form graphite sleeve under pressure to the ignition, characterized in that the ignition (3) in the Graphite sleeve (2) by the Grafitanschlußstück (1) on the one hand and by a Grafitabschlußpfropfen (4) held on the other hand and the necessary pressure for the sintering axially and simultaneously on the Grafitaschlußstück and the Grantabschlußpfropfen (4) is applied.

2. The method according to claim 1, characterized in that the height of the ignition voltage is determined by the length of the approach to Grafitaschlußstück (1).