JPS58223304A - 電圧非直線抵抗体 - Google Patents

電圧非直線抵抗体

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JPS58223304A
JPS58223304A JP57106313A JP10631382A JPS58223304A JP S58223304 A JPS58223304 A JP S58223304A JP 57106313 A JP57106313 A JP 57106313A JP 10631382 A JP10631382 A JP 10631382A JP S58223304 A JPS58223304 A JP S58223304A
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voltage
voltage nonlinear
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rare earth
porcelain
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JP57106313A
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向江 和郎
哲 丸山
孝一 津田
永沢 郁郎
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Fuji Electric Corporate Research and Development Ltd
Fuji Electric Manufacturing Co Ltd
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Publication date
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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。

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体に関するO 従来、電子機器、電気機器の過電圧保護を目的として、
それぞれシリコンカーバイ) (StC)、セレン(S
e)、シリコン(8I)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Zlloを主成分とした
バリスタは、一般に制@電圧が低く、電圧非直線係数が
太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、SiCよりなるバリスタ
など圧伏って広く利用されるようになった。
また5ZnOな生成分とし、副成分として希土類元素及
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、短波尾のサージ
耐量がやや低いという欠点や課電寿命性能が低いなどと
いう欠点があり、素子の小型化を行う上で問題があった
〇本発明は、短波尾サージによる素子の破壊機構を究明
【−1さらに破壊防止を行うことを実現し、同時に課電
寿命特性をも向上させた、小形で高鉛波尾サージ耐量か
つ課電寿命特性の優れた電圧非直線抵抗体を提供するこ
とを目的としている。
ここに本発明等者は、Znoを主成分とし、副成分とし
て希土類元素およびコバルトを添加してなる従来技術の
電圧非直線抵抗磁器において、急峻かつ大電流のサージ
が印加されると、素子表面に備えられた電極の外周部に
おいて、電界集中による電流集中が発生(−1かかる電
、光集中が素子の破壊をもたらす事実な見lit L、
た。また磁器素体内部においては、局部的な不均質部が
存在している事実を確認し、直流電流通電時にはこの不
均質部への電流集中が発生し、特性劣化をもたらすこと
を見出した。
このような問題点な解決するため研究を進めた結果、副
成分として更に硼素を添加すること釦より、素子外周部
が内部よりやや高抵抗化し、それKよって電極外周部で
の電流集中を防止し、短波尾サージ耐量を向上すること
が可能であり、同時に磁器素体内部に鉛ける不均質部も
消滅し、課電寿命の大巾な向上がなされた電圧非1mm
抗体が得られる事実を見出し、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
として希土類元素鮎よびコバルトを含む電圧非直線抵抗
磁器九おいて、更に副成分として硼素を添加したことを
特徴とする電圧非直線抵抗磁?製造するために配仔され
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な意味する。
本発明に従う電圧非直線抵抗磁器は、一般にはZr1O
と添加成分o)@f4又は化合物の混合物を酸素含有界
囲気のもとで高温で焼成し、焼結させることによって製
造される。
通常添加成分番:し金属酸化物の形で添加されろが、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、弗化物およびその溶液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圧すること
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粉末粉末用添加成分金属化合物の粉末を十
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、所定の形状に成形
し、次いで2fi中で1100’〜J400℃ 程度の
温度で数時間焼成することにより製造される。1100
°Cより低い焼成温度では焼結が不十分で特性が不安定
でネ)る。また14(10℃より高い温度では均質な焼
結体を得ることか困難となり、電圧非直線性が低下し1
特件の制御などの再現性に難点があり、実用に供する製
品を得かた〜為。
ここで本発明をさらに例示するために実施例を示すO 実施例 ZnO粉末にPr60,1+ CO3O4* B2O3
粉末を後記の第1表1c記載の所定の原子%枦〔相当す
る量で添加し、十分に混合した後、 500〜1000
℃で数時間仮堺した。次いで仮焼物を十分に粉砕し、バ
インダーを加え、直径42IIII+の円板状1ζ加圧
成型し、1100〜1400 ’Cで空気中で1時間焼
成して焼結磁器を得た。この様にして得られた磁器を厚
さ2韮の試料に研磨し、その両面に電極な焼付けて素子
を作り、その電気的特性を測定した。
電気的特性としては、25℃において素子にI mA(
5) の電流を流]−た時の電極間1圧■4mAl1mA〜1
0mAでの非直線指数α、並び疋短波尾サージ耐量とし
て4x10μsec 、 65KA  の衝撃電流を2
回印加1− 、前後のv輪ALT)変化を求めた。又1
lIJ電寿命特性としては、直流100mAを5分間通
電し、前後のvLaA (’ /IA通電時の電圧)の
変化を求めた。非直線指数αは、素子電流Iの電圧■に
対する変化を次式に近似した時に得られる。
ここで、cit電流密度が1 mA、10tlのときの
素子の単位厚さ当りの電圧である。
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
果を第1表に示す。第1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第1表 第1表に示す試料/i61は、Zn OICP r I
 Coのみを添加して製造した従来の磁器に相当し、そ
の短波尾サージ耐量特性は一72チ、課電寿命特性は一
22%、非直線指数は35である。本発明の目的である
短波電サージ耐量が良好である、即ち一72係より0%
に近く、課電寿命特性が向上した、即ち一22%より0
%に近い試料は、第1表より腐3〜7゜A610〜13
.AI6〜21である。この中試料屑21は非直線指数
αが低く実用に供さない。従って、Prは0.08〜1
1.0原子係、Coは0.1〜10.0原子係、Bは0
、n OO5〜01原子係の範囲内で添加する必要があ
る。
以上、Fi1表から明らかなように、副成分としてのP
r、Cn系KBf添加すること釦より、短波尾サージ耐
量と!1. M寿命特性が大巾に改良される。
これはZnOにPr、Co、Bが共存して初めて達成さ
れ2.ものでホ、る。これらの副成分を単独に添加する
と、電圧非直線性は極めで悪く、はぼオーミックな特性
(−か得られず実用に供することかできな%z 。
また第1表においては希土類元素としてPrにっいての
み例示したがsPr以外の希土類元素あるいは2穐類以
上の希土類元素についても、Bの添加による効果はPr
単独の場合と同様、優れた非[fM性を失わすに短波尾
ザージ耐1とl!爾、寿命特性の大巾な改良が見出され
た。これらの結果を!2Nに示す。
第2表 上述したように、本発明の電圧非直線抵抗磁器は、良好
な電圧非直線性な保持した上で、短波尾サージ耐量と課
電寿命が大巾に向上し、従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。
イ1埋人芹理十山 口   巖 (10)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 酸化亜鉛を主成分とし、これに副成分として少くとも一
    種以上の希土類元素、コバルトおよび硼素を元素または
    化合物の形でそれぞれ元素に換算して、希土類元素は総
    量でOO8〜5.0原子係、コバルトは0.1〜10.
    0原子%、硼素は5×10〜1x10  原子%の範囲
    で添加して焼成してなることを特徴とする電圧非直線抵
    抗体。
JP57106313A 1982-06-21 1982-06-21 電圧非直線抵抗体 Granted JPS58223304A (ja)

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JP57106313A JPS58223304A (ja) 1982-06-21 1982-06-21 電圧非直線抵抗体

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JP57106313A JPS58223304A (ja) 1982-06-21 1982-06-21 電圧非直線抵抗体

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JPS58223304A true JPS58223304A (ja) 1983-12-24
JPS644643B2 JPS644643B2 (ja) 1989-01-26

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