FR2799300A1 - Resistance non lineaire et son procede de fabrication - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une résistance non linéaire.Elle se rapporte à une résistance non linéaire qui comprend un corps fritté (1) contenant de l'oxyde de zinc comme principal ingrédient, une couche très résistive (3) placée sur une surface latérale du corps fritté (1), et une électrode (2) disposée aux surfaces supérieure et inférieure du corps fritté (1). La distance entre des parties d'extrémité (4, 5) de l'électrode (2) et de la résistance non linéaire est comprise entre 0 mm et l'épaisseur de la couche très résistive (3) augmentée de 0, 01 mm, et la couche très résistive (3) contient, comme substance principale, une substance polymère minérale amorphe ou non, un composé vitreux, une substance minérale amorphe, une substance minérale cristalline, ou un composé polymère organique.Application à la protection contre les surtensions.

Description

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La présente invention concerne une résistance non linéaire destinée à être utilisée dans un dispositif de protection contre les surtensions, ainsi qu'un procédé pour sa fabrication. Plus précisément, l'invention concerne une résistance non linéaire qui possède une électrode et une couche très résistive sur une surface latérale, ainsi qu'un procédé pour sa fabrication.
En général, dans un système d'alimentation électrique, un dispositif de protection contre les surtensions, par exemple un dispositif parafoudre ou d'absorption de surintensités, est utilisé pour la protection du système d'alimentation électrique par suppression de la surtension superposée à une tension normale. On utilise essentiellement une résistance non linéaire dans un tel dispositif de protection contre les surtensions. La résistance non linéaire utilisée dans ce cas se caractérise par des caractéristiques très isolantes lorsque la tension normale est appliquée, et par une résistance relativement faible lorsqu'une surtension est appliquée.
La résistance non linéaire de ce type possède un corps fritté. Le corps fritté est formé d'oxyde de zinc comme ingrédient principal et d'au moins un type d'oxyde métallique comme adjuvant. L'adjuvant est utilisé afin qu'il donne les caractéristiques de résistance non linéaire. Les matériaux sont mélangés, granulés, moulés et frittés afin qu'ils constituent le corps fritté. A la surface latérale du corps fritté, une couche très résistive de surface latérale est formée pour empêcher un contournement à la surface latérale lors de l'absorption d'une surintensité. En outre, une électrode est formée à chacune des surfaces supérieure et inférieure du corps fritté, afin qu'un courant circule uniformément à travers le corps fritté.
Dans l'électrode de la résistance non linéaire précitée, une partie de forme annulaire ne constituant pas l'électrode est incorporée dans la plupart des cas à une partie de la circonférence de la résistance non linéaire afin qu'une partie d'extrémité d'électrode ne recouvre pas la partie d'extrémité du corps fritté et évite autant que
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possible le contournement lors de l'application d'un courant de forte intensité.
Des procédés de formation de cette partie ne formant pas l'électrode sont décrits par exemple dans les demandes de brevet japonais Kokoku n 5-74 921 et Kokai n 8-195 303.
Selon ces procédés, la partie de forme annulaire ne constituant pas l'électrode est réalisée sur une partie circonférentielle de la résistance non linéaire par application d'un cache de caoutchouc sur la résistance non linéaire lors de la formation de l'électrode. En outre, dans le procédé décrit dans la demande de brevet japonais publiée Kokai n 11-186 006, la partie de forme annulaire ne constituant pas l'électrode est réalisée à la partie circonférentielle de l'électrode non linéaire afin que la partie d'extrémité du corps fritté et la partie d'extrémité de l'électrode se trouvent à une distance comprise entre 0,01 et 1,0 mm.
En outre, dans la description de nombreux autres documents publiés de brevet et dans divers documents techniques, une partie de forme annulaire ne constituant pas l'électrode est disposée à la partie circonférentielle de la résistance non linéaire. Comme décrit précédemment, la technique selon laquelle une partie de forme annulaire ne constituant pas l'électrode est placée dans la partie circonférentielle de la résistance non linéaire est très connue et a été utilisée en général jusqu'à présent.
Etant donné les progrès récents remarquables des technologies de l'information dans la société, la demande en énergie électrique a augmenté. Dans ces conditions, on demande une alimentation stable en énergie électrique à un faible coût. En outre, on cherche beaucoup à miniaturiser les appareils de transmission et de sous-stations, étant donné le manque d'espace pour le logement des appareils de transmission et de sous-stations dans les régions urbaines.
Compte-tenu de la demande d'alimentation stable en énergie électrique des systèmes d'alimentation en énergie et de la demande de miniaturisation, la miniaturisation des dispositifs de protection contre les surtensions très fiable a dû augmenter.
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Pour que ces demandes soient satisfaites, la miniaturisation de la résistance non linéaire du dispositif de protection contre les surtensions a progressé puisque la hauteur est réduite autant que possible par augmentation de la tension par unité d'épaisseur de la résistance non linéaire et par réduction de la dimension totale grâce à l'augmentation de l'aptitude à l'absorption d'énergie.
Evidemment, même si le dispositif de protection contre les surtensions est miniaturisé, il faut que son fonctionnement soit stable sur une longue période.
Cependant, comme décrit en référence à la résistance non linéaire classique précitée, dans le cas où la partie de forme annulaire ne constituant pas une électrode est placée à la partie circonférentielle de la résistance non linéaire afin que la partie d'extrémité d'électrode ne soit pas couverte dans la partie d'extrémité du corps fritté et évite un contournement au moment de l'application d'un courant de forte intensité, une contrainte thermique apparaît à cause de la présence de cette partie ne constituant pas l'électrode, si bien que le corps fritté peut se briser.
Dans la résistance non linéaire ayant une électrode formée aux surfaces supérieure et inférieure du corps fritté avec réalisation de la partie de forme annulaire ne constituant pas une électrode à la circonférence, un courant circule dans la partie formant l'électrode lorsqu'un courant est appliqué, alors qu'aucun courant ne circule dans la partie annulaire ne constituant pas l'électrode autour de la périphérie de la résistance non linéaire. En conséquence, seule la température de la partie formant l'électrode augmente. Etant donné la différence de température entre la partie formant l'électrode et la partie ne constituant pas une électrode, une contrainte thermique apparaît et provoque la fissuration et la rupture du corps fritté. En conséquence, il est possible que les performances de protection contre les surtensions de la résistance non linéaire soient réduites.
En conséquence, dans le procédé classique dans lequel la partie de forme annulaire ne constituant pas l'électrode
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est réalisée à la circonférence de la résistance non linéaire, il a été difficile d'assurer des performances suffisantes de protection en cas de surintensité, notamment de surintensité à la commutation, d'impulsion due à la foudre, et d'une surtension, bien que des performances suffisantes de protection soient nécessaires lorsque la résistance non linéaire est miniaturisée par augmentation de la tension par unité d'épaisseur ou par réduction de son diamètre.
On peut envisager de réduire l'acuité de ce problème par augmentation autant que possible de la surface de la partie formant l'électrode.
Cependant, dans la résistance non linéaire classique, si l'électrode est réalisée afin qu'elle s'étende jusqu'à la couche très résistive de surface latérale ou près de cette couche, un contournement apparaît à l'interface du corps fritté et de la couche très résistive de surface latérale.
Le contournement est dû à la mauvaise résistance d'adhérence de la couche très résistive de surface latérale au corps fritté au moment de l'application d'une surtension. Dans un autre cas, la surtension est provoquée par les mauvaises caractéristiques d'isolement électrique ou la mauvaise résistance à la chaleur de la couche résistive de surface latérale. En outre, le cycle d'utilisation sous charge peut éventuellement être détérioré à cause d'une surtension appliquée dans les conditions normales de fonctionnement dans lesquelles une tension est constamment appliquée.
En conséquence, les problèmes posés par la résistance non linéaire classique sont le fait que cette résistance non linéaire ne peut pas être réalisée avec des performances élevées de protection contre les surtensions et avec une bonne stabilité pendant tout son cycle d'utilisation sous charge.
L'invention concerne donc une résistance non linéaire, ainsi qu'un procédé de fabrication d'une telle résistance non linéaire, permettant une bonne stabilité du cycle de fonctionnement sous charge dans les conditions normales de fonctionnement et ayant d'excellentes performances de protection contre une surintensité, par exemple une
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surintensité à la commutation, une impulsion due à la foudre ou une surtension.
L'objet précité est atteint selon l'invention qui concerne une résistance non linéaire qui comporte : un corps fritté contenant de l'oxyde de zinc comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale placée sur une surface latérale du corps fritté, et une électrode disposée aux surfaces supérieure et inférieure du corps fritté. La couche très résistive de surface latérale est formée d'un matériau spécifique. Dans la résistance non linéaire, une région de formation d'électrode est agrandie autant que possible par spécification de la distance entre une partie d'extrémité d'électrode et une partie d'extrémité de la résistance non linéaire, comprenant la couche très résistive de surface latérale.
Grâce à l'utilisation des caractéristiques précitées, il est possible d'empêcher un contournement au moment d'une surtension ou d'une surintensité, et la détérioration du cycle d'utilisation sous charge en présence d'une tension appliquée dans les conditions réelles de fonctionnement.
Selon l' invention, il est en outre possible d' accroître la force d'adhérence existant entre l' électrode et la couche très résistive de surface latérale et les caractéristiques électriques par spécification d'une épaisseur moyenne du matériau d'électrode, de la structure et de l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale, et de perfectionner le procédé de formation d'électrode.
A cet effet, la résistance non linéaire est réalisée de manière que la distance entre les extrémités soit comprise dans une plage allant de 0 mm à l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm, et la couche très résistive de surface latérale est formée avec au moins un ingrédient choisi parmi les substances qui comprennent, comme principale substance, une substance polymère minérale ayant des caractéristiques d'isolement électrique et de résistance à la chaleur, une substance polymère minérale amorphe, un composé vitreux, une
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substance minérale amorphe, une substance minérale cristalline, et un composé polymère organique.
Dans la résistance non linéaire ainsi réalisée, grâce à la spécification de la distance entre les extrémités à une valeur comprise entre 0 mm et l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm, un courant circule dans le corps fritté lorsqu'une surintensité ou une surtension est appliquée. En conséquence, il n'existe pas de différence de température dans la résistance non linéaire. En résumé, contrairement au cas dans lequel la partie de forme annulaire ne constituant pas l'électrode est réalisée autour de la résistance non linéaire, il est possible d'empêcher l'apparition d'une contrainte thermique due à la différence de température. En conséquence, le corps fritté ne peut pas se briser sous l'action d'une telle contrainte thermique.
En outre, dans la résistance non linéaire, la région de formation d'électrode est agrandie autant que possible par formation de l'électrode jusqu'à ce qu'elle atteigne la couche très résistive de surface latérale ou le voisinage de l'interface entre le corps fritté et la couche très résistive de surface latérale. Cependant, si la zone de formation d'électrode est agrandie au maximum, un contournement se produit à l'interface du corps fritté et de la couche très résistive de surface latérale au moment de l'application d'une surtension ou d'une surintensité. Dans un autre cas, le contournement se produit à cause des mauvaises caractéristiques d'isolement électrique et de la mauvaise résistance à la chaleur de la couche très résistive de surface latérale. Cela signifie que la durée du cycle sous charge peut être détériorée au moment où une tension est appliquée dans les conditions réelles de fonctionnement.
Au contraire, selon l'invention, la couche très résistive de surface latérale est formée d'au moins un ingrédient choisi parmi les substances qui comprennent, comme substance principale, une substance polymère minérale ayant des caractéristiques d'isolement électrique et de résistance à la chaleur, une substance polymère minérale amorphe, un
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composé vitreux, une substance minérale amorphe, une substance minérale cristalline et un composé polymère organique. En conséquence, même si la région de formation d'électrode est agrandie au maximum, il est possible d'empêcher la création du contournement à l'interface du corps fritté et de la couche très résistive de surface latérale et le contournement dû aux mauvaises caractéristiques d'isolement électrique et à la mauvaise résistance à la chaleur au moment de l'application de la surtension ou de la surintensité.
Ainsi, dans la résistance non linéaire selon l'invention, il est possible d'obtenir un cycle stable d'utilisation sous charge dans les conditions normales de fonctionnement, avec d'excellentes performances de protection contre une surintensité, par exemple une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel et une surtension.
En particulier, si la distance entre les extrémités est réglée à 0 mm, l'utilisation d'un cache n'est pas nécessaire lors de la formation de la partie ne constituant pas une électrode, contrairement au cas où la partie ne constituant pas une électrode est disposée dans la partie circonférentielle de la résistance non linéaire. En conséquence, il est possible de simplifier les étapes de formation d'électrode.
En résumé, selon l'invention, non seulement le cycle d'utilisation sous charge et les performances de protection sont meilleures, mais encore les étapes de fabrication sont simplifiées. Le coût de fabrication peut donc être réduit.
Dans un mode de réalisation avantageux, la résistance non linéaire est telle que la substance polymère amorphe est un adhésif minéral à base de phosphate d'aluminium qui est un polymère minéral, une silice amorphe, une alumine amorphe ou un complexe de silice amorphe et d'un organosilicate, le composé vitreux est un verre contenant du plomb comme principal ingrédient, un verre contenant du phosphore comme principal ingrédient, ou un verre contenant du bismuth comme principal ingrédient, la substance minérale cristalline est une substance minérale cristalline contenant Zn-Sb-O dans sa constitution,
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une substance minérale cristalline contenant zn-Si-O dans sa constitution, une substance minérale organique contenant Zn-Sb-Fe-O dans sa constitution, une substance minérale cristalline contenant Fe-Mn-Bi-Si-O dans sa constitution, et une silice cristalline (Si02) , de l'alumine (Al2O3), de la mullite (Al6Si2O13), un organosilicate de magnésium (Mg2Al4Si5O18), un oxyde de titane (TiO2) ou un oxyde de zirconium (ZrO2), le composé polymère organique est une résine époxyde, polyimide, phénolique, de mélamine, fluorocarbonée ou de silicone, et la couche très résistive de surface latérale est formée suivant un type au moins choisi dans le groupe comprenant les matériaux précités et les matériaux ayant un complexe formé d'au moins deux types des matériaux choisis dans les matériaux précités, comme principal ingrédient.
Dans la résistance non linéaire, il est possible d'obtenir une couche très résistive de surface latérale ayant des caractéristiques d'isolement électrique et de résistance à la chaleur élevées, alors que la résistance d'adhérence de la couche résistive de surface latérale au corps fritté reste supérieure ou égale à un niveau prédéterminé grâce à la sélection convenable du matériau de la couche très résistive de surface latérale. En conséquence, même si la région de formation d'électrode est agrandie jusqu'à ce qu'elle atteigne la couche très résistive de surface latérale ou le voisinage de l'interface du corps fritté et de cette couche très résistive de surface latérale, puisque les propriétés d'isolement électrique, de résistance à la chaleur et de résistance d'adhérence de la couche très résistive de surface latérale sont élevées, il est possible d'empêcher la formation d'un contournement à l'interface du corps fritté et de la couche très résistive de surface latérale provoqué par l'application d'une surtension, et d'un contournement dû à de mauvaises caractéristiques d'isolement électrique et à une mauvaise résistance à la chaleur. Il est donc possible d'empêcher la détérioration du cycle d'utilisation sous charge lorsqu'une
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tension est appliquée dans les conditions réelles de fonctionnement.
En résumé, dans la résistance non linéaire, il est possible d'obtenir un cycle stable d'utilisation sous charge dans les conditions normales de fonctionnement avec d'excellentes performances de protection contre une surintensité, par exemple une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel et une surtension.
De préférence, la résistance non linéaire est telle que l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale est comprise entre 1 m et 2 mm.
Dans une telle résistance non linéaire, il est possible d'obtenir une couche très résistive de surface latérale ayant une force d'adhérence élevée par spécification de l'épaisseur de cette couche très résistive de surface latérale dans la plage allant de 1 m à 2 mm. En conséquence, même si la région de formation d'électrode est agrandie autant que possible jusqu'à ce qu'elle atteigne la couche très résistive de surface latérale ou le voisinage de l'interface du corps fritté et de la couche très résistive de surface latérale, comme la résistance d'adhérence de la couche très résistive de surface latérale est élevée, il est possible d'empêcher le contournement à l'interface du corps fritté et de la couche très résistive de surface latérale par application d'une surtension ou d'une surintensité et d'empêcher la détérioration du cycle d'utilisation sous charge lorsqu'une tension est appliquée dans les conditions réelles de fonctionnement.
En résumé, dans la résistance non linéaire, il est possible d'obtenir un cycle stable d'utilisation sous charge dans les conditions normales de fonctionnement avec d'excellentes propriétés de protection contre une surintensité, par exemple une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel et une surtension.
La résistance non linéaire peut aussi être telle que la résistance d'adhérence aux chocs de la couche très résistive de surface latérale au corps fritté, déterminée
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par un essai de chute de billes, est supérieure ou égale à 40 mm.
En général, dans la résistance non linéaire, la région de formation d'électrode est agrandie autant que possible jusqu'à atteindre la couche très résistive de surface latérale ou la proximité de l'interface du corps fritté et de la couche très résistive de surface latérale, sans réalisation de la partie de forme annulaire ne constituant pas l'électrode à la circonférence. Cependant, même si la région de formation d'électrode est agrandie au maximum, un contournement peut apparaître à l'interface du corps fritté et de la couche très résistive de surface latérale lors de l'application de la surtension. Simultanément, le cycle d'utilisation sous charge peut être détérioré lorsqu'une tension est appliquée dans les conditions réelles de fonctionnement.
Au contraire, selon l'invention, grâce à la spécification de la résistance d'adhérence de la couche très résistive de surface latérale dans une plage convenable, il est possible d'empêcher la création d'un contournement à l'interface du corps fritté et de la couche très résistive de surface latérale et d'empêcher un contournement dû à l'application d'une surtension ou d'une surintensité, du fait de mauvaises caractéristiques d'isolement électrique.
En résumé, dans une telle résistance non linéaire, il est possible d'obtenir un cycle stable d'utilisation sous charge dans les conditions normales de fonctionnement avec d'excellentes performances de protection contre une surintensité, telles qu'une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel et une surtension.
De préférence, la résistance non linéaire est telle qu'un matériau d'électrode est choisi dans le groupe formé par l'aluminium, le cuivre, le zinc, le nickel, l'or, l'argent, le titane et leurs alliages.
Dans une telle résistance non linéaire, il est possible de réaliser une électrode ayant une conductivité élevée et une grande force d'adhérence au corps fritté. Il est donc possible d'obtenir d'excellentes performances de protection
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contre une surintensité, telle qu'une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel dû à la foudre et une surtension.
De préférence, l'épaisseur moyenne de l'électrode est comprise entre 5 et 500 m.
Dans une telle résistance non linéaire, il est possible d'obtenir une électrode ayant une résistance d'adhérence élevée et une capacité thermique élevée qui n'est pas inférieure à une valeur prédéterminée, grâce à la spécification de l'épaisseur moyenne de l'électrode dans la plage convenable allant de 5 à 500 m. Il est donc possible d'obtenir d'excellentes performances de protection contre une surintensité, telle qu'une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel dû à la foudre et une surtension.
L'invention concerne aussi un procédé de formation d'une résistance non linéaire telle qu'indiquée précédemment, le procédé comprenant : la formation d'une couche très résistive de surface latérale, sur une surface latérale d'un corps fritté contenant de l'oxyde de zinc qui constitue son principal ingrédient, et la formation d'une électrode aux surfaces supérieure et inférieure du corps fritté, dans lequel l'électrode est formée par un procédé choisi dans le groupe qui comprend la pulvérisation dans un plasma, la pulvérisation dans un arc, la pulvérisation dans une flamme de gaz à grande vitesse, la sérigraphie, le dépôt, le report et la pulvérisation cathodique.
Grâce au procédé de fabrication précité, il est possible d'obtenir une électrode ayant une force élevée d'adhérence par spécification convenable du procédé de formation de l'électrode. Il est donc possible d'obtenir d'excellentes performances de protection contre une surintensité, telle qu'une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel dû à la foudre et une surtension.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va
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suivre d'exemples de réalisation, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels : la figure 1 est une coupe d'une résistance non linéaire réalisée selon l'invention ; la figure 2 est un graphique représentant la relation entre les performances de protection contre les surtensions et la distance entre une partie d'extrémité d'électrode et une partie d'extrémité de la résistance non linéaire comprenant la couche très résistive de surface latérale, dans le cas d'une résistance non linéaire selon un premier mode de réalisation de l'invention ; la figure 3 est un graphique représentant la relation entre l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale et les performances de protection contre les surtensions, dans le cas d'une résistance non linéaire selon un second mode de réalisation de l'invention ; la figure 4 est un graphique représentant la relation entre l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale et le cycle d'utilisation sous charge, dans le cas d'une résistance non linéaire selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; la figure 5 est un graphique représentant la relation entre la résistance d'adhérence aux chocs de la couche très résistive de surface latérale, mesurée par l'essai de chute de billes, et les performances de protection contre les surtensions, dans le cas d'une résistance non linéaire selon un quatrième mode de réalisation de l'invention ; la figure 6 est un graphique représentant la relation entre la résistance d'adhérence aux chocs d'une couche très résistive de surface latérale mesurée dans l'essai de chute de billes et le cycle d'utilisation sous charge dans le cas d'une résistance non linéaire selon un cinquième mode de réalisation de l'invention ; et la figure 7 est un graphique représentant la relation entre l'épaisseur moyenne d'une électrode et les performances de protection contre les surtensions dans le cas d'une résistance non linéaire selon un sixième mode de réalisation de l'invention.
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On décrit maintenant des exemples de résistances non linéaires selon l'invention et de procédés de fabrication selon l'invention en référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une coupe d'une résistance non linéaire réalisée selon l'invention. La résistance non linéaire possède un corps fritté 1, une électrode 2 et une couche très résistive de surface latérale 3. La résistance non linéaire est réalisée par formation de la couche très résistive de surface latérale 3 sur une partie de surface latérale du corps fritté 1, par polissage des deux surfaces plates du corps fritté 1 à une épaisseur prédéterminée, et par formation de l'électrode 2 sur les surfaces polies.
Dans les modes de réalisation individuels suivants, l'électrode 2 et la couche très résistive 3 de surface latérale ont des propriétés spécifiques. Avant la description de ces propriétés spécifiques, on décrit le procédé de fabrication du corps fritté 1.
Etape de fabrication du corps fritté D' abord, on ajoute de l' oxyde de bismuth (Bi203) et de l'oxyde de manganèse (MnO2) (0,5 mol % chacun) et de l'oxyde de cobalt (C0203), de l' oxyde de nickel (NiO) et de l'oxyde d'antimoine (Sb203) (1 mol % chacun) comme ingrédients auxiliaires à un ingrédient principal de ZnO (oxyde de zinc) pour la formation d'une matière première.
La matière première est alors mélangée à de l'eau et des liants organiques dans un mélangeur pour l'obtention d'un mélange en suspension.
Ensuite, le mélange en suspension est granulé dans un sécheur par atomisation. Un poids prédéterminé de poudre granulée est placé dans un moule et comprimée à une pression prédéterminée pour son moulage sous forme d'un disque ayant un diamètre par exemple de 60 mm.
Pour que les liants organiques ajoutés auparavant soient chassés, le disque est traité par chauffage à une température de 400 à 500 C à l'air, puis il est fritté à 1 200 C pour la formation du corps fritté 1.
Premier mode de réalisation
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Plusieurs résistances non linéaires, ayant une couche très résistive de surface latérale formée d'un matériau choisi parmi les matériaux prédéterminés, ont été réalisées comme échantillons par variation de la distance (entre les extrémités) entre une partie d'extrémité d'électrode 4 et une partie d'extrémité de résistance non linéaire 5 comprenant une couche très résistive de surface latérale entre 0 mm et l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm. Les échantillons individuels ont été évalués pour la détermination de leurs effets fonctionnels. Il faut noter que la figure 1 représente le cas dans lequel la distance entre la partie d'extrémité d'électrode 4 et la partie d'extrémité de résistance non linéaire 5 comprenant une couche très résistive de surface latérale est nulle. En d'autres termes, la partie 4 d'extrémité est alignée sur la partie 5 d'extrémité.
Préparation d'échantillons avant différentes distances entre les extrémités
Pour que l'effet fonctionnel donné par la structure dans laquelle la distance entre les extrémités est comprise entre 0 mm et l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm se manifeste, plusieurs types de résistances non linéaires ayant différentes distances entre les extrémités ont été réalisés par variation de la surface sur laquelle l'électrode 2 a été réalisée.
Dans tous ces échantillons, la couche très résistive de surface latérale 3 de 100 m d'épaisseur a été formée d'un agent adhésif minéral à base de phosphate d'aluminium contenant de la mullite (Al6Si2O13), comme principal ingrédient.
Des électrodes 2 ayant des surfaces différentes ont été formées par un matériau contenant de l'aluminium comme principal ingrédient sur les échantillons qui avaient chacun la couche très résistive de surface latérale 3 de 100 m d'épaisseur. De cette manière, sept types de résistances non linéaires ont été réalisés avec différentes distances entre les extrémités de 0,10, 50,100, 110,120 et 150 m.
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Evaluation des échantillons avant différentes distances entre les extrémités
Une surintensité à la commutation (ayant une énergie prédéterminée et une durée de 2 ms) a été appliquée aux échantillons ainsi réalisés, avec application initiale d'une énergie de 100 J/cm3, l'énergie appliquée étant accrue de 50 J/cm3 chaque fois que la température de chacun des échantillons est revenue à la température ambiante. Les performances de protection contre les surtensions de chaque échantillon ont été évaluées d'après l'énergie de rupture avec laquelle l'échantillon s'est brisé. Les résultats sont indiqués sur la figure 2.
Comme l'indique la figure 2, dans tous les échantillons selon l'invention, c'est-à-dire les échantillons ayant une distance entre les extrémités comprise entre 0 mm et l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm (dans ce mode de réalisation, la distance entre les extrémités était comprise entre 0 et 110 m), aucune rupture n'a été observée au moment de la surintensité à la commutation d'énergie inférieure à 800 J/cm3 . La rupture s'est produite pour l' application d'une énergie d'au moins 800 J/cm3.
Au contraire, dans le cas des échantillons n'entrant pas dans le cadre de l'invention, c'est-à-dire des échantillons ayant une distance entre les extrémités qui dépasse l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm (dans ce mode de réalisation, la distance entre les extrémités dépassait 110 m), la rupture s'est produite lorsque la surintensité à la commutation a été appliquée avec une énergie de 400 J/cm3 et même moins.
On peut interpréter de la manière suivante la raison pour laquelle on a obtenu les résultats précités pour cette évaluation. Lorsque la distance entre les extrémités atteint une valeur qui dépasse l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm, la surface d'une région dans laquelle ne circule aucun courant autour de la résistance non linéaire augmente lors de l'application de la surintensité à la commutation. En
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conséquence, la température de cette région sans circulation de courant est différente de celle de la région de circulation de courant, si bien qu'une contrainte thermique est créée. A cause de cette contrainte thermique, le corps fritté 1 se fissure et se brise, si bien que les performances de protection contre les surtensions de la résistance non linéaire diminuent.
Au contraire, si la distance entre les extrémités est comprise entre 0 mm et l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm, une région sans circulation de courant n'est pas formée autour de la résistance non linéaire lors de l'application de la surintensité à la commutation. Lorsqu'elle existe, la région sans circulation de courant est très petite. En conséquence, il n'existe pas de différence de température dans la résistance non linéaire. Il est donc possible d'empêcher la rupture du corps fritté 1 sous l'action d'une contrainte thermique.
Pour les raisons indiquées précédemment, il est impossible d'obtenir d'excellentes performances de protection contre les surtensions dans la résistance non linéaire dont la distance entre les extrémités dépasse l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm. Les excellentes performances de protection contre les surtensions ne sont obtenues que dans les résistances non linéaires dont la distance entre les extrémités est inférieure ou égale à l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm.
Effets produits par variation de la distance entre les extrémités
Comme l'indiquent les résultats précités des évaluations, lorsque la résistance non linéaire est formée par spécification d'une couche très résistive de surface latérale 3 prédéterminée selon l'invention afin que la distance entre les extrémités soit comprise entre 0 mm et l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm, il est possible d'obtenir un cycle stable d'utilisation sous charge lors d'un fonctionnement
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dans les conditions normales, et il est aussi possible d'augmenter notablement les performances de protection contre les surtensions en cas de surintensité telle qu'une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel et une surtension.
Second mode de réalisation
Dans ce second mode de réalisation, une résistance non linéaire est formée afin que la distance entre les extrémités soit comprise entre 0 mm et l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm, et que la couche très résistive de surface latérale soit formée d'au moins une couche d'un type choisi dans le groupe qui comprend, comme principal élément : une couche très résistive de surface latérale formée d'un polymère minéral ayant des caractéristiques d'isolement électrique et de résistance à la chaleur, une couche très résistive de surface latérale formée d'un polymère minéral amorphe, une couche très résistive de surface latérale formée d'un composé vitreux, une couche très résistive de surface latérale formée d'une substance minérale amorphe, une couche très résistive de surface latérale formée d'une substance minérale cristalline, et une couche très résistive de surface latérale formée d'une résine de polymère organique.
Plus précisément, la couche très résistive de surface latérale de la résistance non linéaire a été formée d'un matériau d'au moins un type choisi dans le groupe constitué par : les polymères minéraux amorphes, tels qu'un agent adhésif minéral à base de phosphate d'aluminium (polymère minéral), la silice amorphe, l'alumine amorphe, un organosilicate avec de la silice amorphe, et un organosilicate avec de l'alumine amorphe, les composés vitreux, tels qu'un verre contenant du plomb comme principal ingrédient, un verre contenant du
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phosphore comme principal ingrédient, et un verre contenant du bismuth comme principal ingrédient, les substances minérales cristallines, telles que une substance minérale cristalline contenant Zn-Sb-O dans sa constitution, une substance minérale cristalline contenant Zn-Si-O dans sa constitution, une substance minérale cristalline comprenant Zn-Sb-Fe-O dans sa constitution, une substance minérale cristalline ayant Fe-Mn-Bi-Si-O dans sa constitution, de la silice cristalline (SiO2), de l'alumine (Al203) de la mullite (Al6Si2013)' un aluminosilicate de magnésium (Mg2Al4Si5O18), de l'oxyde de titane (TiO2), et de l'oxyde de zirconium (Zr02) , des composés polymères organiques, tels que des résines époxyde, polyimide, phénolique, de mélamine, fluorocarbonée et de silicone, et un mélange comprenant au moins deux types de matériaux choisis parmi les précédents.
Plusieurs résistances non linéaires ayant différentes couches très résistives de surface latérale ont été réalisées de la manière indiquée précédemment et leurs effets fonctionnels ont été évalués. De cette manière, les effets fonctionnels des résistances non linéaires formées par spécification de la constitution de la couche très résistive de surface latérale ont été évalués.
Préparation d'échantillons par variation de la couche très résistive de surface latérale dans leur constitution
Comme résistance non linéaire ayant une couche très résistive de surface latérale unique, on a réalisé selon l'invention les 38 types suivants de résistances non linéaires (échantillons 1 à 38).
Echantillons 1 à 4 : quatre types de résistances non linéaires ayant une couche très résistive de surface latérale 3 formée d'un polymère minéral,
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Echantillons 5 à 8 : quatre types de résistances non linéaires ayant une couche très résistive de surface latérale 3 formée d'un polymère minéral amorphe,
Echantillons 9 à 17 : neuf types de résistances non linéaires ayant une couche très résistive de surface latérale 3 formée d'un composé vitreux,
Echantillons 18 à 29 : douze types de résistances non linéaires ayant une couche très résistive de surface latérale 3 formée d'une substance minérale cristalline, et
Echantillons 30 à 38 : neuf types de résistances non linéaires ayant une couche très résistive de surface latérale 3 formée d'une résine d'un polymère organique ayant des caractéristiques d'isolement électrique et de résistance à la chaleur.
Plus précisément, les couches très résistives de surface latérale 3 des échantillons 1 à 38 ont été réalisées de la manière suivante.
Dans les échantillons 1 à 4, on a formé, comme couche très résistive de surface latérale 3 d'un polymère minéral, les couches suivantes : une couche très résistive de surface latérale 3 ayant un agent adhésif minéral d'aluminium contenant de la mullite (Al6Si2O13) comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 ayant un agent adhésif minéral à base de phosphate d'aluminium contenant de l'alumine (Al2O3) comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 ayant un agent adhésif minéral à base de phosphate d'aluminium contenant de la silice (SiO2) comme principal ingrédient, et une couche très résistive de surface latérale 3 ayant un agent adhésif minéral à base de phosphate d'aluminium contenant un aluminosilicate de manganèse (Mg2Al4Si5O18) comme principal ingrédient.
Dans les échantillons 5 à 8, on a utilisé, comme couche très résistive de surface latérale 3 d'un polymère minéral amorphe, les couches suivantes : une couche très résistive de surface latérale 3 contenant de la silice amorphe (Si02) comme principal ingrédient,
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une couche très résistive de surface latérale 3 contenant de l'alumine amorphe (Al2O3) comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant de la silice amorphe (SiO2) et un organosilicate (CH3SiO1,5) comme principal ingrédient, et une couche très résistive de surface latérale 3 contenant de l'alumine amorphe (Al2O3) et un organosilicate (CH3SiO1,5) comme principal ingrédient.
Dans les échantillons 9 à 17, on a formé, comme couche très résistive de surface latérale 3 d'une substance minérale amorphe, les couches suivantes : une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un verre de Pb-B-Si comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un verre de Pb-Zn-B-Si comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un verre de Pb-Si-B comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un verre de Pb-Si-Zn comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un verre de Pb-Sn-Zn-Al-Si comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un verre de Bi-B-Si comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un verre de Bi-Zn-B-Si comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un verre de Bi-Zn-B-Si-Al comme principal ingrédient, et une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un verre de Bi-Zn-B-Al comme principal ingrédient.
Dans les échantillons 18 à 29, on a formé, comme couche très résistive de surface latérale 3 d'une substance minérale amorphe, les couches suivantes : une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une substance minérale cristalline contenant Zn-Sb-O comme principal ingrédient,
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une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une substance minérale cristalline contenant Zn-Si-O comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un complexe d'une substance minérale cristalline contenant Zn-Si-O et d'une substance minérale cristalline contenant Zn-Sb-O comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un complexe d'une substance minérale cristalline contenant Zn-Si-O et d'une substance minérale cristalline contenant Fe-Zn-Sb-O comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une substance minérale cristalline contenant Fe-Mn-Bi-Si-O comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un complexe d'une substance minérale cristalline contenant Fe-Mn-Bi-Si-O et d'une substance minérale cristalline contenant Zn-Sb-O comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant de la silice amorphe (Si02) comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant de l'alumine (A1203) comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant de la mullite (Al6Si2O13) comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un aluminosilicate de magnésium (Mg2Al4Si5O18) comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant de l'oxyde de titane (TiO2) comme principal ingrédient, et une couche très résistive de surface latérale 3 contenant de l'oxyde de zirconium (Zr02) comme principal ingrédient.
Dans les échantillons 30 à 38, on a formé, comme couche très résistive de surface latérale 3 d'une résine d'un polymère organique ayant des caractéristiques d'isolement électrique et de résistance à la chaleur, les couches suivantes :
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une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une résine époxyde comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant de la silice comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant de l'alumine comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant de la silice et de l'alumine comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une résine de polyimide comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une résine phénolique comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une résine de mélamine comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une résine fluorocarbonée comme principal ingrédient, et une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une résine de silicone comme principal ingrédient.
En outre, à titre comparatif, on a formé cinq types de résistances non linéaires (échantillons 39 à 43) qui avaient une couche très résistive de surface latérale d'une résine de polymère organique ayant de mauvaises caractéristiques d'isolement électrique et de résistance à la chaleur, comme principal ingrédient.
Dans les échantillons 39 à 43, on a formé, comme couche très résistive de surface latérale contenant une résine de polymère organique ayant de mauvaises caractéristiques d'isolement électrique et de résistance à la chaleur, comme principal ingrédient, les couches suivantes : une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une résine de "Teflon" comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une résine de polyéthylène comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une résine de polystyrène comme principal ingrédient,
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une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une résine de polypropylène comme principal ingrédient, et une couche très résistive de surface latérale 3 contenant une résine acrylique comme principal ingrédient.
Trois types de résistances non linéaires (échantillons 44 à 46) ont été réalisés avec une couche très résistive de surface latérale contenant un caoutchouc comme principal ingrédient. Dans ces échantillons 44 à 46, on a utilisé, comme couche très résistive de surface latérale contenant un caoutchouc comme principal ingrédient, les couches suivantes : une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un caoutchouc fluoré comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un caoutchouc d'uréthanne comme principal ingrédient, et une couche très résistive de surface latérale 3 contenant un caoutchouc de silicone comme principal ingrédient.
En outre, on a réalisé douze types de résistances non linéaires (échantillons 47 à 58) comme résistance non linéaire ayant une couche très résistive de surface latérale à deux couches. Plus précisément, les douze types de résistances non linéaires ont été formés par combinaison de deux types de couches très résistives de surface latérale choisis parmi six types de couches très résistives de surface latérale spécifiés selon l'invention. Les couches très résistives de surface latérale 3 des échantillons 47 à 58 étaient les suivantes.
Dans l'échantillon 47, une seconde couche très résistive de surface latérale contenant de la silice amorphe (Si02) et un organosilicate (CH3SiO1,5) a été formée sur une première couche très résistive de surface latérale formée d'un adhésif minéral à base d'un phosphate d'aluminium contenant de la mullite (Al6Si2013) comme principal ingrédient, avec formation d'une couche très résistive de surface latérale 3 à deux couches.
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Dans l'échantillon 48, une seconde couche très résistive de surface latérale contenant de l'alumine amorphe (Al203) et un organosilicate (CH3SiO1,5) a été formée sur une première couche très résistive de surface latérale formée d'un adhésif minéral à base d'un phosphate d'aluminium contenant de la mullite (Al6Si2013) comme principal ingrédient, avec formation d'une couche très résistive de surface latérale 3 à deux couches.
Dans l'échantillon 49, une seconde couche très résistive de surface latérale contenant de la silice amorphe (Si02) et un organosilicate (CH3SiO1,5) a été formée sur une première couche très résistive de surface latérale formée d'un adhésif minéral à base d'un phosphate d'aluminium contenant de l'alumine (Al2o3) comme principal ingrédient, avec formation d'une couche très résistive de surface latérale 3 à deux couches.
Dans l'échantillon 50, une seconde couche très résistive de surface latérale contenant de l'alumine amorphe (Al203) et un organosilicate (CH3SiO1,5) a été formée sur une première couche très résistive de surface latérale formée d'un adhésif minéral à base d'un phosphate d'aluminium contenant de l'alumine (Al203) comme principal ingrédient, avec formation d'une couche très résistive de surface latérale 3 à deux couches.
Dans l'échantillon 51, une seconde couche très résistive de surface latérale contenant de la silice amorphe (SiO2) et un organosilicate (CH3SiO1,5) a été formée sur une première couche très résistive de surface latérale formée d'un complexe d'une substance minérale cristalline contenant Zn-Si-O et d'une substance minérale cristalline contenant Zn-Sb-O comme principal ingrédient, avec formation d'une couche très résistive de surface latérale 3 à deux couches.
Dans l'échantillon 52, une seconde couche très résistive de surface latérale contenant un verre de Pb-B-Si comme principal ingrédient a été formée sur une première couche très résistive de surface latérale formée d'un complexe constitué d'une substance minérale cristalline d'un ingrédient Zn-Si-O et d'une substance minérale cristalline d'un
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ingrédient de Zn-Sb-O comme principal ingrédient, avec formation de cette manière d'une couche très résistive de surface latérale 3 à deux couches.
Dans l'échantillon 53, une seconde couche très résistive de surface latérale contenant un verre de Pb-Zn-B-Si comme principal ingrédient a été formée sur une première couche très résistive de surface latérale formée d'un complexe constitué d'une substance minérale cristalline d'un ingrédient Zn-Si-O et d'une substance minérale cristalline d'un ingrédient de Zn-Sb-O comme principal ingrédient, avec formation de cette manière d'une couche très résistive de surface latérale 3 à deux couches.
Dans l'échantillon 54, une seconde couche très résistive de surface latérale contenant un verre de Bi-B-Si comme principal ingrédient a été formée sur une première couche très résistive de surface latérale formée d'un complexe constitué d'une substance minérale cristalline d'un ingrédient Zn-Si-O et d'une substance minérale cristalline d'un ingrédient de Zn-Sb-O comme principal ingrédient, avec formation de cette manière d'une couche très résistive de surface latérale 3 à deux couches.
Dans l'échantillon 55, une seconde couche très résistive de surface latérale contenant un verre de Bi-Zn-B-Si comme principal ingrédient a été formée sur une première couche très résistive de surface latérale formée d'un complexe constitué d'une substance minérale cristalline d'un ingrédient Zn-Si-O et d'une substance minérale cristalline d'un ingrédient de Zn-Sb-0 comme principal ingrédient, avec formation de cette manière d'une couche très résistive de surface latérale 3 à deux couches.
Dans l'échantillon 56, une seconde couche très résistive de surface latérale contenant une résine époxyde comme principal ingrédient a été formée sur une première couche très résistive de surface latérale formée d'un complexe constitué d'une substance minérale cristalline d'un ingrédient Zn-Si-O et d'une substance minérale cristalline d'un ingrédient de Zn-Sb-O comme principal ingrédient, avec
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formation de cette manière d'une couche très résistive de surface latérale 3 à deux couches.
Dans l'échantillon 57, une seconde couche très résistive de surface latérale contenant de la silice amorphe (Si02) et un organosilicate (CH3SiO1,5) comme principal ingrédient a été formée sur une première couche très résistive de surface latérale formée d'alumine (A1203), avec formation de cette manière d'une couche très résistive de surface latérale 3 à deux couches.
Dans l'échantillon 58, une seconde couche très résistive de surface latérale contenant de la silice amorphe (SiO2) et un organosilicate (CH3SiO1,5) comme principal ingrédient a été formée sur une première couche très résistive de surface latérale formée de mullite (Al6Si2013)' avec formation de cette manière d'une couche très résistive de surface latérale 3 à deux couches.
Dans tous les exemples, l'électrode 2 a été formée d'un matériau contenant de l'aluminium comme principal ingrédient, si bien que la distance entre les extrémités a été réglée à 0 mm.
Evaluation des échantillons ayant une couche très résistive de surface latérale de constitution différente
A chacun des échantillons réalisés de la manière indiquée précédemment, une surintensité à la commutation (ayant une énergie prédéterminée et une durée de 2 ms) a été appliquée à partir de 100 J/cm2, avec augmentation de l'énergie appliquée de 50 J/cm3 chaque fois que la température de l'échantillon est revenue à température ambiante.
Les performances de protection contre les surtensions de chaque échantillon ont été évaluées d'après l'énergie de rupture à laquelle l'échantillon s'est brisé. En outre, une tension alternative (un courant IR de 1 mA circule dans une résistance non linéaire à température ambiante) a été appliquée pendant 1 000 h à la résistance non linéaire placée à une température de 115 C dans chaque exemple.
Ensuite, le courant de fuite IR(Oh) a été mesuré juste après le début de l'application du courant. En outre, le courant IR(1000h) a été mesuré après que la tension a été appliquée
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pendant 1 000 h. Le cycle d'utilisation sous charge a été évalué d'après la valeur du rapport IR(1000h)/IR(Oh). Les résultats de l'évaluation sont indiqués dans les tableaux 1 et 2.
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Tableau 1
Relation entre le matériau de la couche résistive de surface latérale et les performances de protection contre les surtensions pendant le cycle d'utilisation sous charge
Figure img00280001
<tb>
<tb> Classe- <SEP> Seconde
<tb> ment <SEP> de <SEP> couche <SEP> Energie
<tb> chan- <SEP> la <SEP> couche <SEP> Première <SEP> couche <SEP> très <SEP> très <SEP> de <SEP> des- <SEP>
<tb> tillon <SEP> très <SEP> Première <SEP> de <SEP> surface <SEP> resis- <SEP> . <SEP> IR(Oh)/
<tb>
Figure img00280002

résistive résistive de surface tive de truc- IR(1000h) N résistive latérale tive de tion IR(1000h)
Figure img00280003
<tb>
<tb> de <SEP> latérale <SEP> surface <SEP> (J/cm3)
<tb> surface <SEP> laté- <SEP> (J/CMI)
<tb> latérale <SEP> rale <SEP> ~~~~~ <SEP> ~~~~~~
<tb> 1 <SEP> Agent <SEP> adhésif <SEP> minéral
<tb> à <SEP> base <SEP> de <SEP> phosphate <SEP> 850 <SEP> 0,93
<tb> d'aluminium <SEP> contenant
<tb> de <SEP> la <SEP> mullite <SEP>
<tb> 2 <SEP> Agent <SEP> adhésif <SEP> minéral
<tb> à <SEP> base <SEP> de <SEP> phosphate <SEP> 800 <SEP> 0,91
<tb> d'aluminium <SEP> contenant <SEP> 800 <SEP> 0,91
<tb> de <SEP> l'alumine
<tb> Polymère <SEP> - <SEP> 1 <SEP>
<tb> 3 <SEP> minéral <SEP> Agent <SEP> adhésif <SEP> minéral
<tb> à <SEP> base <SEP> de <SEP> phosphate <SEP> 800 <SEP> 0,89
<tb> d'aluminium <SEP> contenant
<tb> de <SEP> la <SEP> silice
<tb> 4 <SEP> Agent <SEP> adhésif <SEP> minéral
<tb> à <SEP> base <SEP> de <SEP> phosphate
<tb> d'aluminium <SEP> contenant <SEP> 850 <SEP> 0,87
<tb> un <SEP> aluminosilicate <SEP> de
<tb> magnésium
<tb> 5 <SEP> Silice <SEP> amorphe <SEP> ~~~~ <SEP> 850 <SEP> 0,87
<tb> 6 <SEP> Polymère <SEP> Alumine <SEP> amorphe <SEP> 800 <SEP> 0,85
<tb> 7 <SEP> minéral <SEP> Organosilicate <SEP> et <SEP> 850 <SEP> 0,91
<tb> amorphe <SEP> silice <SEP> amorphe <SEP> 850 <SEP> 0,91
<tb> Organosilicate <SEP> et <SEP> 800 <SEP> 0,92
<tb> alumine <SEP> amorphe
<tb> 9 <SEP> Verre <SEP> de <SEP> Pb-B-Si <SEP> 850 <SEP> 0,86
<tb> 10 <SEP> Verre <SEP> de <SEP> Pb-Zn-B-Si <SEP> 800 <SEP> 0,89
<tb> 11 <SEP> Composé <SEP> Verre <SEP> de <SEP> P-Si-Zn <SEP> 800 <SEP> 0,92
<tb>
Figure img00280004

vitreux ##########################''-###~
Figure img00280005
<tb>
<tb> 12 <SEP> Verre <SEP> de <SEP> Pb-Si-Zn <SEP> 800 <SEP> 0,87
<tb> 13 <SEP> Verre <SEP> de <SEP> P-Sn-Zn-Al-Si <SEP> 800 <SEP> 0,86
<tb> 14 <SEP> Verre <SEP> de <SEP> Bi-B-Si <SEP> 850 <SEP> 0,90
<tb>
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Tableau 1 (suite)
Figure img00290001
<tb>
<tb> Classe- <SEP> Seconde
<tb> ment <SEP> de <SEP> couche <SEP> Energie
<tb>
Figure img00290002

chan-la couche Première couche très très de des- 'Il couche Première couche très résis- de des- IR(Oh)/ tillon très résistive surface resis- truc- IR(Oh)/ résistive de surface ... truc- (1000h)
Figure img00290003
<tb>
<tb> N <SEP> résistive <SEP> latérale <SEP> surface <SEP> tion <SEP> IR(1000h)
<tb> de <SEP> surface <SEP> (J/cm3)
<tb> surface <SEP> latelatérale <SEP> ~~~~~~~~~~~~ <SEP> rale <SEP> ~~~~~~
<tb> 15 <SEP> Verre <SEP> de <SEP> Bi-Zn-B-Si <SEP> 850 <SEP> 0,89
<tb> 16 <SEP> Composé <SEP> Verre <SEP> de <SEP> Bi-Zn-B-Si-Al <SEP> 800 <SEP> 0,93
<tb>
Figure img00290004

vitreux ################-#################
Figure img00290005
<tb>
<tb> 17 <SEP> Verre <SEP> de <SEP> Bi-Zn-B-Al <SEP> ~~~ <SEP> 800 <SEP> 0,95
<tb> 18 <SEP> Substance <SEP> minérale <SEP> 800 <SEP> 0,91
<tb> cristalline <SEP> Zn-Sb-O
<tb> 19 <SEP> Substance <SEP> minérale <SEP> 800 <SEP> 0,90
<tb> cristalline <SEP> Zn-Si-O <SEP> 800 <SEP> 0,90
<tb>
Figure img00290006

Subs- ######################################
Figure img00290007
<tb>
<tb> 20 <SEP> tance <SEP> Substance <SEP> minérale
<tb> minérale <SEP> cristalline <SEP> Zn-Si-O <SEP> + <SEP> 850 <SEP> 0,94
<tb> cristal- <SEP> substance <SEP> minérale
<tb> line <SEP> cristalline <SEP> Zn-Si-O
<tb> 21 <SEP> Substance <SEP> minérale
<tb> cristalline <SEP> Zn-Si-O <SEP> + <SEP> 800 <SEP> 0,88
<tb> substanceminérale
<tb> cristalline <SEP> Fe-Zn-Sb-O
<tb> 22 <SEP> Substance <SEP> minérale
<tb> cristalline <SEP> 800 <SEP> 0,87
<tb> Fe-Mn-Bi-Si-O
<tb> 23 <SEP> Substance <SEP> minérale
<tb> cristalline
<tb> Fe-Mn-Bi-Si-0 <SEP> + <SEP> 850 <SEP> 0,89
<tb> Subs- <SEP> substance <SEP> minérale
<tb> tance <SEP> cristalline <SEP> Zn-Sb-0
<tb> 24 <SEP> minérale <SEP> Silice <SEP> cristalline <SEP> 800 <SEP> 0,86
<tb>
Figure img00290008

cristal- ######################################
Figure img00290009
<tb>
<tb> 25 <SEP> line <SEP> Alumine <SEP> 800 <SEP> 0,85
<tb> 26 <SEP> Mullite <SEP> 850 <SEP> 0,87
<tb> 27 <SEP> Aluminosilicate <SEP> de <SEP> 800 <SEP> 0,89
<tb> magnésium
<tb> 28 <SEP> Oxyde <SEP> de <SEP> titane <SEP> 800 <SEP> 0,88
<tb> 29 <SEP> Oxyde <SEP> de <SEP> zirconium <SEP> 800 <SEP> 0,89
<tb>
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Tableau 2
Relation entre le matériau de la couche résistive de surface latérale et les performances de protection contre les surtensions pendant le cycle d'utilisation sous charge
Figure img00300001
<tb>
<tb> Classement <SEP> Seconde
<tb> de <SEP> la <SEP> couche <SEP> Energie
<tb> chan- <SEP> couche <SEP> Première <SEP> couche <SEP> très <SEP> très <SEP> de <SEP> destillon <SEP> très <SEP> résistive <SEP> de <SEP> surface <SEP> resis- <SEP> truc- <SEP> IR(Oh)/
<tb>
Figure img00300002

N résistive latérale tive de tion IR(1000h) résistive latérale sur f ace tion surface surface de surface 1 (J/cm3) latérale latélatérale ra 1 e raie
Figure img00300003
<tb>
<tb> 30 <SEP> Résine <SEP> époxyde <SEP> 850 <SEP> 0,86
<tb> 31 <SEP> Résine <SEP> époxyde <SEP> conte- <SEP> 850 <SEP> 0,93
<tb> Résine <SEP> de <SEP> nant <SEP> de <SEP> la <SEP> silice <SEP> 850
<tb> 32 <SEP> polymère <SEP> Résine <SEP> éposyde <SEP> conte- <SEP> 850 <SEP> 0,90
<tb> organique <SEP> nant <SEP> de <SEP> l'alumine <SEP> 850
<tb> ayant <SEP> de
<tb> 33 <SEP> bonnes <SEP> Résine <SEP> époxyde <SEP> contepropriétés <SEP> nant <SEP> de <SEP> la <SEP> silice <SEP> et <SEP> 900 <SEP> 0,89
<tb> d'isole- <SEP> de <SEP> l'alumine
<tb> ment <SEP> élec- <SEP> Résine <SEP> polyimide <SEP> 800 <SEP> 0,91
<tb> 3 <SEP> 4 <SEP> 1 <SEP> trique <SEP> et <SEP> Résine <SEP> polyimide <SEP> 800 <SEP> 0,91
<tb> 35 <SEP> de <SEP> résis- <SEP> Résine <SEP> phénolique <SEP> 800 <SEP> 0,93
<tb> tance <SEP> à <SEP> la <SEP>
<tb> 36 <SEP> chaleur <SEP> Résine <SEP> de <SEP> mélamine <SEP> 800 <SEP> 0,89
<tb> 37 <SEP> Résine <SEP> fluorée <SEP> 850 <SEP> 0,90
<tb> 38 <SEP> Résine <SEP> de <SEP> silicone <SEP> 850 <SEP> 0,86
<tb> 39 <SEP> Résine <SEP> de <SEP> Résine <SEP> "Teflon" <SEP> 350 <SEP> 1,56
<tb> polymère
<tb> 40 <SEP> organique <SEP> Résine <SEP> de
<tb> ayant <SEP> de <SEP> polyéthylène <SEP> 300 <SEP> 2,13
<tb> mauvaises <SEP> th <SEP> l' <SEP> ene <SEP> 300 <SEP> 2,13
<tb> 41 <SEP> propriétés <SEP> Résine <SEP> de <SEP> polystyrène <SEP> 300 <SEP> 2,47
<tb> d'isole- <SEP> Résine <SEP> polystyrène <SEP> 300 <SEP> 2,47
<tb> ment <SEP> élec-
<tb> 42 <SEP> trique <SEP> ... <SEP> et <SEP> Résine <SEP> de <SEP> 250 <SEP> 2,91
<tb> de <SEP> résis- <SEP> polypropylène
<tb> 43 <SEP> tance <SEP> à <SEP> la <SEP> Résine <SEP> acrylique <SEP> 300 <SEP> 2,57
<tb> chaleur <SEP> Résine <SEP> acrylique <SEP> 300 <SEP> 2,57
<tb>
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Tableau 2 (suite)
Figure img00310001

Classe- Seconde ment de Seconde ment de couche Energie Echan- la couche Première couche très très de des- 'Il très Première couche très très de des- (Oh) tillon très IR(Oh)/ résistive de surface résistive truc- IR(1000h) N résistive latérale d ,IR de latérale de tion surface , surface ~ (J/cm3) surface latérale (J/cm3)
Figure img00310002
<tb>
<tb> latérale <SEP> latérale
<tb> 44 <SEP> Caoutchouc <SEP> 400 <SEP> 1,98
<tb> fluorocarboné <SEP> 400 <SEP> 1,98
<tb> Caout-
<tb> 45 <SEP> chouc <SEP> de <SEP> Caoutchouc <SEP> 350 <SEP> 1,72
<tb> polymère <SEP> d'uréthanne <SEP> 350
<tb> 46 <SEP> organique <SEP> Caoutchouc <SEP> de <SEP> 300 <SEP> 2,97
<tb> silicone300
<tb> 47 <SEP> Agent <SEP> adhésif <SEP> minéral <SEP> à <SEP> Organobase <SEP> de <SEP> phosphate <SEP> silicate <SEP> 950 <SEP> 0,97
<tb> d'aluminium <SEP> contenant <SEP> et <SEP> silice <SEP> g50
<tb> de <SEP> la <SEP> nullité <SEP> amorphe
<tb> Combi-
<tb> 48 <SEP> naison <SEP> Agent <SEP> adhésif <SEP> minéral <SEP> à <SEP> Organode <SEP> deux <SEP> base <SEP> de <SEP> phosphate <SEP> silicate <SEP> 950
<tb> types <SEP> de <SEP> d <SEP> 1 <SEP> aluminium <SEP> contenant <SEP> et <SEP> alumine
<tb> couche <SEP> de <SEP> la <SEP> mullite <SEP> amorphe
<tb> 49 <SEP> très <SEP> Agent <SEP> adhésif <SEP> minéral <SEP> à <SEP> Organorésis- <SEP> base <SEP> de <SEP> phosphate <SEP> silicate
<tb> tive <SEP> de <SEP> d'aluminium <SEP> contenant <SEP> et <SEP> silice <SEP> 900 <SEP> 0,91
<tb> surface <SEP> de <SEP> l'alumine <SEP> amorphe
<tb> latérale
<tb> 50 <SEP> Agent <SEP> adhésif <SEP> minéral <SEP> à <SEP> Organobase <SEP> de <SEP> phosphate <SEP> silicate <SEP> 900 <SEP> 0,89
<tb> d' <SEP> aluminium <SEP> contenant <SEP> et <SEP> alumine
<tb> de <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> alumine <SEP> amorphe
<tb>
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Tableau 2 (suite)
Figure img00320001
<tb>
<tb> Classement <SEP> de <SEP> Seconde <SEP> Energie
<tb> Echan- <SEP> la <SEP> couche <SEP> Première <SEP> couche <SEP> très <SEP> couche <SEP> de <SEP> des- <SEP>
<tb> Première <SEP> couche <SEP> très <SEP> de <SEP> des- <SEP> @
<tb> tillon <SEP> très <SEP> résistive <SEP> de <SEP> surf <SEP> ace <SEP> très <SEP> truc- <SEP> IR(Oh)/
<tb>
Figure img00320002

#.. résistive de surface résistive truc- #,-nn.
N résistive latérale résistive . IR(lOOOh) latérale e surface tion de de surface bzz
Figure img00320003
<tb>
<tb> surface <SEP> latérale
<tb> latérale
<tb> 51 <SEP> Substance <SEP> minérale <SEP> Organocristalline <SEP> Zn-Si-0 <SEP> + <SEP> silicate <SEP> 850 <SEP> 0,94
<tb> substance <SEP> minérale <SEP> et <SEP> silice <SEP> 850 <SEP> 0,94
<tb> Combi- <SEP> cristalline <SEP> Zn-Sb-O <SEP> amorphe
<tb> Combi- <SEP> ##################################
<tb> 52 <SEP> naison <SEP> Substance <SEP> minérale <SEP> Verre
<tb> de <SEP> deux <SEP> cristalline <SEP> Zn-nSi-0 <SEP> + <SEP> Pb-B-Si <SEP> 900 <SEP> 0,98
<tb> types <SEP> de <SEP> substance <SEP> minérale
<tb> couche <SEP> cristalline <SEP> Zn-Sb-O <SEP> ~~~~~~~ <SEP> ~~~~~ <SEP> ~~~~~~
<tb> 53 <SEP> très <SEP> Substance <SEP> minérale <SEP> Verre
<tb> résis- <SEP> cristalline <SEP> Zn-Si-0 <SEP> + <SEP> Pb-Zn-B-Si <SEP> 900 <SEP> 0,87
<tb>
Figure img00320004

tive de sub stance minéral e 900 0,87 tive de substance minérale
Figure img00320005
<tb>
<tb> surface <SEP> cristalline <SEP> Zn-Sb-0
<tb> latérale
<tb> 54 <SEP> Substance <SEP> minérale <SEP> Verre
<tb> cristalline <SEP> Zn-Si-0 <SEP> + <SEP> Bi-B-Si <SEP> 950 <SEP> 0,88
<tb> substance <SEP> minérale <SEP> 950 <SEP> 0,88
<tb> cristalline <SEP> Zn-Sb-0
<tb> 55 <SEP> Substance <SEP> minérale <SEP> Verre
<tb> cristalline <SEP> Zn-Si-0 <SEP> + <SEP> Bi-Zn-B-Si <SEP> 950 <SEP> 0,89
<tb>
Figure img00320006

substance InJ.ner ' al e 950 0, 89 substance minérale
Figure img00320007
<tb>
<tb> cristalline <SEP> Zn-Sb-0
<tb>
Figure img00320008

Combi- ######################################
Figure img00320009
<tb>
<tb> 56 <SEP> naison <SEP> Substance <SEP> minérale <SEP> Résine
<tb> de <SEP> deux <SEP> cristalline <SEP> Zn-Si-0 <SEP> + <SEP> époxyde <SEP> 850 <SEP> 0,93
<tb> types <SEP> de <SEP> substance <SEP> minérale <SEP> 850 <SEP> 0,93
<tb> couche <SEP> cristalline <SEP> Zn-Sb-O <SEP> ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
<tb> 57 <SEP> très <SEP> Alumine <SEP> Organorésis- <SEP> silicate <SEP> 850 <SEP> 0,89 <SEP>
<tb> tive <SEP> de <SEP> et <SEP> silice <SEP> 850 <SEP> 0,89
<tb> surface <SEP> amorphe
<tb> ####latérale
<tb> 58 <SEP> Mullite <SEP> Organosilicate <SEP> 850 <SEP> 0,95
<tb> et <SEP> silice <SEP> 850 <SEP> 0,95
<tb> amorphe
<tb>
<Desc/Clms Page number 33>
Comme l'indiquent les tableaux 1 et 2, dans les échantillons 1 à 38 et 47 à 58 ayant la couche très résistive de surface latérale selon l'invention, aucune rupture ne s'est produite lorsque la surintensité à la commutation a été appliquée avec une énergie inférieure à 800 J/cm3.La rupture s'est produite lorsque la surintensité à la commutation a été appliquée avec une énergie qui n'était pas inférieure à 800 J/cm3. Au contraire, dans les échantillons 39 à 46, qui sont en dehors du cadre de l'invention, la rupture s'est produite lorsque la surintensité à la commutation avait une énergie ne dépassant pas 400 J/cm3.
On peut interpréter de la manière suivante la raison pour laquelle on a obtenu les résultats précités à cette évaluation. Comme la couche très résistive de surface latérale 3 ayant une résistance d'adhérence aux chocs élevée, des caractéristiques élevées d'isolement électrique et une résistance élevée à la chaleur peut être facilement réalisée à l'aide de la couche très résistive de surface latérale 3 selon l'invention, il est possible d'obtenir d'excellentes performances de protection contre les surtensions. Au contraire, dans le cas où la couche très résistive de surface latérale 3 est en dehors du cadre de l'invention, il est difficile d'obtenir la couche très résistive de surface latérale 3 avec une résistance élevée d'adhérence aux chocs, des caractéristiques élevées d'isolement électrique et une résistance élevée à la chaleur. En conséquence, un contournement apparaît facilement à l'interface de la couche très résistive de surface latérale 3 et du corps fritté 1 lorsque la surintensité à la commutation est appliquée. En conséquence, il est impossible d'obtenir d'excellentes performances de protection contre les surtensions.
Dans tous les exemples 1 à 38 et 47 à 58 ayant la couche très résistive de surface latérale selon l'invention, la valeur du rapport IR(1000h)/IR(Oh) est inférieure ou égale à 1 alors que, dans les échantillons 39 à 46 ayant une couche très résistive de surface latérale qui n'entre pas dans le cadre de l'invention, la valeur du rapport IR(1000h)/IR(Oh) est très supérieure à 1.
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On peut interpréter de la manière suivante les raisons pour lesquelles on a obtenu les résultats précités dans cette évaluation. Lorsque la surface de formation de l'électrode 2 est agrandie autant que possible, jusqu'à ce qu'elle atteigne la couche très résistive de surface latérale 3 ou le voisinage de l'interface du corps fritté 1 et de la couche très résistive de surface latérale 3, un courant de fuite circulant à l'interface de la couche très résistive de surface latérale 3 et du corps fritté 1 augmente par application d'une tension pendant un temps prolongé, à moins que la couche très résistive de surface latérale selon l'invention ne soit utilisée. Au contraire, si la couche très résistive de surface latérale selon l'invention est utilisée, le courant de fuite qui circule à l'interface de la couche très résistive de surface latérale 3 et du corps fritté 1 n'augmente pas même lorsqu'une tension est appliquée pendant longtemps dans le cas où la surface de formation de l'électrode 2 est agrandie autant que possible.
En conséquence, dans la résistance non linéaire ayant la couche très résistive de surface latérale en dehors du cadre de l'invention, un cycle stable d'utilisation sous charge ne peut pas être obtenu. Il est donc envisageable que le cycle stable d'utilisation sous charge puisse être obtenu uniquement avec la résistance non linéaire ayant la couche très résistive de surface latérale selon l'invention.
Effet produit par la variation de la constitution de la couche très résistive de surface latérale
Comme l'indiquent les résultats précités, lorsque la couche très résistive de surface latérale est formée d'une couche au moins choisie parmi les six types de couches très résistives de surface latérale selon l'invention comprenant : une couche très résistive de surface latérale formée d'un polymère minéral ayant des caractéristiques d'isolement électrique et de résistance à la chaleur, une couche très résistive de surface latérale formée d'un polymère minéral amorphe,
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une couche très résistive de surface latérale formée d'une substance minérale amorphe, une couche très résistive de surface latérale formée d'un composé vitreux, une couche très résistive de surface latérale formée d'une substance minérale cristalline, et une couche très résistive de surface latérale formée d'une résine de polymère organique, un cycle stable d'utilisation sous charge peut être obtenu lors d'une utilisation dans les conditions normales de fonctionnement, et les caractéristiques de protection contre les surtensions et surintensités telles qu'une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel et une surtension, peuvent être grandement accrues.
Troisième mode de réalisation
Dans le troisième mode de réalisation de l'invention, afin que les effets fonctionnels produits par une variation supplémentaire d'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale apparaissent, en plus des conditions du premier mode de réalisation dans lesquelles le matériau de la couche très résistive de surface latérale et la distance entre les extrémités varient, plusieurs types de résistances non linéaires ont été réalisés comme échantillons par variation d'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale, avant évaluation.
Les résistances non linéaires de ce mode de réalisation étaient essentiellement formées afin que la distance entre les extrémités de la partie d'extrémité d'électrode 4 et de la partie d'extrémité de résistance non linéaire 5 comprenant la couche très résistive de surface latérale possède une valeur prédéterminée comprise entre 0 mm et l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm. En plus de cette structure, les couches très résistives de surface latérale 3 ont été formées avec différentes épaisseurs comprises entre 1 m et 2 mm. De cette manière, plusieurs résistances non linéaires ont été préparées comme échantillons, et les échantillons ont subi l'évaluation de leurs effets fonctionnels.
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Préparation d'échantillons avant une couche très résistive de surface latérale de différentes épaisseurs moyennes
Sept types de résistances linéaires ayant une couche très résistive de surface latérale 3 formée d'un agent adhésif de phosphate d'aluminium contenant de la mullite (Al6Si2O13) ont été formés avec des épaisseurs de 0,1, 1, 10, 100 m, 1,2 et 5 mm.
En outre, dans tous les échantillons, l'électrode 2 a été formée par utilisation d'aluminium comme principal ingrédient, avec une distance entre les extrémités égale à 0 mm.
Evaluation des échantillons ayant une couche très résistive de surface latérale dont l'épaisseur est différente
Dans les échantillons ainsi réalisés, la surintensité à la commutation (énergie prédéterminée et une durée de 2 ms) a été appliquée avec une énergie initiale de 100 J/cm3, l'énergie appliquée augmentant de 50 J/cm3 chaque fois que chaque échantillon est revenu à température ambiante.
L'énergie à la rupture à laquelle s'est brisé l'échantillon a été mesurée pour l'évaluation de ses performances de protection contre les surtensions. Les résultats sont indiqués sur la figure 3.
Il apparaît sur la figure 3 que, pour les échantillons selon l'invention, c'est-à-dire les échantillons ayant une couche très résistive de surface latérale 3 dont l'épaisseur est comprise entre 1 m et 2 mm, aucune rupture n'apparaît lorsque la surintensité à la commutation est appliquée avec une énergie inférieure à 800 J/cm3. La rupture se produit lorsque l'énergie appliquée atteint au moins 800 J/cm3. Au contraire, dans les échantillons qui n'entrent pas dans le cadre de l'invention, c'est-à-dire ceux qui possèdent une couche très résistive de surface latérale 3 ayant une épaisseur de 0,1 m et 5 mm, la rupture se produit lorsque la surintensité à la commutation est appliquée avec une énergie qui ne dépasse pas 400 J/cm3.
On peut interpréter de la manière suivante la raison pour laquelle les résultats précités ont été obtenus dans l'évaluation. Lorsque l'épaisseur de la couche très
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résistive de surface latérale 3 est plus faible que 1 m, il est impossible d'obtenir des caractéristiques convenables d'isolement électrique. En conséquence, on ne peut pas obtenir d'excellentes performances de protection contre les surtensions. D'autre part, lorsque la couche très résistive de surface latérale 3 a une épaisseur qui dépasse 2 mm, la résistance d'adhérence de la couche très résistive de surface latérale 3 au corps fritté 1 diminue. En conséquence, on ne peut pas obtenir d'excellentes performances de protection contre les surtensions. Au contraire, si l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale 3 est comprise entre 1 m et 2 mm, les caractéristiques d'isolement électrique obtenues peuvent atteindre au moins un niveau prédéterminé. En outre, la résistance d'adhérence de la couche très résistive de surface latérale 3 au corps fritté 1 peut être maintenue à une valeur prédéterminée ou au-delà. En conséquence, d'excellentes performances de protection contre les surtensions peuvent être obtenues.
Une tension alternative (courant IR de 1 mA circulant dans une résistance non linéaire à température ambiante) a été appliquée à une température de 115 C pendant 1 000 h à la résistance non linéaire de chacun des échantillons précités. Ensuite, un courant de fuite IR(Oh) a été mesuré juste après le début de l'application du courant. En outre, le courant IR(lOOOh) a été mesuré après application de la tension pendant 1 000 h. La valeur du rapport IR(1000h)/IR(Oh) a été calculée pour l'évaluation du cycle d'utilisation sous charge. Les résultats de l'évaluation sont indiqués sur la figure 4.
Comme l'indique la figure 4, dans les échantillons selon l'invention ayant la couche très résistive de surface latérale 3 dont l'épaisseur est comprise entre 1 m et 2 mm, la valeur du rapport IR(1000h)/IR(Oh) est inférieure ou égale à 1 alors que, dans les échantillons qui n'entrent pas dans le cadre fixé pour ce troisième mode de réalisation, ayant une couche très résistive de surface latérale 3 dont l'épaisseur est égale à 0,1 m ou 5 mm, la valeur du rapport IR(1000h)/IR(Oh) et très supérieure à 1.
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On peut interpréter de la manière suivante la raison pour laquelle les résultats précités ont été obtenus lors de l'évaluation. Lorsque la surface de formation de l'électrode 2 est agrandie autant que possible jusqu'à atteindre la couche très résistive de surface latérale 3 ou la proximité de l'interface du corps fritte 1 et de la couche très résistive de surface latérale 3, si l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale 3 est inférieure ou égale à 1 m, le courant de fuite qui circule par l'interface entre la couche très résistive de surface latérale 3 et le corps fritté 1 augmente. Un cycle stable d'utilisation sous charge ne peut pas être obtenu alors.
Inversement, lorsque l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale 3 dépasse 2 mm, la résistance d'adhérence de la couche très résistive de surface latérale 3 au corps fritté 1 diminue. En conséquence, un courant de fuite qui passe par l'interface de la couche très résistive de surface latérale 3 et du corps fritté augmente lorsqu'une tension est appliquée pendant longtemps. Un cycle stable d'utilisation sous charge ne peut donc pas être obtenu.
Au contraire, lorsque la surface de formation de l'électrode 2 est augmentée autant que possible, si l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale 3 est comprise entre 1 m et 2 mm, le courant de fuite qui circule par l'interface de la couche très résistive de surface latérale 3 et du corps fritté n'augmente pas.
En conséquence, dans les résistances linéaires ayant la couche très résistive de surface latérale dont l'épaisseur est inférieure à 1 m ou supérieure à 2 mm, un cycle stable d'utilisation sous charge ne peut pas être obtenu. Le cycle stable d'utilisation sous charge ne peut être obtenu qu'avec une résistance non linéaire dont la couche très résistive de surface latérale a une épaisseur comprise entre 1 m et 2 mm.
Effet produit par variation de l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale
Comme l'indiquent les résultats précités de l'évaluation, lorsque l'épaisseur de la couche très résistive de
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surface latérale 3 est réglée à une valeur comprise entre 1 m et 2 mm selon l'invention, il est possible d'obtenir une résistance à la tension et une résistance adhésive convenables ayant un niveau prédéterminé ou plus. En conséquence, il est possible d'obtenir un cycle stable d'utilisation sous charge dans les conditions normales de fonctionnement et d'augmenter notablement les performances de protection contre les surtensions en cas de surintensité, telle qu'une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel et une surtension.
Quatrième mode de réalisation
Dans le quatrième mode de réalisation, et afin que les effets fonctionnels produits par la variation de la résistance d'adhérence aux chocs de la couche très résistive de surface latérale au corps fritté apparaissent, en plus des conditions du premier et du second mode de réalisation selon lesquelles le matériau de la couche très résistive de surface latérale et la distance entre les extrémités varient, plusieurs types de résistances non linéaires ont été réalisées comme échantillons par variation de la résistance d'adhérence aux chocs, puis ont subi une évaluation.
Les résistances non linéaires de ce mode de réalisation étaient formées essentiellement de manière que la distance entre les extrémités soit réglée à une valeur prédéterminée comprise dans la plage allant de 0 mm à l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm. En plus de cette structure, la couche très résistive de surface latérale 3 a été formée par variation de la résistance d'adhérence aux chocs à une valeur au moins égale à 40 mm. De cette manière, plusieurs résistances non linéaires selon l'invention ont été réalisées sous forme d'échantillons. Ces échantillons ont alors subi une évaluation de leurs effets fonctionnels.
Préparation d'échantillons avant une couche très résistive de surface latérale de résistance d'adhérence aux chocs variable
Pour que les effets fonctionnels (mesurés par l'essai de chute de billes) produits par la résistance non linéaire
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ayant la couche très résistive de surface latérale 3 de résistance d'adhérence aux chocs supérieure ou égale à 40 mm au corps fritté apparaissent, plusieurs résistances non linéaires ayant une couche très résistive de surface latérale 3 dont la résistance d'adhérence aux chocs variait ont été réalisées.
La couche très résistive de surface latérale 3 réalisée dans ce cas a été formée par application d'un agent adhésif, comprenant un agent adhésif minéral à base de phosphate d'aluminium contenant de la mullite (Al6Si2013) comme principal ingrédient, à une surface latérale du corps fritté 1, puis elle a été frittée. L'agent adhésif a durci par réglage de la température et de l'humidité avant revêtement. Grâce à la mise en oeuvre de ce phénomène, huit types de résistances non linéaires ont été formés avec des résistances d'adhérence aux chocs (de la couche très résistive de surface latérale 3 sur le corps fritté 1) qui étaient de 5, 10,20, 30,40, 100 et 200 mm.
La résistance d'adhérence aux chocs est mesurée dans le cadre de l'invention par inclinaison de la résistance non linéaire possédant la surface très résistive de surface latérale 3 d'un angle de 45 par rapport à une surface horizontale et par chute d'un poids de 100 g d'une hauteur prédéterminée sur une partie de coin de la résistance non linéaire afin que celle-ci soit heurtée. En conséquence, lorsqu'une bille est tombée d'une hauteur prédéterminée, si la résistance très résistive de surface latérale 3 s'est séparée par pelage du corps fritté 1, la hauteur prédéterminée a été considérée comme résistance d'adhérence aux chocs.
En outre, dans tous les échantillons, l'électrode 2 a été formée par utilisation d'aluminium comme principal ingrédient et la distance entre les extrémités était égale à 0 mm.
Evaluation d'échantillons ayant des résistances d'adhérence aux chocs différentes
Aux échantillons ainsi réalisés, une surintensité à la commutation (d'énergie prédéterminée et de durée de 2 ms) a
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été appliquée à partir d'une énergie initiale de 100 J/cm3, avec augmentation de l'énergie appliquée de 50 J/cm3 chaque fois que chacun des échantillons est revenu à température ambiante. L'énergie à laquelle l'échantillon s'est brisé a été mesurée pour l' évaluation de ces performances de protection contre les surtensions. Les résultats sont indiqués sur la figure 5.
Comme l'indique la figure 5, dans les échantillons selon l'invention, c'est-à-dire ceux dont la résistance d'adhérence aux chocs est au moins égale à 40 mm, aucune rupture ne s'est produite lors de l'application de la surintensité à la commutation dont l'énergie est inférieure à 800 J/cm3. La rupture s'est produite lorsque l'énergie appliquée était au moins égale à 800 J/cm3. Au contraire, dans les échantillons sortant du cadre de l'invention, c'est-à-dire ceux qui avaient une résistance d'adhérence aux chocs inférieure à 40 mm, la rupture s'est produite lorsque la surintensité à la commutation a été appliquée avec une énergie inférieure ou égale à 400 J/cm3.
On peut interpréter de la manière suivante la raison pour laquelle les résultats précités ont été obtenus dans l'évaluation. Lorsque la surface de formation de l'électrode 2 est agrandie autant que possible jusqu'à ce qu'elle atteigne la couche très résistive de surface latérale 3 ou qu'elle atteigne la proximité de l'interface entre le corps fritté 1 et la couche très résistive de surface latérale 3, si la résistance d'adhérence aux chocs (mesurée dans l'essai de chute de billes) de la couche très résistive de surface latérale 3 est faible et inférieure à 40 mm, un contournement apparaît facilement à l'interface de la couche très résistive de surface latérale 3 et du corps fritté 1 par application de la surintensité à la commutation.
Au contraire, lorsque la surface de formation de l'électrode 2 est agrandie autant que possible, si la résistance d'adhérence aux chocs (mesurée dans l'essai de chute de billes) de la couche très résistive de surface latérale 3 est supérieure ou égale à 40 mm, le contournement est difficile à l'interface de la couche très résistive de
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surface latérale 3 et du corps fritté 1 lors de l'application de la surintensité à la commutation.
En résumé, dans la résistance non linéaire ayant une résistance d'adhérence aux chocs inférieure à 40 mm, d'excellentes performances de protection contre les surtensions ne peuvent pas être obtenues. Les excellentes performances de protection contre les surtensions ne sont obtenues qu'avec des résistances non linéaires de résistance d'adhérence aux chocs supérieure ou égale à 40 mm.
Une tension alternative (courant IR de 1 mA circulant dans une résistance non linéaire à température ambiante) a été appliquée à la résistance non linéaire de chaque échantillon à une température de 115 C pendant 1 000 h. Ensuite, le courant de fuite IR(Oh) a été mesuré juste après le début de l'application du courant. De plus, le courant IR(1000h) a été mesuré après application de la tension pendant 1 000 h. La valeur du rapport IR(1000h)/IR(Oh) a été mesurée pour l'évaluation du cycle d'utilisation sous charge. Les résultats de l'évaluation sont indiqués par la figure 6.
Comme l'indique la figure 6, dans les échantillons selon l'invention, c'est-à-dire les échantillons ayant une résistance d'adhérence aux chocs au moins égale à 40 mm, la valeur du rapport IR(1000h)/IR(Oh) est inférieure ou égale à 1. Ainsi, le courant circulant dans la résistance est stable et ne présente pas de changement notable par rapport à la valeur initiale. Les échantillons sont donc déterminés comme ayant une grande fiabilité dans les conditions réelles de fonctionnement. Au contraire, dans les échantillons qui sortent du cadre de l'invention, c'est-à-dire les échantillons ayant une résistance d'adhérence aux chocs inférieure à 40 mm, la valeur du rapport IR(1000h)/IR(Oh) est très supérieure à 1. Cela signifie que le courant qui circule dans la résistance est plus élevé que la valeur initiale. Si le fonctionnement est continu avec possibilité d'augmentation du courant circulant dans la résistance, un emballement thermique peut finalement se produire. Il est éventuellement dangereux d'utiliser en pratique une telle résistance non linéaire.
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On peut interpréter de la manière suivante la raison pour laquelle les résultats précités ont été obtenus dans l'évaluation. Lorsque la surface de formation d'électrode 2 est agrandie autant que possible jusqu'à ce qu'elle atteigne la couche très résistive de surface latérale 3 ou le voisinage de l'interface du corps fritté 1 et de la couche très résistive de surface latérale 3, si la résistance d'adhérence aux chocs (mesurée par l'essai de chute de billes) de la couche très résistive de surface latérale 3 a une valeur inférieure à 40 mm, le courant de fuite circulant à l'interface de la couche très résistive de surface latérale 3 et du corps fritté 1 augmente lorsque la tension est appliquée pendant longtemps.
Au contraire, lorsque la surface de formation de l'électrode 2 augmente autant que possible, si la résistance d'adhérence aux chocs (mesurée par l'essai de chute de billes) de la couche très résistive de surface latérale 3 est supérieure ou égale à 40 mm, le courant de fuite qui circule à l'interface de la couche très résistive de surface latérale 3 et du corps fritté 1 n'augmente pas même lorsque la tension est appliquée pendant longtemps.
Il est donc impossible d'obtenir un cycle stable d'utilisation sous charge dans une résistance non linéaire ayant une résistance d'adhérence aux chocs inférieure à 40 mm. Le cycle stable d'utilisation sous charge peut être obtenu uniquement avec des résistances non linéaires dont la résistance d'adhérence aux chocs est supérieure ou égale à 40 mm.
Cinquième mode de réalisation
Dans le cinquième mode de réalisation, pour que les effets fonctionnels produits par variation du matériau d'électrode et du procédé de formation d'électrode apparaissent, en plus des conditions du premier mode de réalisation selon lesquelles la résistance d'adhérence aux chocs et la distance entre les extrémités varient, plusieurs résistances non linéaires ont été réalisées sous forme d'échantillons ayant un matériau d'électrode et un procédé
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de formation d'électrode différents, avant de subir une évaluation.
Dans les résistances non linéaires de ce mode de réalisation, une couche très résistive de surface latérale 3 prédéterminée a été formée essentiellement afin que la distance entre les extrémités soit réglée à une valeur prédéterminée comprise entre 0 mm et l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm.
En plus de cette structure, plusieurs résistances non linéaires ont été formées par des échantillons obtenus par variation du matériau d'électrode. Le matériau d'électrode a été choisi dans le groupe formé par l'aluminium, le cuivre, le zinc, le nickel, l'or, l'argent, le titane et leurs alliages. Les échantillons ont subi ensuite une évaluation de leurs effets fonctionnels.
En outre, plusieurs résistances non linéaires ont été formées comme échantillons par variation du procédé de formation d'électrode. Le procédé de formation d'électrode a été choisi dans le groupe comprenant la pulvérisation dans un plasma, la pulvérisation dans un arc, la pulvérisation dans une flamme de gaz à grande vitesse, la sérigraphie, le dépôt, le report et la pulvérisation cathodique. Les échantillons ont subi ensuite une évaluation de leurs effets fonctionnels.
Préparation d'échantillons oui diffèrent par le matériau d'électrode et le procédé de formation d'électrode
Dans chaque échantillon, la couche très résistive de surface latérale 3 a été formée d'un agent adhésif minéral à base de phosphate d'aluminium contenant de la mullite (Al6Si2O13) comme principal ingrédient.
18 types de résistances non linéaires 2 ayant une distance entre les extrémités égale à 0 mm ont été formés par variation du matériau de l'électrode 2 et du procédé de formation d'électrode.
Plus précisément, douze types d'électrodes différant par le matériau ont été formés par sélection d'un matériau parmi l'aluminium, le cuivre, le zinc, le nickel, l'or,
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l'argent, le titane, un alliage cuivre-zinc, un alliage nickel-aluminium, un alliage argent-cuivre, un acier au carbone, et un acier inoxydable 13Cr.
L'électrode dont l'ingrédient principal était l'aluminium a été formée par différents procédés. Plus précisément, les électrodes 2 ont été réalisées par des procédés différents comprenant la pulvérisation dans un plasma, la pulvérisation dans un arc, la pulvérisation dans une flamme de gaz à grande vitesse, la sérigraphie, le dépôt, le report et la pulvérisation cathodique. Sept types de résistances non linéaires ont donc été préparés.
Evaluation des échantillons différant par le matériau d'électrode et le procédé de formation d'électrode
Une surintensité à la commutation (d'énergie prédéterminée et de durée de 2 ms) a été appliquée aux échantillons ainsi réalisés, en commençant à une énergie initiale de 100 J/cm3 et avec augmentation de l'énergie appliquée par fraction de 50 J/cm3 chaque fois que la température de l'échantillon est revenue à la température ambiante. L'énergie à laquelle l'échantillon s'est brisé a été mesurée pour l'évaluation de ses performances de protection contre les surtensions. Les résultats sont indiqués dans le tableau 3.
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Tableau 3 Relation entre le matériau de l'électrode de la résistance non linéaire, le procédé de formation de l'électrode, et le rendement de protection contre les surtensions
Figure img00460001
<tb>
<tb> Procédé <SEP> de <SEP> formation <SEP> . <SEP> Energie <SEP> de
<tb> Matériau <SEP> d'électrode <SEP> Procédé <SEP> de <SEP> formation <SEP> rupture
<tb>
Figure img00460002

d'électrode J/cm3 ) ectro (J/cm3)
Figure img00460003
<tb>
<tb> Pulvérisation <SEP> dans <SEP> un <SEP> plasma <SEP> 900
<tb> Pulvérisation <SEP> dans <SEP> un <SEP> arc <SEP> 800
<tb> Pulvérisation <SEP> à <SEP> la <SEP> flamme <SEP> de
<tb> 900
<tb> gaz <SEP> à <SEP> grande <SEP> vitesse
<tb> Aluminium <SEP> Sérigraphie <SEP> 800
<tb> Report <SEP> 850
<tb> Dépôt <SEP> 800
<tb> Pulvérisation <SEP> cathodique <SEP> 850
<tb> Cuivre <SEP> Pulvérisation <SEP> dans <SEP> un <SEP> plasma <SEP> 850
<tb> Zinc <SEP> Pulvérisation <SEP> dans <SEP> un <SEP> plasma <SEP> 900
<tb> Nickel <SEP> Pulvérisation <SEP> dans <SEP> un <SEP> plasma <SEP> 900
<tb> Or <SEP> Dépôt <SEP> 800
<tb> Argent <SEP> Sérigraphie <SEP> 850
<tb> Titane <SEP> Pulvérisation <SEP> dans <SEP> un <SEP> plasma <SEP> 900
<tb> Alliage <SEP> cuivre-zinc <SEP> Pulvérisation <SEP> dans <SEP> un <SEP> plasma <SEP> 900
<tb> Alliage <SEP> nickel- <SEP> Pulvérisation <SEP> dans <SEP> un <SEP> plasma <SEP> 850
<tb> aluminium
<tb> Alliage <SEP> argent-cuivre <SEP> Pulvérisation <SEP> dans <SEP> un <SEP> plasma <SEP> 900
<tb> Acier <SEP> au <SEP> carbone <SEP> Pulvérisation <SEP> dans <SEP> un <SEP> plasma <SEP> 400
<tb> Acier <SEP> inoxydable <SEP> 13Cr <SEP> Pulvérisation <SEP> dans <SEP> un <SEP> plasma <SEP> 350
<tb>
Comme l'indique le tableau 3, dans les échantillons ayant le matériau d'électrode selon l'invention, c'est-àdire les échantillons formés d'aluminium, de cuivre, de zinc, de nickel, d'or, d'argent, de titane, d'alliage cuivre-zinc et d'alliage nickel-aluminium, aucune rupture n'a apparu lors de l'application d'une surintensité à la commutation d'énergie inférieure à 800 J/cm3. La rupture
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s'est produite lorsque l'énergie appliquée a été au moins égale à 800 J/cm3.
Dans les échantillons ayant les électrodes formées par les procédés de formation d'électrode selon l'invention, c'est-à-dire les échantillons formés par pulvérisation dans un plasma, pulvérisation dans un arc, pulvérisation dans une flamme de gaz à grande vitesse, sérigraphie, dépôt, report et pulvérisation cathodique, aucune rupture ne s'est produite lorsqu'une surintensité à la commutation d'énergie inférieure à 800 J/cm3 a été appliquée. La rupture s'est produite lorsque l'énergie appliquée était au moins égale à 800 J/cm3.
Au contraire, dans les électrodes formées d'un matériau n'entrant pas dans le cadre de l'invention, c'est-à-dire l'électrode formée d'acier au carbone et celle formée d'acier inoxydable, une rupture s'est produite lorsqu'une surintensité à la commutation a été appliquée avec une énergie inférieure ou égale à 400 J/cm3.
On peut interpréter de la manière suivante la raison pour laquelle les résultats précités ont été obtenus dans l'évaluation. Dans les résistances non linéaires ayant des électrodes formées par utilisation d'acier au carbone et d'acier inoxydable 13Cr, comme l'adhérence entre le corps fritté 1 et l'électrode 2 est mauvaise, la surface de la région sans circulation de courant augmente lors de la transmission du courant. Il apparaît donc une différence de température. Le corps fritté 1 se brise sous l'action de cette contrainte thermique.
Au contraire, dans la résistance non linéaire formée du matériau d'électrode selon l'invention, l'adhérence entre le corps fritté 1 et l'électrode 2 est élevée. En conséquence, même si la région sans circulation de courant se forme lors de la transmission d'un courant, la surface est petite. En conséquence, aucune différence de température n'apparaît dans la résistance non linéaire, et la rupture du corps fritté 1 par contrainte thermique est avantageusement évitée.
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Dans la résistance non linéaire formée avec le matériau d'électrode en dehors du cadre de l'invention, d'excellentes performances de protection contre les surtensions ne peuvent pas être obtenues. Les excellentes performances de protection contre les surtensions ne peuvent être obtenues qu'avec la résistance non linéaire ayant le matériau d'électrode selon l'invention.
Effets produits par la variation du matériau d'électrode et du procédé de formation d'électrode
Comme l'indiquent les résultats de l'évaluation précitée, si l'électrode est formée d'aluminium, de cuivre, de zinc, de nickel, d'or, d'argent, de titane ou d'un de leurs alliages, par pulvérisation dans un plasma, pulvérisation dans un arc, pulvérisation dans une flamme de gaz à grande vitesse, sérigraphie, dépôt, report ou pulvérisation cathodique, il est possible d'augmenter notablement les performances de protection contre les surtensions en présence d'une surintensité, telle qu'une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel et une surtension.
Sixième mode de réalisation
Dans le sixième mode de réalisation et afin que les effets fonctionnels produits par la variation de l'épaisseur moyenne de l'électrode apparaissent, en plus des conditions du premier mode de réalisation dans lesquelles le matériau de la couche très résistive de surface latérale et la distance entre les extrémités varient, plusieurs types de résistances non linéaires ayant des électrodes qui diffèrent par l'épaisseur moyenne ont été formés comme échantillons, puis soumis à évaluation.
Dans les résistances non linéaires de ce mode de réalisation, une couche très résistive de surface latérale 3 prédéterminée a été formée essentiellement afin que la distance entre les extrémités ait une valeur prédéterminée comprise entre 0 mm et l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm. En plus de cette structure, plusieurs résistances non linéaires ont été formées comme échantillons par variation de l'épaisseur moyenne de l'électrode 2 dans la plage allant de 5 m à
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500 m. Les échantillons ont subi ensuite l'évaluation de leurs effets fonctionnels.
Préparation d'échantillons ayant des électrodes dont l'épaisseur moyenne varie
Dans chaque échantillon, la couche très résistive de surface latérale 3 a été formée d'un agent adhésif minéral à base de phosphate d'aluminium contenant de la mullite (Al6Si2O13) comme principal ingrédient.
L'électrode 2 a été formée d'un matériau contenant de l'aluminium comme principal ingrédient, si bien que la distance entre les extrémités était égale à 0 mm, alors que l'épaisseur moyenne de l'électrode 2 variait. En conséquence, huit types de résistances non linéaires ont été fabriqués avec des électrodes ayant des épaisseurs moyennes respectivement égales à 1, 5, 10, 100,300, 500,700 et 1 000 m.
Evaluation des échantillons ayant des électrodes dont les épaisseurs moyennes sont différentes
Une surintensité à la commutation (ayant une énergie prédéterminée et une durée de 2 ms) a été appliquée aux échantillons ainsi réalisés avec une énergie initiale de 100 J/cm3, l'énergie appliquée augmentant par fraction de 50 J/cm3 chaque fois que la température de l'échantillon est revenue à la température ambiante. L'énergie à laquelle l'échantillon s'est brisé a été mesurée pour l'évaluation des performances de protection contre les surtensions. Les résultats sont indiqués sur la figure 7.
Comme l'indique la figure 7, dans un échantillon selon l'invention, c'est-à-dire un échantillon ayant une électrode dont l'épaisseur moyenne est comprise entre 5 m et 500 m, aucune rupture ne se produit lors de l'application d'une surintensité dont l'énergie est inférieure à 800 J/cm3. La rupture se produit lorsque l'énergie appliquée est supérieure ou égale à 800 J/cm3. Au contraire, dans les échantillons n'entrant pas dans le cadre de l'invention, c'est-à-dire les échantillons ayant les électrodes 2 dont l'épaisseur moyenne est de 1,700 et 1 000 m, la rupture se produit lors de l'application d'une surintensité à la
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commutation dont l'énergie est inférieure ou égale à 400 J/cm3.
On peut interpréter de la manière suivante la raison pour laquelle les résultats précités sont obtenus dans cette évaluation. Dans la résistance non linéaire ayant une électrode 2 dont l'épaisseur est inférieure à 5 /un, la capacité calorifique devient trop petite. En conséquence, d'excellentes performances de protection contre les surtensions ne peuvent pas être obtenues. Au contraire, si l'épaisseur moyenne de l'électrode 2 dépasse 500 m, la résistance d'adhérence de l' électrode 2 au corps fritté 1 est réduite. En conséquence, les excellentes performances de protection contre les surtensions ne peuvent pas être obtenues. Au contraire, si l'épaisseur moyenne de l'électrode 2 est comprise dans la plage allant de 5 à 500 m, la capacité calorifique de l'électrode 2 peut avoir un niveau prédéterminé ou supérieur. La résistance d'adhérence de l'électrode 2 au corps fritté 1 peut garder un niveau prédéterminé au moins. Il est donc possible d' obtenir d'excellentes performances de protection contre les surtensions.
Effets produits par la variation de l'épaisseur moyenne de l'électrode
Comme l'indiquent les résultats de l'évaluation précitée, lorsque l'électrode est formée avec une épaisseur moyenne comprise entre 5 et 500 m, selon l'invention, il est possible d'obtenir une capacité calorifique d'un niveau prédéterminé au moins et une résistance d'adhérence convenable correspondante. Il est donc possible d'augmenter fortement les performances de protection contre les surtensions en présence d'une surintensité, telle qu'une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel et une surtension.
Autre mode de réalisation
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits. Ainsi, les dimensions, matériaux et étapes de fabrication du corps fritté ne sont pas limités à la description et peuvent être modifiés librement. Les propriétés mises en oeuvre selon l'invention concernent
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essentiellement les conditions de fabrication et la structure de l'électrode et de la couche très résistive de surface latérale. Tant que ces conditions sont remplies, divers corps frittés peuvent être utilisés.
Comme l'indique la description qui précède, l'invention concerne une résistance non linéaire et un procédé de fabrication d'une résistance non linéaire qui donnent un cycle stable d'utilisation sous charge dans les conditions normales de fonctionnement et qui accroîssent considérablement les performances de protection contre les surtensions en présence d'une surintensité, telle qu'une surintensité à la commutation, un courant impulsionnel de la foudre et une surtension, par formation de la couche très résistive de surface latérale en une substance prédéterminée et telle que la distance entre les extrémités de la partie d'extrémité d'une électrode et de la partie d'extrémité de la résistance non linéaire comprenant une couche isolante sur une surface latérale est comprise entre 0 mm et l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale augmentée de 0,01 mm.
Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux résistances et procédés qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention.
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REVENDICATIONS
1. Résistance non linéaire, caractérisée en ce qu'elle comprend : un corps fritté (1) contenant de l'oxyde de zinc comme principal ingrédient, une couche très résistive de surface latérale (3) placée sur une surface latérale du corps fritté (1), et une électrode (2) disposée aux surfaces supérieure et inférieure du corps fritté (1), dans laquelle la distance entre une partie d'extrémité (4) de l'électrode (2) et une partie d'extrémité (5) de la résistance non linéaire comprenant la couche très résistive de surface latérale (3) est comprise dans une plage allant de 0 mm à l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale (3) augmentée de 0,01 mm, et la couche très résistive de surface latérale (3) est formée d'au moins un ingrédient choisi parmi les substances qui comprennent, comme substance principale, une substance polymère minérale ayant des caractéristiques d'isolement électrique et de résistance à la chaleur, une substance polymère minérale amorphe, un composé vitreux, une substance minérale amorphe, une substance minérale cristalline, et un composé polymère organique.
2. Résistance non linéaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que la substance polymère amorphe est un adhésif minéral à base de phosphate d'aluminium qui est un polymère minéral, une silice amorphe, une alumine amorphe ou un complexe de silice amorphe et d'un organosilicate, le composé vitreux est un verre contenant du plomb comme principal ingrédient, un verre contenant du phosphore comme principal ingrédient, ou un verre contenant du bismuth comme principal ingrédient, la substance minérale cristalline est une substance minérale cristalline contenant Zn-Sb-O dans sa constitution, une substance minérale cristalline contenant Zn-Si-O dans sa constitution, une substance minérale organique contenant Zn-Sb-Fe-O dans sa constitution, une substance minérale cristalline contenant Fe-Mn-Bi-Si-O dans sa constitution, et

Claims (5)

    une silice cristalline (Si02) , de l'alumine (Al2O3), de la mullite (Al6Si2O13),un organosilicate de magnésium (Mg2Al4Si5O18), un oxyde de titane (Ti02) ou un oxyde de zirconium (ZrO), le composé polymère organique est une résine époxyde, polyimide, phénolique, de mélamine, fluorocarbonée ou de silicone, et la couche très résistive de surface latérale est formée suivant un type au moins choisi dans le groupe comprenant les matériaux précités et les matériaux ayant un complexe formé d'au moins deux types des matériaux choisis dans les matériaux précités, comme principal ingrédient.
  1. 3. Résistance non linéaire selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que l'épaisseur de la couche très résistive de surface latérale (3) est comprise entre 1 m et 2 mm.
  2. 4. Résistance non linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la couche très résistive de surface latérale (3) adhère au corps fritté (1) avec une résistance d'adhérence aux chocs au moins égale à 40 mm.
  3. 5. Résistance non linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le matériau de l'électrode (2) est choisi dans le groupe formé par l'aluminium, le cuivre, le zinc, le nickel, l'or, l'argent, le titane et leurs alliages.
  4. 6. Résistance non linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que l'épaisseur moyenne de l'électrode (2) est comprise dans la plage allant de 5 m à 500 m.
  5. 7. Procédé de formation d'une résistance non linéaire selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend : la formation d'une couche très résistive de surface latérale sur une surface latérale d'un corps fritté (1) contenant de l'oxyde de zinc comme principal ingrédient, et la formation d'une électrode (2) aux surfaces supérieure et inférieure du corps fritté (1),
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    dans lequel l'électrode (2) est formée par un procédé choisi dans le groupe qui comprend la pulvérisation dans un plasma, la pulvérisation dans un arc, la pulvérisation dans une flamme de gaz à grande vitesse, la sérigraphie, le dépôt, le report et la pulvérisation cathodique.
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