JPS58220407A - 電圧非直線抵抗器の製造方法 - Google Patents
電圧非直線抵抗器の製造方法Info
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- JPS58220407A JPS58220407A JP57104226A JP10422682A JPS58220407A JP S58220407 A JPS58220407 A JP S58220407A JP 57104226 A JP57104226 A JP 57104226A JP 10422682 A JP10422682 A JP 10422682A JP S58220407 A JPS58220407 A JP S58220407A
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- Japan
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- voltage
- heat treatment
- nonlinear resistor
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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器、特に酸化チタン（Ｔｉ０２
）を添加成分のひとつとして含む酸化亜鉛焼結型電圧非
直線抵抗器の製造方法に関するものである。
）を添加成分のひとつとして含む酸化亜鉛焼結型電圧非
直線抵抗器の製造方法に関するものである。
酸化亜鉛粉体に、少量ノＢ１２ｏ３．ｃｏ２ｏ３゜た酸
化亜鉛焼結型電圧非直線抵抗器が得られる。
化亜鉛焼結型電圧非直線抵抗器が得られる。
これらの電圧非直線抵抗器の特性が近似的に、の式で表
わされていることはよく知られている。
わされていることはよく知られている。
ただし、αは非直線指数、Ｃは非直線抵抗値で通常厚み
１■の素子にある一定の直流電流を流したときの電圧で
もって示す。そして、例えば１ ｍＡの電流を流したと
きの素子の両電極間の電圧をｖｌｍＡと表わし、４０Ａ
の電流を流したときの両電極間の電圧をｖ４゜Ａと表わ
す。
１■の素子にある一定の直流電流を流したときの電圧で
もって示す。そして、例えば１ ｍＡの電流を流したと
きの素子の両電極間の電圧をｖｌｍＡと表わし、４０Ａ
の電流を流したときの両電極間の電圧をｖ４゜Ａと表わ
す。
このような特性を示す電圧非直線抵抗器は電圧の安定化
などの用途のほかに、電源回路などに入ってくる高電圧
サージを吸収して、他の電子部品をそれから保護するな
どのサージ吸収用としての用途がある。そして、後者の
サージ吸収用のために使用する場合、特に高電流域での
非直線特性が重要になる。
などの用途のほかに、電源回路などに入ってくる高電圧
サージを吸収して、他の電子部品をそれから保護するな
どのサージ吸収用としての用途がある。そして、後者の
サージ吸収用のために使用する場合、特に高電流域での
非直線特性が重要になる。
酸化亜鉛焼結型非直線抵抗器の非直線特性は、焼結体内
のＺｎＯ粒子間に形成される薄い高抵抗層に起因すると
考えられている。すなわち、素子に電圧が印加されると
、良電気伝導性物質で−あるＺｎＯにはほとんど電界が
印加されず、ＺｎＯ粒子間の薄い高抵抗層に電界が集中
して加わり、その高電界のために電圧−電流特性に顕著
な非直線特性が現われる。
のＺｎＯ粒子間に形成される薄い高抵抗層に起因すると
考えられている。すなわち、素子に電圧が印加されると
、良電気伝導性物質で−あるＺｎＯにはほとんど電界が
印加されず、ＺｎＯ粒子間の薄い高抵抗層に電界が集中
して加わり、その高電界のために電圧−電流特性に顕著
な非直線特性が現われる。
しかるに、サージ電流などのような特に大きい電流が素
子の中を流れようとすると、低電流域ではほとんど問題
にならなかったＺｎＯ粒子内の抵抗が素子内の全抵抗と
してきわめて無視できないものとなり、電界は粒界層の
みにとどまらず、ＺｎＯ粒子にも加わるようになる。そ
して、ＺｎＯの抵抗値が大きいと、高電流域における非
直線抵抗特性が損なわれる。ＺｎＯ粒子の電気伝導度は
、ＺｎＯ鵬内のＺｎ原子とＯ原子の数のアンバランスが
生じた結果、現出していると考えられている。そしてこ
の場合、余分のＺｎ原子がＺｎ原子と０原子とからなる
格子点の間にイイタースティシャルに入５□、 す、Ｚｎ原子の提供する篭手が結晶内を巡廻し、それに
よってＺｎＯ結晶はｎ型半導体になっているといわれて
いる。そこで、このＺｎＯ結晶の電気伝導度は、インタ
ースティシャルなＺｎ原子の数の多少に依存しており、
その数が多いと電気伝導度が大きい。
子の中を流れようとすると、低電流域ではほとんど問題
にならなかったＺｎＯ粒子内の抵抗が素子内の全抵抗と
してきわめて無視できないものとなり、電界は粒界層の
みにとどまらず、ＺｎＯ粒子にも加わるようになる。そ
して、ＺｎＯの抵抗値が大きいと、高電流域における非
直線抵抗特性が損なわれる。ＺｎＯ粒子の電気伝導度は
、ＺｎＯ鵬内のＺｎ原子とＯ原子の数のアンバランスが
生じた結果、現出していると考えられている。そしてこ
の場合、余分のＺｎ原子がＺｎ原子と０原子とからなる
格子点の間にイイタースティシャルに入５□、 す、Ｚｎ原子の提供する篭手が結晶内を巡廻し、それに
よってＺｎＯ結晶はｎ型半導体になっているといわれて
いる。そこで、このＺｎＯ結晶の電気伝導度は、インタ
ースティシャルなＺｎ原子の数の多少に依存しており、
その数が多いと電気伝導度が大きい。
いま、酸化亜鉛焼結型電圧非直線抵抗器の中のＺｎＯ結
晶を考えた場合、高電流域での電圧非醋特性が優れてい
るためには、０原子の数がＺｎ原子の数に比してやや少
ないことが望ましいということができる。Ｃｏ原子、
Ｍｎ原子などが固溶した実用的な焼結体内のＺｎＯ結晶
相についても、同様の考え方が適用できると考えられる
。したがって、上記のようなＯ原子のやや不足している
ＺｎＯ結晶相をもった焼結体を得る方法が重要な課題と
なる。
晶を考えた場合、高電流域での電圧非醋特性が優れてい
るためには、０原子の数がＺｎ原子の数に比してやや少
ないことが望ましいということができる。Ｃｏ原子、
Ｍｎ原子などが固溶した実用的な焼結体内のＺｎＯ結晶
相についても、同様の考え方が適用できると考えられる
。したがって、上記のようなＯ原子のやや不足している
ＺｎＯ結晶相をもった焼結体を得る方法が重要な課題と
なる。
本発明は、上記要求に応え、高電流域において電圧非直
線抵抗特性の優れた焼結体を得るだめの、酸化亜鉛焼結
型電圧非直線抵抗器の製造方法を提供するものである。
線抵抗特性の優れた焼結体を得るだめの、酸化亜鉛焼結
型電圧非直線抵抗器の製造方法を提供するものである。
すなわち、本発明は、抵抗値の小さい酸化亜鉛結晶相を
もった酸化亜鉛焼結体を得る方法を提供し１本、うとす
るものである。ここで、酸化亜鉛焼結体内のＺｎＯ結晶
相の抵抗を低下させるためには種々の方法があるけれど
も、本発明はＴ ｉ０２が添加物の−っとして添加され
た酸化亜鉛焼結体に関して、焼結体内のＺｎＯ結晶相の
抵抗を低下させるものである。
もった酸化亜鉛焼結体を得る方法を提供し１本、うとす
るものである。ここで、酸化亜鉛焼結体内のＺｎＯ結晶
相の抵抗を低下させるためには種々の方法があるけれど
も、本発明はＴ ｉ０２が添加物の−っとして添加され
た酸化亜鉛焼結体に関して、焼結体内のＺｎＯ結晶相の
抵抗を低下させるものである。
そして、これは添加物のＴ １０２粉体に前処理を施す
ことによって達成された。
ことによって達成された。
以下、本発明の製造方法について実施例を挙げて比較例
とともに説明する。
とともに説明する。
〈実施例１〉
市販の酸化チタン（Ｔ １０２ ）試薬を予めＮ２に１
０容量％のＮ２を含ませた弱還元性の混合ガス中で５０
０’Ｃ，６００℃、７００ｎ 、８００１ｍ、９００ｔ
：、１０００℃の各温度で２時間熱処理した。冷却後、
粉砕して６種のＴ １０２粉体を用意した。
０容量％のＮ２を含ませた弱還元性の混合ガス中で５０
０’Ｃ，６００℃、７００ｎ 、８００１ｍ、９００ｔ
：、１０００℃の各温度で２時間熱処理した。冷却後、
粉砕して６種のＴ １０２粉体を用意した。
次に、市販試薬の酸化亜鉛（ＺｎＯ）粉体９７モル％、
酸化ビスマス（Ｂｉ２０３） ０．５モル％、酸化コバ
ルト（ＣＱ）０３）０．６モル％、酸化マンガン（Ｍｎ
０２）０．５モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯ） ０．５
モル％、酸化クロム（Ｃｔ２０３） ｏ、ｔｓモル％に
、上記ＳＯＯ℃で熱処理を施した酸化チタン（Ｔ 五〇
２ ）０．５モル％を加えてよく混合し、厚さ１．２ｍ
１Ｎ、直径２３ｍｍに加圧成型して、空気中１３５０℃
で１時間、焼結した。昇温速度および降温速度はそれぞ
れ±１００℃／時としだ。このようにして得た焼結体に
、面積２ 、３ ｃｄｌの銀電極をその表裏両面にそれ
ぞれ焼き付けた。
酸化ビスマス（Ｂｉ２０３） ０．５モル％、酸化コバ
ルト（ＣＱ）０３）０．６モル％、酸化マンガン（Ｍｎ
０２）０．５モル％、酸化ニッケル（ＮｉＯ） ０．５
モル％、酸化クロム（Ｃｔ２０３） ｏ、ｔｓモル％に
、上記ＳＯＯ℃で熱処理を施した酸化チタン（Ｔ 五〇
２ ）０．５モル％を加えてよく混合し、厚さ１．２ｍ
１Ｎ、直径２３ｍｍに加圧成型して、空気中１３５０℃
で１時間、焼結した。昇温速度および降温速度はそれぞ
れ±１００℃／時としだ。このようにして得た焼結体に
、面積２ 、３ ｃｄｌの銀電極をその表裏両面にそれ
ぞれ焼き付けた。
以上のようにして得た試料について、直流定電流電源を
用いてＶｌｆｎＡの値を測定し、次にパルス電源を用い
てｖ４゜Ａの値を測定してからｖ４ｏＡ／ｖ、ｆｎＡの
値を求めた。同じ手順で６００℃、７００℃、８００℃
、９００℃、１０００Ｕの各温度で熱処理を施したＴｉ
ｅ２粉体を用いて焼結体を作り、Ｖ４゜Ａ／ｖ１ｍＡの
値を求めた。
用いてＶｌｆｎＡの値を測定し、次にパルス電源を用い
てｖ４゜Ａの値を測定してからｖ４ｏＡ／ｖ、ｆｎＡの
値を求めた。同じ手順で６００℃、７００℃、８００℃
、９００℃、１０００Ｕの各温度で熱処理を施したＴｉ
ｅ２粉体を用いて焼結体を作り、Ｖ４゜Ａ／ｖ１ｍＡの
値を求めた。
第１図にＴ １０２に施した熱処理温度と制限電圧比ｖ
４ｏＡ／■１１ＩｌｌＡとの関係を示す。この図から明
らかなように、ｖ４ｏＡ／ｖ４ｍＡの値はＴｌＯ２に対
する熱処理温度が６００’Ｃ以上で小さくなり、８ｏＯ
℃で最小になる。さらにＴｌＯ２の熱処理温度が高くな
ると、その値は増加する。なお、熱処理を施さナイＴｉ
Ｏ２１，使用したときの、ｖ４゜Ａ／ｖ１ｍＡの値は２
．３０であった。
４ｏＡ／■１１ＩｌｌＡとの関係を示す。この図から明
らかなように、ｖ４ｏＡ／ｖ４ｍＡの値はＴｌＯ２に対
する熱処理温度が６００’Ｃ以上で小さくなり、８ｏＯ
℃で最小になる。さらにＴｌＯ２の熱処理温度が高くな
ると、その値は増加する。なお、熱処理を施さナイＴｉ
Ｏ２１，使用したときの、ｖ４゜Ａ／ｖ１ｍＡの値は２
．３０であった。
〈実施例２〉
市販の酸化チタン（ＴｌＯ２）試薬を予め、Ｎ２ガス中
で５００℃、６００ｔｌ： 、７００℃、８００℃。
で５００℃、６００ｔｌ： 、７００℃、８００℃。
９００℃および１０００’Ｃの各温度で２時間の熱処理
を施して冷却し、それを粉砕して６種のＴ、ｔＯ２粉体
を用意した。このＴ ｔｏ２粉体を用いて上記実施例１
と同じ手順で焼結体を作り、その制限電圧比■４ｏＡ／
ｖ１ｒｎＡを求２め〆。第２図にＴ 五〇２に施しだ熱
処理温度と制限電圧比との関係を示す。図から明らかな
ように、実施例１の場合と同様に６００℃からｖ４゜Ａ
／ｖ１ｆｎＡノ値は減少して８００℃で最小になり、さ
らに温度が高くなるとその値は増加している。そして、
その傾向は実施例１におけるものと類似している。
を施して冷却し、それを粉砕して６種のＴ、ｔＯ２粉体
を用意した。このＴ ｔｏ２粉体を用いて上記実施例１
と同じ手順で焼結体を作り、その制限電圧比■４ｏＡ／
ｖ１ｒｎＡを求２め〆。第２図にＴ 五〇２に施しだ熱
処理温度と制限電圧比との関係を示す。図から明らかな
ように、実施例１の場合と同様に６００℃からｖ４゜Ａ
／ｖ１ｆｎＡノ値は減少して８００℃で最小になり、さ
らに温度が高くなるとその値は増加している。そして、
その傾向は実施例１におけるものと類似している。
〈比較例〉
市販の酸化チタン（ＴｌＯ２）試薬を予め空気中で５０
０℃、６００１： 、７００ｕ 、８００℃。
０℃、６００１： 、７００ｕ 、８００℃。
９００℃および１０００℃男各温度で２時間熱処理して
から冷却し、粉砕して６種類の酸化チタン（ＴｘＯ２）
粉体を得た。これらの酸化チタン（Ｔ ＊０２）粉体を
用いて、実施例１と同じ手順で同じ組成比率の酸化亜鉛
焼結体を作り、その制限電圧比”４０Ａ／■１ｍＡを求
めた。第３図に熱処理温度とｖ４ｏＡ／ｖ１ｍＡの値と
の関係を示す。図から明らかなように、ｖ４ｏＡ／ｖ１
ｒｎＡの値は８００℃で最小とはなるものの、その効果
は上記実施例によるものより小さい。
から冷却し、粉砕して６種類の酸化チタン（ＴｘＯ２）
粉体を得た。これらの酸化チタン（Ｔ ＊０２）粉体を
用いて、実施例１と同じ手順で同じ組成比率の酸化亜鉛
焼結体を作り、その制限電圧比”４０Ａ／■１ｍＡを求
めた。第３図に熱処理温度とｖ４ｏＡ／ｖ１ｍＡの値と
の関係を示す。図から明らかなように、ｖ４ｏＡ／ｖ１
ｒｎＡの値は８００℃で最小とはなるものの、その効果
は上記実施例によるものより小さい。
以上の実施例および比較例にもとづいて、予め酸化チタ
ンに加えだ熱処理が酸化亜鉛焼結体の制限電圧比にいか
に影響するかその効果を説明してきたが、さらにＮ２と
０２との混合ガスの組成比をかえた雰囲気中でのＴｉへ
の熱処理効果についても検討した結果、弱い酸化性の雰
囲気中でＴｉＯ２に熱処理を施しておいても、上述した
ものと同じような効果があることが朗らかになった。
ンに加えだ熱処理が酸化亜鉛焼結体の制限電圧比にいか
に影響するかその効果を説明してきたが、さらにＮ２と
０２との混合ガスの組成比をかえた雰囲気中でのＴｉへ
の熱処理効果についても検討した結果、弱い酸化性の雰
囲気中でＴｉＯ２に熱処理を施しておいても、上述した
ものと同じような効果があることが朗らかになった。
なお、実施例および比較例においては、互いにデータを
比較するために、同種の配合比に従って１ 酸化亜鉛焼結体を作ったが、もちろんＴ ｉ０２に対す
る熱処理効果は、この配合比の場合のみに限って現われ
るのではなく、他の配合比で酸化亜鉛焼結体を製造する
場合においても得られることはいうまでもないことであ
る。
比較するために、同種の配合比に従って１ 酸化亜鉛焼結体を作ったが、もちろんＴ ｉ０２に対す
る熱処理効果は、この配合比の場合のみに限って現われ
るのではなく、他の配合比で酸化亜鉛焼結体を製造する
場合においても得られることはいうまでもないことであ
る。
Ｔ ｉ０２に対する熱処理温度をｅｏｏ℃から８００℃
まで上げていくと、ｖ４ｏＡ／ｖ１ｍＡの値は小さくな
る傾向を示す。これは温度上昇によって１１０２の吸着
酸素または構造酸素が徐々に取れていった結果、酸化亜
鉛焼結体中の酸化亜鉛の抵抗値が低くなったためと考え
られる。しかし、８００℃より高温側での熱処理でｖ４
゜Ａ ／ｖ１ ｍＡの値カニ大きくなる原因は、現在の
ところ明らかでない。
まで上げていくと、ｖ４ｏＡ／ｖ１ｍＡの値は小さくな
る傾向を示す。これは温度上昇によって１１０２の吸着
酸素または構造酸素が徐々に取れていった結果、酸化亜
鉛焼結体中の酸化亜鉛の抵抗値が低くなったためと考え
られる。しかし、８００℃より高温側での熱処理でｖ４
゜Ａ ／ｖ１ ｍＡの値カニ大きくなる原因は、現在の
ところ明らかでない。
以上説明してきたように、本発明にかかる方法は、予め
原料の酸化チタン粉体に、中性または弱還元性もしくは
弱酸化性の雰囲気中で６００℃〜９ｏｏ℃の熱処理を施
すことを特徴とする。この方法によれば、酸化亜鉛焼結
体中の酸化亜鉛結晶相の電気抵抗を低下させる上で効果
があり、素子の大電流域における非直線抵抗特性を改善
してサージ電流の吸収などに対して優れた特性をもつ素
子を得ることができる。
原料の酸化チタン粉体に、中性または弱還元性もしくは
弱酸化性の雰囲気中で６００℃〜９ｏｏ℃の熱処理を施
すことを特徴とする。この方法によれば、酸化亜鉛焼結
体中の酸化亜鉛結晶相の電気抵抗を低下させる上で効果
があり、素子の大電流域における非直線抵抗特性を改善
してサージ電流の吸収などに対して優れた特性をもつ素
子を得ることができる。
第１図、第２図はそれぞれ本発明にかかる電圧非直線抵
抗器の製造方法の実施例の効果を説明するためのＴ 五
〇２に施した熱処理温度と制限電圧比との関係を示す図
、第３図はその比較例の効果を説明するためのＴ １０
２に施した熱処理温度と制限電圧比との関係を示す図で
ある。
抗器の製造方法の実施例の効果を説明するためのＴ 五
〇２に施した熱処理温度と制限電圧比との関係を示す図
、第３図はその比較例の効果を説明するためのＴ １０
２に施した熱処理温度と制限電圧比との関係を示す図で
ある。
Claims (1)
- 酸化チタン（ＴｌＯ２）を含む酸化亜鉛主成分の焼結型
非直線抵抗器を製造するに際し、原料酸化チタンに、予
め弱還元性または中性もしくは弱酸化性の雰囲気中で６
００℃〜９００℃の範囲内の温度で熱処理を施すことを
特徴とする電圧非直線抵抗器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104226A JPS58220407A (ja) | 1982-06-16 | 1982-06-16 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104226A JPS58220407A (ja) | 1982-06-16 | 1982-06-16 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58220407A true JPS58220407A (ja) | 1983-12-22 |
Family
ID=14375043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57104226A Pending JPS58220407A (ja) | 1982-06-16 | 1982-06-16 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58220407A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62154411A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-09 | 三井金属鉱業株式会社 | 透明導電膜 |
-
1982
- 1982-06-16 JP JP57104226A patent/JPS58220407A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62154411A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-09 | 三井金属鉱業株式会社 | 透明導電膜 |
| JPH056766B2 (ja) * | 1985-12-26 | 1993-01-27 | Mitsui Mining & Smelting Co |
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