DE3033511A1 - Spannungsabhaengiger widerstand - Google Patents
Spannungsabhaengiger widerstandInfo
- Publication number
- DE3033511A1 DE3033511A1 DE19803033511 DE3033511A DE3033511A1 DE 3033511 A1 DE3033511 A1 DE 3033511A1 DE 19803033511 DE19803033511 DE 19803033511 DE 3033511 A DE3033511 A DE 3033511A DE 3033511 A1 DE3033511 A1 DE 3033511A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- oxide
- voltage
- component
- ratio
- mol
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 34
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 20
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N lanthanum(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[La+3].[La+3] MRELNEQAGSRDBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910021193 La 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 10
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 9
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);praseodymium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Pr+3].[Pr+3] MMKQUGHLEMYQSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910003447 praseodymium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 6
- WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N Trioxochromium Chemical compound O=[Cr](=O)=O WGLPBDUCMAPZCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000423 chromium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N germanium oxide Inorganic materials O=[Ge]=O YBMRDBCBODYGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N nonaoxidotritungsten Chemical compound O=[W]1(=O)O[W](=O)(=O)O[W](=O)(=O)O1 QGLKJKCYBOYXKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N oxogermanium Chemical compound [Ge]=O PVADDRMAFCOOPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 claims 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 15
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 11
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001845 chromium compounds Chemical class 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 5
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 4
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 4
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 3
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 3
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 2
- PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N chromium trinitrate Chemical compound [Cr+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O PHFQLYPOURZARY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 1-ethynyl-2,4-dimethoxybenzene Chemical compound COC1=CC=C(C#C)C(OC)=C1 IVORCBKUUYGUOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021555 Chromium Chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021626 Tin(II) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K chromium(3+) trichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cr+3] QSWDMMVNRMROPK-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K chromium(iii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Cr+3] VQWFNAGFNGABOH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 150000002290 germanium Chemical class 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BAEIUCDXXHCJQG-UHFFFAOYSA-N germanium;hydrate Chemical compound O.[Ge] BAEIUCDXXHCJQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GGQZVHANTCDJCX-UHFFFAOYSA-N germanium;tetrahydrate Chemical compound O.O.O.O.[Ge] GGQZVHANTCDJCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CVNKFOIOZXAFBO-UHFFFAOYSA-J tin(4+);tetrahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Sn+4] CVNKFOIOZXAFBO-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J titanic acid Chemical compound O[Ti](O)(O)O LLZRNZOLAXHGLL-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 150000003608 titanium Chemical class 0.000 description 1
- 150000003657 tungsten Chemical class 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- BDPNSNXYBGIFIE-UHFFFAOYSA-J tungsten;tetrahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[W] BDPNSNXYBGIFIE-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 238000005019 vapor deposition process Methods 0.000 description 1
- 150000003754 zirconium Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Keramikmasse für einen spannungsabhängigen Widerstand, umfassend
Zinkoxid als Hauptbestandteil und Praseodym-, Lanthan- und Kobalt-Komponenten sowie eine zusätzliche
Komponente als Nebenbestandteile. Im einzelnen betrifft die Erfindung einen Sinterkörper aus einer Keramikmasse
für einen spannungsabhängigen Widerstand, der eine bemerkenswert große Spannungsabhängigkeit und eine große
Entladekapazität aufweist.
In jüngster Zeit sind in weitem Umfang spannungsabhängige
Widerstände auf Keramikbasis (im folgenden als "Keramikvaristoren" bezeichnet) mit ausgezeichneter Spannungsabhängigkeitscharakteristik
verwendet worden, die Zinkoxid als einen Hauptbestandteil umfassen. Derartige Keramikvaristoren sind in großem Umfang als elektronische
Teile zum Schutz von Schaltungen und zur Verhinderung von fehlerhaften Betriebszuständen eingesetzt worden.
Außerdem besteht ein Bedarf nach Varistoren, die übe? einen großen Strombereich eine ausgezeichnete Spannungsabhängigkeit
(Nicht-Linearität bezüglich der Spannung)
aufweisen. Bei der Stromspannungscharakteristik eines Varistors ändert sich gemäß Fig. 1 ein Strom in
nicht-linearer Weise bezüglich einer Spannung. Die Stromspannungscharakteristik eines Varistors wird folglich
im allgemeinen durch die folgende Gleichung dargestellt:
ι - Φ"
wobei I den durch den Varistor fließenden Strom bezeichnet; V eine an den Varistor angelegte Spannung bedeutet;
C eine Konstante bezeichnet, die dem Widerstand entspricht,und α einen Index für die Nicht-Linearität bezeichnet.
Eine Spannung, bei der ein Strom von 1 mA fließt, wird gewöhnlich als eine Varistorspannung bezeichnet.
1300U/1 107
In einem breiten Strombereich ändert sich α abhängig von der Spannung. Falls in einem weiten Strombereich
Nicht-Linearität vorliegt, wird vorzugsweise ein Verhältnis einer Spannung im Bereich großer Ströme zu einer Spannung
im Bereich kleiner Ströme betrachtet, z.B. ein Verhältnis von V5OmA zu V. r wie in Fig. 1 gezeigt. Die Spannungsabhängigkeitscharakteristik
ist umso besser, je kleiner das Spannungsverhältnis ist.
