DE975679C

DE975679C - Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern

Info

Publication number: DE975679C
Application number: DES35730A
Authority: DE
Inventors: Otto J Dr-Phys Klein
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1953-10-02
Filing date: 1953-10-02
Publication date: 1962-04-26
Also published as: BE532221A; US2842830A; GB755085A

Description

AUSGEGEBENAM 26. APRIL 1962

S 35730 VIII c 121g

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterplatten, insbesondere auf Maßnahmen bei der Herstellung der Deckelektrode.

Bekanntlich dient bei Selengleichrichterplatten die Grundplatte als eine Abnahmeelektrode und als zweite Abnahmeelektrode eine auf die Selenschicht aufgebrachte Metallschicht, die beispielsweise aus einer niedrigschmelzenden Legierung der Metalle Zinn, Blei, Wismut und Kadmium besteht. Diese Legierung wird z. B. durch Aufspritzen auf die Selenoberfläche aufgebracht. Zur Verbesserung der Eigenschaften der Gleichrichterplatte wird dem Deckelektrodenmetall oft noch eine geringe Menge eines weiteren Stoffes zugesetzt, der das überschüssige Halogen, das zur Leitfähigkeitserhöhung dem Selen zugesetzt worden ist, in der Grenzschicht bindet. Als Zusatzstoff wird meist Thallium oder Indium verwendet. Es hat sich weiter als vorteilhaft erwiesen, zur Ausbildung einer guten Reaktionsschicht zwischen dem Selen und dem Deckelektrodenmetall die Deckelektrode eine bestimmte Zeit über ihren Schmelzpunkt zu erwärmen, so daß sie schmilzt. Selengleichrichterplatten, die auf diese Weise hergestellt sind, eignen sich besonders zur Anwendung bei hoher spezifischer Belastung.

Es hat sich nun als Nachteil des Anschmelzens der Deckelektrode herausgestellt, daß der Selengleichrichter nach dem Anschmelzen nicht mehr die Eigenschaft hat, an den schlechten Stellen auszuheilen. Bekanntlich zeigen Selengleichrichterplatten die Eigenschaft, daß die in der Selenschicht

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vorhandenen schwachen Stellen bzw. Kurzschlüsse bei Belastung durch Wegbrennen eines Teiles der Deckelektrode von selbst ausheilen. Diese wünschenswerte Eigenschaft geht beim Anschmelzen der Deckelektrode verloren, offenbar dadurch, daß das Metall der Deckelektrode nach dem Anschmelzen eine kompakte Schicht bildet, deren Querleitfähigkeit so groß ist, daß bei einem Durchschlag an einer schwachen Stelle die Energie ίο zu schnell von der Durchschlagstelle abgeleitet wird, so daß an dieser Stelle ein Schmelzen oder Wegbrennen des Deckelektrodenmetalls nicht mehr eintritt. Weiter hat sich gezeigt, daß Zusätze von Thallium zum Deckelektrodenmetall wohl für die Formierung Vorteile bringen, beim späteren Betrieb des Gleichrichters aber unerwünscht sind. Es wurde deshalb schon vorgeschlagen, die Formierung der Gleichrichterplatte in der Weise vorzunehmen, daß eine thalliumhaltige Metallfolie während des Formiervorganges gegen die Selenoberfläche gedrückt und nach der Formierung diese Metallfolie durch eine der üblichen Spritzmetallschichten ersetzt wird.

Bei diesem Verfahren ist jedoch der Nachteil zu beobachten, daß eine sich insbesondere aus dem Metall der Deckelektrode und dem Selen bildende Reaktionsschicht durch das unvollständige Anliegen der Metallfolie ungenügend ausgebildet oder beim Abheben beschädigt wird.

