DE2215933C3 - Spannungsabhängige Masse widerstände - Google Patents

Spannungsabhängige Masse widerstände

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DE2215933C3
DE2215933C3 DE19722215933 DE2215933A DE2215933C3 DE 2215933 C3 DE2215933 C3 DE 2215933C3 DE 19722215933 DE19722215933 DE 19722215933 DE 2215933 A DE2215933 A DE 2215933A DE 2215933 C3 DE2215933 C3 DE 2215933C3
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Yoshio Suita Iida
Takeshi Takatsuki Masuyama
Michio Hirakata Matsuoka
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • 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

jedoch einen relativ niedrigen «-Wert, der von 3 bis 6 und dann auf Raumtemperatur (etwa 15 bis etwa 30° C)
reicht. im ofen abgekühlt.
Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, einen Das Gemisch kann bei 700 bis 10000C vorkalziniert
spannungsabhangigen Massewiderstand, der durch und zur leichteren Durchführung der nachfolgenden
einen hohen C-Wert einen hohen «-Wert und eine S Preßstufe gepulvert werden. Das zu verpressende
große Konstanz mit der Temperatur bei Feuchtigkeit Gemisch kann mit einem geeigneten Bindemittel, wie
und elektrischer Belastung ausgezeichnet ist, zur Ve*·- z. B. Wasser, Polyvinylalkohol usw., vermischt werden,
fügung zu stellen. Es ist vorteilhaft, den gesinterten Körper auf den
Nach der Erfindung soll außerdem ein spannungs- gegenüberliegenden Oberflächen mit Schleifpulver,
abhängiger Massewiderstand geschaffen werden, der io wie z. B. mit Siliciumcarbid mit einer sehr kleinen
durch eine große Festigkeit gegenüber Stromstößen Teilchengröße (300 bis 1500 meshes), zu polieren,
ausgezeichnet ist. Die gesinterten Körper werden auf den gegenüber-
Andere Ziele der Erfindung sind der nachfolgenden liegenden Oberflächen mit zur Verfügung stehenden
Beschreibung in Verbindung nut der dazugehörigen Elektroden nach einem anwendbaren und geeigneten
Zeichnung zu entnehmen, in der die einzelne Abbildung l5 Verfahren, z.B. mit einer durch Spritzmetallisieren
ein Teilquerschnitt durch einen spannungsabhängigen aufgetragenen Schicht aus Aluminium und/oder Kupfer
Massewiderstand der Erfindung ist. versehen.
Bevor im einzelnen der spannungsabhängige Masse- Leitungsdrähte können mit dem Elektroden nach
widerstand der Erfindung erläutert wird, soll dessen an sich bekannter Weise unter Anwendung eines
Aufbau an Hand der Figur in der Zeichnung be- ao üblichen Lötmittels mit einem niedrigen Schmelzpunkt
schrieben werden, in der die Bezugsziffer 10 einen angebracht werden. Es ist bequem, einen leitfähigen
spannungsabhängigen Massewiderstand als solchen Klebstoff, der Silberpulver und Harz in einem organi-
bezeichnet, dei als aktives Element einen gesinterten scheu Lösungsmittel enthält, zum Verbinden der
Körper mit einem Paar Elektroden 2 und 3, die an den Leitungsdrähte mit den Elektroden zu verwenden,
gegenüberliegenden Oberflächen des Körpers an- 25 Die spannungsabgängigen Massewiderstände der
gebracht sind, aufweist. Der gesinterte Körper 1 wird Erfindung weisen eine große Konstanz mit der Tempe-
in der nachfolgend geschilderten Weise hergestellt und ratur und in einem Belastungsdauertest auf, der bei
besitzt irgendeine Form, z. B. eine kreisrunde, quadra- 700C bei einer Leistungsdauer von 1000 Stunden
tische oder rechteckige Plattenform. Leitungsdrähte 5 durchgefühlt wurde. Der η-Wert und der C-Wert
und 6 sind mit den Elektroden 2 und 3 leitend ver- 30 ändern sich nach den Erwärmungszyklen und dem
bunden, und zwar mit Hilfe eines Verbindungsmittels 4, Belastungsdauertest nicht merklich. Die spannungs-
wie z. B. eines Lötmittels od. dgl. abhängigen Massewiderstände der Erfindung zeigen
Der spannungsabhängige Massewiderstand der Er- gleichfalls eine große Stromstoßfestigkeit auf. Zur findung ist dadurch gekennzeichnet, daß er einen ge- Erzielung einer großen Beständigkeit gegenüber sinterten Körper aus einem Material enthält, das im 35 Feuchtigkeit ist es vorteilhaft, die erhaltenen spanwesentlichen aus Zinkoxid als Hauptbestandteil und nungsabhängigen Massewiderstände in ein feuchtigaus einem Zusatz aus 0,05 bis 20,0 Molprozent Silicium- keitsfestes Harz, wie z.B. ein Epoxyharz oder ein dioxid (SiO2) und insgesamt 0,05 bis 10,0 Molprozent Phenolharz, in an sich bekannter Weise einzubetten, wenigstens eines Oxids der aus Wismutoxid (Bi2O3), Der η-Wert ist von der Dicke des gesinterten Körpers Kobaltoxid (CoO), Manganoxid (MnO), Bariumoxid \o unabhängig, während der C-Wert sich im Verhältnis (BaO), Strontiumoxid (SrO) und Bleioxid (PbO) be- mit der Dicke des gesinterten Körpers ändert. Die stehenden Gruppe besteht und im Kontakt mit dem Änderung des C-Wertes mit der Dicke des gesinterten Körper Elektroden aufweist. Körpers zeigt, daß die Nichtlinearität des spannungs-
Ein höherer w-Wert kann erhalten werden, wenn der abhängigen Massewiderstandes der Erfindung der genannte Zusatz im wesentlichen aus 0,1 bis 10 Mol- 45 Masse des gesinterten Körpers und nicht der Grenzprozent Siliciumdioxid (SiO2) und insgesamt 0,1 bis fläche zwischen den Elektroden und dem gesinterten 3,0 Molprozent wenigstens eines Oxids der aus Wismut- Körper zuzuschreiben ist.
oxid (Bi2O3), Kobaltoxid (CoO), Manganoxid (MnO), Nachfolgend werden zur Zeit bevorzugte Aus-Bariumoxid (BaO), Strontiumoxid (SrO) und Blei- führungsformen der Erfindung beschrieben,
oxid (PbO) bestehenden Gruppe besteht. 50
In der Tabelle I sind die optimalen Zusammen- Beispiel 1
Setzungen des genannten Zusatzes zur Erzielung eines Die in der Tabelle 11 angegebenen Ausgangs-
spannungsabhängigen Massewiderstandes mit hohem materialien werden 5 Stunden lang in einer Naßmühle
η-Wert, hohem C-Wert, großer Konstanz mit der gemahlen. Das Gemisch wird getrocknet und in einer
Temperatur, bei Feuchtigkeit und elektrischer Be- 55 Form zu einer Scheibe mit einem Durchmesser von
lastung und großer Stromstoßfestigkeit angegeben. 13 mm und einer Dicke von 2,5 mm mit einem Druck
Wie der Tabelle I zu entnehmen ist, ist der spannungs- von 340 kg/cm2 verpreßt.
abhängige Massewiderstand der Erfindung besonder?" Der verpreßte Körper wird in Luft 1 Stunde lang
durch eine große Stromstoßfestigkeit ausgezeichnet. bei der in der Tabelle II angegebenen Tempertaur
Der gesinterte Körper 1 kann nach einer auf dem 60 gesintert und dann auf Raumtemperatur (etwa 15 bis
Gebiet der Keramik bekannten Arbeitsweise hergestellt etwa 3O0C) im Ofen abgekühlt. Die gesinterte Scheibe
werden. Die Ausgangsstoffe mit den vorstehend an- wird zu der in der Tabelle II angegebenen Dicke mit
gegebenen Zusammensetzungen werden in einer Naß- Siliciumcarbidschleifmaterial mit einer sehr kleinen
mühle zu einem homogenen Gemisch vermischt. Die Teilchengröße (600 meshes) auf den entgegengesetzten
Gemische werden getrocknet und in einer Form zu der 65 Oberflächen poliert. Die entgegengesetzten Oberflächen
gewünschten Gestalt mit einem Druck von 100 bis der gesinterten Scheibe werden miteinander durch
1000 kg/cma verpreßt. Die verpreßten Körper werden Spritzmetallisieren aufgetragenen Aluminiumschicht
in Luft bei 1000 bis 1450° C 1 bis 10 Stunden gesintert in an sich bekannter Weise versehen. 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, d; sich der C-Wert im Verhältnis mit der Dicke d gesinterten Körpers ändert.
Tabelle I Optimale Zusammensetzung von Zusätzen (Molprozent)
SiO8 Bi8O3 CoO 3,0 MnO 3,0 Sb8O3 Cr2O 3 NiO 3,0
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 _ 3,0 _ 3,0 0,1 ~ 3,0
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 — 3,0 — 3,0 0,1 ~ 3,0 — 3,0
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 — 3,0 — 3,0 — — 0,1 ~ 3,0
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 — 3,0 — 3,0 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ 3,0 3,0
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 —- 3,0 — 3,0 0,1 ~ 3,0 0,1 ~
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 — 3,0 —- 3,0 — 0,1 ~ 3,0 0,1 ~
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 — — 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 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 3,0
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ — 3,0 0,1 ~ 3,0 — 0,1 ~
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ — 3,0 — 0,1 ~ 3,0 0,1 ~
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 — 3,0 0,1 ~ 0,1 ~ 3,0 .
0,1 ~ 10 0,2 ~ 3,0 — 3,0 0,1 ~ — 0,1 ~ 3,0 3,0
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 — 3,0 0,1 ~ — 0,1 ~ 3,0
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 — 3,0 0,1 ~ 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ 3,0 3,0
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 — 3,0 0,1 ~ 0,1 ~ 3,0 — 0,1 ~
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 — 3,0 0,1 ~ — 0,1 ~ 3,0 0,1 ~
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 — 0,1 ~ 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ 3,C
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ 0,1 ~ 0,1 ~ 3,0
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ 0,1 ~ 0,1 ~ 3,0 3,C
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ 0,1 ~ —. 0,1 ~ 3,C
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ 0,1 ~ 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ 3,0 3,C
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ 0,1 ~ 0,1 ~ 3,0 — 0,1 ~
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ 0,1 ~ — 0,1 % 3,0 0,1 ~
0,1 ~ 10 0,1 ~ 3.0 0,1 ~ 0,1 ~ 0,1 ~ 3,0 0,1 ~ 3,0 0,1 ~
Tabelle II
Zusammensetzung des gesinterten
(Molprozent)		 SiO1 Körpers 0,5 Sintertemperatur Dicke Elektrische Eigenschaften ti
ZnO 5 0,5 ("C) (mm) C (bei 1 mA) 6,2
6,3
6,1
94,5 5 Weitere Zusätze 0,5 1200 2,0
1,5
1,0		 170
126
85		 7,4
7,4
7,3
94,5 5 0,5 1250 2,0
1,5
1,0		 205
153
102		 8,0
8,1
8,1
94,5 5 0,5 1250 2,0
1.5
1,0		 224
167
111		 7,5
7,4
7,4
94,5 5 0,5 1300 2,0
1.5
1,0		 340
253
170		 5,4
5,3
5,4
94,5 5 1250 2,0
1,5
1,0		 300
225
151		 5,9
5,9
5.8
94.5 1200 2,0
1,5
1.0		 720
540
355
Bi2O3
CoO
MnO
BaO
SrO
PbO
Beispiel 2
Die in der Tabelle Ul angegebenen Ausgangsmaterialien werden nach der in dem Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise gemischt und verpreßt.
Der verpreßte K-örper wird in Luft bei 125O0C 1 Stunde lang gesintert und dann auf Raumtemperatur (etwa 15 bis etwa 300C) im Ofen abgekühlt. Die gesinterte Scheibe wird an ihren gegenüberliegenden Oberflächen mit Silciciumcarbidschleifmaterial mit einer sehr kleinen Teilchengröße (600 meshes) poliert. Die erhaltene gesinterte Scheibe hat einen Durchmesser von 10 mm und eine Dicke von 1,5 mm. Die gegenüberliegenden Oberflächen der gesinterten Scheibe werden mit einer durch Spritzmetallisieren aufgetragenen Aluminiumschicht in an sich bekannter Weise versehen. Leitungsdrähte werden mit den Aluminiumelektroden 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 700C 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 lang gehalten werden, dann
ίο schnell auf —20°C abgekühlt und bei dieser Temperatur 30 Minuten lang gehalten werden. Der Impulstest bzw. Stromstoßtest wird durch lOOmaliges Anlegen von 8 · 20 [is-lmpulsen von 1500Ap durchgeführt. Die elektrischen Eigenschaften des erhaltener Widerstandes werden in der Tabelle UI angegeben Es ist leicht zu erkennen, daß ein hoher «-Wert, eir hoher C-Wert bei einem gegebenen Strom von 1 m^ und eine große Konstanz durch Zugabe von Silicium dioxid erzielt werden können.
Tabelle III
Zusammensetzung des ZnO SiO2 Weitere Zusätze Elektrische η Beiastungsdauei test Λ π Ändeiungsgrad (%) Δη Impulstest Δη
gesinterten 1 99,90 0,05 Bi2O3 0,05 Eigenschaften 4,4 Δ C -9,3 Periodischer -9,2 J C -4,9
Cörpei s 89,95 0,05 Bi2O3 10 C 4,2 -9,3 -9,4 Erwärmungstest -9,4 -4,9 -4,8
(Molprozent) 79,95 20 Bi2O3 0,05 (bei 1 ITiA) 4,1 -9,7 -8,8 AC -9,6 -4,7 -4,8
70,0 20 Bi2O3 10 85 4,3 -9,6 -9,0 -8,8 -8,9 -4,6 -4,7
99,8 0,1 Bi2O3 0,1 100 5,8 -9,9 -5,8 -9,1 -7,7 -4,9 -4,0
96,9 0,1 Bi2O3 3 200 5,6 -7,3 -7,3 -9,4 -7,6 -3,7 -4,0
89,9 10 Bi2O3 0,1 350 5,4 -7,2 -7,4 -9,1 -7,2 -3,7 -4,0
87,0 10 Bi2O3 3 115 5,4 -5,9 -7,0 -7,7 -8,0 -3,6 -3,7
94,5 5 Bi2O3 0,5 150 6,0 -5,7 --5,0 -7,4 -4,8 -3,9 -3,3
99,90 0,05 CoO 0,05 225 4,7 -5,2 -8,9 -7,3 -8,9 -3,5 -4,5
89,95 0,05 CoO 10 270 4,9 -9,0 -8,9 -7,8 -9,0 -4,7 -4,7
79,95 20 CoO 0,05 100 5,0 -9,1 -9,0 -4,6 -9,5 -4,9 -4,5
70,0 20 CoO 10 130 4,7 -8,9 -9,2 -9,0 -8,7 -4,7 -4,9
99,8 0,1 CoO 0,1 160 6,5 -9,1 -6.3 -9,1 -7,2 -4,8 -3,8
96,9 0,1 CoO 3 390 6,7 -7,2 -7,1 -8,7 -6,4 -4,0 -3,4
89,9 10 CoO 0,1 500 5,9 -7,7 -6,9 -9,0 -6,5 -3,9 -3,7
87,0 10 CoO 3 140 6,3 -7,0 -7,5 -7,1 -6,8 -3,7 -3,5
94,5 5 CoO 0,5 185 7,4 -7,0 -4.9 -7,2 -5,2 -3,5 -3,1
99,90 0,05 MnO 0,05 220 5,2 -5,0 -8,9 -6.8 -8,8 -3,3 -4,9
89,95 0,05 MnO 10 270 5,0 -9,1 -8,7 -7,1 -8,8 -4,8 -4,8
79,95 20 MnO 0,05 153 4,7 -9,6 -9,2 -5,1 -9,0 -4,7 —4,9
70,0 20 MnO 10 190 4,9 -9,7 -9,0 -9,0 -9,5 -4,7 -4,7
99,8 01 MnO 0,1 220 6,5 -8,9 -3,7 -8,7 -7,1 -4,9 -4,0
96,9 0,1 MnO 3 540 6,6 -7,2 -4,0 -8,8 -7,0 -3,8 -4,0
89,9 10 MnO 0,1 650 6,5 -7,3 -3,6 -9,4 -6,7 -3,7 -3,7
87,0 10 MnO 3 220 6,7 -6,5 -4,0 -6,3 —6,7 -3,9 -3,7
94,5 5 MnO 0,5 250 8,1 -7,0 -5,4 -7,0 -5,4 -3,9 -3,3
99,90 0,05 BaO 0,05 380 4,4 -5,2 -9,0 -6,9 -9,3 -3,4 -4,5
89,95 0,05 BaO 10 395 4,5 -8,7 -8,8 -7,1 -9,2 -4,8 -4,9
79,95 20 BaO 0,05 167 4,5 -9,5 -8,8 -5,3 -8,7 -4,7 -4,7
70,0 20 BaO 10 200 4,3 -8,8 -9,2 -9,2 -9,2 -4,5 -4,2
99,8 0,1 BaO 0,1 240 5,9 -8,9 -7,4 -9,2 -7,1 -4,2 -4,C
96,9 0,1 BaO 3 670 5,8 -7,4 -7.0 -9,4 . -7.1 -3,7 —3,S
800 -7,0 -8,9 -3,5
310 -7,0
335 7,1
509 615/
10
Zusammensetzung des Körpers ZnO SiO, Weitere Zusätze Elektrische η Belastungsdauei test Δη Änderungsgrad (%) An Impulstest An
gesinterten (Molprozent) 89,9 10 BaO 0,1 Eigenschaften 5,7 AC -6,7 Erwätmungstest -6,4 Λ C -4,0
87,0 10 BaO 3 C 5,9 -7,0 -6,6 Impulstest -7,0 -3,3 -3,7
94,5 5 BaO 0,5 (bei 1 mA) 7,3 -6,8 -4,6 .JC —4,8 -3,7 -3,5
99,90 0,05 SrO 0,05 415 4,2 -4,4 -9,4 -6,4 -9,0 -3,1 -4,5
89,95 0,05 SrO 10 470 4,3 -8,7 -9,5 -6,8 -9,1 -4,7 -4,7
79,95 20 SrO 0,05 270 4,1 -8,6 -8,9 -5,0 -8,7 -4,9 -4,9
70,0 20 SrO 10 175 4,2 -8,9 -7,7 -8,4 -8,4 -4,9 -4,7
99,8 0,1 SrO 0,1 180 4,7 -8,2 -7,0 -9,0 -6,3 -4,5 -3,8
96,9 0,1 SrO 3 580 4,8 -6,9 -6,2 -8,7 -6,5 -4,0 -3,7
89,9 10 SrO 0,1 700 4,8 -7,1 -6,3 -8,2 -6,0 -3,7 -3,7
87,0 10 SrO 3 290 4,6 -6,3 -6,5 -6,9 -6,7 2 5 -3,6
94,5 5 SrO 0,5 300 5,3 -6,7 -4,9 -7,1 -4,2 -33 -3,3
99,90 0,05 PbO 0,05 415 4,2 -4,5 -9,1 -6,2 -8,7 -3,3 -4,1
89,95 0,05 PbO 10 450 4,1 -9,0 -9,3 -6,2 -8,8 -4,6 -4,0
79,95 20 PbO 0,05 225 4,1 -8,2 -9,1 -4,2 -9,4 -4,7 -4,3
70,0 20 PbO 10 290 4,3 -9,0 -8,9 -8,6 -9,1 -4,9 -4,5
99,8 0,1 PbO 0,1 420 5,0 -9,3 -7,0 -8,7 -6,3 -4,6 -4,0
96,9 0,1 PbO 3 1050 4,8 -6,4 -6,7 -8,5 -6,3 -4,1 -3,7
89,9 10 PbO 0,1 1200 4,9 -6,4 -6,0 -9,1 -6.6 -3,9 -3,6
87,0 10 PbO 3 400 5,0 -5,9 -6,7 -6,6 -5,8 -3,8 -3,5
94,5 5 PbO 0,5 580 5,7 -6,4 -4,2 -6,5 -4,4 -3,9 -3,2
94,0 5 /Bi2O3 0,5
\CoO 0,5		 690 16 -4,4 -4,0 -7,1 -4.1 -3,7 -3,2
94,0 5 /Bi2O3 0,5
\MnO 0,5		 750 18 -3,9 -3,9 -6,4 -3,6 -3,4 -3,3
94,0 5 [Bi2O3 0,5
IBaO 0,5		 490 17 -3,4 -4,3 -4,2 -3,9 -3,5 -3,7
94,0 5 ) Bi2O3 0,5
\SrO 0,5		 150 16 -3,4 -4,7 -3,8 -4,0 -3,7 -3,3
94,0 5 /Bi2O3 0,5
IPbO 0,5		 190 15 -4,0 -4,7 -4,2 -3,9 -3,7 -3,6
94,0 5 /CoO 0,5
IMnO 0,5		 350 16 -4,1 -4,2 -3,5 -3,5 -3,5 -3,4
94,0 5 /CoO 0,5
JBaO 0,5		 290 19 -3,7 -3,9 -3,7 -3,7 -3,3 -3,9
94,0 5 /CoO 0,5
ISrO 0,5		 400 18 -4,4 -4,4 -3,6 -3,8 -3,9 -3,4
94,0 5 [CoO 0,5
\PbO 0,5		 200 18 -3,3 -4,0 -4,4 -3,5 -3,4 -3,3
94,0 5 /MnO 0.5
IBaO 0,5		 370 17 -4,0 -5,0 -3,8 -4,5 -3,5 -3,6
94,0 5 /MnO 0,5
j SrO 0,5		 450 19 -4,4 -4,5 -4,0 -4,5 -3,8 -3,8
94,0 5 /MnO 0,5
|PbO 0,5		 400 15 -3,8 -4,4 -3,6 -3,9 -3,9 -3,6
94,0 5 /BaO 0,5
ISrO 0,5		 300 16 -4,0 -3,4 -3,8 -3,1 -3,1 -3.9
94,0 5 /BaO 0,5
\PbO 0,5		 270 16 -4,2 -3,8 -4,0 -3,5 -3,2 -3,7
94,0 5 /SrO 0,5
IPbO 0,5		 420 15 -4,1 -3,9 -4,1 -4,2 -3,4 -3,9
320 -4,4 -2,7 -3,9
480 -3,8
430 -3,9
Beispiel 3
Die in der Tabelle IV angegebenen Ausgangsstoffe werden verpreßt, der erhaltene verpreßte 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, ist leicht zu erkennen, daß die Widerstände mit eir 65 in der Tabelle IV angegebenen Zusammensetzu einen höheren »-Wert, einen höheren C-Wert und ei noch ausgezeichnetere Konstanz aufweisen, inst sondere bei dem Impulstest.
Tabelle IV
Zusammensetzung des gesinterten Körpers (Molprozent) Bi2O3 CoO MnO Sb2O3 Cr2O3 NiO t<lektrisciiw
Eigenschaften		 " Änderungsgrad (%) An Pei iodischer An Impulstest An
0,1 0,1 C 23 -4,5 Erwärmungs
test		 -4,9 ziC -4,7
SiO2 0,1 0,1 [bei 1 niA) 23 Belastungs
dauertest		 -4,5 ZlC -4,7 -4,8 -4,8
ZnO 0,1 0,1 — — — 0,1 160 23 AC -4,4 -4,7 -4,2 -4,8 -4,2
99,7 ο,ι 0.1 — 0,1 0,1 140 24 -4,5 -4,5 -4,6 -4,3 -4,4 -4,3
99,7 0,1 ο,ι — — 0,1 ο,ι 135 24 -4,7 -4,6 -4,7 -4,4 -4,2 -4,2
99,7 0,1 0,1 — — — ο,ι 0,1 175 23 -4,7 -4,6 -4,4 -4,4 -4,3 -4,3
99,6 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 170 25 -4,7 -4,2 -4,4 -4,2 -4,7 -4,0
99,6 ο,ι 3 — — 3 — — 175 "23 4 7 -4,0 -4,5 -3,9 -4,1 -3,9
99,6 0,1 3 3 190 23 -4,3 -3,9 -4,0 -3,8 -3,9 -3,8
99,5 10 3 — — 3 300 23 -4,1 -4,0 -4,0 -3,8 -3,9 -3,8
84,0 10 3 3 3 290 25 -4,0 -4,0 -4,2 -3,8 -3,7 -3,5
84,0 10 3 3 3 275 25 -3,9 -4,1 -4,1 -3,7 -3,7 -3,7
84,0 10 3 3 3 325 24 -4,1 -3,9 -4,0 -3,6 -3,9 -3,6
81,0 10 3 3 3 3 310 27 - 3,8 -3,9 -3,9 -3,9 -3,8 -3,1
81,0 10 0,5 0,5 300 27 -3,9 -3,2 -3,8 -3,9 -3,5 -2,9
81,0 10 0,5 0,5 380 26 -4,2 -3,3 -3,7 -3,5 -3,0 -2,8
78,0 5 0.5 0,5 200 24 -3,9 -3,4 -4,0 -3,8 -3,1 -3,2
94,0 5 0,5 0,5 0,5 190 32 -3,7 -3,7 -3,2 -3,7 -3,1 -3,3
94,0 5 0,5 0,5 0,5 180 33 -3,6 -3,3 -3,4 -3,7 -3,4 -3,1
94,0 5 0,5 0,5 0,5 240 30 -3,5 -3,3 -3,7 -3,8 -3,9 -3,2
93,5 5 0,5 0,5 0,5 0,5 230 35 -3,5 -2,2 -3,6 -2,3 -3,3 -2,2
93,5 5 0,1 0,1 0,1 — 215 27 -3,6 -3,9 -3,5 -4,0 -2,4 -4,0
93,5 5 0,1 ο,ι ο,ι — 270 27 -3,7 -4,0 -2,4 -3,7 -3,5 -3,7
93,0 0,1 0,1 ο,ι — — ο,ι 210 25 -2,3 -4,0 -3,9 -3,5 -4,0 -4,0
99,6 ο,ι 0,1 0,1 0,1 ο,ι — 200 29 -4,0 -3,3 -3,8 -3,7 -4,0 -4,0
99,6 ο,ι 0,1 ο,ι — 0,1 ο,ι 195 28 -3,7 -3,7 -3,6 -3,7 -3,7 -3,7
99,6 0,1 0,1 0,1 0,1 ο,ι 240 28 -3,7 -4,0 -3,9 -3,9 -3,9 -3,5
^°,5 0,1 0,1 ο,ι — 0,1 0,1 0,1 240 30 -4,0 -3,5 -4,0 -3,7 -3,8 -3,8
99',5 0,1 3 3 3 — — 235 29 -3,5 -3,6 -3,7 -3,8 -3,8 -3.4
99,5 ο,ι 3 3 3 300 27 -3,8 -3,4 -3,7 -3,8 -3,5 -3,2
99,4 10 3 3 — — — 3 270 26 -3,5 -3,6 -3,3 -3,8 -3,1 -3,5
81,0 10 3 3 3 3 — 360 33 -3,7 -3,3 -3,5 -3,7 -3,4 -3,7
81,0 10 3 3 3 3 350 30 -3,6 -3,5 -3,6 -3,4 -3,7 -3,6
81,0 10 3 3 3 3 400 31 -3,7 -3,6 -3,7 -3,1 -3,7 -3,4
78,0 10 3 3 3 3 3 400 37 -3,5 -2,9 -3,3 -2,9 -3,3 -2,9
78,0 10 0,5 0,5 — 0,5 — 370 37 -3,5 -3,1 -3,0 -2,9 -3,0 -3,0
78,0 10 0,5 0.5 0,5 460 36 -3,4 -3,2 -3,0 -2,7 -2,9 -2,2
75,0 5 0,5 0,5 — — 0,5 260 37 -3,0 -3,1 -3,3 -2,4 -2,2 -2,3
93,5 5 0,5 0,5 0,5 0,5 — 250 40 -2,3 -3,0 -2,9 -2,4 -2,3 -2,4
93,5 5 0,5 0,5 0,5 0,5 250 41 -2,2 -2,9 -2,8 -2,3 -2,5 —2,5
93,5 5 0,5 0,5 — 0,5 0,5 330 41 -2,4 -2,4 -2,7 -2,7 -2,5 -2J
93,0 5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 330 45 -2,4 -1.9 -2,5 -1,9 -2,3 -2,C
93,0 5 0,1 — 0,1 0,1 310 36 -2,2 -3,9 -2,6 -3,7 -2,1 -3,i
93,0 5 0,1 — 0,1 _ 0,1 — 390 36 -2,4 -4,0 -1,7 -4,0 -3,9 -3,"
92,5 0,1 0,1 — 0,1 ο,ι 300 34 -1,9 -4,0 -4,0 -4,0 -3,8 —3,'
99,6 ο,ι 0,1 0,1 0,1 0,1 290 38 -4,0 -3.7 -3,7 -3,7 -3,9 — 3,<
99,6 0,1 0,1 — 0,1 0,1 — 0,1 285 38 -3,7 -3,9 -4,0 -3,9 -3,7 —3,i
99,6 0,1 0,1 — 0,1 0,1 0,1 360 37 -3,9 -3,6 -3,9 -3,8 -3,7 — 3,(
99,5 0,1 0,1 — 0,1 0,1 ο,ι 0,1 350 40 -3,7 -4,0 -3,9 -3,2 -3,9 -2J
99,5 ο,ι 3 — 3 3 330 42 -3,7 -3,8 -3,5 -3,8 -2,9 —3,<
99,5 0,1 3 — 3 — 3 — 380 42 -3,6 1 7 -3,6 -3,7 -3,0 -3,:
99,4 10 3 — 3 — — 3 520 42 -3,1 -3,0 -3,4 -3,4 -3,1 -3,-
81,0 10 3 — 3 3 3 — 570 44 -2,9 -3,3 -3,4 -3,3 -3.2 -3,
11,0 10 3 — 3 3 — 3 500 43 - 3,8 -3,7 -3,9 -3,6 -3,3 -3,
Sl,0 10 3 — 3 — 3 3 550 43 -3,7 -3,8 -3,7 -3,6 -3,1 -3,
78,0 10 3 — 3 3 3 3 540 47 -2,7 -3,9 -3,5 -3,7 -3,3 -3,
78,0 10 0,5 0,5 0,5 — — 540 48 -3.9 -3,0 -3,6 -2,4 -3,0 -2,
78,0 10 0,5 — 0,5 — 0,5 — 600 48 -3.7 -2,9 -3,8 -2,5 -2,5 -2,
75,0 5 0,5 — 0,5 — — 0,5 415 46 -3,1 -3,0 -2,9 -2,8 -2,5 -2,
93,5 5 0,5 — 0,5 0,5 0,5 410 51 3,0 -2,9 -3,0 -2,3 -2,3 -2,
93,5 5 405 -3,7 -2,7 -2,6
93,5 5 460 -3,0 -2,7
93,0 -3,0
Zusammensetzung des gesinterten Körpers (Molprozent) Bi1O, CoO MnO Sb1O, Cr1O, NiO Elektrische alten Andeningsgrad (%) An Periodischer An Impulstest An
0,5 0,5 0,5 _ 0,5 Eigensch
c 		π -2,8 Erwärmungs
test		 -2,4 AC -2,5
SiO5 0,5 0,5 0,5 0,5 (bei 1 mA 50 Belastungs
dauertest		 -2,8 AC -2,7 -2,6 -2,7
ZnO 5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 460 49 AC -1,9 -2,8 -1,8 -2,7 -1,8
93,0 5 0,1 0,1 0,1 0,1 440 55 -2,9 -3,0 -2,9 -2,9 -1,7 -3,0
93,0 5 0,1 0,1 0,1 0,1 500 35 -2,9 -2,9 -2,1 -2,7 -3,0 -2,7
92,5 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 440 35 -2,0 -2,9 -2,7 -2,6 -2,8 -2,8
99,5 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 430 33 -2,9 -2,8 -2,8 -2,7 -2,7 -2,8
99,5 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 425 37 -2,6 -2,8 -2,9 -2,9 -2,7 -2,7
99,5 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 470 38 -2,7 -2,8 -2,7 -2,8 -2,9 -2,7
99,4 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1 470 37 -2,8 -2,4 -2,8 -2,3 -2,9 -2,3
99,4 0,1 3 3 3 3 465 43 -2,5 -2,9 -2,7 -2,7 -2,4 -2,8
99,4 0,1 3 3 3 3 500 44 -2,7 -2,7 -2,5 -2,8 -3,0 -2,7
99,3 10 3 3 3 3 730 42 -2,7 -2,8 -2,9 -2,9 -2,9 -2,7
78,0 10 3 3 3 3 3 720 42 -3,0 -2,8 -2,9 -2,6 -2,7 -2,7
78,0 10 3 3 3 3 3 715 49 -2,7 -2,7 -2,9 -2,7 -2,7 -2,6
78,0 10 3 3 3 3 3 780 48 -2,9 -2,3 1 -2,6 -2,5 -2,7 -2,4
75,0 10 3 3 3 3 3 3 750 47 -2,7 -2,1 -2,8 -2,4 -2,3 -2,0
75,0 10 0,5 0,5 0,5 0,5 740 52 -2,5 -1,9 -2,2 -1,2 -2,0 -1,1
75,0 10 0,5 0,5 0,5 0,5 —_ 850 54 -2,4 -1,4 -2,2 -1,1 -1,7 -1,7
72,0 5 0,5 0,5 0,5 — 0,5 590 54 -2,0 -1,2 -1,4 -1,3 -1,0 -1,2
93,0 5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 570 53 -1,5 -1,3 -1,1 -1,5 -1,3 -1,1
93,0 5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 565 60 -1,2 -1,9 -1,1 -1,1 -1,2 -1,2
93,0 5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 620 59 -1,3 -1,9 -1,4 -1,2 -1,0 -1,1
92,5 5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 600 57 -1,3 -0,5 -1,1 -0,5 1,1 -0,9
92,5 5 600 65 -1,3 -1,8 -0,8
92,5 5 660 -1,2 -0,4
92,0 -0,5
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

wesentlicher, aus Zinkoxid (ZnO) als Hauptbestandteil Patentansprüche: sowje aus einem Zusatz aus 0,05 bis 20,0 Molprozent
1. Spannungsabhängiger Massewiderstand, d a - Siliciumdioxid (SiO2) und insgesamt 0,05 bis 10.Ü MoI-durch gekennzeichnet, daß er einen prozent wenigstens eines Oxids der aus Wismutoxid gesinterten Körper, der im wesentlichen aus Zink- 5 (Bi2O3), Kobaltoxid (CoO), Manganoxid (MnO), oxid (ZnO) als Hauptbestandteil sowie aus einem Bariumoxid (BaO), Strontiumoxid (SrO) und Bleioxid Zusatz aus 0,05 bis 20,0 Molprozent Silicium- (PbO) bestehenden Gruppe besteht, und die im dioxid (SiO2) und ingsesamt 0,05 bis 10,0 Mol- Kontakt mit dem Körper Elektroden aufweisen,
prozent wenigstens eines Oxids der aus Wismut- Die Erfindung betrifft spannungsabhängige Masseoxid (Bi2O3), Kobaltoxid (CoO), Manganoxid io widerstände mit nichtohmschem Widerstand, der auf (MnO), Bariumoxid (BaO), Strontiumoxid (SrO) die Masse selbst zurückzuführen ist, und im spezielleren und Bleioxid (PbO) bestehenden Gruppe besteht, Varistoren, die Zinkoxid und Sihcicumdioxd enthalten, und im Kontakt mit dem Körper Elektroden auf- Zahlreiche spannnngsabhängige Widerstände, wie weist. z. B. Silciciumcarbidvaristoren, Selengleichrichter und
2. Spannungsabhängiger Massewiderstand nach 15 Germanium- oder Siliciumflächengleichrichter, sind in Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zu- großem Umfang zur Stabilisierung von Spannung •atz im wesentlichen aus 0,1 bis 10,0 Molprozent oder Strom von elektrischen Stromkreisen benutzt Siliciumdioxid (SiO2) und insgesamt 0,1 bis worden. Die elektrischen Eigenschaften eines solchen J,0 Molprozent wenigstens eines Oxids der aus spannungsabhängigen Widerstandes folgen der Glei-Wismutoxid (Bi2O3), Kobaltoxid (CoO), Mangan- 20 chung
©xid (MnO), Bariumoxid (BaO), Strontiumoxid
(SrO) und Bleioxid (PbO) bestehenden Gruppe
besteht.
3. Spannungsabhängiger Massewiderstand nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zu- 25 worin V die Spannung über dem Widerstand, / der
tatz im wesentlichen aus 0,1 bis 10,0 Molprozent durch den Widerstand fließende Strom und C eine
Siliciumdioxid (SiO2), 0,1 bis 3,0 Molprozent Wis- Konstante ist, die der Spannung bei einem gegebenen
mutoxid (Bi2O3) und wenigstens einem Oxid der Strom entspricht, und der Exponent η ein Zahlenwert
»us 0,1 bis 3,0 Molprozent Antimonoxid (Sb2O3), größer als 1 ist. Der Wert für/1 wird nach der Gleichung
0,1 bis 3,0 Molprozent Chromoxid (Cr2O3) und 30
0,1 bis 3,0 Molprozent Nickeloxid (NiO) be- n _ JSilnl2'1)'
ttehenden Gruppe besieht. log10(K2/K,)
4. Spaimungsabhängiger Massewiderstand nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zu- berechnet, worin V1 und V2 die Spannungen bei
tau im wesentlichen aus 0,1 bis 10.0 Molprozent 35 gegebenen Strömen I1 und I2 sind. Die gegebenen
Siliciumdioxid (SiO2), 0,1 bis 3,0 Molprozent Wis- Ströme entsprechen bequemerweise 0,1 mA und 1 mA.
mutoxid (Bi2O3) 0,1 bis 3,0 Molprozent Kobalt- Dei geeignete Wert für C hängt von der Art der An-
oxid (CoO) und wenigstens einem Oxid der aus Wendung ab, für die der Widerstand vorgesehen ist.
0,1 bis 3,0 Molprozent Antimonoxid (Sb2O3), Es ist im allgemeinen vorteilhaft, wenn der /i-Wert
0,1 bis 3,0 Molprozent Chromoxid (Cr2O3) und 40 so groß wie möglich ist, weil dieser Exponent das
0,1 bis 3,0 Molprozent Nickeloxid (NiO) be- Ausmaß bestimmt, mit dem die Widerstände von
stehenden Gruppe besteht. ohmschen Eigenschaften abweichen.
5. Spannungsabhängiger Massewiderstand nach Spannungsabhängige Widerstände mit gesinterten Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zu- Körpern aus Zinkoxid mit Zusätzen oder ohne Zusatz im wesentlichen aus 0,1 bis 10,0 Molprozent \5 sätze und mit an dem Körper angebrachten Silber-Siliciumdioxid (SiO2), 0,1 bis 3,0 Molprozent Wis- farbelektroden, sind bereits beschrieben worden. Die mutoxid (Bi2O3), 0,1 bis 3,0 Molprozent Mangan- Nichtlinearität solcher Varistoren ist auf die Grenzoxid (MnO) und wenigstens einem Oxid der aus fläche zwischen dem gesinterten Zinkoxidkörper, der 0,1 bis 3,0 Molprozent Antimonoxid (Sb2O3), Zusätze enthält oder nicht enthält, und der Silber-0,1 bis 3,0 Molprozent Chromoxid (Cr2O3) und 50 farbelektrode zurückzuführen und wird hauptsächlich 0,1 bis 3,0 Molprozent Nickeloxid (NiO) be- durch Änderung der Zusammensetzung des gesinterten stehenden Gruppe besteht. Körpers und der Silberfarbelektrode reguliert. Daher
6. Spannungsabhängiger Massewiderstand nach ist es nicht leicht, den C-Wert innerhalb eines großen Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zu- Bereichs einzustellen, nachdem der gesinterte Körper Satz im wesentlichen aus 0,1 bis 10,0 Molprozent 55 hergestellt worden ist.
Siliciumdioxid (SiO2), 0,1 bis 3,0 Molprozent Wis- In gleicher Weise ist es bei Varistoren mit Germutoxid (Bi2O3), 0,1 bis 3,0 Molprozent Kobalt- manium- oder Siliciumflächengleichrichtern schwierig, oxid (CoO), 0,1 bis 3,0 Molprozent Manganoxid den C-Wert innerhalb eines breiten Bereiches zu (MnO) und wenigstens einem Oxid der aus 0,1 bis steuern, weil die Nichtlinearität dieser Varistoren nicht 3,0 Molprozent Antimonoxid (Sb2O3), 0,1 bis 60 auf der Masse selbst, sondern auf dem p-n-Übergang 3,0 Molprozent Chromoxid (Cr2O3) und 0,1 bis beruht. Andererseits haben die Siliciumcarbidvari-3,0 Molprozent Nickeloxid bestehenden Gruppe stören eine Nichtlinearität, die auf die Kontakte besteht. zwischen den einzelnen Körnern des Siliciumcarbids,
die mit einem keramischen Bindemittel gebunden
„ ., 65 sind, d. h. auf die Masse selbst zurückzuführen ist,
Zusammenfassung der Beschre.bung: und der c.Werf wird durch Änderung einer Dimension
Es handelt sich um spannungsabhängige Masse- in der Richtung, in der der Strom durch die Varistoren Verstände mit einem gesinterten Körper, der im fließt, geregelt. Die Siliciumcarbidvaristoren haben
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