DE1665135B1 - Nichtlineare widerstaende - Google Patents

Nichtlineare widerstaende

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DE1665135B1
DE1665135B1 DE19671665135 DE1665135A DE1665135B1 DE 1665135 B1 DE1665135 B1 DE 1665135B1 DE 19671665135 DE19671665135 DE 19671665135 DE 1665135 A DE1665135 A DE 1665135A DE 1665135 B1 DE1665135 B1 DE 1665135B1
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cdo
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DE19671665135
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Yoshio Iida
Takeshi Masuyama
Michio Matsuoka
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • H01C7/105—Varistor cores
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    • H01C7/112—ZnO type
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft nichtlineare Widerstände mit nichtlinearem Widerstandsverlauf und insbesondere Varistoren aus Zinkoxid mit aufgebrachten Silberelektroden.
Es sind verschiedene nichtlineare Widerstände bekannt — wie z. B. Siliziumkarbidvaristoren, Selenoxid- oder Kuprooxidgleichrichter sowie Ge- und Si-Diosen mit PN-Übergang. Die elektrischen Eigenschaften eines solchen nichtlinearen Widerstandes lassen sich durch die Beziehung
r ,
ausdrücken, in der V die Spannung über dem Widerstand, / der Strom durch den Widerstand, C eine Konstante, die der Spannung bei einem vorgegebenen Strom entspricht, und der Exponent η eine Zahl größer als 1 ist. Der Wert η läßt sich nach folgender Gleichung berechnen:
η =
hierin sind V1 und V2 die Spannungen bei vorgegebenen Strömen I1 bzw. I2. Man wählt I1 und I2 beispielsweise zu 10 bzw. 100 mA. Der gewünschte Wert C hängt davon ab, wofür man den Widerstand einsetzen will. Im allgemeinen soll der Wert η so hoch wie möglich sein, da er bestimmt, wie weit der Widerstand von einem rein ohmschen Verhalten abweicht.
Siliziumkarbidvaristoren werden in erheblichem Ausmaß als nichtlineare Widerstände eingesetzt; man stellt sie her, indem man feine Siliziumkarbidteilchen mit Wasser, einem keramischen Bindemittel und/oder einem leitenden Material — wie z. B. Graphit oder Metallpulver — versetzt,- die Mischung in einer Form in die gewünschte Gestalt preßt und den Preß- Λ ling dann trocknet und in Luft oder einer nicht oxydierenden Atmosphäre brennt. Siliziumkarbidvaristoren mit leitendem Material zeichnen sich durch einen niedrigen elektrischen Widerstand aus, d. h., C und η sind niedrig, während Siliziumkarbidvaristoren ohne leitendes Material einen hohen elektrischen Widerstand, d. h. hohes C und η haben. Es hat sich jedoch als schwierig erwiesen, Siliziumkarbidvaristoren mit hohem η und niedrigem C herzustellen. Siliziumkarbidvaristoren mit Graphit haben beispielsweise π-Werte zwischen 2,5 und 3,3 und C-Werte von 6 bis 13 bei einem vorgegebenen Strom von 100 mA, während Siliziumkarbidvaristoren ohne Graphit n-Werte von 4 bis 7 und C-Werte von 30 bis 800 bei einem Strom von 1 mA aufweisen, und zwar jeweils für eine vorgegebene Größe des Varistors — z. B. 30 mm Durchmesser und 1 mm Dicke.
Herkömmliche Gleichrichter aus Selenoxid oder Kuprooxid weisen π-Werte von weniger als 3 und C-Werte von 5 bis 10 bei 10OmA auf (Plättchendurchmesser 20 mm). In diesem Fall beeinflußt die Plättchendicke den C-Wert nicht.
Ein Ge- oder Si-Widerstand mit PN-Übergang hat einen extrem hohen Wert von n, aber sein C-Wert
ist konstant, beispielsweise etwa 0,7 oder 0,3 bei einem Strom von 100 mA, da die Diffusionsspannung in der F-/-Kennlinie konstant ist. Um einen gewünschten C-Wert zu erreichen, muß man mehrere Dioden parallel und/oder in Reihe schalten. Ein weiterer Nachteil 5 derartiger Dioden ist, daß ihre Herstellung kompliziert und dadurch teuer ist. In der Praxis hat sich der Diodenwiderstand wegen der hohen Kosten trotz des erreichbaren hohen C-Wertes nicht durchgesetzt.
Verschiedene Veröffentlichungen — wie z. B. die USA.-Patentschrift 2 887 632 — haben sich mit Zinkbzw. Metalloxide enthaltenden Widerstandsmaterialien befaßt. Insbesondere betrifft diese USA.-Patentschrift Substanzen mit niedrigem spezifischem Widerstand und deren Herstellung. Da dem Material ein Zusatz in Form eines freien Metalls zugegeben wird und es dann in reduzierender Atmosphäre gebrannt wird, besteht keine Sicherheit, daß sich der Zusatz während des Brennens in das Metalloxid umwandelt.
Weitere Veröffentlichungen — z. B. die britische Patentschrift 874157 und der Bericht PB 85604 in German Radio Ceramico über das Produkt »Poliersilber« — befassen sich mit aufstreichbaren Silbermassen.
Die britische Patentschrift betrifft jedoch glasige Emailzusammensetzungen, und der Widerstand dieser Zusammensetzung ist ohmsch, da das Email seinerseits ohmsch ist.
Im Fall der britischen Patnetschrift wird ein nicht leitender Titanerdekörper als Dielektrikum verwendet, und der im Email enthaltene Silberanteil beträgt weniger als 30%. Der Bericht PB 85604 über »Poliersilber« beschreibt nur Silberaufstrichmassen und sagt nichts über nicht ohmsche Eigenschaften aus.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen nichtlinearen Widerstand mit hohem «-Wert, niedrigem C-Wert und hoher Widerstandsfähigkeit gegen Temperatur, Feuchtigkeit und elektrische Belastung zu schaffen, der sich einfach herstellen läßt, wobei der C-Wert einstellbar ist. ohne den «-Wert zu beeinträchtigen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen nichtlinearen Widerstand aus einem gesinterten Plättchen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er als aktiven Bestandteil Zinkoxid enthält sowie auf gegenüberliegende Seiten des Plättchens aufgebrachte Silberelektroden aufweist und daß das Plättchen aus 99,95 bis 90 Molprozent Zinkoxid (ZnO) und 0,05 bis 10,0 Molprozent mindestens eines Oxids aus der Gruppe Eisenoxid (Fe2O3), Aluminiumoxid (Al2O3). Wismutoxid (Bi2O3), Magnesiumoxid (MgO), KaI-ziumoxid (CaO), Nickeloxid (NiO), Kobaltoxid (CoO), Niobiumoxid (Nb2O5), Tantaloxid (Ta2O3), Zirkonoxid (ZrO2), Wolframoxid (WO3), Kadmiumoxid (CdO) und Chromoxid (Cr2O3) besteht.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besteht das gesinterte Plättchen aus 99,9 bis 98,0 Molprozent Zinkoxid (ZnO) und 0,1 bis 2,0 Molprozent mindestens eines Oxids aus der Gruppe Aluminiumoxid (Al2O3), Eisenoxid (Fe2O3), Wismutoxid (Bi2O3), Magnesiumoxid (MgO), Kalziumoxid (CaO) und Nickeloxid (NiO).
Nach dieser Lehre läßt sich ein nichtlinearer Widerstand erreichen, der vorteilhafterweise einen hohen η -Wert bei hoher Stabilität gegen Temperatur, Feuchtigkeit und unter elektrischer Belastung aufweist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bestehen die Silberelektroden des nichtlinearen Widerstands zu 100 Gewichtsprozent aus Silber. Durch diese Maßnahme läßt sich vorteilhafterweise der n-Wert erhöhen.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weisen die Silberelektroden eine Zusammensetzung aus
70 bis 99,5 Gewichtsprozent Silber,
0,25 bis 27 Gewichtsprozent Bleioxid (PbO),
0,02 bis 15 Gewichtsprozent Siliziumdioxid
(SiO2),
0,01 bis 15 Gewichtsprozent Bortrioxid (B2O3),
0,00 bis 6,0 Gewichtsprozent Kadmiumoxid
(CdO) und
0,0 bis 6,0 Gewichtsprozent Kuprioxid
auf. Bei einem derartigen nichtlinearen Widerstand ist vorteilhaft, daß sich ein höherer η-Wert erreichen läßt.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung haben die Silberelektroden eine Zusammensetzung aus
80 bis 99 Gewichtsprozent Silber,
1,2 bis 17 Gewichtsprozent Bleioxid (PbO),
0,1 bis 6,0 Gewichtsprozent Siliziumoxid (SiO2), 0,06 bis 6,0 Gewichtsprozent Bortrioxid (B2O3), 0 bis 2,0 Gewichtsprozent Wismutoxid (Bi2O3), 0 bis 2,0 Gewichtsprozent Kadmiumoxid (CdO)
und
0 bis 2,0 Gewichtsprozent Kuprioxid (CuO).
Hierbei ist vorteilhaft, daß sich ein nichtlinearer Widerstand mit höherem η-Wert erreichen läßt.
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung besteht das gesinterte Plättchen aus 99,9 bis 98,0 Molprozent Zinkoxid (ZnO) und 0,1 bis 2,0 Molprozent Eisenoxid (Fe2O3) und bestehen die Silberelektroden aus
90 bis 98 Gewichtsprozent Silber,
1,2 bis 17 Gewichtsprozent Bleioxid (PbO),
0,1 bis 6,0 Gewichtsprozent Siliziumoxid (SiO2), 0,06 bis 6,0 Gewichtsprozent Bortrioxid (B2O3), 0 bis 2,0 Gewichtsprozent Wismutoxid (Bi2O3),
0 bis 2,0 Gewichtsprozent Kadmiumoxid (CdO)
und
0 bis 2,0 Gewichtsprozent Kuprioxid (CuO).
Hierbei ist vorteilhaft, daß dieser nichtlineare Widerstand einen C-Wert von weniger als 6 bei einem Strom von 10OmA, einen «-Wert von mehr als 4 sowie eine hohe Stabilität gegen Temperatur, Feuchtigkeit und unter elektrischer Belastung aufweist.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung stellt man den nichtlinearen Widerstand her, indem man den Silberaufstrich für die Elektroden auf gegenüberliegenden Seite eines gesinterten Plättchens aufbringt, das als aktiven Bestandteil Zinkoxid enthält, den Silberaufstrich in einer oxydierenden Atmosphäre bei 100 bis 850° C erhitzt, um so an den Oberflächen haftende Silberelektroden herzustellen, und an den Silberelektroden sodann durch leitende Verbindungsmittel die Zuleitungsdrähte anbringt. Der so hergestellte nichtlineare Widerstand hat einen hohen n-Wert, einen niedrigen C-Wert und ist bei Umgebungstemperaturen unter elektrischer Belastung hoch stabil.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur einen Teilschnitt durch einen nichtlinearen Widerstand nach vorliegender Erfindung darstellt.
Bevor der nichtlineare Widerstand nach vorliegender Erfindung im einzelnen beschrieben wird, soll unter Bezug auf die erwähnte Zeichnung sein Aufbau erläutert werden. Hierin bezeichnet das Bezugszeichen 10 insgesamt einen nichtlinearen Widerstand, der als aktives Element ein gesintertes Plättchen 1 aus elektrisch leitendem keramischem Material nach vorliegender Erfindung aufweist.
Das gesinterte Plättchen 1 wird auf die weiter unten beschriebene Weise hergestellt und weist auf gegenüberliegenden Oberflächen ein Paar Elektroden 2 und 3 auf, deren Zusammensetzung und Aufbringung ebenfalls weiter unten beschrieben sind.
Das Plättchen 1 ist gesintert und kann beliebig geformt sein — z. B. kreisförmig, quadratisch, rechteckig usw. Mittels der Verbindung 4 (Lot od. dgl.) sind die Zuleitungsdrähte 5 und 6 leitend auf die Elektroden 2 bzw. 3 aufgebracht.
Da die Nichtlinearität des neuartigen Widerstandes dem nicht ohmschen Kontakt zwischen dem Sinterkörper 1 und den Elektroden 2 und 3 zugeschrieben wird, muß man die Zusammensetzungen sowohl des Sinterkörpers 1 als auch der Elektroden genau einstellen, wenn man die erwünschten C- und n-Werte erhalten will.
Damit der C-Wert des resultierenden nichtlinearen Widerstandes niedrig ist, muß der Sinterkörper einen spezifischen Widerstand von weniger als 10 Ohm · cm haben; dieser läßt sich auf herkömmliche Weise nach einem 4-Punkt-Verfahren bestimmen.
Der Sinterkörper 1 läßt sich nach einem an sich bekannten Verfahren herstellen. Die in Tabelle 1 angegebenen Ausgangssubstanzen werden in einer Mühle zu einem homogenen Gemisch naßgemischt, dann getrocknet und bei einem Druck von 100 bis 1000 kg/cm2 in einer Form in die gewünschte Gestalt gepreßt. Die Preßlinge sintert man in Luft 1 bis 3 Stunden lang bei 1250 bis 14500C und kühlt sie dann im Ofen auf Raumtemperatur (15 bis 3O0C) ab. Will man den spezifischen Widerstand senken, muß man die Preßlinge vorzugsweise in einer nicht oxydierenden Atmosphäre — z. B. Stickstoff und Argon — sintern. Desgleichen läßt sich der spezifische Widerstand senken, wenn man die Preßlinge — selbst wenn diese an Luft gebrannt werden — mit Luft von der Sinter- auf Raumtemperatur abschreckt.
Die Mischungen kann man auch bei 700 bis 1000° C vorkalzinieren und zu Pulver zerkleinern, um die folgenden Arbeitsschritte zu erleichtern. Der zu verpressenden Mischung kann man ein geeignetes Bindemittel — wie z. B. Wasser, Polyvinylalkohol od. dgl. — beigeben.
Es ist vorteilhaft, daß der Sinterkörper sich auf den gegenüberliegenden Flächen mit einem Schleifpulver (beispielsweise Siliziumkarbid von 300 bis 1500 mesh Teilchengröße) läppen läßt.
Die Sinterkörper werden auf den gegenüberliegenden Flächen auf herkömmliche Weise — Aufsprühen oder -streichen, Seidendruck od. dgl. — mit der Silberelektrodenmasse versehen. Für die Silberelektroden ist es erforderlich, daß die Zusammensetzung nach dem Brennen bei 100 bis 850° C in Luft an festen Bestandteilen die in Tabelle 2 und 3 angegebenen Werte aufweist. Die in den Tabellen 2 und 3 angegebenen festen Bestandteile lassen sich auf an sich bekannte Weise herstellen, indem man handelsübliche Pulver in einem organischen Lösungsmittel, wie z. B. Butylazetat, Toluen od. dgl., mit einem organischen Harz, wie z. B. Epoxy-, Vinyl- und Phenolharz, vermischt.
Das Silberpulver kann in der Form metallischen Silbers, in der Form von Silberkarbonat oder Silberoxid oder in einer Form vorliegen, bei der bei den verwendeten Brenntemperaturen eine Umwandlung zu metallischen Silber eintritt. Der Ausdruck »Silber«, wie er in dieser Beschreibung und den Ansprüchen im Zusammenhang mit der vor dem Brennen vorliegenden Silbermasse verwendet wird, bezeichnet also Silber in jeder Form, bei der beim Brennen eine Umwandlung zu metallischem Silber stattfindet. Die Viskosität der resultierenden Silberelektrodenmasse läßt sich durch die zugegebenen Harz- und Lösungsmittelmengen einstellen. Desgleichen muß man die Teilchengröße der festen Bestanteile im Bereich von 0,1 bis 5 Mikrometer halten.
Die Zuleitungsdrähte kann man auf an sich bekannte Weise an den Silberelektroden befestigen, indem man ein herkömmliches Lot mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet. Bequemerweise läßt sich auch ein leitender Kleber aus Silberpulver und Harz in einem organischen Lösungsmittel verwenden, um die Zuleitungsdrähte an den Silberelektroden zu befestigen.
Die nichtlinearen Widerstände nach vorliegender Erfindung sind sehr temperaturstabil und weisen auch beim Lastdauertest, der bei 70° C über eine Zeitspanne von 500 Stunden unter Nennlast durchgeführt wird, eine hohe Stabilität auf. Die n- und C-Werte ändern sich nach mehrfachem Durchlaufen des Erwärmungszyklus und dem Lastdauertest nicht merkbar. Zum Erzielen einer hohen Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit wird man die Widerstände auf an sich bekannte Weise vorzugsweise in ein feuchtigkeitssicheres Harz — wie z. B. Epoxy- und Phenolharz — einbetten.
Es wurde gefunden, daß das Verfahren, mit dem die aufgebrachte Silberelektrodenmasse gehärtet wird, den sich ergebenden η-Wert des nichtlinearen Widerstandes erheblich beeinflußt. Der η-Wert wird dabei nicht optimal, wenn man die Silberelektrodenmasse zum Härten in einer nichtoxydierenden Atmosphäre (Stickstoff und Wasserstoff) erwärmt. Um einen hohen η-Wert zu erhalten, muß in einer oxydierenden Atmosphäre, wie Luft oder Sauerstoff, gehärtet werden.
Mit Silberelektroden, die auf andere Weise als mit einem Silberaufstrich hergestellt wurden, erhält man schlechte n-Werte. Bringt man die Elektroden auf die gegenüberliegenden Seiten beispielsweise durch stromloses oder herkömmliches elektrolytisches Galvanisieren auf, ergibt sich kein nichtlinearer Widerstand. Mit aufgedampften oder chemisch abgeschiedenen Silberelektroden erhält man η-Werte von weniger als 3.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der gegenwärtig vorzugsweise angewandten Verfahrensweise nach vorliegender Erfindung; der Umfang der Erfindung ist jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt.
Beispiel 1
Ein Ausgangsmaterial nach Tabelle 1 wurde in einer Mühle 5 Stunden lang naßvermischt.
Die Mischung wurde sodann getrocknet und bei einem Druck von 340 kg/cm2 in einer Form zu einer Scheibe von 13 mm 0 und 2,5 mm Dicke verpreßt.
Der Preßling wurde 1 Stunde lang bei 13500C in Luft gesintert und dann auf Raumtemperatur (15 bis 3O0C) abgeschreckt. Die gesinterte Scheibe wurde beidseitig mit Siliziumkarbid einer Teilchengröße von 600 mesh geläppt. Die resultierende gesinterte Scheibe hatte einen Durchmesser von 10 mm und eine Dicke von 1,5 mm. Die gesinterte Scheibe wurde beidseitig mit einem Silberelektrodenaufstrich beschichtet (herkömmliche Auftragung mit dem Pinsel), deren feste Bestandteile der Tabelle 2 entsprechen und die durch Mischen dieser Substanzen mit Vinylharz in Amylazetat zubereitet wurde. Die beschichtete Scheibe wurde dann 30 Minuten in Luft bei 500° C gebrannt.
Die Zuleitungsdrähte wurden an den Elektroden mittels Silberaufstrich befestigt. Tabelle 1 zeigt die elektrischen Eigenschaften des Widerstandes sowie anderer, auf gleiche Weise hergestellter Widerstände.
Beispiel 2
Nach der Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde eine gesinterte Scheibe aus 99,5 Molprozent Zinkoxid und 0,5 Molprozent Eisenoxid mit einem Durchmesser von 10 mm und einer Dicke von 1,5 mm nach dem Läppen hergestellt. Auf die beiden gegenüberliegenden Flächen der gesinterten Scheibe wurden verschiedene Silberelektrodenaufstriche aufgebracht und bei 5000C 30 Minuten in Luft gebrannt. Die Silberelektrodenaufstriche hatten die in Tabelle 3 gezeigten Gehalte an festen Bestandteilen und wurden durch Vermischen von 100 Gewichtsteilen der festen Bestandteile mit 1 bis 20 Gewichtsteilen Epoxyharz in 20 bis 40 Gewichtsteilen Butylalkohol hergestellt. Die sich ergebenden nichtlinearen Widerstände hatten die wünschenswerten C- und «-Werte, wie sie in Tabelle 3 aufgeführt sind. Wie leicht ersichtlich, hat die Zusammensetzung der Elektroden einen erheblichen Einfluß auf die elektrischen Eigenschaften des so erzeugten nichtlinearen Widerstandes.
Beispiel 3 Beispiel 4
Ausgangsmaterialien nach Tabelle 4 wurden für 5 Stunden in einer Mühle naßvermischt. Die Mischung wurde getrocknet und in einer Form bei 340 kg/cm2 Druck zu einer Scheibe von 13 mm Durchmesser und 2,5 mm Dicke verpreßt.
Der Preßling wurde 1 Stunde lang in Luft bei 13500C gesintert, auf Raumtemperatur (etwa 15 bis etwa 3O0C) abgeschreckt und sodann beidseitig mit Siliziumkarbid von 600 mesh Teilchengröße zu einer gesinterten Scheibe von 10 mm Durchmesser und 1,5 mm Dicke geläppt. Die Sinterscheibe wurde dann beidseitig mit einem Silberelektrodenaufstrich beschichtet (herkömmliches Auftragen mit einem Pinsel), dessen feste Bestandteile die Tabelle 5 angibt
30
35
40
Die Widerstände des Beispiels 1 wurden nach den für elektronische Bauelemente üblichen Verfahren geprüft. Der Lastdauertest wurde 500 Stunden lang bei 700C bei 1 W Nennleistung durchgeführt. Der Heizzyklustest bestand aus 5 Zyklen eines 30minutigen Vorhaltens der Widerstände bei 85° C Umgebungstemperatur. Nach den Heizzyklen und dem Lastdauertest hatten sich die C- und «-Werte um nicht mehr als 5 bzw. 10% verändert.
55
60
65 und der durch Vermischen mit Vinylharz in Amylacetat zubereitet wurde. Die beschichtete Scheibe wurde 30 Minuten lang bei 500° C in Luft gebrannt.
Die Zuleitungsdrähte wurden an den Silberelektroden mit Silberaufstrichmasse angebracht. Die elektrischen Eigenschaften des Widerstandes zeigt die Tabelle 4; der Lastdauertest, dessen Ergebnisse ebenfalls in Tabelle 4 zusammengefaßt sind, umfaßte ein 500stündiges Vorhalten bei 70° C und IW Nennleistung.
Beispiel 5
Eine gesinterte Scheibe wurde nach der Verfahrensweise des vorhergehenden Beispiels aus 99,5 Molprozent Zinkoxid und 0,5 Molprozent Eisenoxid hergestellt; nach dem Läppen war der Durchmesser 10 mm, die Dicke 1,5 mm. Die Scheibe wurde beidseitig mit verschiedenen Silberelektrodenaufstrichen versehen, die dann 30 Minuten bei 5000C in Luft gebrannt wurden. Die Gehalte an festen Bestandteilen der Silberelektrodenaufstriche sind in Tabelle 6 angegeben; die Ausgangssubstanzen wurden dabei zu 100 Gewichtsteilen fester Bestandteile mit 20 Gewichtsteilen Epoxyharz in 30 Gewichtsteilen Butylalkohol vermischt. Die resultierenden nichtlinearen Widerstände hatten die in Tabelle 6 angegebenen C-Werte. Tabelle 6 gibt auch die Ergebnisse des Lastdauertests wieder, der nach der Verfahrensweise des vorhergehenden Beispiels durchgeführt wurde.
Tabelle 1
Ausgangsmaterialien 0 Al2O3 Elektrische
Eigenschaften		 η
(Molprozent) 0,5 Al2O3 der erzeugten
Widerstände
1,5 Fe2O3 C 3,24
ZnO 0,05 Fe2O3 (bei einem
Strom		 3,59
0,1 Fe2O3 von 10OmA) 3,40
100 0,2 Fe2O3 12,4 3,30
99,5 0,5 Fe2O3 1,67 4,02
98,5 1,0 Fe2O3 1,71 4,32
99,95 2,0 Fe2O3 2,77 4,83
99,9 5,0 Fe2O3 2,59 4,28
99,8 10,0 Bi2O3 1,73 4,05
99,5 0,5 MgO 1,56 3,25
99,0 1,0 CaO 1,90 3,10
98,0 1,0 NiO 2,45 3,61
95,0 1,0 CoO 4,50 4,24
90,0 1,0 Nb2O5 10,5 3,90
99,5 0,5 Ta2O5 1,91 4,11
99,0 0,5 ZrO2 4,21 3,88
99,0 1,0 WO3 3,85 3,68
99,0 1,0 CdO 2,99 3,69
99,0 1,0 Cr2O3 2,58 3,91
99,5 0,5 2,56 3,52
99,5 2,84 3,16
99,0 3,67 3.69
99,0 2,15
99,0 2,11
99,5 3,49
Zusätze
209 522/431
Tabelle 2
ίο
Tabelle 5
Zusammensetzung der Silberelektrode (Gewichtsprozent)
Ag PbO SiO2 B2O3 CdO
90 7,0 2,0 0,7 0,3
Zusammensetzung der Silberelektrode (Gewichtsprozent)
Ag PbO SiO2 B2O3 CdO
90 7,0 2,0 0,7 0,3
PbO Tabelle Zusammensetzung der Elektrode
(Gewichtsprozent)		 B2O3 Bi2O3 CdO CuO Eigenschaften der Widerstände η
;3 SiO2 C
(bei einem Strom
Ag — — — — von 100 mA) 3,3
3,5 0,5 — — — 0,95 * 4,2
100 3,3 1,0 0,3 0,6 — — 1,10 4,5
95 6,2 0,8 0,8 1,0 — — 1,12 4,5
95 6,5 2,0 0,8 — 0,7 — 1,25 4,8
90 6,5 2,0 0,8 — — 0,7 1,26 5,2
90 6,5 2,0 0,8 — 0,4 0,3 1,54 4,8
90 10,0 2,0 1,0 0,3 0,4 0,3 1,32 4,5
90 14,0 3,0 2,0 3,0 0,6 0,4 2,37 3,5
85 5,0 3,26
75
Tabelle 4
Ausgangsmaterialien
(Molprozent)		 0 Elektrische Eigenschaften der Widerstände C (bei 100 mA) η Änderung nach de
C (bei 100 mA)		 m Lastdauertest (%)
η
ZnO 0,06 Al2O3 12;4 3,24 -5,0 -10
100 0,5 Al2O3 2,19 3,16 -3,7 -6,7
99,94 1,5 Al2O3 1,67 3,59 -0,4 -0,8
99,5 5,0 Al2O3 1,71 3,40 -0,3 -0,4
98,5 0,06 Fe2O3 3,42 3,23 -3,1 -5,9
95,0 0,5 Fe2O3 2,83 3,47 -3,9 -5,3
99,94 1,5 Fe2O3 1,56 4,83 -0,1 -0,2
99,5 5,0 Fe2O3 2,28 4,12 -0,1 -0,2
98,5 0,06 Bi2O3 4,50 3,25 -2,0 -2,4
95,0 0,5 Bi2O3 3,01 3,12 -4,1 -6,8
99,94 1,5 Bi2O3 1,91 3,61 -0,4 -0,7
99,5 5,0 Bi2O3 2,67 3,27 -0,2 -0,3
98,5 0,06 MgO 4,42 3,29 -2,7 -3,5
95,0 0,5 MgO 6,35 3,77 -4,6 -9,1
99,94 1,5 MgO 4,28 4,15 -0,5 -0,8
99,5 5,0 MgO 4,05 4,18 -0,3 -0,7
98,5 0,06 CaO 5,33 3,46 -2,4 -5,6
95,0 0,5 CaO 5,19 3,24 -4,7 -8,9
99,94 1,5 CaO 3,97 3,84 - -0,7 -0,6
99,5 5,0 CaO 4,23 3,75 -0,7 -0,7
98,5 0,06 NiO 7,84 3,25 -4,2 -8;i
95,0 0,5 NiO 6,11 3,07 -4,5 -7,7
99,94 1,5 NiO 3,24 4,08 -0,3 -0,9
99,5 5,0 NiO 4,26 3,95 -0,5 -0,7
98,5 1,0 CoO 6,43 3,26 -4,6 -7,4
95,0 0,5 Nb2O5 2,58 3,88 -2,7 -3,2
99,0 0,5 Ta2O5 2,56 3,68 -1,8 -5,2
99,5 1,0 ZrO2 2,84 3,69 -3,7 -6,3
99,5 1,0 WO3 3,67 3,91 -1,3 -2,4
99,0 1,0 CdO 2,15 3,52 -2,5 -3,6
99,0 0,5 Cr2O3 2,11 3,16 -2,4 -7,5
99,0 3,49 3,69 -1,3 -4,6
99,5
Zusätze
Tabelle 6
PbO Zusammensetzung der Elektroden
(Ge wich tsprozen t)		 B2O3 Bi2O3 CdO CuO Eigenschaften der Widerslande V_ tDCl
100 mA)		 3,3 Änderung nach dem η
3,8 Lastdauertest (%) -10
" — — 0,95 4,5 C -3,2
Ag 17,5 SiO2 2,5 — — — 1,27 4,5 (bei 10OmA -0,6
10,5 1,5 — — — 1,12 4,2 -9,3 -0,4
100 7,0 1,0 — — — 1,10 3,8 -2,5 -0,5
75 3,5 5,0 0,5 — — — 1,10 3,4 0,1 -3,3
85 0,7 3,0 0,1 — — — 1,02 3,3 0,1 -3,5
90 22 2,0 1,0 — — — 1,36 3,6 0,2 -3,7
95 12 1,0 3,0 — — — 1,34 3,4 -2,3 -3,1
99 12 0,2 10 — — — 1,42 3,6 -2,8 -3,2
75 0.5 2,0 0,5 — — — 0,98 3,5 -2,1 -3,6
75 1.45 10 0,5 — — — 1,02 3,6 -1,9 -3,9
75 1,45 3,0 0,05 — — . — 1,04 3,8 -1,8 -1,7
98 18 1,0 0,6 — — — 1,21 3,8 -1,7 -0,8
98 10 0,05 2,0 — — — 1,24 4,5 -1,4 -2,1
98 8,0 0,5 8,0 — — — 1,26 3,6 -1,2 -0,2
80 7,0 1,4 1,0 1,0 — — 1,12 4,9 -1,3 -1,0
80 7.0 8,0 1,0 4,0 — — 1,34 3,9 -0,4 -0,2
80 7,0 4,0 1,0 — 1,0 — 1,26 5,2 -0,1 -1,2
89 7,0 2,0 1,0 — 4,0 — 1,54 3,8 -0,1 -0,2
86 7,0 2,0 1,0 — — 1,0 1,58 4,7 -0,2 -1,2
89 7,0 2,0 1,0 — — 4,0 1,72 5,1 -0,5 -0,2
86 7,0 2,0 1,0 1,0 1,0 — 1,23 5,5 +0,1 -0,3
89 70 2,0 1,0 — — 1.0 1,49 1,0 -0,3
86 70 2,0 1,0 — 1,0 1,0 1,55 0,1
88 2,0 0
88 2,0 0
88 2,0
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Nichtlinearer Widerstand, bestehend aus einem gesinterten Plättchen und dadurch gekennzeichnet, daß er als aktiven Bestandteil Zinkoxid sowie auf gegenüberliegenden Seiten des Plättchens aufgebrachte Silberelektroden aufweist, daß das Plättchen aus 99,95 bis 90,0 Molprozent Zinkoxid (ZnO) sowie 0,05 bis 10,0 Molprozent mindestens eines Oxids aus der Gruppe Eisenoxid (Fe2O3), Aluminiumoxid (Al2O3), Wismutoxid (Bi2O3), Magnesiumoxid (MgO), Kalziumoxid (CaO), Nickeloxid (NiO), Kobaltoxid (CoO), Niobiumoxid (Nb2O5), Tantaloxid (Ta2O3), Zirkonoxid (ZrO2), Wolframoxid (WO3), Kadmiumoxid (CdO) und Chromoxid (Cr2O3) besteht.
2. Nichtlinearer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Plättchen aus 99,9 bis 98,0 Molprozent Zinkoxid (ZnO) und 0,1 bis 2,0 Molprozent mindestens eines Oxids aus der Gruppe Aluminiumoxid (Al2O3), Eisenoxid (Fe2O3), Wismutoxid (Bi2O3), Magnesiumoxid (MgO), Kalziumoxid (CaO) und Nickeloxid (NiO) besteht.
3. Nichtlinearer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Silberelektroden aus 100 Gewichtsprozent Silber bestehen.
4. Nichtlinearer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Silberelektroden aus 70 bis 99,5 Gewichtsprozent Silber, 0,25 bis 27 Gewichtsprozent Bleioxid (PbO), 0,02 bis 15 Gewichtsprozent Siliziumdioxid (Si O2), 0,01 bis 15 Gewichtsprozent Bortrioxid (B2O3), O bis 6,0 Gewichtsprozent Wismutoxid (Bi2O3), O bis 6,0 Gewichtsprozent Kadmiumoxid (CdO) und O bis 6,0 Gewichtsprozent Kuprioxid (CuO) zusammengesetzt sind.
5. Nichtlinearer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Silberelektroden sich aus 80 bis 98 Gewichtsprozent Silber, 1,2 bis 17 Gewichtsprozent Bleioxid (PbO), 0,1 bis 6,0 Gewichtsprozent Siliziumoxid (SiO2), 0,06 bis 6,0 Gewichtsprozent Bortrioxid (B2O3), O bis 2,0 Gewichtsprozent Wismutoxid (Bi2O3), O bis 2,0Gewichtsprozent Kadmiumoxid (CdO) und O bis 2,0 Gewichtsprozent Kuprioxid (CuO) zusammensetzen.
6. Nichtlinearer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gesinterte Plattchen aus 99,9 bis 98,0 Molprozent Zinkoxid (ZnO) und 0,1 bis 2,0 Molprozent Eisenoxid (Fe2O3) besteht und die Silberelektroden sich aus 80 bis 98 Gewichtsprozent Silber, 1,2 bis 17 Gewichtsprozent Bleioxid (PbO), 0,1 bis 6,0 Gewichtsprozent Siliziumdioxid (SiO2), 0,06 bis 6,0 Gewichtsprozent Bortrioxid (B2O3), O bis 2,0 Gewichtsprozent Wismutoxid (Bi2O3), O bis 2,0 Gewichtsprozent Kadmiumoxid (CdO) und O bis 2,0 Gewichtsprozent Kuprioxid (CuO) zusammensetzen.
7. Verfahren zur Herstellung eines nichtlinearen Widerstands, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die gegenüberliegenden Seiten eines gesinterten Plättchens, das als aktiven Bestandteil Zinkoxid enthält, einen Silberelektrodenaufstrich aufbringt, den Silberelektrodenaufstrich in einer oxydierenden Atmosphäre bei 100 bis 8500C erwärmt, um an den Oberflächen haftende Silberelektroden herzustellen, und mittels leitender Verbindungsmittel Zuleitungsdrähte an den Silberelektroden befestigt.
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