DE720445C - Verfahren zur Herstellung von Trockenplattengleichrichtern mit einem Leichtmetall als Grundelektrodenmaterial und nach diesem Verfahren hergestellter Trockenplattengleichrichter - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Trockenplattengleichrichtern mit einem Leichtmetall als Grundelektrodenmaterial und nach diesem Verfahren hergestellter Trockenplattengleichrichter -Die in der Technik üblichen Trockengleichrichter werden im allgemeinen in zwei Klassen eingeteilt, und zwar in die Kupferoxydul- und die Selengleichrichter. Beide Klassen haben im Prinzip den gleichen Aufbau: Eine Grundelektrode, eine Halbleiterschicht und eine Gegenelektrode.
• Im Fall des Kupferoxydulgleichrichters besteht die Grundelektrode aus Kupfer; beim Selengleichrichter wird im allgemeinen Eisen, vernickeltes Eisen oder Nickel als Material für die Grundelektrode verwendet. Die Erfindung bezieht sich auf Gleichrichter vom Selentypus. Wenn man als Material der Grundelektrode ein Leichtmetall verwendet erzielt man gegenüber Gleichrichtern mit einer Grundplatte aus dem üblichen Material eine ganz erhebliche Gewichtsersparnis. Bei der Herstellung solcher Gleichrichter ergeben sich jedoch Schwierigkeiten. Bringt man nämlich auf das Leichtmetall, z. B. Aluminium, das Selen in einer für den Gleichrichteffekt notwendigen Modifikation auf und versieht diese Selenschicht in der herkömmlichen Weise mit einer Gegenelektrode, so erhält man einen Gleichrichter, dessen Wirkungsgrad sehr gering ist., Es ließ sieh bei so hergestellten Gleichrichtern bei einer Spannung von i Volt an der Zelle ein Strom von o, i mA/cm2 in Flußrichtung und von o, o z mA/cm2 in Sperrichtung erzielen. Der Gleichrichtungsfaktor, d. h. das Verhältnis von Durchgangsstrom zu Sperrstrom, beträgt nur i o. Es ist also sehr viel niedriger als bei den üblichen Gleichrichtern. Außerdem ist die Belastbarkeit sehr gering. Der Grund für dieses Verhalten liegt darin, daß sich zwischen dem Aluminium der Grundelektrode und dem Selen eine Sperrschicht ausbildet; die ihre Ursache in der Oxydhaut hat, mit der die Leichtmetalle normalerweise bedeckt sind. Außerdem entsteht bei den üblichen Herstellungsverfahren auf der Oberfläche des Selens ebenfalls eine Sperrschicht, so daß der Gleichrichter den Strom nach beiden Richtungen hin sperrt. Verhindert man die Bildung einer Sperrschicht auf der Oberfläche des Selens, indem man die Gegenelektrode im Vakuum aufdampft, so kann man z. B. einen Gleichrichtungsfaktor von i : Zoo in der umgekehrten Richtung erhalten. Es hat sich nun gezeigt, daß man Leichtmetalle bei Beibehaltung sämtlicher günstiger Eigenschaften zu Gleichrichterzwecken verwenden kann, wenn man die Oxydhaut behandelt. Gemäß der Erfindung werden Trockenplattengleichrichter mit Selen o. dgl. als Halbleiter und mit einer Grundelektrode aus Leichtmetall, das mit einer Oxydhaut bedeckt ist, so hergestellt, daß man die Oxydhaut im Vakuum mit dem Atom- oder Dampfstrahl eines Metalls einfärbt. Es ergibt sich dabei nämlich ein Vorgang, der dem Verfärben gewisser Kristalle unter dem Einfluß von Metalldämpfen analog ist. Das Metall dringt in die Oxydhaut der zweckmäßigerweise erwärmten Aluminiumoberfläche ein und macht diese ausreichend leitend. Dabei wird nur so wenig Metall aufgebracht, daß keine sichtbare Schicht entsteht. Die Aluminiumoxydschicht bleibt also im wesentlichen in ihrer guten Wirkung erhalten. Es bleibt die gute Haftfähigkeit des Selens auf der Grundelektrode und gleichzeitig die chemische Inaktivität gegenüber dem Aluminiumoxyd. Mithin werden insbesondere elektrolytische Vorgänge, die eine Instabilität des Gleichrichters zur Folge hätten, ausgeschlossen. Bei dickeren Metallüberzügen, die meist auf elektrolytischem Wege hergestellt werden, bleibt das Aluminium vollkommen unwirksam; als Grundelektrode wirkt vielmehr der Metallüberzug. Derart hergestellte Metallüberzüge neigen wegen der Barunterliegenden Oxydhaut dazu, sich abzulösen.
• Die Einfärbung der Oxydhaut, wie man die Metallbehandlung der Leichtmetalloberfläche in Analogie zu der bei Alkalihalogenidkristallen üblichen Bezeichnung nennen kann, wird z. B. auf folgendem Wege erzielt: Die Aiuminiumoxydhaut wird ganz kurze Zeit bei einer Temperatur von beispielsweise über i oo' C: einem Metallatom- oder -dampfstrahl ausgesetzt. Bei den Versuchen zeigte sich, daß nicht alle Metalle gleich günstige Wirkung hervorrufen. Ein sehr guter Wirkungsgrad wurde mit Wismut erreicht. Ähnlich gute Ergebnisse zeigten sich auch bei Zinn und Antimon. Derart hergestellte Gleichrichterplatten hatten bei einer Span-!iung von i Volt an der Zelle einen Gleichrichtungsfaktor von 1: 3000.
• Das eben beschriebene Verfahren ist nicht auf die Verwendung von Aluminium als Grundinaterial beschränkt, sondern ist auch bei anderen Leichtmetallen oder Leichtmetallegierungen, die ebenfalls eine Oxydhaut besitzen, anwendbar.
• Sinngemäß kann für die gleichrichtende Schicht an Stelle von Selen auch ein anderes Halbleitermaterial verwendet werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Trokkenplattengleichrichtern mit Selen o. dgl. als Halbleiter und mit einer Grundelektrode, bestehend aus einem Leichtmetall, das mit einer Oxydhaut bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydhaut des Leichtmetalls im Vakuum mit dem Atom- oder Dampfstrahl eines Metalls eingefärbt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwendung eines Wisn zui-Atom- oder -Dampfstrahles.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i#" gekennzeichnet durch die Anwendung eines Zinn-Atom- oder -Dampfstrahles. 4.. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Anwendung eines Antimon-Atom- oder -Dampfstrahles. ach dem Verfahren gemäß Anspruch i oder folgenden hergestellter Trokkenplattengleichrichter, dadurch gekennzeichnet, daß Aluminium als Material der Grundelektrode verwendet ist.