DE3830597A1 - Verfahren zur herstellung eines widerstands mit nichtlinearer spannungscharakteristik - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verfahren zur Herstellung eines Widerstandselements (Widerstand) mit nichtlinearer Spannungscharakteristik, beispielsweise eines Varistors. Insbesondere betrifft sie ein Herstellungsverfahren für einen Varistor für einen Niedrigspannungsschaltkreis, dessen Hauptbestandteil Zinkoxid (ZnO) ist.

Es ist bekannt, daß Keramiken, die durch Sintern einer Mischung, die hauptsächlich aus ZnO mit einer Beimengung besteht, herge­ stellt sind, einen höheren Nichtlinearitätsgrad der Spannung aufweisen. Daher ist eine derartige Mischung in weitem Maße industriell für Varistoren zum Steuern einer abnormen Spannung (Stromstoß) in elektrischen Schaltkreisen eingesetzt worden.

Die Spannungsnichtlinearität eines ZnO-Varistors entsteht aufgrund einer Schottky-Barriere, die auf Korngrenzen des ZnO-Korns erzeugt wird. Bei einem tatsächlichen Varistor ist die Varistorspannung pro Schicht der Korngrenzen, die durch Kombination der ZnO-Körner erzeugt wird, beinahe konstant unabhängig von der Kristallteilchengröße. Der Wert der Varistor­ spannung beträgt etwa 2 Volt. Die Varistorspannung ist als die Spannung über dessen Anschlüssen definiert, die dann auftritt, wenn ein Strom von 1 mA zum Fließen in den Varistor veranlaßt wird, und der Pegel wird gewöhnlich ausgedrückt als V_1mA. Die Varistorspannung eines Widerstands mit nicht­ linearer Spannungscharakteristik wird daher durch die Anzahl von Korngrenzenschichten bestimmt, die zwischen Elektroden vor­ liegen, welche auf einem Sinterkörper aus ZnO angebracht sind. Wenn der Widerstand mit nichtlinearer Spannungscharak­ teristik für einen Niederspannungsschaltkreis verwendet werden soll, so ist es erforderlich, die Dicke des Elements gering zu wählen oder die Größe des ZnO-Korns genügend groß.

Beispielsweise für eine Verwendung in einer 12 Volt-Gleich­ spannungsschaltung wird im allgemeinen ein ZnO-Widerstand mit einer Varistorspannung von 22 Volt in Anbetracht von Schwankungen der Schaltkreisspannung verwendet. In diesem Fall kann der Varistor jedoch nur 11 Korngrenzenschichten zwischen seinen Anschlußelektroden des Widerstandselements aufweisen, da die Varistorspannung pro Korngrenzenschicht etwa 2 Volt beträgt, wie voranstehend angegeben ist.

Andererseits erzeugt ein gewöhnliches Herstellungsverfahren einen Varistor mit einem Sinterkörper aus ZnO mit einer Korngröße von 10 bis 20 µm. Daher muß die Dicke des Elements so gewählt werden, daß sie 0,1 bis 0,2 mm beträgt, um eine Varistorspannung von etwa 22 Volt zu erhalten. Allerdings weist ein Sinterkörper für einen derartigen ZnO-Varistor von 0,1 bis 0,2 mm Dicke eine geringe mechanische Festigkeit auf, die daher zu dem Problem führt, daß ein Riß oder dergleichen bei der Herstellung des Sinterkörpers erzeugt werden kann. Daher ist ein derartiges Verfahren, welches sich auf die geringe Dicke des Elements verläßt, praktisch nicht durchführbar.

Zur Lösung dieses Problems wurde in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 56-11 203 ein ausgefeiltes Verfahren beschrieben, bei welchem eine kleine Menge ZnO-Einkristalle von erheblich höherer Korngröße als der des Rohmaterial-ZnO- Pulvers dem ZnO-Pulver zugefügt wird, so daß das Kornwachstum beschleunigt wird, wobei die ZnO-Einkristalle als Kristall­ keime wirken (nachstehend als "Zuchtkeime") bezeichnet. Fig. 1 zeigt einen grundsätzlichen Verfahrensablauf bei diesem Verfahren. Das Verfahren umfaßt die Schritte der Mischung des Varistorpulvers und der Zuchtkeime, Ausformen der Mischung, und nachfolgendes Sintern der geformten Mischung.

Wenn die Mischung aus Zuchtkeimen und Varistorpulver gesintert wird, so wird das Kornwachstum mit den Zuchtkeimen als Kristall­ zuchtkeimen infolge der Differenz der Oberflächenenergie beschleunigt. Im Ergebnis können extrem größere Kristallkörner erhalten werden im Vergleich zu dem Fall, in welchem keine Zuchtkeime beigefügt werden. Fig. 2 ist eine Darstellung die einen typischen Fall erläutert. In Fig. 2 sind ein Rohmaterial­ pulver 1 und Kristallkörner 2 in dem Sinterkörper dargestellt. Fig. 2 zeigt eine Situation bei einem konventionellen Verfahren, bei welchem keine Zuchtkeime zugefügt werden. In dieser Situation beträgt die Korngröße höchstens 50 µm, selbst wenn eine hohe Sintertemperatur gewählt wird oder die Sinterzeit verlängert wird. Wenn daher das Sintern bei hoher Temperatur und über einen langen Zeitraum durchgeführt wird, wird ein Koeffizient α der nichtlinearen Spannungscharakteristik des Elements extrem verringert infolge des Verdampfens eines Zusatzstoffes und so weiter, so daß das Element praktisch nicht verwendet werden kann. Andererseits zeigt Fig. 3 eine Darstellung einer typischen Situation für den Fall, in welchem Zuchtkeime zugefügt werden. Jedes Kristallkorn wächst von einem Zuchtkeim 3 zu einem Riesenkorn 4. Bei diesem Verfahren wächst jedes Kristallkorn 4 zu einer Größe von 100 bis 200 µm, so daß es möglich ist, die Varistorspannung pro mm der Elementdicke auf 20 V/mm oder geringer abzusenken.

Um Zuchtkeime herzustellen, die zur Beschleunigung des Kornwachs­ tums verwendet werden, werden im allgemeinen die folgenden Verfahren verwendet. (1) nach Ausformen einer Mischung von Pulver, wobei eine kleine Menge einer Ba- oder Sr-Verbin­ dung dem ZnO-Pulver zugefügt wurde, wird die ausgeformte Mischung gesintert und der so erhaltene Sinterkörper wird hydrolysiert. (2) Nach Ausformen einer Pulvermischung, in welchem dem ZnO-Pulver ein Kornwachstumsbeschleuniger wie Bi₂O₃, eine Verbindung seltener Erden oder dergleichen zugefügt wurde, wird die ausgeformte Mischung gesintert und der derart erhaltene Sinterkörper wird gemahlen. (3) ZnO-Einkristalle werden direkt durch Verwendung eines Dampfphasen-Epitaxie-Ver­ fahrens hergestellt.

Von den voranstehenden Zuchtkeim-Herstellungsverfahren wurde das erste Verfahren (1) am häufigsten verwendet, da die als Kornwachstumsbeschleuniger verwendete Ba- oder Sr-Verbindung durch Hydrolyse entfernt werden kann, und die Größe des Zusatz­ stoffes und der Zuchtkeime einfach gesteuert werden kann. Fig. 4 zeigt ein Verfahrensflußdiagramm eines Herstellungs­ verfahrens nach dem Stand der Technik für ZnO-Varistoren, bei welchem dieses Zuchtkeim-Herstellungsverfahren verwendet wird. Aus Fig. 4 geht deutlich hervor, daß das Zuchtkeim-Her­ stellungsverfahren zahlreiche Schritte erfordert.

Jedoch bestehen die nachstehend angegebenen Probleme bei dem Herstellungsverfahren für ZnO-Varistoren einschließlich des voranstehend beschriebenen Herstellungsverfahrens mit Zuchtkeimen nach dem Stand der Technik. Daher war dieses Verfahren nicht immer zufriedenstellend infolge von Variationen der Produkteigenschaften, bezüglich der Herstellungskosten, und so weiter.

Da die Zuchtkeime keine Kugelform aufweisen, sind die Zucht­ keime nicht von gleicher Korngröße nach dem Sintern, und es treten Änderungen der elektrischen Eigenschaften auf.

Infolge großer Variationen der Zuchtkeimgröße ist die Ausbeute verwendbarer Zuchtkeime gering.

Es wird viel Zeit für den Hydrolyseschritt zur Herstellung von Einkristallen aus dem Sinterkörper benötigt.

Schließlich ist es erforderlich, eine zusätzliche Fertigungs­ straße zur Herstellung der Zuchtkeime bereitzustellen.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der voranstehenden Probleme bei den Verfahren nach dem Stand der Technik zur Erzeugung eines Widerstands mit nichtlinearer Spannungscharakteristik unter Einschluß des voranstehend angegebenen Zuchtkeim-Herstellungsverfahrens unternommen.

Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise ein Verfahren zur Herstellung eines Widerstandselements mit nichtlinearer Spannungscharakteristik zur Verfügung gestellt, beispielsweise eines Niederspannungs-ZnO-Varistors, bei welchem Änderungen der Eigenschaften des Elements verringert werden können, und welches ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Zuchtkeimen einschließt, um hierdurch das Verfahren zu vereinfachen.

Die Erfindung läßt sich zusammenfassen als ein Verfahren zur Herstellung eines Widerstandselements mit nichtlinearer Spannungscharakteristik, bei welchem große Zuchtkeime durch Sprühtrocknung einer Aufschlämmung eines Materials erzeugt werden, welches ein Kristallwachstum einleitet. Das getrocknete Material wird gesintert, um die großen Zuchtkeime herzustellen. Die Zuchtkeime werden einer Mischung eines ZnO-Pulvers sehr geringer Korngröße und eines anderen Materials zugefügt, die nach dem Sintern eine Spannungsnichtlinearität erzeugt. Die Zuchtkeime und die Mischung werden ausgeformt, dann gesintert und es werden Elektroden angebracht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.

Es zeigt:

Fig. 1 ein Verfahrens-Flußdiagramm zur Herstellung eines Niederspannungs-ZnO-Varistors, bei welchem grundlegende Zuchtkeime nach dem Stand der Technik zugefügt werden;

Fig. 2 ein Diagramm mit einer Darstellung von ZnO-Varistor- Kristallteilchen ohne Zufügung irgendwelcher Zuchtkeime;

Fig. 3 ein Diagramm mit einer Darstellung von ZnO-Varistor- Kristallkörner, wenn Zuckerkeime zugefügt werden;

Fig. 4 ein Verfahrens-Flußdiagramm zur Erzeugung eines ZnO- Varistors nach dem Stand der Technik; und

Fig. 5 ein Flußdiagramm mit einer Darstellung eines Herstellungs­ verfahrens für ZnO-Varistoren gemäß der vorliegenden Erfindung.

Als Ergebnis der Untersuchungen des Herstellungsverfahrens für einen ZnO-Varistor unter Verwendung des Herstellungsver­ fahrens für Zuchtkeime haben die Erfinder dieser Anmeldung die Tatsachen berücksichtigt, daß (1) ein granuliertes Pulver mit kugelförmigen Teilchen erhalten werden kann, wenn eine aus einem ZnO-Varistorrohmaterialpulver hergestellte Auf­ schlämmung, die eine durch und durch nasse Mischung darstellt, durch einen Sprühtrockner getrocknet wird, daß (2) die Größe des granulierten Pulvers in einem Bereich von etwa 10 bis 100 µm liegt und auf vorteilhafte Weise gesteuert werden kann, und daß (3) das granulierte Pulver durch Sintern in Einkristall-Körner oder polykristalline Körner umgewandelt wird, die aus mehreren Kristallen bestehen, und die derart erhaltenen Körner als Zuchtkeime verwendet werden können. Die Erfinder haben herausgefunden, daß dann, wenn eine Mischung der derart hergestellten Zuchtkeime und des ZnO-Varistor- Pulvers gesintert wird, ein Niederspannungs-ZnO-Varistor durch ein Verfahren erhalten werden kann, bei welchem Variationen der Widerstandseigenschaften verringert werden können und bei welchem die Anzahl von Herstellungsschritten merklich verringert wird im Vergleich mit dem konventionellen Verfahren. So wurde die vorliegende Erfindung erreicht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung beginnt das Verfahren zur Herstellung eines Widerstands mit nichtlinearer Spannungs­ charakteristik mit der Mischung eines Pulvers, wobei eine kleine Menge einer Hilfskomponente der Hauptkomponente aus Zinkoxidpulver zugefügt wird. Das Zinkoxidpulver zeigt eine Spannungsnichtlinearität nach dem Sintern mit Einkristallen oder Mehrkristallen aus Zinkoxid mit einer ausreichend höheren Korngröße als der des Zinkoxidpulvers. Die Mischung wird dann ausgeformt, und dann wird die geformte Mischung gesintert. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß die Einkristalle oder Mehrkristalle aus Zinkoxid durch Sintern granulierten Pulvers hergestellt werden, welches aus einer Aufschlämmung des Zinkoxidpulvers durch ein Sprüh­ trocknungsverfahren erhalten wird.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines Widerstands mit nichtlinearer Spannungscharakteristik durch Mischen, Ausformen und Sintern eines Pulvers zur Ver­ fügung, bei welchem eine sehr kleine Menge einer Hilfskomponente dem Zinkoxidpulver als der Hauptkomponente zugefügt wird. Das Zinkoxidpulver zeigt nach dem Sintern eine Spannungsnicht­ linearität. Die Mischung enthält ebenfalls Einkristalle oder Mehrkristalle aus Zinkoxid mit deutlicher höherer Korngröße als der des Zinkoxidpulvers. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Einkristalle oder die Mehrkristalle des Zinkoxids durch Sintern eines granulierten Pulvers herge­ stellt werden, welches aus einer Aufschlämmung des Zinkoxid­ pulvers durch ein Sprühtrocknungsverfahren erhalten wird.

Fig. 5 zeigt ein Verfahrensablauf-Flußdiagramm des Verfahrens zur Herstellung eines Widerstandselements mit nichtlinearer Spannungcharakteristik gemäß der vorliegenden Erfindung. Unter Bezug auf Fig. 5 wird eine Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Niederspannungs-ZnO-Varistors gemäß der vorliegenden Erfindung nachstehend beschrieben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zunächst ein ZnO- Varistor-Pulver hergestellt, welches nach dem Sintern eine Spannungsnichtlinearität zeigen kann. Dieses Pulver wird erhalten durch Zufügen einer geeigneten Menge einer Hilfs­ komponente zum ZnO-Pulver. Die Hilfskomponente kann beispielsweise ein Oxid von Pr, Co, B, Bi, Mn, Sb, Cr oder dergleichen sein, oder eine Zwischenstoff-Verbindung eines Karbonats, Nitrats, Hydrats oder dergleichen eines der voranstehenden Metalle, welches beim Sintern ein Oxid erzeugen kann. Die Vorläufer-Ver­ bindung kann Pr₆O₁₁, Co₂O₃, Co₃O₄, B₂O₃, Bi₂O₃, MnO₂, Sb₂O₃, Cr₂O₃ oder dergleichen sein. Rohmaterialpulver wird genügend mittels einer nassen Kugelmühle oder dergleichen gemischt, zu einer Aufschlämmung gemahlen, und dann mittels eines Sprüh­ trockners granuliert. Jedes Teilchen des derart erhaltenen granuliertem Pulvers weist eine im wesentlichen perfekte Kugelform mit einer Größe von etwa 10 bis 100 µm auf. Die Teilchengröße des granulierten Pulvers kann selektiv durch Änderung der Granulierbedingungen gesteuert werden. Das granu­ lierte Pulver kann eine Zusammensetzung aufweisen, welche sich von der des ZnO-Varistors unterscheidet. Das Herstellungs­ verfahren unter Verwendung eines unterschiedlichen Pulvers kann als eine Modifizierung der vorliegenden Erfindung aufgefaßt werden. Eine derartige Modifizierung kann auf der Grundlage der Entscheidung verwendet werden, ob die Zuchtkeime der unterschiedlichen Zusammensetzung, die mit dem erfindungs­ gemäßen Verfahren hergestellt wurden, dieselben geeigneten Eigenschaften aufweisen wie Zuchtkeime derselben Zusammensetzung wie der des ZnO-Varistors oder nicht.

Das derart hergestellte granulierte Pulver wird in ein Aluminium­ oxidkeramik-Schiffchen eingebracht, um bei 1100 bis 1500°C gesintert zu werden, vorzugsweise bei 1200 bis 1400°C. Das Sintern erfolgt über einen Zeitraum von 1 bis 7 Stunden, vorzugsweise über 3 bis 5 Stunden. Das granulierte Pulver schrumpft um etwa 20% während des Sinterns, um so zu gesinterten Teilchen zu werden. Obwohl benachbarte Sinterteilchen miteinander in Berührungsabschnitten dazwischen unter Ausbildung von Ansätzen gesintert werden, können die gesinterten Teilchen voneinander in den Ansatzbereichen in vollständig getrennte Teilchen getrennt werden, wenn sie durch Anwendung leichten Drucks gelöst werden. Bei einer Betrachtung durch ein Elektronen­ mikroskop stellt sich heraus, daß die gesinterten Teilchen Einkristall-Körner und/oder polykristalline Körner sind, die aus zwei oder drei Kristallen bestehen. Der Prozentsatz der Einkristallteilchen beträgt etwa 70% oder mehr, und der Prozentsatz der polykristallinen Körner beträgt etwa 30% oder weniger.

Als nächstes werden die derart hergestellten einkristallinen oder polykristallinen Körner, die als Zuchtkeime dienen, genügend mit dem voranstehend angegebenen granulierten ZnO-Varis­ tor-Pulver in einer gewünschten Rate gemischt, beispielsweise durch einen V-Mischer. Der Mischung wird eine vorher festleg­ bare Gestalt mittels einer Form gegeben. Dann wird der Formkörper in der Atmosphäre bei 1100 bis 1500°C vorzugsweise bei 1200 bis 1400°C über mehrere Stunden gesintert. Der Formkörper schrumpft während des Sinterns um etwa 20%. Zur Fertigstellung eines ZnO-Varistors werden an dem so hergestellten Sinterkörper Elektroden angebracht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine durch Naßmischung eines ZnO-Varistor-Rohmaterialpulvers hergestellte Aufschlämmung durch ein Sprühtrocknungsverfahren getrocknet, um ein granu­ liertes Pulver zu erhalten, bei welchem jedes Teilchen kugel­ förmig ist und eine in gewünschter Weise einstellbare Größe von etwa 10 bis 100 µm aufweist. Das granulierte Pulver wird gesintert, um hierdurch Sinterteilchen zu erhalten oder zumindest polykristalline Teilchen, von denen jedes aus mehreren Ein­ kristallen besteht.

Diese Einkristallkörner und polykristallinen Körner als Zucht­ keime werden mit dem ZnO-Varistorpulver gemischt, und dann wird die Mischung gesintert, um die Körner wachsen zu lassen. Das Kornwachstum erfolgt gleichmäßig, so daß ein ZnO-Varistor erhalten werden kann, der eine geringere Variation seiner Widerstandseigenschaften aufweist.

Weiterhin kann die Anzahl der Schritte des Herstellungsverfahrens der voranstehend angegebenen Zuchtkeime wesentlich verringert werden im Vergleich zu den Schritten bei dem konventionellen Verfahren, so daß die Herstellungskosten eines ZnO-Varistors erheblich verringert werden können.

Die vorliegende Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels beschrieben.

Zunächst wurde ein Rohmaterial hergestellt durch Hinzufügung einer geeigneten Menge einer Verbindung wie eines Oxids oder dergleichen von Pr, Co, B oder dergleichen zum ZnO-Pulver.

Das Rohmaterial wurde ausreichend durch eine nasse Kugelmühle gemischt. Nach Mahlen der Mischung wurde ein granuliertes Pulver unter Verwendung eines Sprühtrockners erhalten. Jedes Teilchen des derart erhaltenen granulierten Pulvers war im wesentlichen von perfekter Kugelform und wies eine Teilchengröße von 30-50 µm auf. Das granulierte Pulver wurde in ein Schiff­ chen aus Aluminiumoxidkeramik ohne Druckanwendung gebracht und wurde in der Atmosphäre bei 350°C über vier Stunden gesintert. Durch das Sintern schrumpfte das granulierte Pulver um etwa 20%, während es sich in Sinterteilchen mit einem Durchmesser von 25-40 µm umwandelte. Obwohl diese gesinterten Teilchen an dazwischenliegenden Berührungsstellen zusammenge­ sintert wurden und so Ansatzabschnitte ausbildeten, können sie durch Ausübung eines geringen Drucks gelöst werden, so daß sie von den Ansatzabschnitten abgetrennt und zu vollständig getrennten Einzelteilchen werden. Die Betrachtung durch ein Elektronenmikroskop ergab, daß diese gesinterten Teilchen Einkristalle waren oder Teilchen, die aus zwei oder drei Einkristallen bestanden. Die Prozentsätze für Einkristalle und Mehrkristalle betrugen etwa 70% beziehungsweise etwa 30%.

Die derart erzeugten Zuchtkeime wurden genügend mit dem voran­ stehend beschriebenen granulierten ZnO-Varistorpulver durch einen V-Mischer gemischt. Dann wurde die Mischung zu einem scheibenförmigen Formkörper mit einer Dicke von 1,5 mm unter Verwendung einer Form mit einem Durchmesser von 17 mm ausgeformt. Als nächstes wurde der Formkörper in der Atmosphäre bei 1350°C über vier Stunden gesintert. Die Größe des erhaltenen Sinter­ körpers beträgt 14 mm im Durchmesser und 1,2 mm in der Dicke.

Nachdem der derart erhaltene Sinterkörper auf eine Dicke von 1 mm gemahlen wurde, wurden Elektroden mit ohmschem Kontakt mit einem Durchmesser von 11,5 mm auf den gegenüberliegenden Oberflächen des Sinterkörpers angebracht, um so einen Varistor herzustellen, und dessen Varistoreigenschaften wurden gemessen.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt. Tabelle 1 zeigt eine Varistorspannung V _1mA, einen Änderungs­ koeffizienten für V_1mA, einen Koeffizienten α der Spannungs­ nichtlinearität in einem Strombereich von 1-10 mA, und die Widerstandsfähigkeit für einen Stromstoß von 2 ms. Die Stromstoß- Widerstandsfähigkeit wurde definiert als der Strom, bei welchem die Änderungsrate von V_1mA 10% betrug, nachdem ein Rechteckstromimpuls von 2 ms zwanzigmal durch das Element in Intervallen von 20 Sekunden geflossen war. Tabelle 1 zeigt weiterhin zum Vergleich die durch das konventionelle Verfahren erzeugten elektrischen Eigenschaften. Es wird deutlich, daß der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Sinterkörper eine bessere Gleichförmigkeit aufweist, so daß der Änderungs­ koeffizient für V_1ma und die Stromstoß-Widerstandsfähigkeit im Vergleich zu dem durch das konventionelle Verfahren erzeugten Varistor verbessert wird.

Tabelle 1

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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine aus einem ZnO-Varistor- Rohmaterialpulver hergestellte Aufschlämmung durch Naßmischen vorbereitet. Die Aufschlämmung wird durch Sprühtrocknung in ein granuliertes Pulver umgewandelt. Das granulierte Pulver wird gesintert, um Einkristallteilchen oder polykristalline Teilchen zu erhalten, die aus zwei oder drei Kristallen be­ stehen. Ein Herstellungsverfahren für ZnO-Varistoren umfaßt den Schritt der Zufügung der derart erhaltenen ZnO-Sinterteilchen als Zuchtkeime zu einem ZnO-Pulver. Das Verfahren stellt einen ZnO-Varistor zur Verfügung, bei welchem Variationen der Eigenschaften verringert sind und bei welchem die Eigen­ schaften im Vergleich mit durch das konventionelle Verfahren hergestellten Varistoren verbessert sind. Das erfindungsgemäße Verfahren verringert die Anzahl von Herstellungsschritten wesentlich und verringert so wesentlich die Kosten.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines Widerstandselements mit nichtlinearer Spannungscharakteristik, gekenn­ zeichnet durch folgende Schritte:
Herstellung einer Aufschlämmung aus einem Pulver aus einem ersten Material;
Sprühtrocknung der Aufschlämmung, um ein granuliertes Pulver zu erhalten, welches Teilchen des ersten Materials aufweist, die zumindest teilweise kristallin sind;
Sintern des granulierten Pulvers;
Zusammenmischen des gesinterten granulierten Pulvers und eines zweiten Pulvers, welches Zinkoxidpulver als Hauptbe­ standteil und einen geringeren Anteil einer Hilfskomponente enthält, wobei das zweite Pulver nach dem Sintern eine Spannungsnichtlinearität zeigen kann, und wobei die Granulat­ größe des gesinterten granulierten Pulvers wesentlich höher ist als die Granulatgröße des Zinkoxidpulvers;
Ausformen des gemischten granulierten und des zweiten Pulvers; und
Sintern der ausgeformten Pulver.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Hilfskomponente entweder ein Oxid eines Elements aus der Gruppe Pr, Co, B, Bi, M⁻ Sb und Cr aufweist oder einen Vorläufer von Karbonaten, Nitraten und Hydraten eines derartigen Elements.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Teilchen des ersten Materials Zinkoxid aufweisen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schritt des Sinterns des granulierten Pulvers ein Erhitzen des granulierten Pulvers auf eine Temperatur in einem Bereich 1100 bis 1500°C umfaßt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Temperatur in einem Bereich von 1200 bis 1400°C liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß weiterhin der Schritt des Pressens des gesinterten granulierten Pulvers vorgesehen ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Körnchen des gesinterten granulierten Pulvers einen Durchmesser in einem Bereich von 10 bis 100 µm aufweisen.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufschlämmung weiterhin die Hilfskomponente enthält.