DE1954056C3 - Process for the production of a voltage-dependent resistor - Google Patents
Process for the production of a voltage-dependent resistorInfo
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- H01C7/10—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
- H01C7/105—Varistor cores
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- H01C7/112—ZnO type
Description
ausgedrückt, worin V die Spannung über dem Widerstand, / der durch den Widerstand fließende Strom, C eine der Spannung bei einem gegebenen Strom entsprechende Konstante und der Exponent η eine Zahl größer als 1 ist. Der Wert von η wird durch die folgende Gleichung berechnet:expressed where V is the voltage across the resistor / the current flowing through the resistor, C is a constant corresponding to the voltage at a given current, and the exponent η is a number greater than 1. The value of η is calculated by the following equation:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstelig eines Keramikwiderstandes durch Sintern einer ι wesentlichen aus Zinkoxid und einer Zusatzkomnente, die zumindest 0,05 bis 10 Molprozent eines dalkalioxids enthält, bestehenden Masse bei einer mperatur von 1000 bis 1450° C.The invention relates to a method for the production of a ceramic resistor by sintering a ι essentially of zinc oxide and an additional component that is at least 0.05 to 10 mol percent of one contains alkaline oxide, existing mass at a temperature of 1000 to 1450 ° C.
worin V1 und Va die Spannungen bei gegebenen Strömen I1 und /„"sind. Der gewünschte Wert von C hängt von der Änwendungsart, in welcher der Widerstand verwendet werden soll, ab. Gewöhnlich wird angestrebt, daß der Wert von η so groß wie möglich ist, da dieser Exponent das Ausmaß bestimmt, bis zu' welchem die Widerstände von den ohmschen Eigenschaften abweichen.where V 1 and V a are the voltages at given currents I 1 and / "". The desired value of C depends on the type of application in which the resistor is to be used. It is usually desirable that the value of η be so large as possible, since this exponent determines the extent to which the resistances deviate from the ohmic properties.
Bei herkömmlichen Varistoren, die Germaniumoder Silicium-p-n-Brückendioden enthalten, ist es schwierig, den C-Wert über einen breiten Bereich zu regeln, weil die spannungsabhängige Eigenschaft dieser Varistoren nicht dem Blockvolumen, sondern der p-n-Briicke zugeschrieben wird. Andererseits haben Siliciumcarbid-Varistoren spannungsabhängige Eigenschaften wegen des Kontaktes der durch ein keramisches Bindemittel miteinander verbundenen Siliciuinkörner, und der C-Wert wird durch Ändern einer Abmessung in einer Richtung, in welcher der Strom durch die Varistoren fließt, geregelt. Die Siliciumcarbid-Varistoren haben jedoch einen verhältnismäßig niedrigen η-Wert und werden durch Brennen in einer nichtoxydierenden Atmosphäre, insbesondere mit dem Ziel einen niedrigen C-Wert zu erhalten, hergestellt.With conventional varistors containing germanium or silicon p-n bridge diodes, it is difficult to control the C value over a wide range because of its voltage-dependent property of these varistors is not ascribed to the block volume but to the p-n bridge. On the other hand have Silicon carbide varistors have voltage-dependent properties due to the contact of the through a ceramic binder interconnected silicon grains, and the C value is changed by changing a dimension in a direction in which the current flows through the varistors. The silicon carbide varistors however, have a relatively low η value and are fired in a non-oxidizing atmosphere, especially with the aim of maintaining a low C-value, manufactured.
