DE1665135C - Nichtlineare Widerstände - Google Patents
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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 l>ekannt
— wie z.B. SiUziumkarbidvaristoren, Selenoxid-
oder Kuprooxidgleichrichter sowie Ge- und
Si-Diosen mit PN-Übergang. Die elektrischen Eigenschaften eines solchen nichtlinearen Widerstandes
lassen sich durch die Beziehung
ausdrücken, in der V die Spannung üb".T 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 .äßt sich nach folgender Gleichung
berechnen:
η =
V1)
hierin sind V1 und V2 die Spannungen bei vorgegebenen
Strömen Z1 bzw. I2. Man wählt /, und I2 beispielsweise
zu 10 bzw. 10OmA. 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 werdt"i 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 Preßling
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 Siliziumkarbidvaristören
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 n-Werte zwischen 2,5 und 3,3 und C-Werte von
6 bis 13 bei einem vorgegebenen Strom von 10OmA,
während Siliziumkarbidvaristoren ohne Graphit «»Werte von 4 bis 7 und C-Werte von 30 bis 800 bei
einem Strom von 1 tnA 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 «-Werte von weniger als 3 und
C-Werte von 5 bis 10 bei 100 mA auf (Plättchendurchmesser 20 rom). In diesem Fall beeinflußt die
Plättchendicke den C-Wert nicht.
Ein Ge- oder Si-Widerstand mit PN-Übergang hai einen extrem hohen Wert von 11, aber sein C-Werl
1
ist konstant, beispielsweise etwa 0,7 oder 0,3 bei einem
Strom von 100 mA, da die Diffusionsspannung in der K-J-Kennlinie konstant ist Um einen gewünschten
C-Wert zu erreichen, muß man mehrere Dioden parallel
und/oder in Reihe schalten. Ein weiterer Nachteil 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, iu\d 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
M-Wert, niedrigem C-Wert und hoher Widerstandsfähigkeit
gegen Temperatur, Feuchtigkeit und elektrische Belastung zu schaffen, der «:ch einfach herstellen
läßt, wobei der C-Wert einstellbar ist, ohne den η-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 (Al2Oj),
Wismutoxid (Ri2O3), Magnesiumoxid (MgCl Kalziumoxid
(CaO), Nickeloxid (NiO), Kobaltoxid (CoO), Niobiumoxid (Nb2O5), Tantaloxid (Ta2O3), Zirkonoxid
(ZrO2), Wolframoxid (WO3), Kadmiumoxid
(CdO) und Chromoxid (Cr2O3) besteht.
Nach einer veiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung besteht das gesinterte Plättchen aus 99,9
bis 98,0 Molprozent Zinkoxid (ZnO) und 0,1 bis 2,0 Molpro2'.ent mindestens eines Oxids aus der
Gruppe Aluminiumoxid (AI2O3), Eisenoxid (Fe2O3),
Wismutoxid (Bi2O3), Magnesiumoxid (MgO), Kalziumoxid
(CaO) und Nickeloxid (NiO).
Nach dieser Lehre 'äßt sich ein nichtlinearer Widerstand
erreichen, der vorteilhafterweise einen hohen /!-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 vorteilnafterweise
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 t5 Gewichtsprozent Bortrioxid (B2O3),
0,00 bis 6,0 Gewichtsprozent Kadmiumoxid
(CdO) und
0,0 bis 6,0 Gewichtsprozent Kuprioxid
0,0 bis 6,0 Gewichtsprozent Kuprioxid
auf. Bei einem derartigen nichtlmearen Widerstand ist vorteilhaft, daß sich ein höherer η-Wert erreicher
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 Kuppjxid (CuO).
0 bis 2,0 Gewichtsprozent Kuppjxid (CuO).
Hierbei ist vorteilhaft, daß sich ein nichtlinearer Wider· sU nd mit höherem η-Wert erreichen läßt
Nach einer anderen Ausgestaltung der Erfindung
besteht das gesinterte Plättchen aus 99,9 bis 98,0 MoI-prozent
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).
0 bis 2,0 Gewichtsprozent Kuprioxid (CuO).
Hierbei ist vorteilhaft, daß dieser nicbtlineare Widerstand
einen C-Wert von weniger als 6 bei einem Strom von 10OmA, einen η-Wert von mehr als 4
so Fowie eine hohe Stabilität gegen Temperatur, Feuchtigkeit
und unter elektrischer Belastung aufweist.
Nach einer weiteren Ausgestaltun3 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 deu Oberflächen haftende Silberelektroden herzustellen, und an den
Silberelektroden sodann durch leitende Verbindungsmittel die ZuHtungsdrähte 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 vorliegen- \ der 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 ! 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 145O0C 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 10000C
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 Silberelek-.
troden 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 Bestandteüe 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 ζ. B. Epoxy-, Vinyl- und Phenolharz, vermischt.
\ Das Silberpulver kann in der Form metallischen
\ Silbers, in der Form von Silberkarbonat oder Silber- \s oxid 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 vorfliegenden.
Silbermasse verwendet wird, bezeichnet \ also Silber in jeder Form, bei der beim Brennen eine
!Umwandlung zu metallischem Silber stattfindet. Die 'Viskosität der resultierenden Silberelektrodenmasse
1IaBt sich durch die zugegebenen Harz- und Lösungs-
■ S mittelmengen 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 be-1 annte Weise an den Silberelektroden befestigen,
iidem man ein herkömmliches Lot mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet. Bequemerweise läßt sich
ΐ uch ein leitender Kleber aus Silberpulver und Harz
i ι einem organischen Lösungsmittel verwenden, um c ie Zuleitungsdrähte an den Silberelektroden zu befestigen.
I Die nichtlinearen Widerstände nach vorliegender ^rfindu'.p, 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 Erwärmungs-Zykius
und dem Lasidauertest 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 η-Werte. Bringt man die Elektroder 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 n-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
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 verpreßL
281?
Der Preßling wurde 1 Stunde lang bei 135O"C in
Luft gesintert und dann auf Raumtemperatur (15 bis 300C) 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 Silbcrelcklrodenaufstrich
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 5000C gebrannt.
Die Zulcitungsdrähtc wurden an den Elektroden mittels Silberaufstrich befestigt. Tabelle 1 zeigt die
elektrischen Eigenschaften des Widerstandes sowie anderer, auf gleiche Weise hergestellter Widerstände.
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 500° C 30 Minuten in Luft gebrannt. Die
Silberelektrodenaufstriche hatten die in Tabelle 3 gezeig'en Gehalte an festen Bestandteilen und wurden
drrch Vermischen von 100 Gewichtsteilen der festen Dcstandtcüe mit ! bis 20 Gewichtsteilen Epoxyharz in
20 bis 40. Gewichtsteilen Butylalkohol hergestellt. Die sich ergebenden nichtlinearen Widerstände hatten
die wünschenswerten C- und η-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.
Die Widerstände des Beispiels 1 wurden nach den für elektronische Bauelemente üblichen Verfahren
geprüft. Der Lastdauertest wurde 500 Stunden lang bei 70cC 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 Lastdauerlest hatten sich die C- und «-Werte um nicht mehr
als 5 bzw. 10% verändert.
Ausgangsmaterialien nach Tabelle 4 > urdcn für
5 Stunden in einer Mühle naßvermischt. Die Mischung wurde getrocknet und in einer Form bei 340kg/cmr
Druck zu einer Scheibe von 13 mm Durchmesser und 2,5 mm Dicke verpreßt.
Der Preßling wurde 1 Stunde lang in Luft bei 135O°C gesintert, auf Raumtemperatur (etwa 15 bis
etwa 300C) 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 und der durch Vermischen mit Vinylharz in Amylacetat
zubereitet wurde. Die beschichtete Scheibe wurde 30 Minuten lang bei 5000C 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 SOOstündiges Vorhalten bei 70°C und 1 W Nennleistung.
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 SOOstündiges Vorhalten bei 70°C und 1 W Nennleistung.
Eine gesinterte Scheibe wurde nach der Verfahrensweise des vorhergehenden Beispiels aus 99,5 MoI-prozent
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 500° C 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 nichtlinearer Widerstände hatten die in Tabelle 6 angegebener
C-Werte. Tabelle 6 gibt auch die Ergebnisse des Lastdauertests wieder, der nach der Verfahrensweise de;
vorhergehenden Beispiels durchgeführt wurde.
| 35 | ZnO | Ausgangsmaterialicn | 0 | Al2O3 |
Elektrische
Eigenschaften |
Il |
| (Molprozcnt) | 0,5 | Al2O3 |
der erzeugten
Widerstände |
|||
| 100 | 1,5 | Fe2O3 | C | 3,24 | ||
| 40 | 99,5 | 0,05 | Fe2O3 |
(bei einem
Strom |
3.59 | |
| 98,5 | 0,1 | Fe2O3 | von 100mA) | 3,40 | ||
| 99.95 | 0,2 | Fe2O3 | 12,4 | 3,30 | ||
| 99,9 | 0,5 | Fe2O3 | 1,67 | 4.02 | ||
| 45 | 99,8 | 1,0 | ^e2O3 | 1,71 | 4.32 | |
| 99,5 | 2,0 | Fe2O3 | 2,77 | 4,83 | ||
| 99,0 | 5,0 | Fe2O3 | 2,59 | 4,28 | ||
| 98,0 | 10,0 | Bi2O3 | 1,73 | 4,05 | ||
| 50 | 95.0 | 0,5 | MgO | 1,56 | 3,25 | |
| 90,0 | 1,0 | CaO | 1.90 | 3,10 | ||
| 99,5 | 1,0 | NiO | 2,45 | 3,61 | ||
| 99,0 | 1,0 | CoO | 4,50 | 4,24 | ||
| re | 99,0 | 1,0 | Nb2O5 | 10,5 | 3,90 | |
| 55 | 99,0 | 0,5 | Ta2O5 | 1,91 | 4,11 | |
| 99,0 | 0,5 | ZrO2 | 4,21 | 3,88 | ||
| 99.5 | 1,0 | WO3 | 3,85 | 3,68 | ||
| 99.5 | 1,0 | CdO | 2,99 | 3,69 | ||
| 60 | 99,0 | 1,0 | Cr2O3 | 2,58 | 3,91 | |
| 99,0 | 0,5 | 2^6 | 3,52 | |||
| 99,0 | 2,84 | 3.16 | ||||
| 99.5 | 3,67 | 3,69 | ||||
| 65 | 2,15 | |||||
| 2,11 | ||||||
| 3,49 | ||||||
| Zusätze | ||||||
209652/;
2812 -;
ίο
Zusammensetzung der Silbcrcleklrodc (Gewichtsprozent)
ZnO
!00 99,94 99,5 98,5 95,0 99,94 99,5 98,5
95.0 99,94 99,5 98,5 95,0 99,94 99,5 98.5 95,0 99,94
99,5 98,5 95,0 99.94 99,5 98,5 95,0 99,0 99,5 99,5 99,0 99,0 99,0 99,5
PbO
7,C
SiO2
2,0
B2O,
0,7
CdO Zusammensetzung der Silberelektrodc (Gewichtsprozent)
0,3
| Ag | PbO | SiO2 | BjO1 | CdO |
| 90 | 7,0 | 2,0 | 0,7 | 0,3 |
Zusammensetzung der Elektrode (Gewichtsprozent) Eigenschaften der Widerstände
| Ag | PbO | SiO2 | B2Oj | Bi2O3 |
| 100 | — | — | — | — |
| 95 | 3,5 | 1,0 | 0,5 | — |
| 95 | 3,3 | 0,8 | 0,3 | 0,6 |
| 90 | 6,2 | 2,0 | 0,8 | 1,0 |
| 90 | 6,5 | 2,0 | 0,8 | — |
| 90 | 6,5 | 2,0 | 0,8 | — |
| 90 | 6,5 | 2,0 | 0,8 | — |
| 85 | 10,0 | 3,0 | 1,0 | 0,3 |
| 75 | 14,0 | 5,0 | 2,0 | 3,0 |
Ausgangsmatcrialicn (Molprozent)
Zusätze
1,5 5,0 0,06 0,5
5,0
0,06 Al2O3 0,5 Al2O3
Al2O3 AI2O3
Fe2O3 Fe2O3
Fe2O3 Fe2O3
0,06 Bi2O3 0,5 Bi2O3
1,5 Bi2O3 5,0 Bi2O3
0,06 MgO 0,5 MgO 1,5 MgO 5,0 MgO 0,06 CaO 0,5 CaO 1,5 CaO 5,0 CaO 0,06 NiO ■
0.5 NiO NiO NiO CoO Nb2O5 Ta2O5
ZrO2 WO3 CdO Cr2O3
1,5 5,0 1,0 0,5 0,5 1,0 1,0 1,0 0,5 (bei einem Strom
von 100 mA)
C (bei 100 mA)
12.4 2,19 1,67 1,71 3,42 2,83 1,56 2,28 4,50 3,01 1,91
2,67 4,42 6,35 4,28 4,05 5,33 5,19 3,97 4,23 7,84 6,11 3,24 4,26 6,43 2,58 Elektrische Eigenschaften der Widerstände
Änderung nach dem Lastdaucrtcst ("/
C (bei KX) mA) /,
2,84 3,67 2,15 2,11 3,49 3,24
3,16
3,59
3,40
3,23
3,47
4,83
4,12
3,25
3,12
3,61
3,27
3,29
3,77
4,15
4,18
3,46
3,24
3,84
3,75
3,25
3,07
4,08
3,95
3,26
3,88
3,68
3,69
3,91
3,52
3,16
3,69
3,16
3,59
3,40
3,23
3,47
4,83
4,12
3,25
3,12
3,61
3,27
3,29
3,77
4,15
4,18
3,46
3,24
3,84
3,75
3,25
3,07
4,08
3,95
3,26
3,88
3,68
3,69
3,91
3,52
3,16
3,69
-5,0 -3,7 -0,4 -0,3 -3,1 -3,9 -0,1 -0,1 -2,0 -4,1 -0,4
-0,2 -2,7 -4,6 -0,5 -0,3 -2,4 -4,7 -0,7 -0,7 -4,2 -4,5 -0,3 -0,5 -4,6 -2.7 -1.8 -3,7
-1,3 -2,5 -2,4 -1,3
-10 -6,7 -0,8 -0,4 -5,9 -5,3 -0,2 -0,2 -2,4 -6,8 -0,7 -0,3 -3,5 -9,1
-0,8 -0,7 -5,6 -8,9 -0,6 -0,7 -8,1 -7,7 -0.9 -0,7 -7,4 -3,2 -5,2 -6,3
-2,4 -3,6 -7.5 -4,6
| PbO |
Zusammensetzung der Elektrode!
(Gewichtsprozent) |
B2O3 | Bi2O1 | CdO | CuO | Eigenschaften der Widerstände | (~ (ty,; | η | Änderung | nach dem | ,9 | /I | |
| 1(X1HtA) | Lastdauertest (%) | ,8 | -10 | ||||||||||
| — | — | — | — | 3,3 | C | ,7 | -3,z | ||||||
| Ag | 17,5 | SiO2 | 2,5 ί | — | — | — | 0,95 | 3,8 | (bei 10OmA) | ,4 | -0,6 | ||
| 10,5 | 1,5 | — | — | — | 1,27 | 4,5 | -9,3 | ,2 | -0,4 | ||||
| 100 | 7,0 | — | 1,0 | — | — | — | 1,12 | 4,5 | -2,5 | ,3 | -0,5 | ||
| 75 | 3,5 | 5,0 | 0,5 . | — | — | — | 1,10 | 4,2 | 0,1 | -0,4 | -3,3 | ||
| 85 | 0,7 | 3,0 | 0,1 | — | — | — | 1,10 | 3,8 | 0,1 | -0,1 | -3,5 | ||
| 90 | 22 | 2,0 | 1,0 | — | — | — | 1,02 | 3,4 | 0,2 | -0,1 | -3,7 | ||
| 95 | 12 | 1,0 | 3,0 | — | — | — | 1,36 | 3,3 | -2,3 | -0,2 | -3,1 | ||
| 99 | 12 | 0,2 | 10 | — | — | — | 1,34 | 3,6 | -2,8 | -0,5 | -3,2 | ||
| 75 | 0,5 | 2,0 | 0,5 , | — | — | — | 1,42 | 3,4 | -2,1 | + 0,1 | -3,6 | ||
| 75 | 1,45 | 10 | 0,5 ; | — | — | — | 0,98 | 3,6 | i,ö | -3,9 | |||
| 75 | 1,45 | 3,0 | 0,05 | — | — | — | 1,02 | 3,5 | — | 0,1 | -1,7 | ||
| 98 | 18 | 1,0 | 0,6 | — | — | — | 1,04 | 3,6 | 0 | -0,8 | |||
| 98 | 10 | 0,05 | 2,0 | — | — | — | 1,21 | 3,8 | — | 0 | -2,1 | ||
| 98 | 8,0 | 0,5 | 8,0 | — | — | — | 1,24 | 3,8 | -0,2 | ||||
| 80 | 7,0 | 1,4 | 1,0 | 1,0 | — | — | 1,26 | 4,5 | — | -1.0 | |||
| 80 | 7,0 | 8,0 | 1,0 | 4,0 | — | — | 1.12 | 3,6 | -0,2 | ||||
| 80 | 7,0 | 4,0 | — | 1,0 | — | 1,34 | 4,9 | -1.2 | |||||
| 89 | 7,0 | 2.0 | — | 4,0 | — | 3,9 | -0,2 | ||||||
| 86 | 7,0 | 2.0 | — | — | 1,0 | 5,2 | — i,2 | ||||||
| 89 | 7,0 | 2,0 | — | — | 4,0 | 3,8 | -0,2 | ||||||
| 86 | 7,0 | 2,0 | 1,0 | 1,0 | — | 4,7 | -0,3 | ||||||
| 89 | 70 | 2.0 | — | — | 1,0 | 5,1 | -0,3 | ||||||
| 86 | 70 | 2,0 | — | 1,0 | 1.0 | 5,5 | |||||||
| 88 | 2,0 | ,0 | |||||||||||
| 8S | 2,0 , | ,0 | ,26 | ||||||||||
| 88 | 2,0 | ,0 | ,54 | ||||||||||
| ,0 | ,58 | ||||||||||||
| ,0 | ,72 | ||||||||||||
| ,0 | ,23 | ||||||||||||
| ,0 | ,49 | ||||||||||||
| ,55 | |||||||||||||
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
2812
Claims (7)
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 b^ 90,0 Molprozent
Zinkoxid (ZnO) sowie 0,05 bis 10,0 Molprozent mindestens eines Oxids aus der Gruppe
Eisenoxid (Fe2O3), Aluminiumoxid (AI2O3), 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 gek -anzeichnet, 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. Nichüinearer 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 Gewicrtsproz .« Silber, 0,25 bis
27 Gewichtsprozent Bleioxid (PbO), 0,02 bis 15 Gewichtsprozent
Siliziumdioxid (Si T2), 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), ö,l bis 6,0 Gewichtsprozent
Siliziumoxid (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.
6. Nichtlinearer Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gesinterte Plättchen
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, 1,7. bis 17 Gewichtsprozent
Bleioxid (PbO), 0,1 bis 6,0 Gewichtsprozent Siliziumdioxid (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) 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 Silbeielektrcdcnaufstrich aufbringt, den Silberelektrodenaufstrich in einer oxydierenden
Atmosphäre bei 100 bis 85O°C erwärmt, um an den Oberflächen haftende Silberelektroden
herzustellen, und mittels leitender Verbindungsmittel Zuleitungsdrähte an den Silberelektroden
befestigt
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