DE685853C

DE685853C - Trockenplattengleichrichter vom Kupferoxydultyp mit auf der Traegerelektrode aufgewachsenem Halbleiter aus einer Traegermetallverbindung

Info

Publication number: DE685853C
Application number: DEA78592D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1935-02-21
Filing date: 1936-02-22
Publication date: 1939-12-28

Description

Die Erfindung betrifft einen Trockengleichrichter vom Kupferoxydultyp, bei dem die aus einer Trägermetallverbindung bestehende Halbleiterschicht auf der Trägerelektrode selbst aufgewachsen ist. Da bei den Gleichrichterzellen die Halbleiterschicht, beim Kupferoxydulgleichrichter z. B. die Kupferoxydulschicht, sehr dünn ist, sind bei der Herstellung der Elemente die chemischen und mechanischen Eigenschaften speziell der Oberfläche der Trägerelektrode von ausschlaggebender Wichtigkeit. Diese muß eine genau bestimmte Beschaffenheit besitzen und darf nicht verunreinigt sein. Sie darf auch

_tg keine Kratzer, Nadelstiche oder rauhe Stellen aufweisen; sie muß aber außerdem kalt gewalzt oder sonst in geeigneter Weise poliert sein.

Die bekannten Gleichrichterträgerelektroden für die Bildung der Halbleiterschicht, beispielsweise von Kupferoxydulelementen, haben folgende Bearbeitung erfahren: Warmwalzen von Kupferplatinen oder -blechen zur Reduzierung der Dicke unter vorherigem Beizen des Materials; Abbrechen des Warmwalzens kurz bevor die gewünschte Blechdicke erreicht ist; erneutes Beizen; Kaltwalzen des Bleches bis auf die gewünschte Dicke. Beispielsweise wurde das Blech bis auf ungefähr 1,35 mm (0,053") warm, und dann bis auf 1,27 mm (0,050"") kalt gewalzt. Darauf wurden aus dem Blech die Trägerelektroden gestanzt und Fremdkörper von deren Oberfläche durch chemische Ätzung und Reinigung, durch Sanden oder Schmirgeln der Oberfläche entfernt.

Indessen treten Schwierigkeiten bei der Gleichrichterfabrikation auf, wenn man in der vorbeschriebenen oder ähnlichen Weise behandeltes Plattenmaterial verwendet. Die beim Sanden oder Schmirgeln der Kupferoberfläche entstehenden Kratzer sind eine Quelle von Störungen bei dem Oxydationsprozeß, durch den die Halbleiterschicht gebildet werden soll. Das Beizen mit Säuren hat häufig zur Folge, daß das Kupfer den Charakter von sauerstofffreiem Kupfer erhält, in welchem Zustand es ungeeignet ist, eine brauchbare Schicht auf der Oberfläche auszubilden, und zwar infolge mangelhaften Haftens des Oxyduls auf dem Metall; die Schicht pflegt sich dann sehr schnell abzuschälen. Der Ausfall des Ätzens schließlich hängt von der Geschicklichkeit des Arbeiters und von der richtigen Wahl der Säurekonzentration ab. Infolgedessen schwankt die Beschaffenheit

Claims

der Tafeloberfläche stark. Das Kupferblech ist außerdem in seiner Oberflächenbeschaffenheit sehr von Ver'üHremiguiigen abhängig, die sich beim Walzen bilden. Meist werden Glüh span und' Schmutz in die Oberfläche hineingepreßt. Diese Fremdkörper werden daim beim Beizprozeß entfernt und lassen kleine Vertiefungen und Narben auf der Blechobeifiäche zurück, die sich später nicht befriedigend oxydieren lassen. Infolgedessen haben sie einen erheblichen Anteil an den Gleichrichterdurchschlägen.

Nach der Erfindung werden die genannten Übelstände behoben, wenn Trockengleichrichi.¹) ter vom Kupferoxydultyp mit auf der Trägerelektrode aufgewachsenem Halbleiter aus einer Trägermetallverbindung so hergestellt werden, daß die zu oxydierenden oder sonst wie zum Zweck der Halbleiterbildung zu behandelnden Elektrodenbleche vor dieser Behandlung mittels Abschleifens von der (Warm-)Walzschicht befreit und darauf auf kaltem Wege blank gewalzt werden. Die chemischen und mechanischen Eigenschaften der Oberfläche sind dann genau bekannt, und es wird auf diese Weise ein hoher Grad der Gleichmäßigkeit im Enderzeugnis erreicht. Auch wird so Trägerelektrodenmaterial mit zunächst unbrauchbaren Oberflächeneigenschaften anwendbar, ohne daß der Ausschuß im Endprodukt vergrößert wird. Es werden also auch beträchtliche Ersparnisse erzielt. Für Kupferoxydulgleichrichter z. B. wird als Ausgangsmaterial zweckmäßig ein Kupferblech großer Reinheit mit einem geringen Sauerstoffgehalt nicht über 0,500/0 und sonstigen Verunreinigungen, wie Arsen u. dgl., höchstens in Spuren, verwendet.

