DE2842287C2 - Verfahren zur Herstellung eines Zinkoxid-Varistors - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Zinkoxid-VaristorsInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01C—RESISTORS
- 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
- H01C7/105—Varistor cores
- H01C7/108—Metal oxide
- H01C7/112—ZnO type
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Varistors, wie es im Oberbegriff des
Patentanspruches 1 angegeben ist.
Ein derartiges Verfahren ist z. B. aus der DE-AS 02 452 bekanntgeworden.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Varistoren — das sind spannungsabhängige Widerstände — aus
Material auf der Basis des Zinkoxids herzustellen. Diesem Zinkoxid werden dotierende Zusätze hinzugegeben,
wie z. b. Verbindungen von Wismut, Antimon, Aluminium, Indium, Gallium, selten Erden, Chrom,
Nickel, Zinn, Titan, Kobalt und/oder Zirkon, um die Widerstandscharakteristik und Belastungsunabhängigkeit
zu verbessern. Von besonderer Bedeutung ist auch die Zugabe von Mangan, ζ. B. als Μη3θ4, das dem
Zinkoxid-Varistor eine besonders große Spannungsstabilität verleiht.
Es ist auch bereits Bor, insbesondere zusammen mit einem oder mehreren der obengenannten Elemente,
dem Zinkoxid für Varistoren hinzugegeben worden.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Zinkoxid-Varistoren für
den mittleren und unteren Spannungsbereich (100 Volt bis 20 Volt pro mm) zu finden, das zu einem Varistor
hoher Stabilität bei hoher Belastbarkeit führt.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß
nach den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen und
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Für Zinkoxid-Varistoren ist es bekannt, Bortrioxid als
Zugabe zu verwenden, und zwar zum Zwecke höhere
Belastbarkeit zu erreichen. Andererseits hat sich aber für den mittleren und unteren Spannungsbereich von
100 bis 20 Volt pro mm Feldstärke im Varistormaterial ein Gehalt an Bor als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn
man das Bor als wasserunlösliches Borat eines oder
ίο mehrerer der Erdalkali-Metalle und/oder des Bleis
hinzugibt. Insbesondere wurden günstige Stromspannungs-Kennlinien für Varistoren erreicht, bei denen
dem Zinkoxid Kalziumtetraborat zugegeben worden ist Die ermittelten Strom-Spannungs- Kennlinien erfindungsgemäß
hergestellter Varistoren zeigten noch nach einer Stunde Belastungsdauer mit 30facher Nenn-Belastung
und bei 15 Stunden mit 3facher Nenn-Belastung z. B. bei einer Zugabe von 0,2 Gew.-% Kalziumtetraborat
nur solche Änderungen der Widerstandscharakteristik, die als vernachlässigbar angesehen werden können.
Das verwendete Kalziumtetraborat wurde durch
Zusammenschmelzen von Bortrioxid und Kalziumoxid oder Kalziumkarbonat oder Kalziumhydroxid erhalten.
Dabei auftretende Abweichungen von der Stöchiometrie haben sich als unkritisch erwiesen, da bei der
üblichen Herstellung des für den Varistor vorgesehenen Zinkoxidmaterials während des Mahlens in Wasser
überschüssige Reaktionspartner (Bortrioxid oder Erdalkalioxid
[-karbonat, -hydroxid]) im Wasser in Lösung gehen.
Besonders günstige Werte für Varistoren (hergestellt nach der Erfindung) haben sich ergeben, wenn die
Zinkoxid-Masse frei von Alkali-Metallelementen und/oder Siliziumgehalt wurde oder höchstens nur
geringe Mengen dieser Elemente enthalten waren. Günstige Widerstandscharakteristiken wurden für Alkaligehalt
unter 0,1% und für Siliziumgehalt unter 1% — gerechnet auf der Basis der Summe der Zugabeelemente
— erreicht.
Nachfolgend wird ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Herstellung einer Varistormasse beschrieben.
Zunächst werden die Ausgangsstoffe Zinkoxid und die Verbindungen der Zugabeelemente gemischt und
gemahlen, z. B. in Wasser. Die feinkörnige Mischung wird mit Bindemittel granuliert, z. B. mit Polyäthylenglykol
20 000.
Die Masse wird zu den gewünschten Formkörpern, im allgemeinen Scheiben, gepreßt und bei Temperaturen
zwischen 1100 bis 1400°, vorzugsweise zwischen 1200 und 125O0C, gesintert. Diese Scheiben werden
dann mit Elektroden, z. B. aus Einbrennsilber, versehen. Die Figur zeigt in einem Flußdiagramm schematisch
dieses Verfahren.
Zusammenfassung:
Verfahren zur Herstellung eines Zinkoxid-Varistors:
Zinkoxid-Varistor mit hoher Zugabe in Form von wasserunlöslichem Borat.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung eines Varistors auf der Basis des dotierten Zinkoxids, das als Zusatzbestandteil
Bor und gegebenenfalls eines oder mehrere der Elemente Wismut, Antimon, Aluminium, Indium,
Gallium, seltene Erden, Chrom, Nickel, Mangan, Zinn, Titan, Kobalt und/oder Zirkon enthält,
gekennzeichnet dadurch, daß das Element Bor als wasserunlösliches Borat eines der Elemente
Magnesium, Kalzium, Strontium, Barium und/oder Blei zugegeben wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Varistormaterial Silizium, wenn
überhaupt, dann nur in einer Menge von weniger als 1% der Menge der Zusatzbestandteile, gerechnet
auf der Basis der oxide, enthalten ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet dadurch, daß im Varistormaterial Alkalimetall,
wenn überhaupt, dann nur in einer Menge von weniger als 0,1 % der Zusatzbestandteile, gerechnet
auf der Basis der Oxide, enthalten ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Element Bor als
Kalziumtetraborat zugesetzt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782842287 DE2842287C2 (de) | 1978-09-28 | 1978-09-28 | Verfahren zur Herstellung eines Zinkoxid-Varistors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782842287 DE2842287C2 (de) | 1978-09-28 | 1978-09-28 | Verfahren zur Herstellung eines Zinkoxid-Varistors |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2842287B1 DE2842287B1 (de) | 1980-03-13 |
DE2842287C2 true DE2842287C2 (de) | 1980-11-13 |
Family
ID=6050738
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19782842287 Expired DE2842287C2 (de) | 1978-09-28 | 1978-09-28 | Verfahren zur Herstellung eines Zinkoxid-Varistors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2842287C2 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1206742A (en) * | 1982-12-24 | 1986-07-02 | Hideyuki Kanai | Varistor |
-
1978
- 1978-09-28 DE DE19782842287 patent/DE2842287C2/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2842287B1 (de) | 1980-03-13 |
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Legal Events
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |