DE975845C

DE975845C - Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterplatten mit mehrschichtiger Deckelektrode

Info

Publication number: DE975845C
Application number: DES26432A
Authority: DE
Inventors: Otto Dr-Phys Klein; Hermann Dr Rer Nat Strosche
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1951-12-20
Filing date: 1951-12-20
Publication date: 1962-10-25
Also published as: GB718354A; CH314470A; NL174375B; BE516364A; US2787745A

Description

(WfGBI. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 25. OKTOBER 1962

S 26432 VIII c 121g

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterplatten mit mehrschichtiger Deckelektrode, insbesondere auf den Aufbau und die Zusammensetzung der Deckelektrode.

Es ist bekannt, daß Selengleichrichterplatten einen schichtförmigen Aufbau haben. Auf einer metallischen Grundplatte befindet sich eventuell unter Zwischenschaltung einer oder mehrerer weiterer Schichten eine Selenschicht und darauf die sogenannte Deckelektrode. Diese besteht meist aus einer aufgespritzten oder aufgedampften Schicht aus einer Legierung der Metalle Cadmium, Zinn, Blei und Wismut. Es hat sich nun gezeigt, daß es von Vorteil ist, wenn man auf die Selenschicht erst eine dünne Zwischenschicht aufdampft. Durch diese Zwischenschicht wird erreicht, daß der Flußstrom bis zu 25% ansteigt. Als Material für diese Zwischenschicht kommen hauptsächlich die Metalle der Nebengruppe der IV. und V. Gruppe des Periodischen Systems der Elemente in Frage. Als besonders vorteilhaft haben sich dünne Schichten aus Wismut erwiesen. Diese Zwischenschicht hat aber einen Nachteil. Bekanntlich werden die Gleichrichterplatten nach dem Aufbringen der Deckelektrode einem elektrischen Formiervorgang unterworfen. Durch die Zwischenschicht zwischen Selen und Deckelektrode wird aber dieser Formierprozeß sehr verzögert bzw. erschwert.

Es ist ferner bekannt, daß manche Metalle die Bildung einer Sperrschicht, die für die gleichrichtende Wirkung wesentlich ist, besonders günstig beeinflussen. Der bekannteste dieser Zusatzstoffe ist das Thallium, das man z. B. in Form einer

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sehr dünnen Zwischenschicht auf die Selenschicht aufgebracht hat. Außer Thallium sind auch schon Gallium und Indium oder Legierungen dieser: Metalle empfohlen worden, während man hierbei die eigentliche Deckelektrode in üblicher Weise aus Zinn, Cadmium und Wismut hergestellt hat. Der Schmelzpunkt einer solchen Legierung liegt bei etwa ioo°C, also verhältnismäßig niedrig.

Außerdem ist schon empfohlen worden, bei ίο Selengleichrichtern eine Zinn-Cadmium-Deckelektrode mit einem Schmelzpunkt von i6o°C zu verwenden.

Schließlich ist es bekannt, bei einem Selengleichrichter den die Sperrschicht beeinflussenden Zusatzstoff dadurch zu dosieren, daß man die Deckelektrode mehrschichtig mit abgestufter Konzentration des Zusatzstoffes aufbaut.

Es ist noch ein Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern bekannt, bei dem auf die Selenschicht eine dünne Schicht aus einem der Metalle Germanium, Silizium, Magnesium, Aluminium, Cer, Beryllium oder Indium durch Aufdampfen aufgebracht und mit einer Deckelektrode aus Cadmium oder einer Legierung von Cadmium und Zinn bedeckt wird.

An diesen Stand der Technik knüpft die Erfindung an. Sie bezieht sich daher auf ein Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterplatten mit mehrschichtiger Deckelektrode, deren der Selenschicht benachbarte Teilschicht sehr dünn ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß diese sehr dünne Schicht aus einer Legierung oder Mischung von Wismut und Thallium im Vakuum aufgedampft wird und daß auf diese Zwischenschicht eine weitere Schicht aus einer Legierung oder Mischung von Zinn und Cadmium mit einem Schmelzpunkt von etwa 178⁰C aufgebracht wird.

Die Erfindung gibt hiermit die Lehre, durch eine Aufteilung der Deckelektrode zwei verschiedene Funktionen unabhängig voneinander zu erfüllen. Während die Zwischenschicht aus Wismut und Thallium vornehmlich zur Ausbildung und Erhaltung der Sperreigenschaften des Gleichrichters vorgesehen wird, dient die auf dieser befindliche eigentliche Deckelektrode aus Zinn und Cadmium der Erzielung stabiler Verhältnisse bei Herstellung und Betrieb des Gleichrichters. Es wurde unabhängig von den Materialien-der Zwischenschicht, die in erster Linie die Sperreigenschaften des Gleichrichters beeinflussen sollen, das Material für die Deckelektrode nach den Gesichtspunkten des stabilen Arbeitens im Betriebe ausgesucht und in seiner Zusammensetzung dosiert.

Setzt man das Thallium dem Wismut in einer Menge von bis zu 50 Vo zu, so wird der eingangs geschilderte Nachteil der aufgedampften Zwischenschicht, die schlechte Formierbarkeit, aufgehoben, während der A'Orteil der Zwischenschicht, die Erniedrigung des Übergangswiderstandes und damit die Erhöhung des Flußstromes, erhalten bleibt. Gleichzeitig wird durch die Verwendung einer Legierung mit verhältnismäßig hohem Schmelzpunkt für die eigentliche Deckelektrodenschicht ein Gleichrichter erhalten, der auch bei höheren Betriebstemperaturen in seinen Eigenschaften stabil bleibt. Die Fluß stromwerte eines Gleichrichters nach der Erfindung liegen bis zu 25% über denen der Platten mit bisher üblicher Deckelektrode, ohne daß die Formierbarkeit gegenüber den bekannten Gleichrichterplatten schlechter ist.

Die Legierung oder Mischung von Wismut und Thallium wird durch Aufdampfen im Vakuum auf die Selenschicht aufgebracht, so daß sich auf dieser eine' dünne Schicht bildet. Da beide Bestandteile, Wismut und Thallium, Schmelzpunkte haben, die nahe beieinander liegen, ist es möglich, diese in dem gewünschten Verhältnis auf die Selenoberfläche niederzuschlagen, ohne daß eine Fraktionierung eintritt. Die Zwischenschicht wird zweckmäßig so gewählt, daß sich bis zu 500 μg pro Quadratzentimeter Metall auf der S'elenoberfläche befinden, vorzugsweise jedoch weniger als 100 μg pro Ouadratzentimeter.

Es ist ferner vorteilhaft, wenn man die beiden Bestandteile Wismut und Thallium nicht aus einem gemeinsamen Verdampfer auf die Selenoberfläche niederschlägt, sondern aus zwei verschiedenen Verdampfern aufdampft, von denen einer das Wismut, der andere das Thallium enthält. Es können nun beide Verdampfer dicht nebeneinander liegen, so daß sich die beiden. Dampfstrahlen schon kurz über dem Verdampfer vermischen, es ist aber auch möglich, durch Bewegen der Verdampfer oder der selenierten Platte die Bedampfung mit den beiden Metallen eventuell mehrmals hintereinander in kurzem zeitlichem Abstand vorzunehmen. Durch verschiedenen Abstand der beiden Verdampferschiffchen von der Selenoberfläche, verschieden lange Bedampfung, verschieden schnelle Bewegung der Schiffchen oder der mit Selen überzogenen Grund-. platte oder ähnliche Maßnahmen, laßt sich das Verhältnis der beiden Bestandteile in der Zwischenschicht beliebig einstellen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterplatten mit mehrschichtiger Deckelektrode, deren der Selenschicht benachbarte Teilschicht sehr dünn ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese sehr dünne Schicht aus einer Legierung oder Mischung von Wismut und Thallium im Vakuum aufgedampft wird und daß auf diese Zwischenschicht eine weitere Schicht aus einer Legierung oder Mischung von Zinn und Cadmium mit einem Schmelzpunkt von etwa 178⁰C aufgebracht wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterplatten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge der aufgedampften Metalle Wismut und Thallium bis zu 500 μg pro Quadratzentimeter, vorzugsweise jedoch unter 100 μg pro Quadratzentimeter, beträgt.

3. Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichterplatten nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Zwischenschicht an Thallium bis zu 50 Gewichtsprozent beträgt.

In Betracht gezogene Druckschriften :
Deutsche Patentschriften Nr. 519 i6i, 623488; britische Patentschriften Nr. 534043, 556152, 576671, 584 554;

USA.-Patentschriften Nr. 2 193 610, 2 246 161, 2496432; niederländische Patentschrift Nr. 57629; niederländische Patentanmeldung Nr. 97 133.

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