Ein bevorzugtes Verfahren zur Herrichrung von Kupferblech zur Anwendung bei Kupferoxydulgleichrichtern ist das folgende: Kupferplatten, die einen niedrigen Sauerstoffgehalt haben, nämlich 0,025 bis 0,0350/0, im Mittel 0,030/0, werden heiß gewalzt. Zwisehen den einzelnen Stichen wird das Kupfer in der üblichen Weise gebeizt, indem man das Blech in eine Säureläsung von etwa 50 Teilen Salpetersäure und 50 Teilen Schwefelsäure taucht. Auf diese Weise wird das Blech behandelt, bis seine Stärke auf etwa 10O/0 über dem Endwert gebracht ist. Sodann wird das Kupferblech in der gekennzeichneten Weise, vorzugsweise nur auf einer Seite, um einen hinreichenden Betrag abgeschliffen, beispielsweise um 0,13min (0,005") bis 0,25 mm (0,010"), um alle Oberflächenverunreinigungen oder andere Fehler zu entfernen, die durch das Beizen nicht beseitigt wurden, sowie jegliches Material zu entfernen, das beim Walzen in die Oberfläche hineingepreßt wurde.

Nach dem Schleifen wird das Blech sorg- ^<ciLütig von Schleifstaub befreit und zwischen j p'plierten Walzen kalt gewalzt, um die Schleif-.[ /tberflache zu glätten und feine Kratzer zu • £ntfernen, die beim Schleifen entstanden sein konnten. Es werden dann Trägerelektroden ausgestanzt, wobei ein Verkratzen der Oberfläche sorgfältig zu vermeiden ist. Eine weitere Vorbehandlung der Scheiben ist nicht erforderlich, sie können vielmehr in der üblichen Weise oxydiert werden, um die nötige Halbleiterschicht zu erzeugen. Im Bedarfsfalle können die Scheiben jedoch nach dem Ausstanzen auch noch einem Entfettungs- und Reinigungsbad unterzogen werden, um' jede Spur von Öl oder Schmutz zu entfernen, die sich auf ihnen während des S tanz Vorganges niedergeschlagen haben könnten. Als Badflüssigkeit verwendet werden beispielsweise Benzin, die den Fettschleier entfernt, ohne die Oberfläche im übrigen anzugreifen.

Bei so vorbehandelten Blechen mit einer brauchbaren, fehlerfreien, auf Hochglanz walzbaren Metalloberfläche ist der Charakter dieser Oberfläche genau definiert. Man erhält ein Erzeugnis mit wenig streuenden Verlustströmen von sehr niedrigem absoluten Betrage. Dadurch wird eine Herabsetzung der Verluststromtoleranzen ermöglicht und der go Wirkungsgrad der Gleichrichter verbessert. Zugleich wird der Ausschuß verringert und

damit die Fabrikation verbilligt. Patentansprüche:

i. Trockenplattengleichriehter vom Kupferoxydultyp mit auf der Trägerelektrode aufgewachsenem Halbleiter aus einer Trägermetallverbindung, dadurch gekennzeichnet, daß die zu oxydierenden oder sonstwie zum Zweck der Halbleiterschichtbildung zu behandelnden Elektrodenbleche vor dieser Behandlung mittels Abschleifens von der (Warm-)Walzschicht befreit und darauf auf kaltem Wege blank gewalzt werden.
2. Trockenplattengleichrichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelektrode vor der Erzeugung der Halbleiter schicht einem Entfettungs- und Reinigungsbad unterworfen ist.
3. Trockenplattengleichrichter nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerelektrode aus einem Kupfer mit einem Höchstgehalt an Sauerstoff von 0,03 bis 0,050/0 und höchstens spurenweisem Gehalt an sonstigen Verunreinigungen "besteht.·