Widerstandsmaterialien, ' welche Zinkoxid und Oxide von Metallen enthalten, sind beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 28 87 632 bekannt. Im einzelnen betrifft die USA.-Patentschrift 28 87 632 Materialien mit niedrigem spezifischem Widerstand oder einen verbesserten Kontaktgleichrichter oder -transistor, die als Basisplatte eine Zinkoxidplatte aufweisen, welche ein Material mit geringem spezifischem Widerstand ist. Jedoch weisen alle in der USA.-Patentschrift 28 87 632 vorgeschlagenen Materialien ohmsche Widerstandseigenschaften auf. Das in der USA.-Patentschrift 28 87 632 beschriebene Material stellt somit einen Halbleiter dar (d. h. einen ohmschen Widerstand mit niedrigem spezifischem Widerstand). In ihm kann eine Kombination aus ZnO + BaO vorliegen; das Material wird jedoch nicht gesintert, da ausdrücklich vorgeschrieben ist, es nur bei einer Temperatur unter 900° C zu erhitzen, so daß kein Material erhalten wird, das ohne weitere Maßnahmen (wie spezielle Kontaktierung usw.) spannungsabhängig ist. Die gegebene Temperatur-Resistance materials containing zinc oxide and oxides of metals are for example from US Pat. No. 2,887,632. Specifically, US Pat. No. 2,887,632 relates Low resistivity materials or an improved contact rectifier or -transistors, which have a zinc oxide plate as a base plate, which is a material with low specific Resistance is. However, all of the materials proposed in U.S. Patent 2,887,632 have materials ohmic resistance properties. That described in U.S. Pat. No. 2,887,632 Material thus represents a semiconductor (i.e. an ohmic resistance with a low specific Resistance). A combination of ZnO + BaO can be present in it; the material will however not sintered, as it is expressly required to only heat it at a temperature below 900 ° C, so that no material is obtained that can be used without further measures (such as special contacting, etc.) is voltage dependent. The given temperature
.renze ist zwingend, da die Vermeidung eines Sin- Eine wejtere Ausgestaltung der Erfindung besteht.renze is mandatory, since the prevention of sintering taltung A wejtere Ausges of the invention is
ims des Zinkoxids ausdrücklich gewünscht wird. darin> daß ,iie Masse im wesentlichen aus Zinkoxid, ims of zinc oxide is expressly desired. in that , the mass essentially consists of zinc oxide,
Tn der GB-PS 11 30108 wird ein spannungsabhän- 0,1 bis 3,0 Molprozent Bariumoxid und 0,1 bis 3,0 MoI-In GB-PS 11 30108 a voltage-dependent 0.1 to 3.0 mol percent barium oxide and 0.1 to 3.0 mol
• er Widerstand aus 99,95 bis 90,0 Molprozent prozcm cineä Oxids der Gruppe: Strontiumoxid,• he resistance from 99.95 to 90.0 mole percent per cent of c i neä oxide of the group: strontium oxide,
Ztokoxid und 0,05 bis 10,0 Molproztut einer Zusatz- 5 Bleioxid und Kobaitoxid besteht. Vorteil diesesZtokoxid and 0.05 to 10.0 mole percent of an additional 5 lead oxide and cobalt oxide. Advantage of this
Lomoonente beschrieben, die ein Oxid aus der spannungsabhängigen Widerstandes ist, daß sich derLomoonente described, which is an oxide from the voltage-dependent resistor that the
Gruppe: Eisenoxid (Fe2O3), Aluminiumoxid, Wismut- n.Wert weiter erhöhen läßt.Group: iron oxide (Fe 2 O 3 ), aluminum oxide, bismuth n . Value can be increased further.
oxid Magnesiumoxid, Calciumoxid, Nickeloxid, Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung istoxide magnesium oxide, calcium oxide, nickel oxide, is a further embodiment of the invention
Kobaltoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Zirkonoxid, Wolf- dadurch gekennzeichnet, daß die Masse im wesent- «moxid, Cadmiumoxid und Chromoxid (Cr2O3) dar- 10 lichen aus Zinkoxid, 0,05 bis 10,0 Molprozent Bariumstellt· der bekannte Keramikkörper wird bei hohen oxjd; 0,05 bis 8,0 Molprozent Wismutoxid und 0,05 Temperaturen gesintert. Die spannungsabhängigen bis 8,0 Molprozent eines Oxids der Gruppe: Stron-Eieenschaften des bekannten Keramikwiderstandes tiumoxid und Bleioxid besteht. Vorteilhaft an diesem werden jedoch erst erreicht durch einen nichtohm- spannungsabhängigen Widerstand ist, daß in Kombischen Kontakt zwischen dem Sinterkörper und den 15 nation ein hoher η-Wert und ein niedriger C-Wert Silberelektroden. Der Sinterkörper selbst weist keine erhalten wird.Cobalt oxide, niobium oxide, tantalum oxide, zirconium oxide, tungsten characterized in that the composition in essential "Moxide, cadmium and chromium oxide (Cr 2 O 3) 10 DAR union s au zinc oxide, from 0.05 to 10.0 mole percent of Bariumstellt · known ceramic body is at high ox jd ; 0.05 to 8.0 mole percent bismuth oxide and 0.05 temperatures sintered. The voltage-dependent up to 8.0 mole percent of an oxide of the group: Stron properties of the well-known ceramic resistance tium oxide and lead oxide consists. An advantage of this, however, is achieved only through a voltage-dependent resistor is nichtohm- that in combination's contact between the sintered body and the 15 nation a high η value and a low C-value silver electrodes. The sintered body itself has none being obtained.
nichtlinearen Eigenschaften auf. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung bestehtnonlinear properties. Another embodiment of the invention exists
In der USA.-Patentschrift 28 92 988 wird ein tem- darin, daß die Masse im wesentlichen aus Zinkoxid,In the USA.-Patent 28 92 988 a tem- is that the mass consists essentially of zinc oxide,
oeraturabhängiger Widerstand beschrieben, welcher 0,1 bis 3,0 Molprozent Bariumoxid, 0,1 bis 3,0 MoI-Oerature-dependent resistance described, which 0.1 to 3.0 mol percent barium oxide, 0.1 to 3.0 mol-
Ln Bariumoxid als Bestandteil enthält; dieser Wi- 20 prozent Wismutoxid und 0,1 bis 3,0 Molprozent einesL n contains barium oxide as a component; this Wi- 20 percent bismuth oxide and 0.1 to 3.0 mole percent one
derstand weist keine spannungsabhängigen (nicht- Oxids der Gruppe: Strontiumoxid und Bleioxid besteht.The stand does not have any voltage-dependent (non-oxides of the group: strontium oxide and lead oxide).
ohmschen) Eigenschaften auf. Vorteil dieses spannungsabhängigen Widerstandes ist,ohmic) properties. The advantage of this voltage-dependent resistor is
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein daß der C-Wert erniedrigt ist und der M-Wert außer-The object of the present invention was to ensure that the C value is reduced and the M value
Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstel- ordentlich erhöht wird.Method of the type mentioned at the beginning for the production is properly increased.
lune eines spannungsabhängigen Keramik-Widerstan- 25 Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch Hes mit nichtohmschen Eigenschaften zu finden, der gekennzeichnet, daß die Masse im wesentlichen aus insbesondere durch einen hohen »-Wert als Folge Zinkoxid, 0,05 bis 10,0 Molprozent Bariumoxid, s«iner Zusammensetzung gekennzeichnet ist und im 0,05 bis 8,0 Molprozent Bleioxid und 0,05 bis 8,0 MoI- C Wert eingestellt werden kann. prozent eines Oxids der Gruppe Strontiumoxid undlune a voltage-dependent ceramic resistance is used 25 A further embodiment of the invention is characterized to find Hes with non-ohmic characteristics, in that the composition consists essentially of, in particular by a high "value as a result of zinc oxide, from 0.05 to 10.0 mole percent barium oxide, s is marked "iner composition and can be adjusted from 0.05 to 8.0 mole percent of lead oxide and 0.05 to 8.0 MOI C value. percent of an oxide from the group strontium oxide and
Die zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch ge- 30 Kobaltoxid besteht. Vorteilhaft an diesem spannungslöst daß man als Zusatzkomponente lediglich Ba- abhängigen Widerstand ist, daß ebenfalls ein hoher riumoxid verwendet, wodurch der Sinterkörper selbst /i-Wert erhalten werden kann.The underlying object is thus consists overall 30 cobalt oxide. The advantage of this is that the only additional component used is the Ba-dependent resistor, which also uses a high rium oxide, whereby the sintered body itself can be obtained / i-value.
einen stark spannungsabhängigen Widerstand erhält. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung bestehtreceives a strongly voltage-dependent resistance. Another embodiment of the invention exists
Fin solcher spannungsabhängiger Widerstand besitzt darin, daß die Masse im wesentlichen aus Zinkoxid, wUen der Ma.se desselben einen nichtohmschen 35 0,1 bis 3,0 Molprozent Bariumox.d, 0,1 bis 3,0 MoI-Ästand.Daher kann sein C-Wert geändert werden. Prozent Bleioxid und 0,1 bis 3,0»Molprozent eines ohne den η-Wert zu verschlechtern, indem der Abstand Oxids der Gruppe: Strontiumoxid und Kobaltoxid zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen ge- besteht. Vorteilhaft bei diesem spannungsabhangigen äXt wird. Ein kürzerer Abstand führt zu einem Widerstand ist, daß ein außerordentlich hoher »-WertFin has such a voltage-dependent resistance that the mass consists essentially of zinc oxide, If the measure of the same is a non-ohmic 0.1 to 3.0 mol percent barium oxide, 0.1 to 3.0 mol-Ästand. Therefore its C-value can be changed. Percent lead oxide and 0.1 to 3.0 »mole percent one without worsening the η value, by separating the oxides from the group: strontium oxide and cobalt oxide exists between the opposing surfaces. Advantageous with this voltage-dependent is ÄXt. A shorter distance leads to a resistance that is an extremely high »value
äXt wird. Ein kürzerer Abstand führt
•oHrif»eren C-Wert 40 erhalten werden kann.is ÄXt. A shorter distance leads
• A clearer C value of 40 can be obtained.