In jüngster Zeit sind Keramikvaristoren als eine Kombination
einer Elektrode und einer Keramik entwickelt worden, die Zinkoxid als Hauptbestandteil und Oxide von
Wismut, Antimon, Mangan, Kobalt und Chrom als Nebenbestandteile umfaßt. Die Spannungsabhängigkeit derartiger
Keramikvaristoren ergibt sich aufgrund der Eigenschaften der gesinterten Masse. Vorteilhafterweise tritt in einem
weiten Strombereich eine bemerkenswerte Nicht-Linearität auf. Die Masse umfaßt Jedoch andererseits Komponenten,
die bei hoher Temperatur, wie sie zum Sintern einer Masse für den Varistor erforderlich ist, leicht verdampfen,
z.B. Wismut und Antimon. Es ist daher erforderlich, zum Sintern der Massen bei einer Massenherstellung spezielle
Bedingungen vorzusehen, um Varistoren mit gleicher Charakteristik herzustellen und ein geringes Verhältnis an
schadhaften Produkten zu erreichen. Dadurch waren bisher die Produktionskosten bemerkenswert hoch.
Es sind andererseits auch Keramikvaristoren entwickelt worden» die eine Kombination einer Elektrode und einer
Keramik darstellen, welche Zinkoxid als eine Hauptkomponente und Oxide von Praseodym, Kobalt, Chrom und Kalium
als weitere Komponenten umfaßt (JA-OS 114093/1978). Diese
Keramikvaristoren enthalten keine flüchtigen Komponenten,
wie Wismut-und Antimonkomponenten, und weisen eine ausgezeichnete Spannungsabhängigkeit auf. Es ist jedoch
erforderlich, Kalium- und Chromkomponenten einzuver-
1 300 U/1 107
leiben, um die Spannungsabhängigkeitscharakteristik im Bereich großer Ströme zu verbessern. Das Einverleiben des
Kaliums verursacht jedoch das schwerwiegende Problem der geringen Feuchtigkeitsbeständigkeit bei der Verwendung
als elektronische Teile. Bei der praktischen Anwendung von derartigen Keramikvaristoren ist es erforderlich,
den Keramikvaristor durch Beschichten der Oberfläche des gesinterten Keramikvaristors mit geschmolzenem Glas zu
schützen. Dadurch erhöhen sich unvorteilhafterweise die Verfahrensstufen bei der Herstellung und die Kosten der
Herstellung sind ebenfalls unvorteilhafterweise hoch. Außerdem wird eine relativ große Menge an Praseodym von
hoher Reinheit benötigt, obwohl die Praseodym-Quellen nicht groß genug sind. Das ist unvorteilhafterweise unwirtschaftlich
.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile der herkömmlichen Keramikvaristoren zu überwinden,
welche Zinkoxid als eine Hauptkomponente umfassen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine
Keramikmasse für spannungsabhängige widerstände, wie
einen Keramikvaristor, zu schaffen, der eine ausgezeichnete Strom-Spannungs-Charakteristik vom Bereich kleiner
Ströme bis zu einem Bereich großer Ströme bei ausgezeichneter Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweist und der auf
wirtschaftliche Weise hergestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
man einen spannungsabhängigen Widerstand schafft, welcher einen Sinterkörper aus einer Keramikmasse umfaßt,
welche eine Zinkoxidkomponente mit einem Verhältnis von 99,88 bis 84,88 Mol-# als ZnO; eine Praseodymoxidkomponente
und eine Lanthanoxidkomponente, jeweils mit einem Verhältnis von 0,01 bis 0,035 Mol-% als R2O, (R bedeutet
Pr und La); eine Kobaltoxidkomponente mit einem Verhält-
130014/1107
nis von 0,1 bis 15 Mol-# als CoO und eine spezifische, zusätzliche
Komponente , die ausgewählt ist aus den Komponenten Chromoxid, Boroxid, Siliciumoxid, Titanoxid,
Zinnoxid, Zirkonoxid, Nioboxid, Tantaloxid und Wolframoxid sowie Germaniumoxid, mit einem Verhältnis von 0,0001
bis 0,05 Mol-90 umfaßt.
Fig. 1 zeigt die Strom-Spannungs-Charakteristik eines Keramikvaristors.
Bei Untersuchungen der Erfinder hat sich gezeigt, daß der
Keramikvaristor, der Zinkoxid als eine Hauptkomponente sowie Praseodym-, Lanthan- und Kobaltkomponenten umfaßt,
unter Überwindung der damit verbundenen Nachteile verbessert vrerden kann, ohne eine Alkalimetallkomponente
einzuverleiben. Auf diese Weise kann ein Keramikvaristor mit ausgezeichneter Spannungsabhängigkeit in einem
großen Strombereich erhalten werden. Es besteht zur Zeit kein klares Verständnis darüber, warum das Einverleiben
von derartigen zusätzlichen Komponenten zu der Verbesserung des Keramikvaristors führt. Für die Feinstruktur
des Keramikvaristors, der Zinkoxid als eine Hauptkomponente umfaßt, wird angenommen, daß die Zinkoxidkristalle,
welch einen relativ geringen spezifischen Widerstand aufweisen, von einer intergranularen Schicht mit relativ
hohem spezifischem Widerstand umgeben sind. Im Hinblick auf die Nicht-Linearitätscharakteristik ist ein niedriger
spezifischer Widerstand in den Zinkoxidkristallen und ein höherer spezifischer Widerstand in der intergranularen
Schicht vorteilhaft. Eine geringe Menge der spezifischen zusätzlichen Komponente kann mit dem Zinkoxidkristall
eine feste Lösung bilden und den spezifischen Widerstand des Kristalls verringern, wodurch die
Spannungsabhängigkeitscharakteristik verbessert wird.
1300U/1 107
Falls jedoch der Gehalt der spezifischen zusätzlichen Komponente zu sehr erhöht wird, erniedrigt sich der spezifische
Widerstand der zur Nicht-Linearität beitragenden, intergranularen
Schicht, die die Kristalle umgibt, durch die spezifische zusätzliche Komponente ebenfalls und die
Nicht-Linearität nimmt ab. Falls die Verteilung der spezifischen zusätzlichen Komponente in dem Keramikvaristor
nicht einheitlich ist, sind auch die Verteilung der Widerstände und die Verteilung der Nicht-Linearitäten in
einem Keramikvaristor nicht einheitlich. Bei Anlegen des elektrischen Feldes an den Keramikvaristor wird der Stromfluß
teilweise konzentriert, wodurch die Temperatur sich in diesen Bereichen erhöht und wodurch der Keramikvaristor
in diesen Bereichen bricht.
Es ist daher wichtig, eine einheitliche Verteilung der spezifischen zusätzlichen Komponente vorzusehen, und zwar
in Form einer festen Lösung in den Zinkoxidkristallen, und es ist weiter erforderlich, die nicht-einheitliche
Verteilung der spezifischen zusätzlichen Komponente in der Nähe der intergranularen Schicht zu verringern. Auf
diese Weise kann die Charakteristik der Spannungsabhängigkeit verbessert werden.
Falls die Chromkomponente einverleibt wird, ist es möglich, eine Chromverbindung in Form einer Lösung oder in
Form eines bemerkenswert feinen Pulvers mit einer Teilchengröße von weniger als 0,2/um einzuverleiben. Wegen
der Verteilung der Chromkomponente ist es bei Verwendung eines Chromoxidpulvers, das grobe Teilchen, wie z.B.solche
von 0,5/um aufweist, notwendig, die Chromkomponente in einem Verhältnis von mehr als 0,05 Atoxa-% einzuverleiben,
um den Effekt der Chromkomponente zu erreichen. Die Nicht-Linearitätscharakteristik in dem Bereich geringen
Stroms ist daher bemerkenswert schlechter. Außerdem
1300U/1 107
wird das Wachstum der Zinkoxidkristalle bei der Kristallisation
nachteilig durch die Chromkomponente beeinflußt, was zu kleineren und nicht einheitlichen Kristallkörnern
führt. Dadurch ist die Zuverlässigkeit des Keramikvaristors gering. Falls eine Kaliumkomponente einverleibt
wird, um derartige Nachteile zu überwinden, wird die Feuchtigkeitsbeständigkeit durch die Zugabe der Kaliumkomponente
verringert. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Dispergierbarkeit der Chromkomponente verbessert,
wodurch der Anteil der Chromkomponente verringert wird und wodurch ein Sinterkörper aus einheitlichen Körnern
von Zinkoxidkristallen erhalten wird, der bemerkenswert zuverlässig ist. Bei dem Einverleiben einer nur geringen
Menge der Chromkomponente werden vorzugsweise nur geringe Mengen der Praseodymkomponente und der Lanthankomponente
einverleibt. Die kostbaren Quellen können daher wirtschaftlicherweise eingespart werden.
Vorstehend wurde die spezifische zusätzliche Komponente anhand der Chromkomponente diskutiert. Die gleichen Erwägungen
können jedoch auch für das Einverleiben der anderen spezifischen zusätzlichen Komponente angewendet
werden. Das heißt, es können die Borkomponente, die SiIiciumkomponente,
die Titankomponente, die Zinnkomponente, die Zirkonkomponente, die Niobkomponente, die Tantalkomponente,
die Wolframkomponente oder die Germaniumkomponente einverleibt wrden, um den gleichen vorteilhaften
Effekt zu erreichen. Bei der Einverleibung der geringen Menge der spezifischen zusätzlichen Komponente kann ein
Keramikvaristor mit ausgezeichneter Spannungsabhängigkeitscharakteristik sowie mit ausgezeichneter Stromstoßeigenschaft
erhalten werden.
Die Masse für den spannungsabhängigen Widerstand gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt die Zinkoxidkomponente
130014/1107
- ίο -
mit einem Verhältnis von 99,88 bis 84,88 Mol-% als ZnO,
die Praseodymoxidkomponente mit einem Verhältnis von 0,01 bis 0,035 Mol-% als Pr2O,, die Lanthanoxidkomponente
mit einem Verhältnis von 0,01 bis 0,035 Mol-% als La2O3,
die Kobaltoxidkomponente mit einem Verhältnis von 0,1 bis 15 Mol-% als CoO und die spezifische zusätzliche
Komponente mit einem Verhältnis von 0,0001 bis 0,05 Mol-%. Die spezifische zusätzliche Komponente kann eine Verbindung
sein, die durch einen Sinterprozeß bei 1250 bis 15500C, vorzugsweise 1250 bis 15000C, in das korrespondierende
Oxid umwandelbar ist. Die spezifische zusätzliche Komponente ist vorzugsweise ein wasserlösliches Salz,
das durch den Sinterprozeß in das korrespondierende Oxid umgewandelt werden kann. Es kann sich jedoch auch um ein
feines Pulver handeln.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen näher erläutert.
Zinkoxid, Praseodymoxid, Lanthanoxid und Kobaltoxid und die jeweilige spezifische zusätzliche Komponente werden
mit den in Tabelle 1 angegebenen Verhältnissen eingewogen " und in einer Naß-Kugelmühle vermischt. Das Gemisch wird
getrocknet und mit einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol als Bindemittel vermischt. Die Mischung wird granuliert
und preßgeformt. Mittels des Preßformverfahrens
wird jeweils eine Scheibe mit einem Durchmesser von 15 mm und einer Dicke von 1,5 mm hergestellt. Das Formprodukt
wird 2 h bei 1250 bis 145O°C gesintert, um einen Probekörper
zu erhalten. Eine Silberelektrode mit einem Durchmesser
von 11,5 mm wird an beide Seiten des Probekörpers angeschlossen, und zwar mittels eines Pasten-Backverfahrens.
Es wird jeweils die Strom-Spannungscharakteristik bestimmt. Die Ergebnisse sind in den Tabellen aufgeführt. Das
Symbol "+" bezeichnet Vergleichsbeispiele.
13Q0U/1 107
Tabelle 1 Sintertemperatur=1250-1450°C
Nr. Zusammensetzung (yiol-%) Strom-Spannungs-Charakter.
Pr2O3 La2O3 COO Cr2O3 T^Y)α
| 1 | 0,025 | 0,025 | 0,1 | 0,0001 | 40 | 18 | 2,00 |
| 2 | 0,025 | 0,025 | 1 | 0,002 | 60 | 31 | 1,61 |
| 3 | 0,025 | 0,025 | 3 | 0,006 | 75 | 30 | 1,65 |
| 4 | 0,025 | 0,025 | 10 | 0,02 | 86 | 21 | 1,98 |
| VJl | 0,01 | 0,01 | 1 | 0,002 | 35 | 19 | 2,00 |
| 6 | 0,035 | 0,035 | 1 | 0,002 | 65 | 20 | 1,95 |
| 7+ | 0,025 | 0,025 | 1 | 0 | 185 | 8 | 3,17 |
| S+ | 0,025 | 0,025 | 3 | 0 | 320 | 7 | 3,52 |
| 9+ | 0,025 | 0,025 | 1 | 0,002 | 98 | 11 | 2,35 |
| O+ | 0,025 | 0,025 | 3 | 0,006 | 120 | 13 | 2,51 |
| Tabelle 2 |
Sintertemperatur=1250-15000C
Nr. Zusammensetzung (Mol-jXi) Strom-Spannungs-Charakter.
Pr2O3 La2O3 coo Cr2O3 v1nAiv; α v50A/v1mA
| 1 | 0,03 | 0,03 | 1 | 0,02 | 45 | 28 | 1,65 |
| 2 | 0,03 | 0,03 | 2 | 0,025 | 54 | 33 | 1,62 |
| 3 | 0,03 | 0,03 | 5 | 0,03 | 62 | 32 | 1,67 |
| 4 | 0,03 | 0,03 | 10 | 0,04 | 83 | 29 | 1,70 |
| 5 | 0,03 | 0,03 | 15 | 0,05 | 105 | 17 | 2,00 |
| 6+ | 0,03 | 0,03 | 1 | 0 | 178 | 7 | - |
| 7+ | 0,03 | 0,03 | 5 | 0 | 451 | 5 | |
| 8+ | 0,03 | 0,03 | 1 | 0,02 | 88 | 9 | - |
| S+ | 0,03 | 0,03 | 5 | 0,03 | 250 | 8 | - |
1 300U/1 107
- 12 Tabelle 3
| Zusammensetzt | La2O3 | ins | Sintertemperatur=1250-15000C | Strom-Spannungs-Charakter. | α | V50A/V1mA | |
| r. | Pr2O3 | 0,025 | Co | (Mol-96) | V1mAW | 15 | 2,00 |
| 0,025 | 0,025 | 0 | 0 B2O3 | 42 | 28 | 1,60 | |
| 1 | 0,025 | 0,025 | 1 | ,1 0,0001 | 45 | 30 | 1,65 |
| 2 | 0,025 | 0,025 | 3 | 0,010 | 50 | 20 | 1,97 |
| 3 | 0,025 | 0,025 | 10 | 0,015 | 87 | 16 | 2,00 |
| 4 | 0,025 | 0,01 | 15 | 0,04 | 95 | 15 | 1,98 |
| 5 | 0,01 | 0,035 | 1 | 0,05 | 35 | 17 | 1,95 |
| 6 | 0,035 | 0,025 | 1 | 0,01 | 72 | 8 | .3,17 |
| 7 | 0,025 | 0,025 | 1 | 0,01 | 185 | 7 | 3,52 |
| S+ | 0,025 | 3 | 0 | 320 | |||
| 9+ | 0 | Tabelle 4 | |||||
Sintertemperatur=1250-15000C
Nr. Zusammensetzung (Mol-%) Strom-Spannungs-Charakter.
Pr2O3 La2O3 COO SiO2 V1mACV/ α V50A/V1mA
| 1 | 0,025 | 0,025 | 0,1 | 0,001 | 38 | 16 | 2,00 |
| 2 | 0,025 | 0,025 | 1 | 0,010 | 47 | 30 | 1,60 |
| 3 | 0,025 | 0,025 | 3 | 0,015 | 52 | 31 | 1,63 |
| 4 | 0,025 | 0,025 | 10 | 0,04 | 86 | 22 | 1,98 |
| 5 | 0,025 | 0,025 | 15 | 0,05 | 101 | 17 | 2,00 |
| 6 | 0,01 | 0,01 | 1 | 0,01 | 40 | 16 | 1,98 |
| 7 | 0,035 | 0,035 | 1 | 0,01 | 68 | 17 | 1,96 |
| 8+ | 0,025 | 0,025 | 1 | 0 | 185 | 8 | 3,17 |
| 9+ | 0,025 | 0,025 | 3 | 0 | 320 | 7 | 3,52 |
130014/1107
- 13 Tabelle 5 Sintertemperatur=1300-155O0C
Nr. Zusammensetzung (Mo1-90 Strom-Spannungs-Charakter.
Pr2O3 La2O3 COO M MO2 V^V; α V50A/V1
2O3 La2O3 COO M MO2 V^V; α V50A/V1mA
| 1 | 0,025 | 0,025 | 0,1 | Ti | 0,001 | 40 | 16 | 2,01 |
| 2 | 0,025 | 0,025 | 1 | Ti | 0,010 | 49 | 31 | 1,59 |
| 3 | 0,025 | 0,025 | 3 | Ti | 0,015 | 55 | 30 | 1,61 |
| 4 | 0,025 | 0,025 | 10 | Ti | 0,04 | 88 | 21 | 1,95 |
| 5 | 0,025 | 0,025 | 15 | Ti | 0,05 | 105 | 17 | 2,00 |
| 6 | 0,01 | 0,01 | 1 | Ti | 0,01 | 43 | 17 | 1,97 |
| 7 | 0,035 | 0,035 | 1 | Ti | 0,01 | 71 | 16 | 1,98 |
| 8 | 0,025 | 0,025 | 0,1 | Ge | 0,001 | 44 | 17 | 2,00 |
| 9 | 0,025 | 0,025 | 1 | Ge | 0,010 | 52 | 32 | 1,58 |
| 10 | 0,025 | 0,025 | 3 | Ge | 0,015 | 57 | 31 | 1,59 |
| 11 | 0,025 | 0,025 | 10 | Ge | 0,04 | 91 | 20 | 1,96 |
| 12 | 0,025 | 0,025 | 15 | Ge | 0,05 | 107 | 16 | 2,01 |
| 13 | 0,025 | 0,025 | 0,1 | Sn | 0,001 | 50 | 17 | 1,99 |
| 14 | 0,025 | 0,025 | 1 | Sn | 0,010 | 55 | 33 | 1,57 |
| 15 | 0,025 | 0,025 | 3 | Sn | 0,015 | 61 | 32 | 1,59 |
| 16 | 0,025 | 0,025 | 10 | Sn | 0,04 | 95 | 22 | 1,95 |
| 17 | 0,025 | 0,025 | 15 | Sn | 0,05 | 112 | 15 | 2,00 |
| 18 | 0,025 | 0,025 | 0,1 | Zr | 0,001 | 5.2 | 16 | 2,02 |
| 19 | 0,025 | 0,025 | 1 | Zr | 0,010 | 56 | 32 | 1,60 |
| 20 | 0,025 | 0,025 | 3 | Zr | 0,015 | 65 | 30 | 1,61 |
| 21 | 0,025 | 0,025 | 10 | Zr | 0,04 | 100 | 20 | 1,96 |
| 22 | 0,025 | 0,025 | 15 | Zr | 0,05 | 115 | 15 | 2,02 |
| 23 | 0,025 | 0,025 | 1 | fTi ^Ge |
0,005 0,005 |
50 | 30 | 1,59 |
| 24 | 0,025 | 0,025 | 1 | f Sn ^Zr |
0,005 0,005 |
55 | 31 | 1,57 |
| 25+ | 0,025 | 0,025 | 1 | - | 185 | 8 | 3,17 | |
| 26+ | 0,025 | 0,025 | 3 | - | 320 | 7 | 3,52 |
1300U/1 107
Tabelle 6 Sintertemperatur=1300-155O0C
Nr. Zusammensetzung (Mol-%) Strom-Spannungs-Charakter
| 1 | 0,025 | 0,025 | 0, | 1 Nb | 0,001 | 37 | 16 | 2,00 |
| 2 | 0,025 | 0,025 | 1 | Nb | 0,010 | 45 | 31 | 1,59 |
| 3 | 0,025 | 0,025 | 3 | Nb | 0,015 | 51 | 30 | 1,60 |
| 4 | 0,025 | 0,025 | 10 | Nb | 0,04 | 81 | 21 | 1,94 |
| 5 | 0,025 | 0,025 | 15 | Nb | 0,05 | 97 | 17 | 2,00 |
| 6 | 0,01 | 0,01 | 1 | Nb | 0,01 | 41 | 16 | 1,99 |
| 7 | 0,035 | 0,035 | 1 | Nb | 0,01 | 67 | 16 | 1,99 |
| 8 | 0,025 | 0,025 | 0, | 1 Ta | 0,001 | 42 | 17 | 1,99 |
| 9 | 0,025 | 0,025 | 1 | Ta | 0,010 | 49 | 32 | 1,59 |
| 10 | 0,025 | 0,025 | 3 | Ta | 0,015 | 55 | 31 | 1,61 |
| 11 | 0,025 | 0,025 | 10 | Ta | 0,04 | 84 | 23 | 1,96 |
| 12 | 0,025 | 0,025 | 15 | Ta | 0,05 | 101 | 17 | 2,00 |
| 13 | 0,01 | 0,01 | 1 | Ta | 0,01 | 45 | 16 | 2,00 |
| 14 | 0,035 | 0,035 | 1 | Ta | 0,01 | 72 | 15 | 1,99 |
| 15 | 0,025 | 0,025 | 1 | Nb Ta |
0,005 0,005 |
47 | 32 | 1,58 |
| 16 | 0,025 | 0,025 | 3 | Nb Ta |
0,010 0,005 |
53 | 30 | 1,59 ' |
| 17+ | 0,025 | 0,025 | 1 | - | 185 | 8 | 3,17 | |
| 18+ | 0,025 | 0,025 | 3 | - | 320 | 7 | 3,52 |
1300U/1 107
- 15 Tabelle 7 Sintertemperatur=!300-155O°C
Nr. Zusammensetzung (Mol-96) Strom-Spannungs-Charakter.
Pr2O3 La2O3
oO
| 1 | 0,025 | 0,025 | 0,1 | 0,001 | 35 | 15 | 2,00 |
| 2 | 0,025 | 0,025 | 1 | 0,010 | 42 | 30 | 1,58 |
| 3 | 0,025 | 0,025 | 3 | 0,015 | 49 | 29 | 1,60 |
| 4 | 0,025 | 0,025 | 10 | 0,04 | 78 | 20 | 1,93 |
| VJl | 0,025 | 0,025 | 15 | 0,05 | 95 | 16 | 1,99 |
| 6 | 0,01 | 0,01 | 1 | 0,01 | 38 | 16 | 1,98 |
| 7 | 0,035 | 0,035 | 1 | 0,01 | 65 | 15 | 1,98 |
| 8+ | 0,025 | 0,025 | 1 | 0 | 185 | 8 | 3,17 |
| 9+ | 0,025 | 0,025 | 3 | 0 | 320 | 7 | 3,52 |
Falls überhaupt keine spezifische zusätzliche Komponente
einverleibt wird oder die spezifische zusätzliche Komponente mit einer Teilchengröße von 0,5/um einverleibt wird,
sind die Strom-Spannungs-Charakteristika bemerkenswert schlechter. Beim erfindungsgemäßen Einverleiben der spezifischen
zusätzlichen Komponente in einheitlicher Verteilung sind die Werte bemerkenswert hoch und die Verhältnisse
V50A^V1mA sind bemerkenswert klein. Die Ergebnisse
zeigen eine ausgezeichnete Spannungsabhängigkeitscharakteristik von dem Bereich kleiner Ströme bis zum Bereich
großer Ströme. Diese Eigenschaft ist bei der praktischen Verwendung bemerkenswert wirkungsvoll. Die ausgezeichnete
Spannungsabhängigkeitscharakteristik ist ein Ergebnis der Eigenschaften der Masse des Sinterkörpers. Der Keramikvaristor
mit einer angestrebten Strom-Spannungs-Charakteristik kann leicht dadurch erhalten werden, daß man die
Dicke des Probekörpers und die Sinterbedingungen entsprechend auswählt.
Im folgenden wird eine Begründung für die Definitionen der Gehalte der Komponenten gegeben. Falls der Anteil der
1300U/1 107
Praseodymoxidkomponente und der Anteil der Lanthanoxidkomponente
Jeweils geringer als 0,01 Mol-% sind, ist der
Effekt nicht groß genug. Andererseits ist bei einem Gehalt von mehr als 0,035 Mol-% der Widerstand geringer und die
Spannungsabhängigkeit im Bereich kleiner Ströme schlechter.
Falls der Gehalt der Kobaltoxidkomponente kleiner als 0,1 Mol-% ist, ist der Effekt nicht groß genug. Andererseits
ist bei einem Gehalt von mehr als 15 Mol-% die
Spannungsabhängigkeit im Bereich großer Ströme schlechter. Falls der Gehalt an spezifischer zusätzlicher Komponente
kleiner als 0,0001 Mol-% ist, ist der Effekt nicht groß
genug. Falls andererseits der Gehalt größer als 0,05 Mol-96
ist, ist die Spannungsabhängigkeit im Bereich kleiner Ströme bemerkenswert schlechter.
Bei den Beispielen wurde das wasserlösliche Chromchlorid als Chromquelle verwendet und mit den anderen Komponenten
in Form einer Lösung der Chromverbindung auf nassem Wege vermischt. Die anderen wasserlöslichen Chromverbindungen,
wie Chromnitrat, können zur Erzielung der gleichen Charakteristika ebenfalls verwendet werden. Die
Chromverbindung ist nicht auf eine wasserlösliche Verbindung eingeschränkt, es kann auch eine Chromverbindung
eingesetzt werden, die in Form von feinen Teilchen vorliegt, wie kolloidales Chromhydroxid. Diese Erwägungen
können auch auf die anderen spezifischen zusätzlichen Komponenten angewendet werden, d.h. Silikagel, Silikasol,
kolloidales Titanhydroxid, Zinnhydroxid, Zirkonhydroxid, Wolframhydraxid, Germaniumhydroxid und
wasserlösliches Titansalz, Zinnsalz, Zirkonsalz, Wolframsalz und Germaniumsalz können ebenfalls verwendet werden.
Die typischen Verbindungen umfassen Carbonate, Nitrate, Hydroxide, Chloride und Alkoholate derselben, die durch
den Sinterprozeß in die korrespondierenden Oxide umwandelbar sind.
1300U/1 107
In den Beispielen wurden Praseodymoxid, Lanthanoxid und Kobaltoxid verwendet. Es können jedoch auch die korrespondierenden
Verbindungen, wie Carbonate, Nitrate, Hydroxide und Chloride, verwendet werden, die durch den
Sinterprozeß in die korrespondierenden Oxide umwandelbar sind. Dabei wird der gleiche Effekt erreicht.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Keramikvaristoren kann mittels herkömmlicher Verfahren für Keramikmaterialien
erfolgen. Die Bedingung für die Calcinierung kann je nach Wunsch ausgewählt werden. Falls die calcinierte
Mischung in feinpulverisierter Form vorliegt, treten keinerlei Schwierigkeiten auf. Der Sinterprozeß kann an
Luft oder in einer Sauerstoffatmosphäre durchgeführt werden.
Bei dem Sinterprozeß kann mit einem Inertgas, wie Stickstoff und Argon, ein angestrebter Sauerstoffpartialdruck
eingestellt werden, um die optimalen Charakteristika zu erreichen.
Die Elektroden können mit dem Keramikvaristor in Ohmschen
Kontakt oder Nicht-Ohmschen Kontakt gebracht werden und
können auf herkömmliche Weise mit dem Varistor verbunden werden, ζΓβ. mittels des herkömmlichen Backverfahrens,
Plattierverfahrens, Metalldampfabscheidungsverfahrens
oder Sputteringverfahrens. Die Bedingungen der Herstellungsverfahren
sind in den US-PSen 4 160 748 und 4 077 915 beschrieben.
130014/1107
Claims (11)
1A-3553
TDK-99
(841017)
(841017)
TDK ELECTRONICS CO., LTD. Tokyo, Japan
Spannungsabhängiger Widerstand
Patentansprüche
tJ Spannungsabhängiger Widerstand, umfassend einen
Sinterkörper aus einer Keramikmasse, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikmasse Zinkoxid mit einem Verhältnis
von 99,88 bis 84,88 Mol-% als ZnO; eine Praseodymoxid-Komponente
mit einem Verhältnis von 0,01 bis 0,035 Mol-?6 als Pr2O^; eine Lanthanoxid-Komponente mit
einem Verhältnis von 0,01 bis 0,035 Mol-% als La2O3;
eine Kobaltoxid-Komponente mit einem Verhältnis von 0,1 bis 15 Mol-96 als CoO, und eine spezifische, zusätzliche
Komponente, ausgewählt aus Chromoxid, Boroxid, Siliciumoxid, Titanoxid, Zinnoxid, Zirkonoxid, Nioboxid,
Tantaloxid, Wolframoxid und Germaniumoxid, mit einem Verhältnis von 0,0001 bis 0,05 Mol-% umfaßt.
130014/1 107
2. Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische, zusätzliche
Komponente die Oxidkomponente ist, die aus einem kolloidalen Metallhydroxid oder einem wasserlöslichen Metallsalz
gebildet wird, welches durch einen Sinterprozeß in das Metalloxid umwandelbar ist.
3· Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Chromoxid-Komponente mit einem Verhältnis von 0,0001 bis 0,02 Mol-# als Gr2O,
einverleibt ist.
4. Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Chromoxid-Komponente mit einem Verhältnis von 0,02 bis 0,05 Mol-96 einverleibt ist.
5. Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Boroxid-Komponente mit einem Verhältnis von 0,0001 bis 0,05 Mol-% als B2O, einverleibt
ist.
6. Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Siliciumoxid-Komponente mit einem Verhältnis von 0,0001 bis 0,05 Mol-# als SiO2 einverleibt
ist.
7. Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Titanoxid-, Zinnoxid-, Zirkonoxid- oder Germaniumoxid-Komponente mit einem Verhältnis
von 0,0001 bis 0,05 Mol-% als MO2 (M bedeutet
Ti, Sn, Zr oder Ge) einverleibt ist.
8. Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Nioboxid- oder Tantaloxid-
1300H/1 107
Komponente mit einem Verhältnis von 0,0001 bis 0,05 Mol-%
als M2Oc (M bedeutet Nb oder Ta) einverleibt ist.
9· Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Wolframoxid-Komponente mit einem Verhältnis von 0,0001 bis 0,05 Mol-% als WO, einverleibt
ist.
10. Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterkörper durch Sintern
bei einer Temperatur von 1250 bis 15500C erhalten wird.
11. Spannungsabhängiger Widerstand nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet,daß er den Sinterkörper zusammen mit an den Sinterkörper gebundenen Elektroden umfaßt.
1300U/1 1 07
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP54114860A JPS5939884B2 (ja) | 1979-09-07 | 1979-09-07 | 電圧非直線抵抗体磁器組成物およびその製造方法 |
| JP55043190A JPS605201B2 (ja) | 1980-04-02 | 1980-04-02 | 半導体組成物 |
| JP55044274A JPS606522B2 (ja) | 1980-04-04 | 1980-04-04 | 半導体組成物 |
| JP55050777A JPS6024566B2 (ja) | 1980-04-17 | 1980-04-17 | 電圧非直線抵抗磁器組成物の製造方法 |
| JP10668280A JPS5731103A (en) | 1980-08-02 | 1980-08-02 | Semiconductor composition and method of producing same |
| JP55106684A JPS6055968B2 (ja) | 1980-08-02 | 1980-08-02 | 半導体組成物 |
| JP10668380A JPS5731104A (en) | 1980-08-02 | 1980-08-02 | Semiconductor composition and method of producing same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3033511A1 true DE3033511A1 (de) | 1981-04-02 |
| DE3033511C2 DE3033511C2 (de) | 1994-09-08 |
Family
ID=27564563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE3033511A Expired - Lifetime DE3033511C2 (de) | 1979-09-07 | 1980-09-05 | Spannungsabhängiger Widerstand |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4320379A (de) |
| DE (1) | DE3033511C2 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4102756A1 (de) * | 1990-01-31 | 1991-08-08 | Fuji Electric Co Ltd | Spannungsabhaengiger, nichtlinearer resistor |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5965406A (ja) * | 1982-10-07 | 1984-04-13 | 株式会社富士電機総合研究所 | 電圧非直線抵抗体 |
| US4811164A (en) * | 1988-03-28 | 1989-03-07 | American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories | Monolithic capacitor-varistor |
| US5277843A (en) * | 1991-01-29 | 1994-01-11 | Ngk Insulators, Ltd. | Voltage non-linear resistor |
| US5640136A (en) * | 1992-10-09 | 1997-06-17 | Tdk Corporation | Voltage-dependent nonlinear resistor |
| JPH07320908A (ja) * | 1994-05-19 | 1995-12-08 | Tdk Corp | 酸化亜鉛系バリスタの製造方法および酸化亜鉛系バリスタ |
| US5854586A (en) * | 1997-09-17 | 1998-12-29 | Lockheed Martin Energy Research Corporation | Rare earth doped zinc oxide varistors |
| JPH11340009A (ja) * | 1998-05-25 | 1999-12-10 | Toshiba Corp | 非直線抵抗体 |
| KR100441863B1 (ko) * | 2002-03-28 | 2004-07-27 | 주식회사 에이피케이 | 프라세오디뮴계 산화아연 바리스터 및 그 제조방법 |
| KR100666188B1 (ko) | 2004-11-17 | 2007-01-09 | 학교법인 동의학원 | 고전압용 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조방법 |
| US7505239B2 (en) * | 2005-04-14 | 2009-03-17 | Tdk Corporation | Light emitting device |
| KR100948603B1 (ko) * | 2007-10-31 | 2010-03-24 | 한국전자통신연구원 | 박막형 바리스터 소자 및 그의 제조 방법 |
| CN101613199B (zh) * | 2009-07-21 | 2012-07-25 | 中国地质大学（北京） | 一种高性能氧化锌复合陶瓷压敏电阻材料及制备方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2434858A1 (de) * | 1973-07-20 | 1975-07-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Spannungsabhaengiger widerstand |
| DE2525054A1 (de) * | 1974-06-03 | 1975-12-18 | Fuji Electric Co Ltd | Verfahren zur herstellung nichtlinearer widerstaende |
| DE2547077A1 (de) * | 1974-10-21 | 1976-04-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Spannungsnichtlinearer widerstand |
| DE2321556B2 (de) * | 1973-04-28 | 1976-05-20 | Fa. C. Conradty, 8500 Nürnberg | Spannungsabhaengiger widerstandskoerper |
| DE2657805A1 (de) * | 1975-12-31 | 1977-07-07 | Gen Electric | Metalloxid-varistor mit geringem spannungs-anstieg bei hoher stromdichte |
| US4077915A (en) * | 1975-09-18 | 1978-03-07 | Tdk Electronics Co., Ltd. | Non-linear resistor |
| DE2752559A1 (de) * | 1976-11-26 | 1978-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dickschichtvaristor |
| US4160748A (en) * | 1977-01-06 | 1979-07-10 | Tdk Electronics Co., Ltd. | Non-linear resistor |
| JPS5541220A (en) * | 1978-09-19 | 1980-03-24 | Fujitsu Ltd | Inserter pocket lock mechanism |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4033906A (en) * | 1974-06-03 | 1977-07-05 | Fuji Electric Company Ltd. | Ceramics having nonlinear voltage characteristics and method for producing same |
| US4069061A (en) * | 1975-06-30 | 1978-01-17 | Fuji Electric Co., Ltd. | Ceramics having nonlinear voltage characteristics |
| JPS5518012A (en) * | 1978-07-26 | 1980-02-07 | Oizumi Seisakusho Kk | Voltage nonlinear resistor |
-
1980
- 1980-09-05 DE DE3033511A patent/DE3033511C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1980-09-08 US US06/184,953 patent/US4320379A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2321556B2 (de) * | 1973-04-28 | 1976-05-20 | Fa. C. Conradty, 8500 Nürnberg | Spannungsabhaengiger widerstandskoerper |
| DE2434858A1 (de) * | 1973-07-20 | 1975-07-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Spannungsabhaengiger widerstand |
| DE2525054A1 (de) * | 1974-06-03 | 1975-12-18 | Fuji Electric Co Ltd | Verfahren zur herstellung nichtlinearer widerstaende |
| DE2547077A1 (de) * | 1974-10-21 | 1976-04-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Spannungsnichtlinearer widerstand |
| US4077915A (en) * | 1975-09-18 | 1978-03-07 | Tdk Electronics Co., Ltd. | Non-linear resistor |
| DE2657805A1 (de) * | 1975-12-31 | 1977-07-07 | Gen Electric | Metalloxid-varistor mit geringem spannungs-anstieg bei hoher stromdichte |
| DE2752559A1 (de) * | 1976-11-26 | 1978-06-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Dickschichtvaristor |
| US4160748A (en) * | 1977-01-06 | 1979-07-10 | Tdk Electronics Co., Ltd. | Non-linear resistor |
| JPS5541220A (en) * | 1978-09-19 | 1980-03-24 | Fujitsu Ltd | Inserter pocket lock mechanism |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4102756A1 (de) * | 1990-01-31 | 1991-08-08 | Fuji Electric Co Ltd | Spannungsabhaengiger, nichtlinearer resistor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3033511C2 (de) | 1994-09-08 |
| US4320379A (en) | 1982-03-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1771503C3 (de) | Thermisch kristallisierbares Glas und Glaskeramik auf der Basis SiO2-PbO-BaO-Al2O3-TiO2 und ihre Verwendung | |
| DE2800495A1 (de) | Nichtlinearer widerstand | |
| DE3033511C2 (de) | Spannungsabhängiger Widerstand | |
| DE1596851A1 (de) | Widerstandsmaterial und aus diesem Widerstandsmaterial hergestellter Widerstand | |
| DE2455023C3 (de) | Zündkerze mit einem Widerstand aus einer glasartigen Masse | |
| DE2333189C2 (de) | Hochtemperatur-Heißleiter | |
| DE2432613A1 (de) | Zusammensetzung fuer einen spannungsvariablen metalloxyd-widerstand | |
| DE2307322B2 (de) | Varistor | |
| DE2305728C3 (de) | Siebdruckfähige, zur Herstellung von elektrischen Schalteinrichtungen, insbesondere Heißleiterelementen, geeignete, an Luft einbrennbare, glashaltige Masse | |
| DE2345753C3 (de) | Metalloxid-Varistor | |
| DE68910621T2 (de) | Nichtlineare spannungsabhängige Widerstände. | |
| DE3888314T2 (de) | Nichtlineare spannungsabhängige Widerstände. | |
| DE2641996C3 (de) | Spannungsabhängiges Widerstandselement | |
| DE2910841A1 (de) | Spannungsabhaengiges widerstandsmaterial und verfahren zu dessen herstellung | |
| DE2636954C3 (de) | Spannungsabhängiger Widerstand (Varistor) und Verfahren zu seiner Herstellung | |
| DE4102756C2 (de) | ||
| EP2393761B1 (de) | Varistorkeramik | |
| DE2225431C2 (de) | Metalloxid-Varistor mit einem Gehalt an ZnO | |
| DE2525054C2 (de) | Nichtlinearer Widerstandskörper aus Zinkoxid (Varistor) | |
| DE69119451T2 (de) | Elektrischer Widerstand | |
| DE2307321B2 (de) | Varistor aus mehreren, uebereinander gelagerten sinterplaettchen | |
| DE2529280C2 (de) | Nichtlinearer Widerstandskörper aus Zinkoxid (Varistor) | |
| DE2754266A1 (de) | Keramikkoerper mit spannungsabhaengigem widerstand | |
| DE2820118C2 (de) | Oxid-Varistor und Verfahren zu dessen Herstellung | |
| DE3134584C2 (de) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: TDK CORPORATION, TOKYO, JP |
|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition |