DE812806C

DE812806C - Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern

Info

Publication number: DE812806C
Application number: DE1949812806D
Authority: DE
Inventors: Alfred Hase
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1949-07-31
Filing date: 1949-07-31
Publication date: 1951-09-06
Also published as: NL84391C; NL155047B

Description

Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern sehen eine Überführung der amorphen oder halbamorphen Selenschicht, wie sie nach dem Aufbringen des Selens auf die Grundelektrode vorliegt, in den bestleitenden kristallinen Zustand durch eine Wärmebehandlung (Temperung) vor. Bei einigen der bekannten Verfahren wird das auf die Grundelektrode aufgebrachte Selen einer zweifachen Wärmebehandlung unterworfen. Die erste Wärmebehandlung erfolgt in der Regel bei etwa i io° C, während die zweite bei einer Temperatur, etwa 21o° C, durchgeführt wird, die etwas unter dem Schmelzpunkt des Selens liegt. Dieses Herstellungsverfahren mit zwei bei verschiedenen Temperaturen durchgeführten Wärmebehandlungen hat vor allem den Vorteil, daß bei der ersten Wärmebehandlung das bis dahin amorphe Selen bereits vorkristallisiert wird, so daß die zweite Wärmebehandlung einen Vorbereitungszustand vorfindet, der einmal zu einer vollen Kristallisation während dieser zweiten Wärmebehandlung führt und außerdem verhindert, daß hierbei die Selenschicht rissig wird. Bei den Verfahren, bei denen das Selen auf die Grundelektrode aufgedampft wird, erfährt bei dem Aufdampfprozeß durch Einstellung einer entsprechenden Temperatur das aufgedampfte Selen ohnehin eine Wärmebehandlung, so daß eine gesonderte Vorbehandlung bei i io° C zu dem obenerwähnten Zweck, nämlich zur Vorbereitung der Endumwandlung bei 2i0°' C, nicht notwendig ist und, soweit bekannt, auch nicht angewendet worden ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern, bei dem das auf die Grundelektrode aufgebrachte Selen ebenfalls einer zweifachen Wärmebehandlung bei verschiedenen Temperaturen unterworfen wird. Die neue Lösung besteht darin, daß die erste Wärmebehandlung in zwei Stufen zerlegt wird, deren erste vor dem Aufbringen und deren zweite nach dem Aufbringen der Deckelektrode erfolgt oder ganz oder teilweise mit dem Aufbringen der Deckelektrode zusammenfällt. Das neue Verfahren ist allgemein verwendbar, insbesondere ist es aber gedacht für jene Herstellungsverfahren, bei denen das Selen auf die Deckelektrode aufgedampft wird. Die besonderen Vorteile des neuen Verfahrens liegen in folgendem: Es hat sich herausgestellt, daß der Kristallisationszustand des Selens, bei welchem die Deckelektrode aufgebracht wird, auf die späteren Gleichrichtereigenschaften von, großem Einfluß ist. Ferner hat sich gezeigt, daß es sowohl für die Sperr- als auch für die Flußeigenschaften des Gleichrichters günstig ist, wenn die Deckelektrode mit dem Selen, welches sich in dem vorgenannten Kristallisationszustand befindet, eine Zeitlang bei einer mäßigen Temperatur, z. B. bei etwa iio° C, in Berührung bleibt, bevor die vollkommene Überführung in den bestleitenden kristallinen Zustand bei höherer Temperatur, z. B. bei etwa 21o° C, vorgenommen wird. Bei der zweiten Stufe der ersten Wärmebehandlung bilden sich an der Grenzfläche zwischen dem Selen und der Deckelektrode Anlauffarben aus, die im Zusammenhang' mit den späteren Eigenschaften der so hergestellten Gleichrichter zu dem Schluß berechtigen, daß die durch die Anlauffarben angezeigten chemischen Verbindungen besonders günstig sind. Die Bedeutung der ersten Stufe der ersten Wärmebehandlung besteht offenbar darin, daß beim Aufbringen der Deckelektrode diese die Selenschicht bereits in einem Zustande beginnender Kristallisation vorfindet und infolgedessen die durch die Anlauffarben gekennzeichneten Verbindungen in einer für die Gleichrichtereigenschaften besonders günstigen Weise ausgebildet werden.
Die vorgenannte Erscheinung mit der günstigen Wirkung auf die Gleichrichtereigenschatten tritt in besonderem Maße hervor, wenn die Deckelektrode einen geringen Zusatz an Thallium oder einem anderen den Sperrwiderstand heraufsetzenden Zusatzstoff, z. B. Indium oder Silber, enthält. Es ist zwar bekannt, in der Deckelektrode einen solchen Zusatz zu verwenden. Die Verknüpfung dieser Maßnahme aber mit dem neuen Verfahren, d. h. mit der zweistufigen Ausbildung der ersten Wärmebehandlung in der oben angegebenen Weise, führt zu Gleichrichtern, die die nach den bisherigen Verfahren mit einem Thalliumzusatz o. dgl. hergestellten Gleichrichter übertreffen. Das bedeutet umgekehrt, daß man bei dem neuen Verfahren mit einem geringeren Thalliümzusatz auskommt, falls man nur Gleichrichter anstrebt, die hinsichtlich ihrer Gleichrichtereigenschaften mit den bisherigen Gleichrichtern übereinstimmen. An sich hat der Thalliumzusatz bei den bisherigen und bei dem neuen Verfahren die Wirkung, daß er zwar einerseits die Sperreigenschaften verbessert, anderseits den Widerstand in der Flußrichtung schon während der Herstellung vergrößert, und daß darüber hinaus bei größeren Thalliumzusätzen sich die Vergrößerung des Flußwiderstandes während des Betriebes der Gleichrichter fortsetzt. Diese letzte Eigenschaft, die allgemein mit Alterung bezeichnet wird, ist ein Nachteil, der um so mehr in Erscheinung tritt, je größer der Zusatz an Thallium o. dgl. gehalten ist. Beim neuen Verfahren kommt man hingegen, wie schon gesagt, zur Erzielung gleich guter Eigenschaften in der Sperrichtung mit einem geringeren Zusatz an Thallium o. dgl. aus, was bedeutet, daß die nach dem neuen Verfahren hergestellten Gleichrichter einen geringeren Widerstand in der Flußrichtung aufweisen und insbesondere sehr viel weniger altern. Andererseits kann man das neue Verfahren auch in der Weise durchführen, daß man den gleichen Zusatz an Thallium o. dgl. wie bisher verwendet und so einen gleich großen Flußwiderstand wie bei den bisherigen Gleichrichtern erhält. Jedoch führt alsdann das neue Verfahren zu einem wesentlich größeren Sperrwiderstand, als er bisher zu erreichen war.
Die praktische Durchführung des neuen Verfahrens kann in einfacher Weise z. B. folgendermaßen erfolgen: Benutzt man einen Durchlaufofen mit Fließband, so werden für die Durchführung der Wärmebehandlung nach dem neuen Verfahren drei Teilöfen vorgesehen, deren Temperaturen unabhängig voneinander eingestellt werden können. Die Geschwindigkeit des Fließbandes und die Länge der Ofen werden so aufeinander abgestimmt, daß sich für die vorgesehenen Temperaturstufen die erforderlichen Durchlaufzeiten bzw. Behandlungszeiten ergeben. Hierfür können z. B. folgende Werte gewählt werden. Führt man die erste Stufe der ersten Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 70 und i3o° C durch, so kommt für diese Behandlung eine Zeitdauer von io bis 5o Minuten in Betracht. Für die zweite Stufe der ersten Wärmebehandlung wird eine Temperatur von etwa ioo bis 13o° C und eine Zeitdauer von etwa 30 bis 6o Minuten gewählt, während für die zweite Wärmebehandlung eine Temperatur von etwa 21o° C und eine Zeitdauer von 5 bis 30 Minuten empfehlenswert ist. Zwischen der ersten und zweiten Stufe der ersten Wärmebehandlung erfolgt, z. B. mit Hilfe einer Metallspritzvorrichtung, das Aufbringen der Deckelektrode. Hierbei brauchen die Gleichrichter nicht von dem Fließband genommen zu werden. Durch eine Beheizung des Gleichrichters kann während des Aufbringens der Deckelektrode zugleich die zweite Stufe der ersten Wärmebehandlung eingeleitet oder ganz oder teilweise durchgeführt werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Selengleichrichtern, bei dem das auf die Grundelektrode aufgebrachte Selen einer zweifachen Wärmebehandlung bei verschiedenen Temperaturen, z. B. bei etwa i i o° C und bei einer Temperatur etwas unterhalb des Selenschmelzpunktes, unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wärmebehandlung in zwei Stufen zerlegt ist, deren erste vor dem Aufbringen und deren zweite nach dem Aufbringen der Deckelektrode erfolgt oder ganz oder teilweise mit dem Aufbringen der Deckelektrode zusammenfällt. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Stufe der ersten Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 70 und 13o° C und für eine Zeitdauer von io bis 5o Minuten und die zweite Stufe dieser Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen ioo und 13o° C und für eine Zeitdauer von 3o bis 6o Minuten erfolgt. 3. Verfahren nach Anspruch i oder a, dadurch gekennzeichnet, daß für die Deckelektrode ein Metall (Metallegierung) verwendet wird, das eine Beimengung von Thallium oder einem sonstigen, die Sperreigenschaften erhöhenden Zusatzstoff enthält.