Einf Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, Diese und andere Gegenstände der Erfindung werden daß die Masse im wesentlichen aus Zinkoxid und in der folgenden Beschreibung erläutert sowie an Hand 0 1 bis 3 0 Molprozent Bariumoxid besteht. An diesem der Zeichnung, in welcher die einzige Abbildung eine sDannungsabhängigen Widerstand ist es vorteilhaft, Teilquerschnitt-Ansicht eines erfindungsgemaßen spandaß s.ch etn höherer »-Wert erhalten läßt. 45 »unabhängigen .^^^*«^^· der One embodiment of the invention consists in that these and other objects of the invention are that the mass consists essentially of zinc oxide and is explained in the following description and also consists of 0.1 to 30 mole percent barium oxide. In this drawing, in which the only figure shows a tension-dependent resistance, it is advantageous to have a partial cross-sectional view of a spandass according to the invention which has a higher value. 45 »independent. ^^^ *« ^^ · the
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist Vor e.ner ins e.nzelne gehenden Beschre'^"8.der dadurch gekennzeichnet, daß die Masse im wesent- durch die Erfindungangestrebten spannungsabhanfe.gen ficheTausgZinkoxid, 0,05 bis 10,0 Molprozent Barium- Widerstände soll ihr Aufbau unter Bezugnahme^ oxid und 0 05 bis 8,0 Molprozent Calciumoxid besteht. die vorerwähnte Abb.ldung der Ze.ehnung erlautert Dr Vorteil dieses spannungsabhängigen Widerstandes 50 werden, in welcher mit 10 «^f^S ist, daß sich die Stabilität für Umgebungstemperaturen Widerstand als ganzer bezeichnet u„d der e,ektrische Be.astungsdauertest verbessern ^^^^Si^S Another embodiment of the invention is characterized Before e.ner-going e.nzelne Descriptio '^ "8.The that the mass in the essential by the invention intended spannungsabhanfe.gen ficheTaus g of zinc oxide, from 0.05 to 10.0 mole percent barium -. resistances to their construction is described with reference ^ oxide and 0 05 to 8.0 mole percent of calcium oxide, the aforementioned Abb.ldung the Ze.ehnung explained Dr advantage of this voltage-dependent resistor 50, in which 10 "^ f ^ S, is that the stability at ambient temperatures resistance as a whole designated u "d e, improve ektrische Be.astungsdauertest ^^^^ Si ^ S
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht Hegenden Oberflächen desselben angelegt «jddarin daß die Masse im wesentlichen aus Zinkoxid, 55 Sinterkörper 1 wird in einer noch zu .er ^^ Si 3,0 Molprozent Bariumoxid und 0,1 bis 3,0 Mol- Weise hergestellt u"d ( h^^n^'th JkieTn Platt \v»nt ralriiimnxid hesteht einer runden, quadratischen oder rechteckigen riauc.A further embodiment of the invention consists in that the mass is essentially made of zinc oxide. he ^^ Si 3.0 mole percent barium oxide and 0.1 to 3.0 mole- way manufactured u " d ( h ^^ n ^ 'th JkieTn Platt \ v» nt ralriiimnxid hesteres a round, square or rectangular riauc.
'Tissrsiiss.-np.bh.^g«, wide. ^«^ 5 und ^t^^t'Tissrsiiss.-np.bh. ^ G', wide. ^ «^ 5 and ^ t ^^ t
stand ist, daß die Stabilität für Umgebungstemperatu- 2 und 3 befest.gt durch e.n VerbindungsmittelThe stand is that the stability for ambient temperatures 2 and 3 is secured by means of connecting means
rcn und der elektrische Belastungsdauertest außer- 60 e.n£ Lotungod. «^ ^n durch eine als solchercn and the electrical endurance test in addition to 60 en £ Lotungod. «^ ^ N by one as such
ordentlich verbessert wird. ^kannte Keramik-Technik hergestellt werden. Dieis properly improved. ^ Known ceramic technology can be produced. the
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Gruppe: Strontiumoxid, Bleioxid und Koba.toxid ^%%\^^„*£^^d Gestalt besaht. Vorteilhaft ist an diesem sSnungsabhanglgen ^Stun^gesSn und dann im o'fen auf Raum-Widerstand, daß der «-Wert erhöht wird. &Group: strontium oxide, lead oxide and coba.toxide ^ %% \ ^^ "* £ ^^ d shape sown. An advantage of this s S now g sabha nglg s ^ ^ Stun gesSn and then in o'fen to room-resistance that the 'value is increased. &
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bei einem Druck von 10' bis 108 Pa gepreßt, gepreßten Körper werden an der Luft bei einer gegebenen Temperatur 1 bis 3 Stunden gesintert und dann im Ofen auf Raumtemperatur (etwa lfi bis 30° C) abgekühlt.pressed at a pressure of 10 'to 10 8 Pa, pressed bodies are sintered in air at a given temperature for 1 to 3 hours and then cooled in the furnace to room temperature (about lfi to 30 ° C).
Die verfügbare Sintertemperatur wird im Hinblick auf d<»n elektrischen spezifischen Widerstand, die Nichtl'nearität und Stabilität bestimmt und liegt im Bereich von 1000 bis 1450° C.The available sintering temperature is in terms of d <»n electrical resistivity, the Non-linearity and stability are determined and lies in the range from 1000 to 1450 ° C.
Die Gemische können einleitend bei 700 bis 1000° C ι calciniert und zur leichteren Verarbeitung im nachfolgenden Preßschritt pulverisiert werden. Das zu pressende Gemisch kann mit einem geeigneten Bindemittel wie Wasser, Polyvinylalkohol usw. vermischt werden.The mixtures can initially at 700 to 1000 ° C ι calcined and pulverized in the subsequent pressing step for easier processing. That too Pressing mixture can be mixed with a suitable binder such as water, polyvinyl alcohol, etc. will.
Es ist von Vorteil, wenn der gesinterte Körper an den gegenüberliegenden Oberflächen durch ein Schleifpulver wie Siliciumcarbid mit einer Teilchengröße von 10 bis 50 μτη abgeschliffen wird.It is advantageous if the sintered body on the opposite surfaces by one Abrasive powder such as silicon carbide with a particle size of 10 to 50 μτη is abraded.
Die Sinterkörper werden an ihren gegenüberliegenden Oberflächen mit Elektroden in einer verfügbaren und geeigneten Weise wie durch Elektroplattierungsverfahren, Vakuumverdampfungsverfahren, Metallisierungsverfahren durch Aufsprühen oder Silberanstrichverfahren versehen.The sintered bodies are provided on their opposite surfaces with electrodes in one and appropriate manner such as by electroplating method, vacuum evaporation method, plating method provided by spraying or silver painting processes.
Die spannungsabhängigen Eigenschaften werden praktisch nicht durch die verwendeten Elektrodenarten beeinflußt, jedoch durch die Dicke der gesinterten Körper. Insbesondere schwankt der C-Wert im Verhältnis zur Dicke der gesinterten Körper, während der η-Wert von der Dicke fast unabhängig ist. Dies bedeutet mit Sicherheit, daß die spannungsabhängige Eigenschaft auf das Blockvolumen selbst und nicht auf die Elektrode zurückzuführen ist.The voltage-dependent properties are practically not affected by the types of electrodes used influenced, however, by the thickness of the sintered body. In particular, the C value fluctuates in the Relation to the thickness of the sintered body, while the η value is almost independent of the thickness. This certainly means that the voltage-dependent property affects the block volume itself and cannot be traced back to the electrode.
Leitungsdrähte können an den Elektroden in herkömmlicher Weise durch herkömmliche Lötmittel mit einem niedrigen Schmelzpunkt befestigt werden. Bequemerweise verwendet man einen leitfähigen Klebstoff, der Silberpulver und Harz in einem organischen Lösungsmittel enthält, um die Leitungsdrähte mit den Elektroden zu verbinden.Lead wires can be attached to the electrodes in a conventional manner by conventional solder be attached with a low melting point. It is convenient to use a conductive one Adhesive that contains silver powder and resin in an organic solvent to secure the lead wires to connect to the electrodes.
Die erfindungsgemäßen spannungsabhängigen Widerstände haben eine hohe Temperaturbeständigkeit und Lebensdauer bei voller Belastung, deren Prüfung bei 70° C mit einer Belastung 500 Stunden durchgeführt wird. Der η-Wert und C-Wert ändert sich nicht merklich nach den Erwänrtungszyklen und der Prüfung auf Lebensdauer bei voller Belastung. Zur Erreichung einer hohen Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit ist es von Vorteil, daß die erhaltenen spannungsabhängigen Widerstände in einem feuchtigkeitsfesten Harz wie einem Epoxyharz und Phenolharz in einer als solcher bekannten Weise eingebettet werden. Es folgen hier bevorzugte erläuternde Ausführungsformen der Erfindung. The voltage-dependent resistors according to the invention have a high temperature resistance and service life at full load, the test of which was carried out at 70 ° C with a load of 500 hours will. The η-value and C-value do not change noticeably after the heating cycles and the test for service life at full load. To achieve high resistance to moisture it is advantageous that the voltage-dependent resistances obtained are in a moisture-proof Resin such as an epoxy resin and phenol resin can be embedded in a manner known per se. Preferred illustrative embodiments of the invention follow.
terte Scheibe wird auf den gegenüberliegenden Oberflächen derselben durch Siliciumcarbid einer Teilchengröße von 28 (im abgeschliffen. Die erhaltene p,esinterte Scheibe hat eine Größe von 14 mm Durchmesser und 1,5 mm Dicke. Im Handel erhältliche Silberpunkt-Elektroden werden an den gegenüberliegenden Oberflächen der gesinterten Scheibe durch Aufstreichen befestigt. Dann werden Leitungsdrähte an den Silberelektroden durch Löten befestigt. Die temperatur (etwa 15 bis 30° C) abgekühlt. Die gesinelektrischen Eigenschaften der erhaltenen Widerstände sind in Tabelle 1 wiedergegeben. Es ist leicht einzusehen, daß die gesinterten Zinkoxidkörper, die Bariumoxid in einer Menge von 0,05 bis 10,0 MoI-prozent einverleibt enthalten, für einen spannungsabhängigen Widerstand einsetzbar sind, und daß insbesondere die Zugabe von Bariumoxid in einer Menge von 0,1 bis 3,0 Moiprozent die nichtlineare Spannungseigenschaft noch ausgezeichneter macht. ° Tabelle 1Tert disk is on the opposite surfaces thereof by silicon carbide of one particle size of 28 (im abraded. The preserved p, it sintered Disc has a size of 14 mm in diameter and 1.5 mm in thickness. Commercially available Silver point electrodes are placed on the opposite surfaces of the sintered disk Spread attached. Then, lead wires are attached to the silver electrodes by soldering. the temperature (around 15 to 30 ° C). The total electrical properties of the resistors obtained are shown in Table 1. It is easy to see that the zinc oxide sintered bodies that Barium oxide incorporated in an amount of 0.05 to 10.0 mol percent, for a voltage-dependent Resistance can be used, and that in particular the addition of barium oxide in one The amount of 0.1 to 3.0 mole percent makes the stress nonlinear property even more excellent. ° Table 1
prozent)(Mol
percent)
(bei
ImA)C.
(at
ImA)
prozent)(MoI-
percent)
(bei
ImA) C.
(at
ImA)
0,1
0,2
0,5
10.05
0.1
0.2
0.5
1
280
70
40
65420
280
70
40
65
5,4
6,2
7,0
6,43.2
5.4
6.2
7.0
6.4
3
5
8
102
3
5
8th
10
120
200
285
38090
120
200
285
380
5,2
4,6
3,9
3,35.7
5.2
4.6
3.9
3.3
Aus 99,5 Molprozent Zinkoxid und 0,5 Molprozent Bariumoxid zusammengesetzte Ausgangsmaterialien werden in derselben Weise wie im Beispiel 1 gemischt, getrocknet, calciniert und pulverisiert. Das pulverisierte Gemisch wird in einer Form zu einem Formstück von 17,5 mm Durchmesser und 5 mm Dicke bei einem Druck von 5 · 107 Pa gepreßt.Raw materials composed of 99.5 mol% of zinc oxide and 0.5 mol% of barium oxide are mixed, dried, calcined and pulverized in the same manner as in Example 1. The pulverized mixture is pressed in a mold into a molding 17.5 mm in diameter and 5 mm in thickness at a pressure of 5 x 10 7 Pa.