Die genannten Nachteile werden durch die Erfindung vermieden. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die beim Formieren verwendete Deckelektrode nach der elektrischen Formierung bis zum Schmelzpunkt erhitzt, dann abgeschleudert und durch eine aufgespritzte poröse Deckelektrode, gegebenenfalls anderer Zusammensetzung, ersetzt wird. Dadurch wird erreicht, daß sich beim Anschmelzen eine gut ausgebildete und gleichmäßige Reaktionsschicht zwischen dem Deckelektrodenmetall und dem Selen bildet, die durch das Abschleudern des Deckelektrodenmetalls weder beschädigt noch entfernt wird. Durch nachfolgendes Aufbringen einer aufgespritzten und somit porösen Deckelektrode werden die Ausheileigenschaf ten der Selengleichrichterplatte wiederhergestellt, so daß auf diese Weise die günstigen Eigenschaften der Selengleichrichterplatten mit aufgespritzter Deckelektrode und der mit angeschmolzener Deckelektrode vereinigt sind. Das Verfahren gemäß der Erfindung kann weiter gleichzeitig dazu verwendet werden, die Deckelektrode mit höherem Thalliumzusatz, der für die Formierung günstig ist, durch eine Deckelektrode mit einer geringeren Thalliummenge oder eine thalliumfreie Deckelektrode zu ersetzen, so daß sich beim Dauerbetrieb des Gleichrichters keine unerwünschten Nebenerscheinungen ergeben. Es wird also als erste Deckelektrode eine Legierung mit höherem Thalliumgehalt verwendet, der Gleichrichter, eventuell unter gleichzeitiger Erwärmung bis zum Schmelzpunkt der Deckelektrode, einer elektrischen Formierung unterworfen, die Deckelektrode dann in geschmolzenem Zustand abgeschleudert und eine andere Deckelektrode mit geringerem Thalliumgehalt auf die so erhaltene Gleichrichterplatte durch Aufspritzen aufgebracht. Es ist dabei wesentlich, daß die verbleibende Deckelektrode keine kompakte Metallschicht darstellt und daher vorzugsweise durch Aufspritzen aufgebracht wird.

Als Deckelektrodenmetall hat sich in beiden Fällen eine eutektische Legierung von Kadmium und Zinn mit einem Schmelzpunkt von etwa 177⁰ C als besonders günstig erwiesen. Die erste Deckelektrode kann nach einem beliebigen Verfahren beispielsweise auch durch Aufspritzen aufgebracht werden. Zweckmäßig wird die Gleichrichterplatte vor oder nach dem Aufspritzen der ersten Deckelektrodenschicht auf eine bewegliche, vorteilhaft drehbare Unterlage aufgelegt und in der Kälte oder auch bei Erwärmung bis zum Schmelzpunkt der Deckelektrode einer elektrischen Formierung bis zu der gewünschten Sperrspannung unterworfen. Nach Erstarren der Deckelektrode wird dann gegebenenfalls die Gleichrichterplatte von neuem erwärmt, um das Metall der Deckelektrode zu schmelzen und das überflüssige Metall beispielsweise durch rasche Rotation der Gleichrichterplatte abzuschleudern. Auf diese Weise werden mindestens 80% der Metallmenge des Deckelektrodenmetalls wieder entfernt. Auf die von dem Deckelektrodenmetall weitgehend befreite Oberfläche des Selens wird schließlich nach Abkühlen der Gleichrichterplatte die endgültige Deckelektrode durch Aufspritzen aufgebracht, beispielsweise durch Verwendung der gleichen Legierung aus Zinn und Kadmium mit einem Schmelzpunkt von 177⁰ C. Wenn die erste Deckelektrode eine gewisse Menge Thallium zur Verbesserung der Formierung enthält, so wird der Thalliumgehalt der zweiten Deckelektrode vorzugsweise vermindert. Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, daß die zweite Deckelektrode aus denselben Stoffen wie die erste besteht. Es kann beispielsweise auch eine Legierung mit einem Schmelzpunkt verwendet werden, der niedriger als 177⁰C liegt.

Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Selengleichrichterplatten zeigen nicht nur eine gute Spannungsfestigkeit, sondern lassen sich auch mit verhältnismäßig hohen Strömen ohne Gefahr der Zerstörung belasten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von hochbelastbaren Selengleichrichterplatten, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Formieren verwendete Deckelektrode nach der elektrischen Formierung bis zum Schmelzpunkt erhitzt, dann abgeschleudert und durch eine aufgespritzte poröse Deckelektrode, gegebenenfalls anderer Zusammen- iao setzung, ersetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Metall für die beiden Deckelektrodenschichten eine eutektische Legierung von Zinn und Kadmium mit einem 1*5 Schmelzpunkt von 177⁰ C verwendet wird.

3· Verfahren nach Anspruch ι und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Deckelektrodenschicht einen höheren Gehalt an Zusatzstoffen, beispielsweise Thallium, als die zweite Elektrodenschicht aufweist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der zweiten Deckelektrodenschicht einen niedrigeren Schmelzpunkt als das der ersten Deckelektrodenschicht aufweist.