JPS5818902A - 電圧非直線抵抗磁器 - Google Patents
電圧非直線抵抗磁器Info
- Publication number
- JPS5818902A JPS5818902A JP56116608A JP11660881A JPS5818902A JP S5818902 A JPS5818902 A JP S5818902A JP 56116608 A JP56116608 A JP 56116608A JP 11660881 A JP11660881 A JP 11660881A JP S5818902 A JPS5818902 A JP S5818902A
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- Japan
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- voltage
- nonlinear resistance
- porcelain
- voltage nonlinear
- zno
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電圧非直線抵抗磁器、さらに詳しくは過電圧
保護用素子として用いられる酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成
分とした電圧非直線抵抗磁器に関する。
保護用素子として用いられる酸化亜鉛（ＺｎＯ）を主成
分とした電圧非直線抵抗磁器に関する。
従来、電子機器、電気機器の過電圧保護を目的として、
それぞれ炭化珪素、セレン珪素又はＺｎＯを主成分とし
たバリスタが利用されている。中でも、ＺｎＯを主成分
としたバリスタは、一般に制限電圧が低く、電圧非直線
係数が大きいなどの特徴を有しているため、半導体素子
のような過電流耐量の小さいもので構成される機器の過
電圧に対する保護に適しているので、炭化珪素よりなる
バリスタなどに代って広く利用されるようになった。
それぞれ炭化珪素、セレン珪素又はＺｎＯを主成分とし
たバリスタが利用されている。中でも、ＺｎＯを主成分
としたバリスタは、一般に制限電圧が低く、電圧非直線
係数が大きいなどの特徴を有しているため、半導体素子
のような過電流耐量の小さいもので構成される機器の過
電圧に対する保護に適しているので、炭化珪素よりなる
バリスタなどに代って広く利用されるようになった。
また、ＺｎＯを主成分とし、副成分としてプラセオジム
（Ｐｒ ）及びコバル）（Ｃｏ） を元素又は化合物
の形で添加して焼成することにより製造される電圧非直
線抵抗磁器が電圧非直線性に優れていること、そして更
にこのような抵抗磁器にセシウム（Ｃｓ）及びクロム（
Ｃｒ）を添加することにより動作開始電圧の周囲温度に
対する安定性を向上させ得るごとが知られている。
（Ｐｒ ）及びコバル）（Ｃｏ） を元素又は化合物
の形で添加して焼成することにより製造される電圧非直
線抵抗磁器が電圧非直線性に優れていること、そして更
にこのような抵抗磁器にセシウム（Ｃｓ）及びクロム（
Ｃｒ）を添加することにより動作開始電圧の周囲温度に
対する安定性を向上させ得るごとが知られている。
しかし、このような電圧非直線抵抗磁器においては、課
電時の漏れ電流が比較的大きいという欠点がある。した
がって、実用上は、これらの優れた電圧非直線性、周囲
温度に対する特性の安定性の他に、できるだけ課電時の
漏れ電流が小さいことが望まれるのである。
電時の漏れ電流が比較的大きいという欠点がある。した
がって、実用上は、これらの優れた電圧非直線性、周囲
温度に対する特性の安定性の他に、できるだけ課電時の
漏れ電流が小さいことが望まれるのである。
したがって、本発明は、課電時の漏れ電流を更に低減さ
せ、しかも一層好適な特性を付与された電圧非直線抵抗
磁器を提供することを目的とする。
せ、しかも一層好適な特性を付与された電圧非直線抵抗
磁器を提供することを目的とする。
ここに、本発明者は、 ＺｎＯを主成分とし、副成分と
してＰｒ、 Ｃｏ、 Ｃｓ及びＣｒを添加してなる従来
技術の電圧非直線抵抗磁器に、更に副成分としてマグネ
シウム（Ｍｇ ）及びカルシウム（Ｃａ）の少なくとも
一方を添加することにより、動作開始電圧の温度に対す
る安定性を保持した上で、漏れ電流が更に低減され且つ
非直線特性も良好な電圧非直線抵抗磁器が得られること
を見出し、本発明を完成した。
してＰｒ、 Ｃｏ、 Ｃｓ及びＣｒを添加してなる従来
技術の電圧非直線抵抗磁器に、更に副成分としてマグネ
シウム（Ｍｇ ）及びカルシウム（Ｃａ）の少なくとも
一方を添加することにより、動作開始電圧の温度に対す
る安定性を保持した上で、漏れ電流が更に低減され且つ
非直線特性も良好な電圧非直線抵抗磁器が得られること
を見出し、本発明を完成した。
しかして、本発明によれば、ＺｎＯを主成分とし、副成
分としてＰｒ、 Ｃｏ、 Ｃｓ及びＣ「を含む電圧非直
線抵抗磁器において、更に副成分としてＭｇ及びＣａ
の少なくとも一方を添加したことを特徴とする電圧非直
線抵抗磁器が提供される。
分としてＰｒ、 Ｃｏ、 Ｃｓ及びＣ「を含む電圧非直
線抵抗磁器において、更に副成分としてＭｇ及びＣａ
の少なくとも一方を添加したことを特徴とする電圧非直
線抵抗磁器が提供される。
本発明の更に好ましい具体例によれば、 ＺｎＯを主成
分とし、副成分としてＰｒ、 Ｃｏ、 Ｃｓ及びＣｒの
他に、Ｍｇ及びＣａの少なくとも一方を、Ｐｒが０．１
〜５原子％、Ｃｏが０５〜５原子％、Ｃｓが０．０５〜
０．５原子％、Ｃｒが０．０５〜０．５原子％、Ｍｇが
０．０１〜２原子％、Ｃａが０．０１〜２原子％である
ような量で含む電圧非直線抵抗磁器が提供される。
分とし、副成分としてＰｒ、 Ｃｏ、 Ｃｓ及びＣｒの
他に、Ｍｇ及びＣａの少なくとも一方を、Ｐｒが０．１
〜５原子％、Ｃｏが０５〜５原子％、Ｃｓが０．０５〜
０．５原子％、Ｃｒが０．０５〜０．５原子％、Ｍｇが
０．０１〜２原子％、Ｃａが０．０１〜２原子％である
ような量で含む電圧非直線抵抗磁器が提供される。
ここで、原子％とは、所定の抵抗磁器を製造するために
配合された原料組成物中の各成分金属元素の原子数の総
和に対する添加金属元素の原子数の百分率を意味する。
配合された原料組成物中の各成分金属元素の原子数の総
和に対する添加金属元素の原子数の百分率を意味する。
本発明に従う電圧非直線抵抗磁器は、一般には、添加成
分の金属又は化合物の混合物を酸素含有雰囲気下に高温
で焼成し焼結させることによって製造される。
分の金属又は化合物の混合物を酸素含有雰囲気下に高温
で焼成し焼結させることによって製造される。
通常、添加成分は金属酸化物の形で添加されるが、焼成
過程で酸化物になり得る化合物、例えば炭酸塩、水酸化
物、弗化物なども用いることができ、或いは単体元素の
形で用いて焼成過程で酸化物にすることもできる。
過程で酸化物になり得る化合物、例えば炭酸塩、水酸化
物、弗化物なども用いることができ、或いは単体元素の
形で用いて焼成過程で酸化物にすることもできる。
特に好ましい方法によれば、本発明の電圧非直線抵抗磁
器は、ＺｎＯ粉末に添加成分金属又はその化合物の粉末
を十分に混合し、焼成前に空気中で５００〜１０００℃
で数時間仮焼し、仮焼物を十分に粉砕し、所一定の形状
に成形し、次いで空気中で１２００〜１４００℃程度の
温度で数時間焼成することにより製造される。１２００
℃より低い焼成温度では焼結が不十分で、特性が不安定
である。また、１４００℃より高い温度では均質な焼結
体を得ることが困難となり、非直線性が低下し、特性の
制御などの再現性に難点があり、実用に供する製品を得
がたい。
器は、ＺｎＯ粉末に添加成分金属又はその化合物の粉末
を十分に混合し、焼成前に空気中で５００〜１０００℃
で数時間仮焼し、仮焼物を十分に粉砕し、所一定の形状
に成形し、次いで空気中で１２００〜１４００℃程度の
温度で数時間焼成することにより製造される。１２００
℃より低い焼成温度では焼結が不十分で、特性が不安定
である。また、１４００℃より高い温度では均質な焼結
体を得ることが困難となり、非直線性が低下し、特性の
制御などの再現性に難点があり、実用に供する製品を得
がたい。
ここで、本発明をさらに例示するために実施例を示す０
実施例
ＺｎＯ粉末にＰｒ６０１１ 、 ＣＯ３Ｏ４、Ｃ３２Ｃ
Ｏ２，Ｃｒ２Ｏ３並びにＭｇＯ及び（又は）ＣａＯ粉末
を後記の表に記載の所定の原子％に相当する量で添加し
、十分に混合した後、５００〜１０００℃で数時間仮焼
した。
Ｏ２，Ｃｒ２Ｏ３並びにＭｇＯ及び（又は）ＣａＯ粉末
を後記の表に記載の所定の原子％に相当する量で添加し
、十分に混合した後、５００〜１０００℃で数時間仮焼
した。
次いで仮焼物を十分に粉砕し、金型を用いて直径１７＋
ｍの円板状に成形して１２００〜１４００℃で空気中で
１時間焼成して焼結磁器を得た。このようにして得られ
た磁器を厚さ２Ｍの試料に研磨し、その両面に電極を焼
付けて素子を作り、その電気的特性を測定した。
ｍの円板状に成形して１２００〜１４００℃で空気中で
１時間焼成して焼結磁器を得た。このようにして得られ
た磁器を厚さ２Ｍの試料に研磨し、その両面に電極を焼
付けて素子を作り、その電気的特性を測定した。
電気的特性としては、５℃において素子に１ｍＡの電流
を流したときの動作開始電圧Ｖ＋ｍＡ、２５℃における
非直線係数α＋Ｖ＋ｍＡの２５℃と８５℃との間の変化
率Δｖ１／ｖ１並びに０．９ Ｘ Ｖ＋ｍＡの直流電圧
における漏れ電流ＩＬを求めた。非直線係数αは、素子
の電流■の電圧Ｖに対する変化を次式に近似したときに
得られる。
を流したときの動作開始電圧Ｖ＋ｍＡ、２５℃における
非直線係数α＋Ｖ＋ｍＡの２５℃と８５℃との間の変化
率Δｖ１／ｖ１並びに０．９ Ｘ Ｖ＋ｍＡの直流電圧
における漏れ電流ＩＬを求めた。非直線係数αは、素子
の電流■の電圧Ｖに対する変化を次式に近似したときに
得られる。
Ｉ＝（−■）ｃｌ
に
こで、Ｃは、電流密度が１ｍＡ／−のときの素子１ｗ１
１当りの電圧である。
１当りの電圧である。
磁器の配合組成を種々変えたときの電気的特性の測定結
果を後記の表に示す。
果を後記の表に示す。
表に示した配合組成は、配合された原料中の各成分金属
元素の原子数の総和に対する添加元素の原子数の比から
算出される原子％で示されている０表に示す試料翫１は
、ＺｎＯにＰｒ 、 Ｃｏ、 Ｃｓ及びＣ「のみを添加
して製造された従来の磁器に相当し、その漏れ電流ＩＬ
は６２μＡである。 本発明の目的である漏れ電流が小
さくて６０μＡ未満の試料は、表から翫３〜８．１１〜
】３．１６〜１８．２１〜２３．２５〜３１．３３〜３
９．４２〜４８．５１〜５７である。したがって、Ｐｒ
は０．１〜５原子％、Ｃｏは０．５〜５原子％、 Ｃｓ
は０．０５〜０．５原子％、Ｃ「は０．０５〜０，５原
子％、Ｍｇは０．０１〜２原子％、Ｃａは０．０１〜２
原子％の範囲内で添加する必要があることがわかる。特
に、ＭｇとＣａを同時に添加すると、漏れ電流ＩＬの減
少は、Ｍｇ、Ｃａを単独で添加した場合に比べて著しい
ことがわかる。
元素の原子数の総和に対する添加元素の原子数の比から
算出される原子％で示されている０表に示す試料翫１は
、ＺｎＯにＰｒ 、 Ｃｏ、 Ｃｓ及びＣ「のみを添加
して製造された従来の磁器に相当し、その漏れ電流ＩＬ
は６２μＡである。 本発明の目的である漏れ電流が小
さくて６０μＡ未満の試料は、表から翫３〜８．１１〜
】３．１６〜１８．２１〜２３．２５〜３１．３３〜３
９．４２〜４８．５１〜５７である。したがって、Ｐｒ
は０．１〜５原子％、Ｃｏは０．５〜５原子％、 Ｃｓ
は０．０５〜０．５原子％、Ｃ「は０．０５〜０，５原
子％、Ｍｇは０．０１〜２原子％、Ｃａは０．０１〜２
原子％の範囲内で添加する必要があることがわかる。特
に、ＭｇとＣａを同時に添加すると、漏れ電流ＩＬの減
少は、Ｍｇ、Ｃａを単独で添加した場合に比べて著しい
ことがわかる。
以上、表から明らかなように、副成分としてのＰｒ、
Ｃｏ、 Ｃｓ、 Ｃｒ系にＭｇ、Ｃａを添加することに
より漏れ電流ＩＴ、が低減する。これは、 ＺｎＯにＰ
ｒ。
Ｃｏ、 Ｃｓ、 Ｃｒ系にＭｇ、Ｃａを添加することに
より漏れ電流ＩＴ、が低減する。これは、 ＺｎＯにＰ
ｒ。
Ｃｏ、 Ｃｓ、 Ｃｒ、 Ｍｇ、 Ｃａが共存して初め
て達成されるものである。これらの成分を単独で添加す
ると、電圧非直線性は極゛めて悪く、はぼオーミックな
特性しか得られない。
て達成されるものである。これらの成分を単独で添加す
ると、電圧非直線性は極゛めて悪く、はぼオーミックな
特性しか得られない。
上述したように、本発＠Ｏ電圧非直線抵抗ａＳは、−作
一蛤電圧の温度に対する安定性ｔｌｉ持し素上で、課電
時の漏れ電流が低減され且つ非直纏肴性も良好であり、
したがってバリスタとして極めて有効に使用することが
できる０
一蛤電圧の温度に対する安定性ｔｌｉ持し素上で、課電
時の漏れ電流が低減され且つ非直纏肴性も良好であり、
したがってバリスタとして極めて有効に使用することが
できる０
Claims (1)
- １）酸化亜鉛を主成分とし、これに副成分としてプラセ
オジム、コバルト、セシウム、クロムのほかにマグネシ
ウムおよびカルシウムの少くとも一方を元素または化合
物の形でそれぞれ元素に換算してプラセオジムは０．１
〜５，０原子％、コバルトハ０．５〜５．０原子％、セ
シウムは０，０５〜０．５原子％、クロムハ０．０５〜
０．５原子％、マグネシウムは０．０１〜２．０原子％
、カルシウムは０．０１〜２．０原子％の範囲で添加し
焼成してなることを特徴とする電圧非直線抵抗磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56116608A JPS5818902A (ja) | 1981-07-25 | 1981-07-25 | 電圧非直線抵抗磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56116608A JPS5818902A (ja) | 1981-07-25 | 1981-07-25 | 電圧非直線抵抗磁器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5818902A true JPS5818902A (ja) | 1983-02-03 |
| JPS6330762B2 JPS6330762B2 (ja) | 1988-06-21 |
Family
ID=14691374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56116608A Granted JPS5818902A (ja) | 1981-07-25 | 1981-07-25 | 電圧非直線抵抗磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5818902A (ja) |
-
1981
- 1981-07-25 JP JP56116608A patent/JPS5818902A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6330762B2 (ja) | 1988-06-21 |
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