Der gepreßte Körper wird in Luft bei 1350° C 1 Stunde gesintert und dann im Ofen auf Raumtemperatur abgekühlt. Die gesinterte Scheibe wird an ihren gegenüberliegenden Oberflächen zu einer Dicke, wie sie in Tabelle 2 angegeben ist, durch Siliciumcarbid einer Teilchengröße von 28 (im abgeschliffen. Die geschliffene Scheibe wird mit den Elektroden und Leitungsdrähten an den gegenüberliegenden Oberflächen in ähnlicher Weise wie im Beispiel 1 versehen. Die elektrischen Eigenschaften der erhaltenen Widerstände sind in Tabelle 2 wiedergegeben; die C-Werte schwanken annähernd im Verhältnis zur Dicke der gesinterten Scheibe, während der η-Wert im wesentlichen von der Dicke unabhängig ist. Es ist leicht zu verstehen, daß die nichtlinearen Spannungseigenschaften der Widerstände dem gesinterten Körper selbst zuzuschreiben sind.The pressed body is sintered in air at 1350 ° C. for 1 hour and then in an oven to room temperature cooled down. The sintered disc becomes a thickness on its opposing surfaces as indicated in Table 2, by silicon carbide with a particle size of 28 (im abraded. The sanded disc is with the electrodes and lead wires on the opposite surfaces in a manner similar to that in Example 1. The electrical properties of the resistors obtained are shown in Table 2; the C-values vary approximately in relation to the thickness of the sintered disk, while the η value is essentially independent of the thickness. It's easy to understand that the stress nonlinear properties of the resistors are related to the sintered body are to be ascribed to themselves.
Ein Gemisch aus Zinkoxid und Bariumoxid in einer in Tabelle 1 gegebenen Zusammensetzung werden 6c 3 Stunden in einer Naßmühle gemischt. Das Gemisch wird getrocknet und dann 1 Stunde bei 700° C calciniert. Das calcinierte Gemisch wird durch den mit einem Motor angetriebenen Keramikmörser 30 Minuten pulverisiert und dann in einer Form zu einem Formstück von 17,5 mm im Durchmesser und 2,5 mm Dicke bei einem Druck von 5 · 107 Pa gepreßt. Der gepreßte Körper wird an der Luft bei 1350° CA mixture of zinc oxide and barium oxide in a composition given in Table 1 is mixed for 6c for 3 hours in a wet mill. The mixture is dried and then calcined at 700 ° C. for 1 hour. The calcined mixture is pulverized by the motor-driven ceramic mortar for 30 minutes and then pressed in a mold into a molding 17.5 mm in diameter and 2.5 mm in thickness at a pressure of 5 x 10 7 Pa. The pressed body is exposed to air at 1350 ° C
3,5Beginning (4.1)
3.5
93107
93
7,0 7.1
7.0
Zinkoxid, dem Bariumoxid und Calciumoxid in einer in Tabelle 3 gegebenen Zusammensetzung einverleibt ist, wird zu den spannungsabhängigen Widerständen nach demselben Verfahren wie im Beispiel 1 verarbeitet. Die erhaltenen Widerstände werden nach den Methoden geprüft, die in den elektronischen Bestandteilen Verwendung finden. Die Lebensdauer-Prüfung bei voller Belastung wird bei 7CD C Umgebungstemperatur und 0,5 Watt Belastung 500 Stunden durchgeführt. Der Erwärmungszyklus-Test wird durch 5maliges Wiederholen des Zyklus, bei welchem diese Widerstände bei 85° C Umgebungstemperatur 30 Minuten gehalten, schnell auf — 200C abgekühlt und bei dieser Temperatur 30 Minuten gehalten werden, durchgeführt. Tabelle 3 zeigt einen Unterschied im C-Wert und «-Wert zwischen Widerständen vor und nach dem Test auf Lebensdauer bei Belastung. Es kann leicht eingesehen werden, daß die Kombination ίο von Bariumoxid und Calciumoxid als Zusatz für die elektrische und Umgebungsfestigkeit wirksam ist.Zinc oxide to which barium oxide and calcium oxide are incorporated in a composition given in Table 3 is processed into voltage-dependent resistors by the same method as in Example 1. The resistances obtained are tested according to the methods used in the electronic components. The service life test at full load is carried out at 7C D C ambient temperature and 0.5 watt load for 500 hours. The heat cycle test is held by 5 times repeating the cycle, wherein these resistances at 85 ° C ambient temperature for 30 minutes, rapidly - cooled to -20 0 C and 30 minutes, maintained at this temperature is performed. Table 3 shows a difference in C value and value between resistors before and after the load life test. It can be readily seen that the combination of barium oxide and calcium oxide is effective as an additive for electrical and environmental strength.
bei BelastuneLife test
at stress
Zinkoxid mit den Zusätzen aus Tabelle 4 und 5 wird zn spannungsabhängigen Widerständen nach demselben Verfahren wie im Beispiel 1 verarbeitet. Die H-Wcrte der erhaltenen Widerstände sind in ersehen, daß die Kombination von Bariumoxid mil einem der folgenden Oxide: Strontiumoxid, Kobaltoxid und Bleioxid als Zusätze zu einer ausgezeichneter nichtlinearen Spannungseigenschaft führt und eir bemerkenswert ausgezeichneter «-Wert erhalten werden kann durch zusätzliche Kombination von BariumZinc oxide with the additions from Tables 4 and 5 becomes voltage-dependent resistances processed using the same procedure as in Example 1. The H values of the resistances obtained are in see the combination of barium oxide with one of the following oxides: strontium oxide, cobalt oxide and lead oxide as additives leads to an excellent stress nonlinear property and eir Remarkably excellent value can be obtained by additional combination of barium
Tabelle 4 und 5 wiedergegeben. Es ist leicht zu 45 oxid und Bleioxid mit Strontiumoxid oder KobaltoxidTables 4 and 5 reproduced. It is easy to 45 oxide and lead oxide with strontium oxide or cobalt oxide
(Fortsetzung von Tabelle 4)(Continued from table 4)
1010
^3
^
(bei 1 mA) C.
(at 1 mA)
550
530
515570
550
530
515
8.0
7,9
8.36.1
8.0
7.9
8.3
0,05
10
100.05
0.05
10
10
8
0,05
0.U58th
8th
0.05
0.U5
8
0,05
80.05
8th
0.05
8th
490
275
290500
490
275
290
8,4
13
148.0
8.4
13th
14th
IO
0,1
0,1
Λ ιIO
IO
0.1
0.1
Λ ι
8
0,1
0,18th
8th
0.1
0.1
8
0,1
30.05
8th
0.1
3
300
125
110300
300
125
110
14
15
1714th
14th
15th
17th
0,1
3
30.1
0.1
3
3
3
0,1
0,13
3
0.1
0.1
3
0.1
30.1
3
0.1
3
-*3
- *
39150
39
2514th
25th
0,53
0.5
0,53
0.5
0,53
0.5
(Fortsetzung von Tabelle 5 )(Continued from table 5)
Zinkoxid mit den Zusätzen aus Tabelle 6 wird zu
spannungsabhängigen Widerständen nach dem gleichen
Verfahren wie im Beispiel 1 verarbeitet. Die elektrischen Eigenschaften der erhaltenen WiderständeZinc oxide with the additions from Table 6 becomes
voltage-dependent resistors according to the same
Process as in Example 1 processed. The electrical properties of the resistors obtained
sind in Tabelle 6 wiedergegeben. Es ist einfach zu ersehen, daß die Kombination aus Bariumoxid und Wismutoxid mit Bleioxid oder Strontiumoxid als Zusätze zu einem bemerkenswert ausgezeichneter τι-Wert und gleichzeitig zu einem niedrigeren C-Werl führt.are shown in Table 6. It is easy to see that the combination of barium oxide and Bismuth oxide with lead oxide or strontium oxide as additives to make a remarkably excellent one τι value and at the same time leads to a lower C value.
Tabelle όTable ό
Claims (10)
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Family
ID=13765760
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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- 1968-11-08 JP JP43082128A patent/JPS495557B1/ja active Pending
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- 1969-10-22 GB GB51695/69A patent/GB1285380A/en not_active Expired
- 1969-10-27 US US869470A patent/US3634337A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1969-11-07 FR FR6938470A patent/FR2022907A1/fr active Pending
Also Published As
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GB1285380A (en) | 1972-08-16 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |