DE2338355A1 - Widerstaende mit nichtlinearer stromspannungskennlinie - Google Patents
Widerstaende mit nichtlinearer stromspannungskennlinieInfo
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Description
Matsushita Electric Industrial Coiap., Ltd., Kadoma, Osaka,Japan
Widerstände mit nichtlinearer Strom-Spannungskermlinie
Die vorliegende Erfindung betrifft widerstände, die infolge ihrer Masse eine nichtlineare Stromspannungskennlinie aufweisen,
und insbesondere Varistoren aus Zinkoxid, Viismuthoxid, /aitiinonoxid
und Gerfluorid für die vn'iderstandselemente von Blitzableitern.
Für die Stabilisierung von elektrischen Schaltungen und die Unterdrückung
abnorm hoher Spannungsspitzen in elektrischen schaltungen
sind in weitem Maße Widerstände mit nichtlinearer otromspannungskennlinie
wie Siliziumkarbidvaristoren, Selengleichrichter sowie Germanium- oder Siliziumdioden mit PH-Sp err schicht
verwendet worden. Die Kennlinie eines solchen nichtlinearen Widerstandes
läßt sich ausdrücken durch die Beziehung:
I- (§)n, (D
in der V die Spannung über dem Widerstand, I der durch den Widerstand
fließende Strom, C eine der Spannung bei einem vorgegebenen
Strom entsprechende Konstante und der Exponent η eine Zahl größer als 1 sind. Der Wert η läßt eich nach folgender
Gleichung berechnen:
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BAD ORIGINAL
wobei V^j und Y,, die üpannun^ bei vorgegebenen otromen Ι.·, una I-sind.
Jer gewünschte '..'ert von U hi-.no't b.b von aer xnr ti en .;ider-3υ:;.ηα
vorgesehenen Anwendung, i.ox-raalexnveise ist erwünscat, ü.en
.7 ert π go hocii uie möglich zu machen', da dieser -bxponent aus xi;u;-mo,ic
der ^DV/eichun^; von einem rein ohmschen ./idersOandaverhc.lt en
ausdrückt;, oinnvollerweise bezeichnet man den nuch Gl. (^) aux-ch
I,,, I-, V^ und V2 definierten n-;.ert aus durch "-inp") ura i·®11
von dem eius aiueren Jtrömen ozv;. opurj.nun:jen bereclu^eten n-..arb
zu unberscheiden.
liicholineare v.iderstänae aus gesinterten iiinkoxidicorpöx-n
oder ohne Zusätze und aul'ge brachten nicht ohms chen
sind bspw. in den üd-l-Ün ^3.4^6.>12, 5·^'?ο.ρο2 und 5ooJ.o2y beschrieben,
jjie i.ichtlinearioät dieser /aristox'en beruht uuX aer
urenzxläche zv/ischen dem Zinkoxidsinterkörper und der
farbelektrode und läßt sich im wesentlichen über aie setsung des ointerkörpers und der oilberfarbe einstellfcn. ^s isc
daher nicht leicht, nach der rieratellung des ointerkörpex*s den
O-.-eri: über einen weiten .bereich zu steuern, ^uch bei Varistoren
aus Ge- oder Si-Dioden mit i.iij-Jperrschicht ist es schwierig,
den ϋ-..ert über einen v/eiten z-ereich zu steuern, da die j.;ic.hl;linearität
dieser Varistoren nicht auf der i-j^sse des körpers, sondern
auf der ili-Jperrschicht oeruht. »eiterhin ist es füi* /uristoren
und Ge- oder üi-Jioden fast unmöglich, zusajaiaen einen 0—
*,iert von mehr als 'ioo V, einen n-^ert von mehr als Io und einen
hohen Jpitzenstromv/iderstand für Stromspitzen von mehr als Ioo
A zu erreichen.
.,'aider er seit s beruht bei oiliziumkarbidvaristoren die üichtlinearitilt
auf aen Jsruhrungssteilen zwischen den einzelnen Köx^nern
des oiliziumlcarbids, die durch ein keramisches bindemittel aneinandergebunden
sind, d.h. auf der Kasse de3 jiderstandskörpers
selbst, und der ΰ-Wert läßt sich einstellen, indem man die Dimension
des Varistors in der Stromflußrichtung ändert. Zusätzlich haben uiliziumkarbidvaristoren einen hohen otrom-
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BAD
spitzenwiderstand, was sich für .blitz cole it er ausnutzen läßt.
Lan setzt diese elemente Gewöhnlich ein, in d'eüi man sie mit
..'unkenr.trccken in ^eihe schaltet; sie bestimmen die ü"bersch.iags-.<jp._nnun.,;;
und den iOl,.e3trom. ,ailiziumkarbidvaristoren lieben .jedoch
einen verliältniömäbip; gerin ,en n-V.ert, der sich im .bereich
von ρ bis '/ bewegt und otromstöiie wie aie von .blitzeinschlä^en
oder plötzliche ,Jtromspitzen nur schlecht auxzuiangen gestattet.
»eiterhin sind sie auch nicht in aer Lage, bei der ^nwendung in
.-liüzcbleitern nii; iiHinkenstrecke optnnungsspitzen mit sehr kurzen
Anstiegszeit en - bspw. weniger* als 1 I-iikr ο Sekunde - aufzufangen,
i-'üi· einen xilitzableiter ist erwunacht, aaü der den itiiiiT.ii^ijstromyto^·
des ülitzstroms und den ^Olgestrom so weit viie
möglich abschwächt und auf die Spannungspitze augenblicklich
enspricht.
Andererseits sind l.assev.'iderstiinde rait nichtlinearer ütromsp.jiinungskennlinie
bekannt, die aus einem ointerkörper aus zinkoxid
mit .jUScitzen von 'üismutlioxid und Antimon und/oder Chromoxid bestehen;
ver^l. die üo-iS 5.ö65.4^8. jJiese Zinkoxid-Hassevaristoren
lassen sich hinsichtlich des <J-',<ertes einstellen,· indem man
die xjitfernung zwischen den elektroden einstellt, und weisen bei
ot romdicht en von weniger als Ίο A/cm^ mit einem η-".« erb von mehr
als Ίο eine" hervorragende i\"ichtlinearität auf. Lei otromdicliteu.
ο
von mehr als io A/cm fällt der n-.vero jedoch auf mrcer ίο ao.
von mehr als io A/cm fällt der n-.vero jedoch auf mrcer ίο ao.
Der Leistuiigsumsatz an otoßenergie ist im Vergleich zu herkömmlichen
£3iliziumkarbid-.i.bleitern verhältnismäßig niedrig; nach
dem Anlegeii von zwei !»orin-LlitzeiiiLchläj-jen von 4- χ Ίο /us bei
2
opitzenstromdichten von ']Joo ^/cm an einen Zinkoxid-nassenvaristor ändert sich der υ-.vert um mehr als 2o ,a. Ls ist ein anderer 3inkoxia-i-.ass<3irvaristor uekannt, der als Zusatz Oerfluorid enthält; vergl. die xoim. No. 294Ί6 vom Ί7.4.Ί97Ο. Dieser Vax^istor zeiot zv:ar eine ausgezeichnete LichtlineariOät, aoer hat eine v/esentliehe ^rchviäche in seiner mangelhaften o'cabilität gegen ctoßsüröme. oeine i.ichtlinearität v.rird schon bei dichten von Ίοο A/cm^ zu.schlecht.
opitzenstromdichten von ']Joo ^/cm an einen Zinkoxid-nassenvaristor ändert sich der υ-.vert um mehr als 2o ,a. Ls ist ein anderer 3inkoxia-i-.ass<3irvaristor uekannt, der als Zusatz Oerfluorid enthält; vergl. die xoim. No. 294Ί6 vom Ί7.4.Ί97Ο. Dieser Vax^istor zeiot zv:ar eine ausgezeichnete LichtlineariOät, aoer hat eine v/esentliehe ^rchviäche in seiner mangelhaften o'cabilität gegen ctoßsüröme. oeine i.ichtlinearität v.rird schon bei dichten von Ίοο A/cm^ zu.schlecht.
409808/0833 BAD ORIGINAL
-^s ist ein ^iol dot vorliegenden i'rfindun,-, einen nicirolinearun
V.iaerstand des l-.c/scetyps zu schaffen, der bei dtro.maicb.teu. νυη
mehr als 'ίο A/cm11 einen hohen η-.«ort aufweist.
jhln weiteres ^iel der vorliegenden Erfindung ist as, einen nichtlinearen
.(iderstand mit hohex- ^ufxangfahigkeit für ,jtoßs
zu seil
.--,in anaeres Ziel der .^rfinclunp; ist, einen ^litzabloitex* zu
schaffen, der sich durch eine starke unterdrückung von jilitzstromstöisen
und einen niedrigen .e'ol^estrorn auszeichne υ.
Diese und aridere Ziele der Jriinciung ergeben sich aus der nun
folgenden .beschreibun·:-·. und den beigefügten zeichnungen;
Fi0. 1 ist ein „eilscmii^t durch einen nichtlinearen widerstand
nach der vorliegenden Erfindung, während die
Ji1I1J. 2 und 3 i'eilsciinitte durch einen Blitzableiter nach der
vorliegenden Erfindung: darstellen.
L3vor dxe nichtlinearen widerstände nach der vorliegenden iirfindunfb·
nun im einzelnen beschrieben v/erden, soll unter Bezug auf die ifig. 1 ihr Aufbau dargestellt v/erden. Die ßezugszahl
bezeichnet als Ganzes einen nichtlinearen Widerstand, der als aktives Element einen Sinterkörper mit einem Paar auf gegenüberliegenden
Flächen aufgebrachten Elektroden 2, 3 aufweist. Der
Sinterkörper 1 wird auf eine noch zu erläuternde Art hergestellt. Die Zuleitungsdrähte 5 und 6 sind mittels einer Verbindung 4 aus
Lot oder dergl. leitend mit den elektroden 2 und 3 verbunden.
nichtlinearer widerstand nach der vorliegenden Erfindung be
steht aus einem ,-jinterkörper aus Zinkoxid als nauptbestaiidteil
und Zusätzen von o}1 ... 3»ο Hol-/* Wismutiioxid (BipO*),. o,o5
3,o hol-/o ^mtimonoxid (öbo07i) und o,1 ... 3jO Mol-/» Oerfluorid
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BAD ORIGfNAL
(CeEv), wobei die Elektroden auf gegenüberliegende j'lächen des
Sinterkörper 3 aufgebracht sind, -,in solcher nicht linearer widerstand
ist infolge seiner i-iacse selbst nicht ohmisch, uein C-jert
läßt sich also ohne" .Beeinträchtigung des n-^V/ertes durch
/oidern des Abstandes zwischen den gegenüberliegenden flachen
einstellen. Nach der vorliegenden Erfindung hat der w'idersteuad
bei Stromdichten von mehr als Io A/cm4" einen hohen η-Wert sowie
eine hohe Stabilität gegen Stromstöße..
ρ Den hohen n-Wert.bei Stromdichten von mehr als 1o A/cm erhält
man, wenn man dem Sinterkörper weiterhin ο,'Ι ... 3,ο
Kobaltoxid (CoO) oder o,1 ... 3,ο KoI-,.* .Manganoxid (MnO) zugibt.
Nach der vorliegenden Erfindung lassen sich ein hoher n-V/ert
bei otromdichten Von mehr.als 1o A/cm und eine hohe Stabilität
gegenüber Stromstößen erreichen, wenn der Sinterkörper aus Zinkoxid (ZnO) als Hauptbestandteil una Zusätzen von o,1 ...
3, ο Mol-,« Wismuthoxid (iÜ20,) , o,1 ... 3, ο Ηο1-;ο Antimonoxid
(SbpOO, o,1 ... 3,o Mol-.e Cerfluorid (Cei1^), o,1 ... 3,ο
Mol-;ii Kobalt oxid (CoO), o,1 ... 3, ο Μοί-,ν Hanganoxid (i'inO) sowie
o,o3 ... 5,ο Mol-yo Chromoxid (CrgOy) oder o,1 ... 3>o
Mol-/·« Zinnoxid (SnOp) oder o,1 ... 1o,o MoI-^ biliziumdioxid
) besteht.
Wach der vorliegenden Erfindung hat der ,.iderotand bei otromdichten
von mehr als 1o A/cm einen bemerkenswert besseren n-V/ert
sowie eine verbesserte Stabilität gegenüber Stromstößen, wenn der Sinterkörper aus 99»4 ··· 72 Mol-/* Zinkoxid (ZnQ) als
Hauptbestandteil und Zusätzen von o,1 ... 3,ο Μοί-,β V/ismuthoxid
(Bi2O-.), o,o5 ... 3, ο MoI-^j Antimonoxid (Sb2Ü>), o,1 ..,
3,o hol-,j Oerfluorid (CeF-), o,1 ... 3,o Mol-," Aobaltoxid (CoO),
ο,'Ι ... 3»ο Mol-,ά Manganoxid (MnO-), ο,op ... 3»ο I-iol-.a Chromoxid
(CrpO^) und o,1 ... Ίο,ο Mol-ρ Siliziumdioxid (SiOp) besteht.
.. enn man weiterhin nach der vorliegenden Erfindung mindestens
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einen nichtlinearen .viderstand, der im v/es ent liehen aus einem
Üinterkörper aus Zinkoxid als naupt bestandteil und Zusätzen von
o,'i ... 3,o iiol-;i „ismuthoxid (isipOv), ο,ορ ... y »ο Mol->o Antimonoxid
(Sb2O^) und p,1 ... 3>0 .Mol->i Gerfluorid (CeiO mit auf
gegenüberliegenden flächen aufgebrachten Elektroden besteht, als
v/irksames jillement für einen blitzableiter verwendet, hat dieser
Blitzableiter einen geringeren Itolgestrom und eine verbesserte
Unterdrückung von sowie Leistungsumsatz für .blitzstromstÖbe^n).
Wenn man nach der vorliegenden Erfindung mindestens einen nichtlinearen
widerstand, der im wesentlichen aus einem binterkörper
aus 99,4 ... 72,0 Kol-/i Zinkoxid (ZnO), o,1 ... 3,ο Mol->o «ismuthoxid
(Bi2Q5), 0,05 ... 3»o M0I-/Ö Antimonoxid (^b2CU), o,1
... 3»o Mol-/» Gerfluorid (GeJi1^)J o,1 ... 3,ο Μοί-,ο kobaitoxid
(GoO), o,1 ... 3,o Hol-/? Manganoxid (MnO), o,o5 ... 3,ο Mol-/»
Ghromoxid (Cr^C* ·) ujid o,1 ».. 1o,o Mol-^ oiliziumdioxid (oxO^)
mit auf gegenüberliegenden reiten aufgebrachten Elektroden besteht,
als wirksames -element aines Blitzableiters verwendet, zeigen
sich ein noch weiter gesenkter Jj'olgestrom sowie eine weiter
verbesserte Unterdrückung und Leistungsumsatz für xsiiczsto^ströme,
' ·
Der ointerkörper läßt sich nach bekannten Verfahrensweisen der
Keramiktechnik herstellen. Die Ausgangsmaterialien der vorgehenden
Beschreibung v/erden in einer fraßmühle vermischt, um eine
homogene Mischung herzustellen. Die Mischungen werden getroeknet und in einer Form bei Drücken von 50 ... 5oo kg/cm zu der
gewünschten Gestalt verpreßt» Die rrelskörper werden dann in
Luft bei I000 ... 14-5o°C eine bis zehn Stunden lang'gesintert
und dann auf iiaumtemperatur (ca. I5 ... 3o°C) ofengekühlt,
Mischungen können bei 7oo ... 1ooo°G vorkalziniert und gevulvert
werden, um beim nachfolgenden Ereisvorgang leicht ex· behandelbar
zu sein. Der zu verpressenden Mischung kann ein geeignetes Bindemittel wie Wasser, i-olyvinylalkohol usw. zugegeben
werden. Vorzugsweise wird nan die gegenüberliegenden !'lachen
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BAD ORIGINAL
des üinterkörpers mit einem dchleifpulver läppen - bspw. oiliziumkarbid
von >o ... Io i-iikrometer mittlerem Teilchendurchmesser.
Me ointerkörpei· v/erden auf irgendeine verfügbare und geeignete
i.oi/hode auf den ^egenüberliegenaeii ./lachen mit Ulek'oroden
verseaen - bspw. durch Aufbringen eines oilberfarbbelc.ges
o.ier durch ..iui'dampxen oder aufsprühen eines i.etinlls wie Λ1, zai,
oil UEV.'.
jJie j..ichtliner.ritüt wird von der ^rt der verwendet en Elektroden
praktisch nicht beeinflußt, aber Vuii der .üicke dex1 sinterkörper.
Insbesondere ändert sich der u-.-ei^t proportional mit der L/icke
der JinGerköi'jjer, während der Sn-wert von der Dicke fast unabhäiiu'ib"
ist. jjaruuf lälit sich mit oiciieriieit ableiten, duxi die
i.icliLlineKritüt t.uf eier ivörpermesse sexbüt beruht, nicht auf
α en -.,1 okt r ο.. en.
Jie ^ulcitunijsdrähte können m den l'Jlektroden auf bekannte v,-eise
durch Lot angebracht werden, üequemerweise verwendet ra&n auch
einen leitenden Kleber aus öilberjiulver und Harz in einem organischen
Lösungsmittel. Jie Ivichtlinearen widerstände nach der
vorliegenden Erfindung hatten eine hohe otabilität gegenäbex'
Wärme und otromstößen, wobei letzterer u.'est nach der worm üo. 1^6
des Japanese KLectrotechnical Committee (J^G) ausgeführt wurde.
Der n- und der G-lvert änderten sich nach Durchlaufen der üeizzyklen
und den ötromstoßtests nicht v/eaentlich. Ji1Ur eine hohe
Stabilität gegenüber .feuchtigkeit und otromstößen ist vorteilhaft
, die nichtlinearen Widerstände auf bekannte Weise in ein feuchtigkeitssicheres Harz - wie Epoxyharz oder Phenolharz einzubetten.
Verwendet man die nichtlinearen Widerstände nach der vorliegenden Erfindung als wirksames Element von Blitzableitern, weisen diese
wesentlich verbesserte j?olgeströme und eine verbesserte Unterdrückung
von Blitzstromstö'ßen auf.
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l-'i.-;. 2 ist ein ,Jclmitt durch oinen _olitsa'uieix;er·, v/ubei die xjO-zuijszahl
2o insgesamt einen *ibleitex" bezeichnet, der als wirksames
element einen odor mehrere nicht lineare -.('iaer stände 11
nach eier vorliegenden Erfindung, die mit einem oder mehreren
.■unkenstrecken in neihe liegen, sowie eine i<eder '\'j und die ü\ileitungGcnsclilüssc
14 und 1j? .-rufv/eist, jjie wirksamen -^lem'^nοe
sind in neli>r;exoj-'mten irorzellan 16 eingeschlossen. Jleser ableiter
liat einen JOlrestrom von \.eiliger als 1 /UA und kann .otromstobdichteii
von nehr als 2ooo A/cm^
uif;. I) ist eine Dchnittansicht eines weiteren Blitzableiters,
bsi den die ..^ezuß.'izahl -jo insfjesamt oinon Blitzableiter aus
Mindestens einem nichtlinearen ,,'iderstand. nach der .vorliegenden
j^rfindun--: bezeichnen. In der in j'ip,. l>
gezeißten ^usfuh
form bezeictinen gleiche ^ezugszahlen gleiche .Elemente v/ie in der
i'ig". 2. üer Ableiter nach der i'iß·. ~-j>
ist in seinem „ufbau gekennzeichnet
durch die /ibv/esenlioit von i/'unkenstreckeri und zusätzlich
zu ausgezeichneten Eigenschaften hinsichtlich ^'olgestrom
und otoßstromunterdrückung eine ^aisprechzeit von weniger
als o,1 .-us für extreme otöbe mit sehr steilem anstieg.
in den folgenden Beispielen v/erden nun zur iii'läuterung vorzugsweise
eingesetzte Ausführungsformen der Erfindung ausgeführt.
■oeispiel 1
Das Äusgangsmaterial aus 9ö,o Ι·ϊο1-/ϋ Zinkoxid, o,5 I10I-/0 vvismuthoxid,
1,o liOl-.j .antiiaonoxid und ο,ί? Μοί-ζύ Cerfluorid v/urde
24 Std. in einer iiaßmühle vermischt, die Mischung dann getrocknet
und unter einem Druck von 2i?o kg/cm in einer j?'orm zu Scheiben
von 4-O mm Durchmesser und 25 mm Dicke verpx"eiit.
Die Preßkörper wurden in Luft unter den in der Tabelle 1 angegebenen
Bedingungen gesintert und ann auf xiaumtemperatur ofengekühlt.
Die sinterkörper wurden an den gegenüberliegenden
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^ BAD
flächen mit oiliziumkf-.rbidsch.leifpulver von ~j>o ,um rnittlex""em
!'eilcaenduiOhmesser auf die in der Tabelle 1 angegebenen uicken
abgeschliffen. Auf die gegenüberliegenden i'lächen des ointerkörpors
wurde auf bekannte Ueise ein jiluminiumfilm aufgesprüht.
Die 'l'abölle 1 zeigt die elektrischen iili^'enschaften der resultie-.renden
Sinterkörper. Sie zeigt, daß der ü-werc sich etwa proportional
zur Dicke des üinterkörpers ändert, während der n-wert im wesentlichen dickenunabhängig ist. v/ie unmittelbar ersichtlich,
beruht die Hichtlinearität des tiinterkörpers auf der Körpermasse
selbst.
O? a b e 1 1 e 1 ' .
Dicke G η
(mm) (bei 1mA) 0.1-ImA
oinberbedingungen
Anfang (2o) 182,0
15 1345
Io 91o
5 455
14 14
15 ·
14
12oou0, 5 Std.
12oo°a, 5 Std,
12oo°Q, 5 dtd.
i2oo°C, 5 ötd.
| Anfang(2o) | 1?oo | 13 | 135o°G, | 1 | dta. |
| 15 | 126o | 13 | 135ο°ΰ, | 1 | dta. |
| 1o | .855 | 12 | 135o°C, | 1 | Std. |
| 5 | 43 ο | 12 | 135o°G, | 1 | ütd. |
| ^nfang(2o) | 34oo . | 14 | 1ooo°G, | Io | otd. |
| 15 | 262o | 14 | 1ooo°G, | 1o | bt d. |
| Io | 172o | 1? | ■1ooo°G, | 1o | titd. |
| 5 | 87o | 14 | 1ooo°Ü, | 1o | iitd. |
A09808/0833
-Beispiel 2
Zinkoxid mit Zusätzen von ,/ismuthoxid, Antimonoxid una J
rid in der Zusammensetzung der xabelle 2 wurde auf aie gl^ioue
«eise wie im Beispiel 1 zu nichtlinearen widerstänaen veraroeitet.
Me Dicke war 2o mm. .Die xabelle-2 zeigu die resultiex'enden
elektrischen Eigenschaften, v/obei die './erte n, una n2 die nwerte
zwischen o,1 und 1 mA einerseits und 1oo und looo A andererseits
sind» Beim Impulstest wurden 2 Impulse von 4 χ Ίο ,us
und 1o kA aufgebracht, ,»ie ersichtlich, ergibt die Kombination
von W'ismuthoxid, Antimonoxidund Oerfluorid als Zusätze hohe
n-n/erte und geringe Änderungen.
BAD ORiGINAL
409808/0833
Tabello2
O co oo
"χ* O
CO
| Zusatz (Mol-%) | Sb2°3 | CeF3 | Elektrische Eigenschaften des resultierenden Widerstandes |
nl | n2 | Änderung nach dem Test (%) | Ληι | Δη2 |
| Bi2°3 | 0.05 0.05 3.0 3.0 0.05 0.05 3.0 3.0 l.o |
o.l 3.0 o.l 9.0 o.l 3.0 o.l 3.0 0.5 |
C (bei ImA) |
0.1-ImA | loo-loooA | Λ C | -15 -17 -14 -16 -15 -14 -13 -13 -12 |
-8.ο -7.7 -7.6 -7.1 -5.1 -7.3 -4.4 -4.6 -3.7 |
| o.l o.l o.l o.l 3.O 3.0 3.0 3.0 O.5 |
135ο Io7o 1900 I730 22oo 194o 2430 22oo 1820 |
11 12 11 12 12 13 12 11 14 |
Io 11 Io Io 12 11 Io 11 13 |
-17 -16 -16 -16 -15 -17 -15 -16 -13 |
co co co cn
2333355
— \CL -
mit den ^lusatz^-n. der ..auülle 'i, wurde tail -ie gleiche
//eise v/ie in Beispiel Ί zu nicht lineal* en .<icierstü.naeii verarbeitet.
iJie i-t.bclle y zeigt aic reGul-uierenaen eiük'arischen
Impuls-cest, der aui die gleiche Weise wie im Beispiel 2 aus geführt
wurde, wie ersichtlich, er^ibu die v/eitere zugabe von
iioböltoxid oder i-is.nganoxid einen höheren n-.-ert und f;jerinnere
Änderungen als die des jieispiels 2.
409808/0833 BAD ORIGINAL
Tabelle 3
| O | Bi | 2°3 | Zusatz | 2°3 | (Mol-%) | 1 1 |
CoO | MnO | Elektrische Eigenschaften dee resultierenden Wider standes |
nl | n2 | Änderung nach dem | -14 -13 |
Test | »> | |
| ■ | CO 00 |
O. o.l |
1 | Sb | O5 | CeF | O | o.l 3.ο |
_· | C (bei ImA) ο |
.1-ImA | loo-loooA | Δ C | -12 | ||
| 00 \ |
O. | 1 | O. O. |
O5 | O. O. |
1 | o.l | _-. | 95o lloo |
17 17 |
12 12 |
-14 | -13 | -8. -5. |
2 6 |
|
| O 00 |
O. | 1 | O. | O | 3. | 1 | o.l | --, | 92o | l8 | 12 | -12 | -14 | -6 | .4 | |
| co | 3- | O | 3· | o5 | O. | O | o.i | --. | 13oo | XO | 12 | -14 | -12 | -6 | .2 | |
| O. | 1 | O. | O. | 1 | 3.ο | 112o | 17 | 13 | -13 | -11 | -6 | .2 J? | ||||
| O. | 1 | O. | O | 3. | 1 | 3.ο | I080 | 18 | 13 | -12 | -12 | —5 | .7 | |||
| 3- | O | 3. | o5 | O. | O | 3.ο | I3I0 | 2o | 12 | -13 | -12 | -6 | .4 | |||
| O. | 1 | O. | O | O. | O | o.l | — | 1290 | 21 | 13 | -14 | -13 | -7 | .1 | ||
| 3. | O | 3. | o5 | 3- | 1 | o.l | -- | 1230 | 2o | 13 | -14 | -13 | -6 | .1 | ||
| 3. | O | Oo | O | 3. | O | o.i | — | II50 | 19 | 12 | -13 | -Io | -5 | .4 | ||
| O. | 1 | 3. | O | O. | O | 3.ο | I5I0 | 18 | 13 | -13 | -Io | -6 | '1W | |||
| 3. | O | 3. | o5 | 3. | 3-ο | __ | 1500 | 2o | 12 | -14 | -5 | '"CO | ||||
| O. | 3. | l47o | 19 | 11 | • -12 | -7 | .cn | |||||||||
Fortsetzung Tabelle 3
O CO OO
| 3* | O | 3. | O |
| 3. | O | 3- | O |
| 3- | O | 3. | O |
| Oa | 5 | 1. | O |
| O, | 1 | o· | o5 |
| O· | 1 | O. | o5 |
| O. | .1 | o< | o5 |
| »O | .1 | 3 | • o |
| 3 | • o | O | .05 |
| O | .1 | O | .05 |
| O | .1 | 3 | • o |
| 3 | .O | O | .05 |
| O | .1 | 3 | • o |
| 3 | .O | O | .05 |
| 3 | • o | 3 | • o |
| O | .1 | 3 | .O |
| 3 | .O | O | .05 |
| 3 | .O | 3 | .O |
| 3 | .O | 3 | .O |
| 3 | .O | 3 | .O |
| O | .5 | 1 | »o |
o. 1
3.ο 3.ο
o.5
o.l
o.l
3.ο
o.l
o.l
3.ο
o.l
o.l
3.ο
3.ο
o.l
3.ο
3.ο
o.l
3.ο 3.ο
o.5
| 3.O | __ | 179ο | 19 | 13 | -11 | -Io | -4.8 |
| o.l | — | l6oo | 19 | 14 | -13 | -12 | -5-9 |
| 3.O | o.l | 1750 | 18 | 12 | -12 | -Io | -6.2 |
| 0.5 | 3.0 | 1680 | 24 | 16 | -Io | -8.3 | -3.0 |
| -_ | o.l | 1130 | 22 | 15 | -13 | -13 | -7.1 |
| -_ | 0. 1 | 117ο | 2o | 13 | -14 | -12' | -5.1 |
| — | σ. 1 | 95ο | 21 | 13 | -13 | -13 | -6.4 |
| -- | 3.ο | l4oo | 22 | 14 | -12 | -12 | -7.0 |
| __ | 3»o | Il4o | 22 | 15 | -12 | -12 | -5.6 |
| 3.0 | II50 | 2o | 14 | -12 | -12 | -6.0 | |
| _- | o.l | l42o | 2o | 13 | -12 . | -13 | -7.0 |
| ~_ | o.l | l4oo | 19 | 15 | -11 | -5-7 | |
| __ | o.l | 1390 | 19 | 14 | -13 | -12 | -5-3 |
| -- | 3.0 | 1330. | 21 | 15 | -13 | -11 | -4.8 |
| — | 3.0 | I760 | 19 | 14 | -13 | -13 | -6.1 |
| 3.0 | I620 | 2o | 13 | -12 | -12 | -6.7 | |
| o.l | 16I0 | 2o | 14 | -11 | -12 | . -5.4 | |
| — | 3.0 | 2ooo | 2o | 15 | -12 | -14 ' | -4.8 |
| — | 0.5 | 174o | 23 | 14 | -13 | . -13 · | -5*5 |
| — | 1950 | 22 | 14 | -12 | -12 | -4.7 | |
| 1800 | 25 | 18 | -Io | -8.0 | -2.7 | ||
OJ
co
CO CO
cn
cn
ia mit. ce ti ^.ucilczcn dar νε.ο--11ώ --ι- uuraeWcii uem verfahren
ciCG „eispiels ': zu uiuhtiineareii .<iaeri.täiiden ver-L,roei"cet.
•Jiü ,.Luelle 4 zoi ;t; „ie resuloierenaou elokuriticaen ^i^erischaiteii.
.,iu ersicli'olicix, i'-äirt die v/eitere /ju.ii-.be von /^innoxid,
ühromo^iä, oilisiumoxid ouer Ohromoicid xnvi oiliziumoxid zu
höheren n-..erten una ;-erin.; eren -lxiaerun;_;en c.1g die des .beiopiels 3· ^ie iabeile 4 zeigt ebenitlls die i-Jiaerungen von
C una η ntcii aein xmpulsceBt, der aeni aes Beispiels 2 entsprach.
ühromo^iä, oilisiumoxid ouer Ohromoicid xnvi oiliziumoxid zu
höheren n-..erten una ;-erin.; eren -lxiaerun;_;en c.1g die des .beiopiels 3· ^ie iabeile 4 zeigt ebenitlls die i-Jiaerungen von
C una η ntcii aein xmpulsceBt, der aeni aes Beispiels 2 entsprach.
Λ09808/0833
BAD ORIGINAL
•Ρ» O co
| Zusätze (Mol-%) | CeF3 | CoO | MnO | SnO2 | Cr2°3 | SiO2 | Elektrische Eigenschaften d.resultierenden Wider standes |
ni | loo-loooA | Änderung nach Test (%) |
Jn1 | ι dem | |
| > | Sb2°3 | o.l | o.l | o.l | o.l | — — | __ | C (bei ImA) |
0.1-ImA | 22 | Δ C | -Io | ta2 |
| Bi2°3 | 0.05 | o.l | o.l | o.l | O.5 | -- | -- | 1850 . | 33 | 19 | -Io | -9.1 | -5.3 |
| o.i | 0.05 | o.l | o.l | o.l | 3.0 | -- | __ | 2o4o | 4o | 19 | -9.2 | -8.2 | -3.8 |
| o.l | 0.05 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | o.l | -- | __ | 215ο | 35 | 21 | -Io | -6.4 | -4.5 |
| o.l | l.o | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | __ | -- | 2270 | 38 | 25 | -9.4 | -5.8 | -3.9 |
| O.5 | l.o | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 3.0 | __ | -- | 2800 | 45 | 21 | -8. ο | -Io | -2.7 |
| 0.5 | l.o | 3.0 | 3.0 | 3.0 | o.l | -- | -- | 2650 | 37 | 22 | -9.5 | -7-3 | -4.2 |
| 0.5 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 0.5 | _- | __ | 3050 | 37 | • 2o | -9.7 | -7.3 | -3.9 |
| 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | 3.0 | — | — | 3300 | 38 | l8 | -Io | -9.4 | -5.4 |
| 3.0 | 3.0 | o.l | o.l | o.l | o.o5 | „ | 3650 | 36 | 22 | -Io | -8.4 | -6.3 | |
| 3.0 | 0.05 | o.l | o.l | o.l | — | 0:5 | __ | 2350 | 37 | l8 | -11 | -8.1 | -6.4 |
| o.l | 0.05 | o.l | o.l | o.l | __ | 3«>o- | -- | 248o | 4o | 2o | -Io | -8.1 | -4.3 |
| o.l | 0.05 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | -- | olo5 | -- | 2600 | 42 | 2o | -Io | -7.4 | -4.2 |
| o.l | l.o | 0.5 | 0.5 | 0.5 | __ | 0.5 | — | 2720 | 39 | 27 | -9.1 | -6.2 | -4.4 |
| 0.5 | l.o | 0.5 | 0.5 | 0.5 | — | 3.0 | -- | 3500 | 49 | 2o | -7.ο | -7.1 | -2.7 |
| 0.5 | l.o | 3.0 | 3.0 | 3.0 | -- | 0.05 | -- | 3200 | 42 | 2o | -8.5 | -9.2 | -5.4 |
| 0.5 | 3.0 | 3800 | 42 | -9-7 | -6.1 | ||||||||
| 3.0 |
Fortsetzung Tabelle
3.O 3.0
3.0 3.0
3.0 3-O
3-D 3-D
3.0
3.0
0.5 3.0
4loo 46oo
38
37
-Io -9.6
Io ■9.3
-6.2 -6.6
O
CO
OO
O
OO
O
OO
Ca>
0.1 0.1 0.1 0.5 0.5 0.5 3.0 3.0 3.0
0.05 o.o5 0.05
1.0 1.0 1.0 3.0 3.0 3.0
0.1 0.1
OpI
0.5 0.5 0.5 3.0 3.0 3.0
0.1 0.1 0.1 0.5 0.5 0.5 3.0 3.0 3.0
0.1 0.1 0.1 0.5 0.5 0.5 3.0 3.0 3.0
0.1 0.5
lo.o
0.1 0.5
lo.o
0.1 0.5
lo.o
37 38 4o
39 5o 42 4o 41
-9.4 -8.7 ■8.7 -9.2 ■7.9
-8.5 -8.4 -8.4 -8.7
•Ιο
■9.3 ■8.4
■7.3 ■5.4
-8.3 ■9.2 -7.2
-9.1
•5 · ο •6.2
•4.9 -3.8
•2.5 ■5.7 ■6.2 ■5.9
-5.7
o.l o.l o.l 0.5 0.5
0.5 3,o
3.0 3.0
0.05
0.05
0.05
l.o
l.o
l.o
3.0
3.O
3.0
o.l o.l o.l 0.5 0.5 0.5 3.0
3.0 3.0
o.l o.l o.l 0.5 0.5 O.5 3.0
3.0 3.0
o.l o.l o.l 0.5 0.5 0.5 3.0
3.0 3.0
o.o5 o.o5 o.o5
0.5 0.5 0.5 3.0 3.0 3.0
0.1
0.5
lo.o
0.1 0.5
lo.o o.l
0.5 lo.o
2900 3150
48oo 3300 4500
5300 4500 5200 9ooo
42
47
44
43 58 44 45
43 42
■8.4 -7.2 -8.4 ■7.3 -6.1 -6.8 -7.3
-7-5 -8.5
■7.7 ■7ο4 -6.2 -6.4
■5.1 -5.5 ■7-5 -6.2
-6.2
■5.2 -5.4 ■6.1 -6.8
-2.ο ■4.5
-5.4 -5.3
U) CO CO U)
Die vviderstan.de der Beispiele 2, 3 und 4 wurden uücü einem Verfahren
geprüft, daß breite Verwendung für elektronische Bauelemente
gefunden hat. Der rieizzyklustest umfaßte j>
Zyklen, in denen die //iderstände 5o min. auf Op0G umgebungstemperatur gehalten,
dann schnell auf -2o°ü abgekühlt und 3o min. auf dieser
Jemperatur gehalten wurden. Der i/euahtigkeitstest wurde
bei 4o°C und 95 >» relativer Luftfeuchtigkeit 1ooo otd. lang
durchgeführt. Die Tabelle ;? zeigt die mittlere Minderung des G-
und des n-'./ertes der Widerstände nach dem Heizzykltm- und dem
.Peuchtigkeitstest?. Wie ersichtlich, sind diese Änderungen sehr
gering.
| Probe Nr. | Heizayklentest 0&) | -6.2 | Δϊΐο | ffeuehtigkextstest (70) | *n1 | An2 |
| Beispiel 2 | &G | -5.7 | -5.0 | . Δ G | -6.7 | -6.1 |
| Beispiel 3 | -4.8 | -3.7 | -3.6 | -5.2 | -5.2 | -3.9 |
| Beispiel 4 | -2.9 | -1.3 j« |
-3.5 | •*3.8 | -1.4 | |
| -1.8 | -1.3 | |||||
— -fr
409·0·/0*33
aus den nichtlinearen widerständen nach- .teispiel 2, 3 und 4
wurden Blitzableiter nach, js'ig. 2 mit einer iieihenschaltun^ von
5 Widerständen und einer funkenstrecke aufgebaut. Der ü-.-vert
der drei widerstände betrug insgesamt etwa 7 kV. Jer Impulstest
wurde ausgeführt, indem man 2 impulse von 4 χ 1o ,us una
einer stromdichte von 15oo u/cm , die einer· W
von ^ooo V überlagert waren, aufbrachte. Die tabelle 6 weist
l<lol[,eströme von v/eniger als 1 axL· aus, und die iaiaerunb- der .
elektrischen Eigenschaften war die gleiche wie nach dem Imi!)Ulstest
der Beispiele 2, $ und 4-.-
| Probe rir. | i(1ol(i-e strom |
| Beispiel 2 | unter 1 /uA. |
| Beispiel 5 | unter o.5 /UA |
| Beispiel 4 | unter o.i /UA |
409808/08 3 3
BAD
2ο -
a den nichi;lineej?en ».idei'stdnden eier jj,ei..,piele 2, i urio. 4 wu
den ..,litsnbleiuer n;.-.cU /i^. ^ durch oerierisclic Itunr.: von jev/eil
0 ,iderstdnden o.uigeba.ut;. iJor ϋ-..·οι·1; Detru;·; inüKesamt; etv/a
yooo V. j^er Impulstost vmrde '-"eiu-ußo du^'cutjefuhi't wie in ^eis-,iel
ο beschrieben. Jer ..''ol^ecuiOm ef;";t.u sicli zu weniger ols
1 Ai.;, v;iü in der xöubile 6, und. aiu .a'i-j.crungGn der eiektri-'
sehen .^i-. eiibcl_-..f ten iibca den xestö v/uren nie ^leich^n v;ie iiu.cu
;en imvulkiteüta aer __-ei,ji_ iele 2, ^ und Ί-. ±ii w.e
v/urderi impuls υ mi "α einer- „n^tiü^ssGiu von ο,ο'Ί .-us ;_η:-;ο-
le(rU. Lieroei v/i..r diü ^.;/cievüZüit des aut-ch dun „
i'lici;enden ,^uroniäs Iz^xzcr uiü ο,ορ /us.
08/0833
BAD
Claims (6)
- Pat entansprächeüpannungsnichulinearer jiderstand, der im wesentlichen aus einem sinterkörper aus einer Zusammensetzung besteht, die als Hauptbestandteil Zinkoxid (ZnO) und als Zusätze o,1 ... 3,o Mol-;o Wismut hoxiid (BipÜ^), o,o5 ... 3,'o Mol->» üntimonoxid (übpQv) und o,1 ... 3,o Mo1-;j Cerfluorid (Cel'V) enthält, wobei auf gegenüberliegende Flächen des »Unterkörpers Elektroden aufgebracht sind.
- 2. dpannungsnichtlinearer Widerstand nach Anspruch 1, wobei der Sinterkörper weiterhin o,1 ... 3,ο Mol-)i Kobältoxid (Coü) oder ο,'Ι ... 3,ο Mol-p Manganoxid (tau) enthält..
- 3. Üpannungsnichtlinearer ,widerstand nach Anspruch 1, wobei der Sinterkörper weiterhin ο,'Ι ... 3}Q tiol-v» Kobaltoxid (Goü), ο,'Ι ... 3,0 hol-.j Manganoxid (hiiü) und o,o5 ».. 3,ο hol-/3 Chromoxid (Croü-,) oder o,1 ... 3,ο Mol-,j Zinnoxid (Βηύ^) oder o,1 ... 1o,o Hol->a oiliziumdioxid (üSiü2) enthält.
- 4. üpannungsnichtlinearer ,widerstand nach Anspruch 1, bei dem der ,Sinterkörper im wesentlichen aus 99,4- .»· 72 Hol-vt» Zinkoxid (Znu), o,1 ... 3,ο Hol-/o »vismuthoxid (BIpO7,), o,o5 ·· 3,o Mol-/!? Antimonoxid (riboQ-z), o,'i ... 3,ο MoI-vj Cerfluorid (Cei%), o,1 ... 3,o Mol-,0 Kobaltoxid (CoO), o,1 ... 3,o Hol-/«» iianganoxid (I»Inü), o,o5 ... 3, ο Hol-/!» Chromoxid (Cr2Ov) und o,1 ... Ιο,ο Μοί-,ν oiliziumdioxid (üiü2) besteht.
- ■j>. blitzableiter aus mindestens einem spaimungsnichtlinearen widerstand nach xiixs^-ruch 1 als wirksames xJ
- 6. Blitzableiter aus mindestens einem spannungsnicht linearen widerstand nach Anspruch 4 als v/irksames ilemant.Cl/Ho409808/0833Leerseite
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|---|---|---|---|
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Publications (3)
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| DE2338355B2 DE2338355B2 (de) | 1978-08-24 |
| DE2338355C3 DE2338355C3 (de) | 1979-04-26 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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- 1973-07-25 DE DE2338355A patent/DE2338355C3/de not_active Expired
- 1973-07-25 NL NLAANVRAGE7310361,A patent/NL181959C/xx not_active IP Right Cessation
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- 1973-07-26 US US00382645A patent/US3838378A/en not_active Expired - Lifetime
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |