DE2215933A1 - Spannungsnichtlineare widerstaende - Google Patents

Spannungsnichtlineare widerstaende

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DE2215933A1
DE2215933A1 DE19722215933 DE2215933A DE2215933A1 DE 2215933 A1 DE2215933 A1 DE 2215933A1 DE 19722215933 DE19722215933 DE 19722215933 DE 2215933 A DE2215933 A DE 2215933A DE 2215933 A1 DE2215933 A1 DE 2215933A1
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Yoshio Iida
Takeshi Masuyama
Michio Matsuoka
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    • H01C7/00—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
    • 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
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    • H01C7/108—Metal oxide
    • H01C7/112—ZnO type
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/453—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zinc, tin, or bismuth oxides or solid solutions thereof with other oxides, e.g. zincates, stannates or bismuthates

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Description

  • Spannungsnichtlineare Widerstände Zusammenfassung der Beschreibung: Es handelt sich um spannungsabhängige Widerstände vom sogenannten Materialtyp ( mit einer auf das Material seibst zurückzuführenden Nichtlinearität ) mit einem gesinterten Körper, der im wesentliehen aus Zinkoxid (ZnO) als Hauptbestandteil sowie aus einem Zusatz aus 0,05 bis 20,0 Mol-% Siliciumdioxid (SiO2) und insgesamt 0,05 bis 10,0 Mol-% wenigstens eines Oxids der aus Wismutoxid (Bi2O3), Kobaltoxid (CoO), Manganoxid (MnO), Bariumoxid (BaO), Strontiumoxid (SrO) und Bleioxid (Pbo) bestehenden Gruppe besteht und die im Kontakt mit dem Körper Elektroden aufweisen.
  • Die Erfindung betrifft spannungsabhängige Widerstände mit nichtohmschem Widerstand, der auf das Material selbst zurückzuführen ist, und im spezielleren Varistoren, die Zinkoxid und Siliciumdioxid enthalten.
  • Zahlreiche spannungsabhängige Widerstände, wie z.B. Siliciumcarbidvaristoren, Selengleichrichter und Germanium- oder Siliciumflächengleichrichter, sind in grossem Umfang zur Stabilisierung von Spannung oder Strom von elektrischen Stromkreisen benutzt worden. Die elektrischen Sigenschaflen eines solchen spannungsabhängigen Widerstands folgen der Gleichung I (v)n worin V die Spannung über dem Widerstand, I der durch den Widerstand fliessende Strom und C eine Konstante ist, die der Spannung bei einem gegebenen Strom entspricht, und der Exponent n ein Zahlenwert grosser als 1 ist. Der Wert für n wird nach aer Gleichung log10(I2/I1) n=log10(V2/V1) berechnet, worin V1 und U2 die Spannungen bei gegebenen Strömen 11 und 12 sind. Die gegebenen Ströme entsprechen bequemerweise 0,1 mA und 1 mA. Der geeignete Wert für C hängt von der Art der Anwendung ab, für die der Widerstand vorgesehen ist. Es ist im allgemeinen vorteilhaft, wenn der n-Wert so gross wie möglich ist, weil dieser Exponent das Ausmass bestimmt, mit dem die Widerstände von ohmschen Eigenschaften abweichen.
  • Spannungsabhängige Widerstände mit gesinterten Körpern aus Zinkoxid mit Zusätzen oder ohne Zusatze und mit an dem Körper angebeachten Silberfarbeelektroden, sind bereits beschrieben worden.
  • Die Nichtlinearität solcher Varistoren ist auf die Grenzfläche zwischen dem gesinterten Zinkoxidkörper, aer Zusätze enthält oder nicht enthält, und der Silberfarbelektrode zurückzuführen und wird hauptsächlich durch Änderung der Zusammensetzung des gesinterten Körpers und der Silberfarbelektrode reguliert, Daher ist es nicht leicht, den C-Wert innerhalb eines grossen Bereichs einzustellen, nachdem der gesinterte Körper hergestellt worden ist.
  • In gleicher Weise ist es bei Varistoren mit Germanium- oder Sili@iumflächengleichrichtern schwierig, den C-Wert innerhalb eines breiten Bereichs zu steuern, weil die Nichtlinerarität dieser Varistoren nicht auf der Masse selbst, sondern auf dem p-n-Ubergang beruht. Andererseits haben die Siliciumcarbidvaristoren eine Nichtlinearität, die auf die Kontakte zwischen den einzelnen Körnern des Siliciumcarbids, die mit einem keramischen Bindemittel gebunden sind, d.h. auf die Masse selbst zurUckzuführen ist, und der C-Wert wird durch Änderung einer Dimension in der Richtung, in der der Strom durch die MPistoren fliesst, geregelt. Die Siliciumcarbidvaristoren haben Jedoch'einen relativ niedrigen n-Wert, der von 3 bis 6 reicht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen spannungsabhängigen Widerstand mit einer Nichtlinearität, die auf das Material selbst zurückzuführen ist, und der durch einen hohen C-Wert, einen hohen n-Wert und einer grosse Konstanz mit der Temperatur, bei Feuchtigkeit und elektrischer Belastung ausgezeichnet ist, zur Verfügung zu stellen.
  • Nach der Erfindung soll ausserdem ein spannungsabhängiger Widerstand geschaffen werden, der durch eine grosse Festigkeit gegenüber Stromstössen ausgezei@hnet ist.
  • Andere Ziele der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der dakugehdrlgen Zeichnung zu entnehmen, in der die einzelne Abbildung ein Teilquerschnitt durch einen spannungsabhängigen Widerstand der Erfindung ist, Bevor im einzelnen der spannungsabhängige Widerstand der Erfindung erläutert wird, soll dessen Aufbau anhand der-Flgut in der Zeichnung beschrieben werdefi, in der die Bezugaziffr 10 einen spannungsabhängigen Widerstand als solchen bezeichnet, der als aktives Element einen gesinterten Körper mit einem Paar Elektroden 2 und 3, die an den gegenüberliegenden Oberflächen des Körpers angebracht sind, aufweist. Der gesinterte Körper l wird in der nachfolgend geschilderten Weise hergestellt und besitzt irgendeine Form, z.B. eine kreisrunde, quadratische oder rechteckige Plattenform. Leitungsdrähte 5 und 6 sind mit den Elektroden 2 und 3 leitend verbunden, und zwar mit Hilfe eines Verbindungsmittels 4, wie z.B. eines Lötmittels oder dergleichen.
  • Der spannungsabhängige Widerstand derErfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass er einen gesinterten Körper aus einem Material enthält, das im wesentlichen aus Zinkoxid als Hauptbestandteil und aus einem Zusatz aus 0,05 bis 20,0 Mol~% Siliciumdioxid (SiO2) und insgesamt 0,05 bis 10,0 Mol-% wenigstens eines Oxids der aus Wismutoxid (Bi203), Kobaltoxid (CoO), Manganoxid (MnO), Bariumoxid (BaO), Strontiumoxid (SrO) und Bleioxid (PbO) bestehenden Gruppe besteht und im Kontakt mit dem Körper Elektroden aufweist.
  • Ein höherer n-Wert kann erhalten werden, wenn der genannte Zusatz im wesentlichen aus 0,1 bis 10 Mol-% Siliciumdioxid (SiO2) und insgesamt 0,1 bis ),0 Mol-% wenigstens eines Oxids der aus Wismutoxid (Bi203), Kobaltoxid (CoO), Manganoxid (MnO), Bariumoxid (BaO), Strontiumoxid (SrO) und Bleioxid (PbO) bestehenden Gruppe besteht.
  • In der Tabelle I ifit sind die optimalen Zusammensetzungen des genannten Zusatzes zur Erzielung eines spannungsabhängigen Widerstands mit hohem n-Wert, hohem C-Wert, grosser Konstanz mit der Temperatur, bei Feuchtigkeit und elektrischer Belastung und grosser Stromstossfestigkeit angegeben. Wie der Tabelle I zu entnehmen ist, ist der spannungsabhängige Widerstand der Erfindung besonders durcheine grosse Stromstossfestigkeit ausgezeichnet.
  • Der gesinterte Körper 1 kann nach einer auf dem Gebiet der Keramik bekannten Arbeitsweise hergestellt werden. Die Ausgangsstoffe mit den vorstehend angegebenen Zusammensetzungen werden in einer Nassmühle zu einem homogenen Gemisch vermisoht. Die Gemische werden trooknet und in einer Form zu der gewünschten Gestalt mit einem Druck von 100 bis 1000 kg/cm2 verpresst. Die verpressten Körper werden in Luft bei 1000 bis 14500 C 1 bis 10 Stunden gesintert und dann auf Raumtemperatur ( etwa 15 bis etwa 30° C) im Ofen abgekühlt.
  • Das Gemisch kann bei 700 bis 1000°C vorkalziniert und zur leichteren Durchführung der nachfolgenden Preßstufe gepulvert werden.
  • Das zu verpressende Gemisch kann mit einem geeigneten Bindemittel, wie z.B. Wasser, Polyvinylalkohol usw vermischt werden.
  • Es ist vorteilhaft, den gesinterten Körper auf den gegenüberliegenden Oberflächen mit Schleifpulver, wie z.B. mit Siliciumcarbid mit einer sehr kleinen Teilchengrösse ( 300 bis 1500 meshes ), zu polieren.
  • Die gesinterten Körper werden auf den gegenüberliegenden Oberem flächen mit zur Verfügung stehenden Elektroden nach einem an wendbaren und geeigneten Verfahren, z.B. mit einer durch Spritzmetallisieren aufgetragenen Schicht aus Aluminium und/oder Kupfer versehen.
  • T a b e l l e I Optimale Zusammensetzung von Zusätzen (Mol-%) SiO2 Bi2O3 CoO MnO Sb2O3 Cr2O3 NiO 0,1#10 0,1#3,0 --- --- 0,1#3,0-0,1#10 0,1#3,0 --- --- --- 0,1#3,0-0,1#10 0,1#3,0 --- --- --- --- 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 --- --- 0,1#3,0 0,1#3,0-0,1#10 0,1#3,0 --- --- 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 --- --- --- 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 --- --- 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 --- 0,1#3,0-0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 --- --- 0,1#3,0-0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 --- --- --- 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 0,1#3,0-0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 --- --- 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 T a b e l l e I (Fortsetzung) SiO3 Bi2O3 CoO MnO Sb2O3 Cr2O3 NiO 0,1#10 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 0,1#3,0-0,1#10 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 --- 0,1#3,0-0,1#10 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 --- --- 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0-0,1#10 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0-0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 --- 0,1#3,0-0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 --- --- 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0-0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 --- 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#10 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 0,1#3,0 Leitungsdrähte können mit den Elektroden nach an sich bekannter Weise unter Anwendung eines üblichen Lötmittels mit einem niedrigen Schmelzpunkt angebracht werden. Es ist bequem, einen leitfähigen Klebstoff, der Silberpulver und Hrz in einem organischen Lösungsmittel enthält, zum Verbinden der Leitungsdrähte mit den Elektroden zu verwenden.
  • Die spannungsabhäng$çn Widerstände der Erfindung weisen eine grosse Konstanz mit der Temperatur und in einem Belastungsdauertest auf, der bei 70° C bei einer Leistungsdauer von 1000 Stunden durchgeführt wurde. Der n-Wert und der C-Wert ändern sich nach den Erwärmungszyklen und dem Belastungsdauertest nicht merklich.
  • Die spannungsabhängigen Widerstände der Erfindung zeigen gleichfalls eine große Stromstoßfestigkeit auf. Zur Erzielung einer grossen Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit ist es vorteilhaft, die erhaltenen spannungs abhängigen Widerstände in ein feuchtigkeitefestes Harz, wie z.B. ein Epoxyharz oder ein Phenolharz, in an sieh benannter Weise einzubetten. Der n-Wert ist von der Dicke des gesinterten Körpers unabhängig, während der C-Wert sich im Verhältnis mit der Dicke des gesinterten Körpers ändert.
  • Die Änderung des C-Wertes mit der Dicke des gesinterten Körpers zeigt, dass die Nichtlinearität des spannungsabhängigen Widerstandes der Erfindung dem Material selbst des gesinterten Körpers und nicht der Grenzfläche zwischenden Elektroden und dem gesinterten Körper zuzuschreiben ist.
  • Nachfolgend werden zur Zeit bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
  • Beispiel 1 Die in der Tabelle II angegebenen Ausgangsinaterialien werden 5 Stunden lang in einer Nassmühle gemahlen. Das Gemisch wird getrocknet und in einer Form zu einer Scheibe mit einem Durchmesser von 13 mm und einer Dicke von 2,5 mm mit einem Druck von 340 kg/ cm2 verpresst.
  • Der verpressts Körper wird in Luft 1 Stunde lang bei der in der Tabelle 2 angegebenen Temperatur gesintert und dann aufRaumtemperatur ( etwa 15 bis etwa 300 C) im Ofen abgekühlt. Die gesinterte Scheibe wird zu der in der Tabelle ii angegebenen Dicke mit Siliciumcarbidschleifmaterial mit einer sehr kleinen Teilchengrösse ( 60Q meshes.) auf den entgegengesetzten Oberflächen poliert. Die entgegengesetzten Oberflächen der gesinterten Scheibe werden miteiner durch Spritzmetallisieren aufgetragenen Aluminiumschicht in an sich bekannter Weise versehen0 Leitungsdrähte werden mit den Aluminiumelektroden mit Hilfe leitfähiger Silberfarbe verbunden. Die elektrischen Eigenschaften des erhaltenen Widerstandes werden in der Tabelle II angegeben. Es ist leicht zu erkennen, dass sich der C-Wert im Verhältnis mit der Dicke des gesinterten Körpers ändert.
  • T a b e l l e II Zusammensetzung des gesinterten Elektrische Eigenschaften Körpers (Mol-%) Sintertemperatur Dicke ZnO SiO2 Weitere Zusätze (°C) (mm) C (bei l mA) n 2,0 170 6,2 94,5 5 Bi2O3 0,5 1200 1,5 126 6,3 1,0 85 6,1 2,0 205 7,4 94,5 5 CoO 0,5 1250 1,5 153 7,4 1,0 102 7,3 2,0 224 8,0 94,5 5 MnO 0,5 1250 1,5 167 8,1 1,0 111 8,1 2,0 340 7,5 94,5 5 BaO 0,5 1300 1,5 253 7,4 1,0 170 7,4 2,0 300 5,4 94,5 5 SrO 0,5 1250 1,5 225 5,3 1,0 151 5,4 2,0 720 5,9 94,5 5 PbO 0,5 1200 1,5 540 5,9 1,0 355 5,8 Beispiel 2 Die in der Tabelle III angegebenen Ausgangsmateriallen werden nach der in dem Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise gemischt und verpresst.
  • Der verpresste Körper wird in Luft bei 12500 C 1 Stunde lang gesintert und dann auf Raumtemperatur (etwa 15 bis etwa 30° C) im Oren abgekühlt. Die gesinterte Scheibe wird an ihren tegenüberliegenden Oberflächen mit Siliciumcarbldschleifmaterial mit einer sehr kleinen Teilchengrösse poliert.
  • Die erhaltene gesinterte Scheibe hat einen Durchmesser von 10 mm und eine Dicke von 1,5 mm. Die grgenüberliegenden Oberflächen der gesinterten Scheibe werden mit einer durch Spritzmetallisieren aufgetragenen Aluminiumschicht in an sich bekannter Weise versehen.Leitungsdrähte werden mit den Aluminiumelektr@den mit Hilfe leitfähiger Silberfarbe verbunden. Die erhaltenen Widerstände werden nach einem Verfahren getestet, das in grossem Masse für elektronische Teile benutzt wird. Der Belastungsdauertest wird bei 70° C Umgebungstemperatur bei einer 1,5-Watt-Leistungsdauer von 1000 Stunden durchgeführt. Der Test mit periodischer Erwärmung wird durch fünfmaliges Wiederholen einer Folge durchgeführt, bei der die Widerstände bei 85° C Umgebungstemperatur 30 Minuten lans gchalten werden. dann schnell auf -20° C abgekünlt und bei dieser Temperatur 30Minuten lang gehalten werden. Der Impulstest bzw. Stromstosstest wird durch 100maliges Anlegen von 8 x 20 µs-Impulsen von 1500 Ap durchgeführt. Die elektrischen Eigenschaften de erhalt@nen Widerstands werden in der Tab@le III angegeben. Es ist leicht zu erkennen, dass ein hoher n-Wert, ein hoher C-Wert bei einem gegebenen Strom von l mA und eine gr@@se Konstanz durch Zugabe von Silieiumdioxid erzielt werden können.
  • T a b e l l e III Zusammensetzung des gesinterten Elektrische Änderungsgrad (%) Körpers (Mol-%) Eigenschaften Belastungsdauer- Periodischer Er- Impulstest ZnO SiO2 weitere Zusätze C n test wärmungstest (bei 1 mA) #c #n #c #n #c #n 99,90 0,05 Bi2O3 0,05 85 4,4 -9,3 -9,3 -8,8 -9,2 -4,9 -4,9 89,95 0,05 Bi2O3 10 100 4,2 -9,7 -9,4 -9,1 -9,4 -4,7 -4,8 79,95 20 Bi2O3 0,05 200 4,1 -9,6 -8,8 -9,4 -9,6 -4,6 -4,8 70,0 20 Bi2O3 10 350 4,3 -9,9 -9,0 -9,1 -8,9 -4,9 -4,7 99,8 0,1 Bi2O3 0,1 115 5,8 -7,3 -5,8 -7,7 -7,7 -3,7 -4,@ 96,9 0,1 Bi2O3 3 150 5,6 -7,2 -7,3 -7,4 -7,6 -3,7 -4,0 89,9 10 Bi2O3 0,1 225 5,4 -5,9 -7,4 -7,3 -7,2 -3,6 -4,0 87,0 10 Bi2O3 3 270 5,4 -5,7 -7,0 -7,8 -8,0 -3,9 -3,7 94,5 5 Bi2O3 0,5 100 6,0 -5,2 -5,0 -4,6 -4,8 -3,5 -3,3 99,90 0,05 CoO 0,05 130 4,7 -9,0 -8,9 -9,0 -8,9 -4,7 -4,5 89,95 0,05 CoO 10 160 4,9 -9,1 -8,9 -9,1 -9,0 -4,9 -4,7 79,95 20 CoO 0,05 390 5,0 -8,9 -9,0 -8,7 -9,5 -4,7 -4,5 70,0 20 CoO 10 500 4,7 -9,1 -9,2 -9,0 -8,7 -4,8 -4,9 99,8 0,1 CoO 0,1 140 6,5 -7,2 -6,3 -7,1 -7,2 -4,0 -3,8 96,9 0,1 CoO 3 185 6,7 -7,7 -7,1 -7,2 -6,4 -3,9 -3,4 89,9 10 CoO 0,1 220 5,9 -7,0 -6,9 6,8 -6,5 -3,7 -3,@ 87,0 10 CoO 3 270 6,3 -7,0 -7,5 -7,1 -6,8 -3,5 3,@ 94,5 5 CoO 0,5 153 7,4 -5,0 -4,9 -5,1 -5,2 -3,3 -3,1 T a b e l l e III (Fortsetzung) 99,90 0,05 MnO 0,05 190 5,2 -9,1 -8,9 -9,0 -8,8 -4,8 -4,9 89,95 0,05 MnO 10 220 5,0 -9,6 -8,7 -8,7 -8,8 -4,7 -4,8 79,95 20 MnO 0,05 540 4,7 -9,7 -9,2 -8,8 -9,0 -4,7 -4,9 70,0 20 MnO 10 650 4,9 -8,9 -9,0 -9,4 -9,5 -4,9 -4,7 99,8 0,1 MnO 0,1 220 6,5 - 7,2 -3,7 -6,3 -7,1 -3,8 -4,0 96,9 0,1 MnO 3 250 6,6 -7,3 -4,0 -7,0 -7,0 -3,7 -4,0 89,9 10 MnO 0,1 380 6,5 -6,5 -3,6 -6,9 -6,7 -3,9 -3,7 87,0 10 MnO 3 395 6,7 -7,0 -4,0 -7,1 -6,7 -3,9 -3,7 94,5 5 MnO 0,5 167 8,1 -5,42 -5,4 -5,3 -5,4 -3,4 -3,3 99,90 0,05 BaO 0,05 200 4.4 -8,7 -9,0 -9,2 -9,3 -4,8 -4,5 89,95 0.05 BaO 10 240 4,5 -9,5 -8,8 -9,2 -9,2 -4,7 -4,9 79,95 20 BaO 0,05 670 4,5 -8,8 -8,8 -9,4 -8,7 -4,5 -4,7 70,0 20 BaO 10 800 4,3 -8,9 -9,2 -8,9 -9,2 -4,2 -4,2 99,8 0,1 BaO 0,1 310 5,9 -7,4 -7,4 -7,0 -7,1 -3,7 -4,0 96,9 0,1 BaO 3 335 5,8 -7,0 -7,0 -7,1 -7,1 -3,5 -3,9 89,9 10 BaO 0,1 415 5,7 -7,0 -6,7 -6,4 -6,4 -3,3 -4,0 87,0 10 BaO 3 470 5,9 -6,8 -6,6 -6,8 -7,0 -3,7 -3,7 94,5 5 BaO 0,5 270 7,3 -4,4 -4,6 -5,0 -4,8 -3,1 -3,5 99,90 0,05 SrO 0,05 175 4,2 -8,7 -9,4 -8,4 -9,0 -4,7 -4,5 89,95 0,05 SrO 10 180 4,3 -8,6 -9,5 -9,0 -9,1 -4,9 -4,7 79,95 20 SrO 0,05 580 4,1 -8,9 -8,9 -8,7 -8,7 -4,9 -4,9 70,0 20 SrO 10 700 4,2 -8,2 -7,7 -8,2 -8,4 -4,5 -4,7 99,8 0,1 SrO 0,1 290 4,7 -6,9 -7,0 -6,9 -6,3 -4,0 -3,8 T a b e l l e III (Fortsetznng) 96,9 0,1 SrO 3 300 4,8 -7,1 -6,2 -7,1 -6,5 -3,7 -3,7 89,9 10 SrO 0,1 415 4,8 -6,3 -6,3 -6,2 -6,0 -3,5 -3,7 87,0 10 SrO 3 450 4,6 -6,7 -6,5 -6,2 -6,7 -3,8 -3,6 94,5 5 SrO 0,5 225 5,3 -4,5 -4,9 -4,2 -4,2 -3,3 -3,3 99,90 0,05 PbO 0,05 290 4,2 -9,0 -9,1 -8,6 -8,7 -4,6 -4,1 89,95 0,05 PbO 10 420 4,1 -8,2 -9,3 -8,7 -8,8 -4,7 -4,0 79,95 20 PbO 0,05 1050 4,1 -9,0 -9,1 -8,5 -9,4 -4,9 -4,3 70,0 20 PbO 10 1200 4,3 -9,3 -8,9 -9,1 -9,1 -4,6 -4,5 99,8 0,1 PbO 0,1 400 5,0 -6,4 -7,0 -6,6 -6,3 -4,1 -4,0 96,9 0,1 PbO 3 580 4,8 -6,4 -6,7 -6,5 -6,3 -3,9 -3,7 89,9 10 PbO 0,1 690 4,9 -5,9 -6,0 -7,1 -6,6 -3,8 -3,6 87,0 10 PbO 3 750 5,0 -6,4 -6,47 -6,4 -5,8 -3,9 -3,5 94,5 5 PbO 0,5 490 5,7 -4,4 -4,2 -4,2 -4,4 -3,7 -3,2 94,0 5 94,0 5 94,0 5 94,0 5
    Bi2O3
    #
    CoO
    Bi2O3
    #
    MnO
    Bi2O3
    #
    BaO
    Bi2O3
    #
    SrO
    0,5 150 16 -3,9 -4,0 -3,8 - 4,1 -3,4 -3,2 0,5 0,5 190 18 -3,4 -3,9 -4,2 -3,6 -3,5 -3,3 0,5 0,5 350 17 -3,4 -4,3 -3,5 -3,9 -3,7 -3,7 0,5 0,5 290 16 -4,0 -4,7 -3,7 -4,0 -3,7 -3,3 0,5 T a b e l l e III (Fortsetzung)
    Bi2O3 0,5
    94,0 5 # 400 15 -4,1 -4,7 -3,6 -3,9 -3,5 -3,6
    PbO 0,5
    CoO 0,5
    94,0 5 # 200 16 -3,7 -4,2 -4,4 -3,5 -3,3 -3,4
    MnO 0,5
    CoO 0,5
    94,0 5 # 370 19 -4,4 -3,9 -3,8 -3,7 -3,9 -3,9
    BaO 0,5
    CoO 0,5
    94,0 5 # 450 18 -3,3 -4,4 -4,0 -3,8 -3,4 -3,4
    SrO 0,5
    CoO 0,5
    94,0 5 # 400 18 -4,0 -4,0 -3,6 -3,5 -3,5 -3,3
    PbO 0,5
    MnO 0,5
    94,0 5 # 300 17 -4,4 -5,0 -3,8 -4,5 -3,8 -3,6
    BaO 0,5
    MnO 0,5
    94,0 5 # 270 19 -3,8 -4,5 -4,0 -4,5 -3,9 -3,8
    SrO 0,5
    MnO 0,5
    94,0 5 # 420 15 -4,0 -4,4 -4,1 -3,9 -3,1 -3,6
    PbO 0,5
    BaO 0,5
    94,0 5 # 320 16 -4,2 -3,4 -2,7 -3,1 -3,2 -3,9
    SrO 0,5
    T a b e l l e III (Fortsetzung)
    BaO 0,5
    94,0 5 # 480 16 -4,1 -3,8 -3,8 -3,5 -3,4 -3,7
    PbO 0,5
    SrO 0,5
    94,0 5 # 430 15 -4,4 -3,9 -3,9 -4,2 -3,9 -3,9
    PbO 0,5
    Beispiel 5 Die inder Tabelle IV angegebenen Ausgangsstoffe werden verpresst, der erhaltene wrpresste Körper wird gebrannt, poliert, mit Elektroden versehen und dann nach der in dem Beispiel 2 beschriebenen Weise getestet. Die elektrischen Eigenschaften der erhaltenen Widerstände werden in der Tabelle IV angegeben Es ist leicht zu erkennen, dass die Widerstände mit einer in der Tabele IV angegebenen Zusammensetzung einen höheren n-Wert, einen höheren C-Wert und eine noch ausgezeichnetere Konstanz aufweisen, insbesondere bei dem Impulstest.
  • T a b e l l e IV Zus ammensetzung des gesinterten Körpers Elektrische Änderungsgred (%) (Mol-%) Eigenschaften C n ZnO SiO2 Bi2O3 CoO MnO Sb2O3 Cr2O3 NiO Belastungs- Periodisch Er- Impuls-(bei lmA) dauertest wärmungstest test #c #n #c #n #c #n 99,7 0,1 0,1 --- --- 0,1 --- --- 160 23 -4,5 -4,5 -4,7 -4,9 -4,8 -4,7 99,7 0,1 0,1 --- --- --- 0,1 --- 140 23 -4,7 -4,5 -4,6 -4,7 -4,8 -4,8 99,7 0,1 0,1 --- --- --- --- 0,1 135 23 -4,7 -4,4 -4,7 -4,2 -4,4 -4,2 99,6 0,1 0,1 --- --- 0,1 0,1 --- 175 24 -4,7 -4,5 -4,4 -4,3 -4,2 -4,3 99,6 0,1 0,1 --- --- 0,1 --- 0,1 170 24 -4,7 -4,6 -4,4 -4,4 -4,3 -4,2 99,6 0,1 0,1 --- --- --- 0,1 0,1 175 23 -4,3 -4,6 -4,5 -4,4 -4,7 -4,3 99,5 0,1 0,1 --- --- 0,1 0,1 0,1 190 25 -4,1 -4,2 -4,0 -4,2 -4,1 -4,0 84,0 10 3 --- --- 3 --- --- 300 23 -4,0 -4,0 -4,0 -3,9 -3,9 -3,9 84,0 10 3 --- --- --- 3 --- 290 23 -3,9 -3,9 -4,2 -3,8 -3,9 -3,8 84,0 10 3 --- --- --- --- 3 275 23 -4,1 -4,0 -4,1 -3,8 -3,7 -3,8 81,0 10 3 --- --- 3 3 --- 325 25 -3,8 -4,0 -4,0 -3,8 -3,7 -3,5 81,0 10 3 --- --- 3 --- 3 310 25 -3,9 -4,1 -3,9 -3,7 -3,9 -3,7 81,0 10 3 --- --- --- 3 3 300 24 -4,2 -3,9 -3,8 -3,6 -3,8 -3,6 78,0 10 3 --- --- 3 3 3 380 27 -3,9 -3,9 -3,7 -3,9 -3,5 -3,1 94,0 5 0,5 --- --- 0,5 --- --- 200 27 - 3,7 -3,2 -4,0 -3,9 -3,0 -2,9 94,0 5 0,5 --- --- --- 0,5 --- 190 26 -3,6 -3,3 -3,2 -3,5 -3,1 -2,8 94,0 5 0,5 --- --- --- --- 0,5 180 24 -3,5 -3,4 -3,4 -3,8 -3,1 -3,2 93,5 5 0,5 --- --- 0,5 0,5 --- 240 32 -3,5 -3,7 -3,7 -3,7 -3,4 -3,3 T a b e l l e IV (Fortsetzung) 93,5 5 0,5 --- --- 0,5 --- 0,5 230 33 -3,6 -3,3 -3,6 -3,7 -3,0 -3,1 93,5 5 0,5 --- --- --- 0,5 0,5 215 30 -3,7 -3,3 -3,5 -3,8 -3,3 -3,2 93,0 5 0,5 --- --- 0,5 0,5 0,5 270 35 -2,3 -2,2 -2,4 -2,3 -2,4 -2,2 99,6 0,1 0,1 0,1 --- 0,1 --- --- 210 27 -4,0 -3,9 -3,9 -4,0 -3,5 -4,0 99,6 0,1 0,1 0,1 --- --- 0,1 --- 200 27 -3,7 -4,0 -3,8 -3,7 -4,0 -3,7 99,6 0,1 0,1 0,1 --- --- --- 0,1 195 25 -3,7 -4,0 -3,6 -3,5 -4,0 -4,0 99,5 0,1 0,1 0,1 --- 0,1 0,1 --- 240 29 -4,0 -3,3 -3,9 -3,7 -3,7 -4,0 99,5 0,1 0,1 0,1 --- 0,1 --- 0,1 240 28 -3,5 -3,7 -4,0 -3,7 -3,9 -3,7 99,5 0,1 0,1 0,1 --- --- 0,1 0,1 235 28 -3,8 -4,0 -3,7 -3,9 -3,8 -3,5 99,4 0,1 0,1 0,1 --- 0,1 0,1 0,1 300 30 -3,5 -3,5 -3,7 -3,7 -3,8 -3,8 81,0 10 3 3 --- 3 --- --- 270 29 -3,7 -3,6 -3,3 -3,8 -3,5 -3,4 81,0 10 3 3 --- --- 3 --- 360 27 -3,6 -3,4 -3,5 -3,8 -3,1 -3,2 81,0 10 3 3 --- --- --- 3 350 26 -3,7 -3,6 -3,6 -3,8 -3,4 -3,5 78,0 10 3 3 --- 3 3 --- 400 33 -3,5 -3,3 -3,7 -3,7 -3,7 -3,7 78,0 10 3 3 --- 3 --- 3 400 30 -3,5 -3,5 -3,3 -3,4 -3,7 -3,6 78,0 10 3 3 --- --- 3 3 370 31 -3,4 -3,6 -3,0 -3,1 -3,3 -3,4 75,0 10 3 3 --- 3 3 3 460 37 -3,0 -2,9 -3,0 -2,9 -3,0 -2,9 93,5 5 0,5 0,5 --- 0,5 --- --- 260 37 -2,3 -3,1 -3,3 -2,9 -2,9 -3,0 93,5 5 0,5 0,5 --- --- 0,5 --- 250 36 -2,2 -3,2 -2,9 -2,7 -2,2 -2,2 93,5 5 0,5 0,5 --- --- --- 0,5 250 37 -2,4 -3,1 -2,8 -2,4 -2,3 -2,3 93,0 5 0,5 0,5 --- 0,5 0,5 --- 330 40 -2,4 -3,0 -2,7 -2,4 -2,5 -2,4 93,0 5 0,5 0,5 --- 0,5 --- 0,5 330 41 -2,2 -2,9 -2,5 -2,3 -2,5 -2,5 T a b e l l e IV (Fortsetzung) 93,0 5 0,5 0,5 --- --- 0,5 0,5 310 41 -2,4 -2,4 -2,6 -2,7 -2,3 -2,3 92,5 5 0,5 0,5 --- 0,5 0,5 0,5 390 45 -1,9 -1,9 -1,7 -1,9 -2,1 -2,0 99,6 0,1 0,1 --- 0,1 0,1 --- --- 300 36 -4,0 -3,9 -4,0 -3,7 -3,9 -3,8 99,6 0,1 0,1 --- 0,1 --- 0,1 --- 290 36 -3,7 -4,0 -3,7 -4,0 -3,8 -3,7 99,6 0,1 0,1 --- 0,1 --- --- 0,1 285 34 -3,9 -4,0 -4,0 -4,0 -3,9 -3,9 99,6 0,1 0,1 --- 0,1 0,1 0,1 --- 360 38 -3,7 -3,7 -3,9 -3,7 -3,7 -3,6 99,5 0,1 0,1 --- 0,1 0,1 --- 0,1 350 38 -3,7 -3,9 -3,9 -3,9 -3,7 -3,8 99,5 0,1 0,1 --- 0,1 --- 0,1 0,1 330 37 -3,6 -3,6 -3,5 -3,8 -3,9 -3,6 99,5 0,1 0,1 --- 0,1 0,1 0,1 0,1 380 40 -3,1 -4,0 -3,6 -3,2 -2,9 -2,8 81,0 10 3 --- 3 3 --- --- 520 42 -2,9 -3,8 -3,4 -3,8 -3,0 -3,0 81,0 10 3 --- 3 --- 3 --- 570 42 -3,8 -3,7 -3,4 -3,7 -3,1 -3,1 81,0 10 3 --- 3 --- --- 3 500 42 -3,7 -3,0 -3,9 -3,4 -3,2 -3,4 78,0 10 3 --- 3 3 3 --- 550 44 -2,7 -3,3 -3,7 -3,3 -3,3 -3,1 78,0 10 3 --- 3 3 --- 3 540 43 -3,9 -3,7 -3,5 -3,6 -3,1 -3,1 78,0 10 3 --- 3 --- 3 3 540 43 -3,7 -3,8 -3,6 -3,6 -3,3 -3,2 75,0 10 3 --- 3 3 3 3 600 47 -3,1 -3,9 -3,8 -3,7 -3,0 -3,1 T a b e l l e IV (Fortsetzung) 93,5 5 0,5 --- 0,5 0,5 --- --- 415 48 -3,0 -3,0 -2,9 -2,4 -2,5 -2,4 93,5 5 0,5 --- 0,5 --- 0,5 --- 410 48 -3,7 -2,9 -3,0 -2,5 -2,5 -2,5 93,5 5 0,5 --- 0,5 --- --- 0,5 405 46 -3,0 -3,0 -2,7 -2,8 -2,3 -2,4 93,0 5 0,5 --- 0,5 0,5 0,5 --- 460 51 -3,0 -2,9 -2,7 -2,3 -2,6 -2,5 93,0 5 0,5 --- 0,5 0,5 --- 0,5 460 50 -2,9 -2,8 -2,8 -2,4 -2,6 -2,5 93,0 5 0,5 --- 0,5 --- 0,5 0,5 440 49 -2,9 -2,8 -2,9 -2,7 -2,7 -2,7 92,5 5 0,5 --- 0,5 0,5 0,5 0,5 500 55 -2,0 -1,9 -2,1 -1,8 -1,7 -1,8 99,5 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 --- --- 440 35 -2,9 -3,0 -2,7 -2,9 -3,0 -3,0 99,5 0,1 0,1 0,1 0,1 --- 0,1 --- 430 35 -2,6 -2,9 -2,8 -2,7 -2,8 -2,7 99,5 0,1 0,1 0,1 0,1 --- --- 0,1 425 33 -2,7 -2,9 -2,9 -2,6 -2,7 -2,8 99,4 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0.1 --- 470 37 -2,8 -2,8 -2,7 -2,7 -2,7 -2,8 99,4 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 --- 0,1 470 38 -2,5 -2,8 -2,8 -2,9 -2,9 -2,7 99,4 0,1 0,1 0,1 0,1 --- 0,1 0,1 465 37 -2,7 -2,8 -2,7 -2,8 -2,9 -2,7 99,3 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 500 43 -2,7 -2,4 -2,5 -2,3 -2,4 -2,3 T a b e l l e IV (Fortsetzung) 78,0 10 3 3 3 3 --- --- 730 44 -3,0 -2,9 -2,9 -2,7 -3,0 -2,8 78,0 10 3 3 3 --- 3 --- 720 42 -2,7 -2,7 -2,9 -2,8 -2,9 -2,7 78,0 10 3 3 3 --- --- 3 715 42 -2,9 -2,8 -2,9 -2,9 -2,7 -2,7 75,0 10 3 3 3 3 3 --- 780 49 -2,7 -2,8 -2,6 -2,6 -2,7 -2,7 75,0 10 3 3 3 3 --- 3 750 48 -2,5 -2,7 -2,8 -2,7 -2,7 -2,6 75,0 10 3 3 3 --- 3 3 740 47 -2,4 -2,3 -2,2 -2,5 -2,3 -2,4 72,0 10 3 3 3 3 3 3 850 52 -2,0 -2,1 -2,2 -2,4 -2,0 -2,0 93,0 5 0,5 0,5 0,5 0,5 --- --- 590 54 -1,5 -1,9 -1,4 -1,2 -1,7 -1,1 93,0 5 0,5 0,5 0,5 --- 0,5 --- 570 54 -1,2 -1,4 -1,1 -1,1 -1,0 -1,7 93,0 5 0,5 0,5 0,5 --- --- 0,5 565 53 -1,3 -1,2 -1,1 -1,3 -1,3 -1,2 92,5 5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 --- 620 60 -1,3 -1,3 -1,4 -1,5 -1,2 -1,1 92,5 5 0,5 0,5 0,5 0,5 --- 0,5 600 59 -1,3 -1,9 -1,1 -1,1 -1,0 -1,2 92,5 5 0,5 0,5 0,5 --- 0,5 0,5 600 57 -1,2 -1,9 -1,8 -1,2 -1,1 -1,1 92,0 5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 600 65 -0,5 -0,5 -0,4 -0,5 -0,8 -0,9

Claims (6)

  1. P a t e n t a n s p r ü c h e : 1. Spannungsabhängiger Widerstand mit einer auf das Material selbst zurückzuführenden Nichtlinearität, dadurch gekennzeichnet, dass er einen gesinterten Körper, der im wesentlichen aus Zinkoxid (ZnO) als Hauptbestandteil sowie aus einem Zusatz aus 0,05 bis 20,0 Mol-% Siliciumdioxid (SiO2) und insgesamt 0,05 bis 10,0 Mol-% wenigstens eines Oxids der aus Wismutoxid (Bi2O3), Kobaltoxid (CoO), Manganoxid (MnO), Bariumoxid (BaO), Strontiumoxid (SrO) und Bleioxid (PbO) beste@en@en Gruppe bestchs, und im Kontakt mit dem Körper El@k@roden aufweist.
  2. 2. Spannungsabhängiger Widerstund mit einer auf das Matcrial selbst zurüukzufübrenden @iohtlin@arit@t nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dans der Zusatz im wesentlichen aus O,l bis 10,0 Mol-% Sili@@u@@loxid (SiO2) und insgesamt 0,1 bis 3,0 Mol-% wenigstens ei@es @@i@@ der aus W@smutox@d (Bi2O3), Kopaitoxid (CoO), Mangan@rid (MnO), @ariumoxid (BaO), Str@ntium-@@id (SrO) und Bleioxid (FbO) bes@@h@n@on Druppe best@ht.
  3. 3. Spannungsabh@@g@ger Wider@tand @ach Anspruoch l, dad@rch geke@nzeic@net, daes der @@satz im w@sentlichen aus 0,1 bis 10,0 Mol-% Siliciumdioxid (SiO2) 0,1 bis 3,0 Mol-% Wismutoxid (Bi2O3) un@ @enigstens einem Oxid der aus 0,1 bis 3,0 Mol-% Antimonoxid (Sb2O3), 0,1 bis 3,0 Mol-% @hromoxid (Cr2O3) und O,1 bis 3,0 Mol-% Nickeloxid (NiO) @est@henden Gruppe besteht.
  4. 4. Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz im wesentlichen aus 0,1 bis 10,0 Mol- Siliciumdioxid (SiO2), 0,1 bis 3,0 Mol- Wismutoxid (Bi205), 0,1 bis 3,0 Mol-% Kobaltoxid (CoO) und wenigstens einem Oxid der aus 0,1 bis 3,0 Mol-70 Antimonoxid (Sb2O3), 0,1 bis 3,0 Mol-% Chromoxid (Cr2O3) und 0,1 bis 3,0 Mol- Nickeloxid (NiO) bestehenden Gruppe besteht.
  5. 5. Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz im wesentlichen aus 0,1 bis 10,0 Mol-% Siliciumdioxid (SiO2), 0,1 bis 3,0 Mol-% Wismutoxid (Bi2O3), 0,1 bis 3,0 Mol- Manganoxid (MnO) und wenigstens einem Oxid der aus 0,1 bis 3,0 Mol-% Antimonoxid (Sb2O3), 0,1 bis 3,0 Mol-% Chromoxid (Cr2O3) und 0,1 bis 3,0 Mol- Nickeloxid (NiO) bestehenden Gruppe besteht.
  6. 6. Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zusatz im wesentlichen aus 0,1 bis 10,0 Mol-% Siliciumdioxid (SiO2), 0,1 bis 3,0 Mol-% Wismutoxid (Bi205), 0,1 bis 3,0 Mol-% Kobaltoxid (CoO), 0,1 bis 3,0 Mol-% Manganoxid (MnO) und wenigstens einem Oxid der aus 0,1 bis 3,0 Mol-% Antimonoxid (Sb2O3),0,1 bis 3,0 Mol-% Chromoxid (Cr2O3) und 0,1 bis 3,0 Mol- Nickeloxid bestehenden Gruppe besteht.
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