JPS59147403A - 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 - Google Patents
電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物Info
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- JPS59147403A JPS59147403A JP58020608A JP2060883A JPS59147403A JP S59147403 A JPS59147403 A JP S59147403A JP 58020608 A JP58020608 A JP 58020608A JP 2060883 A JP2060883 A JP 2060883A JP S59147403 A JPS59147403 A JP S59147403A
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- Japan
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- noise
- mol
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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】
産業上の利用分野
本発明は各種電気機器、電子機器において異常電圧吸収
用及びノイズ除去用などに利用される電圧依存性非直線
抵抗体（以下バリスタと呼ぶ）を作るのに好適な電圧依
存性非直線抵抗体磁器組成物に関するものである。
用及びノイズ除去用などに利用される電圧依存性非直線
抵抗体（以下バリスタと呼ぶ）を作るのに好適な電圧依
存性非直線抵抗体磁器組成物に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来、各種電気機器、電子機器における異常高電圧（以
下サージと呼ぶ）の吸収、雑音の除去、火花消去などの
ために電圧依存性非直線抵抗特性を有するＳｉＣバリス
タやＺｎＯ系バリスタなどが使用されていた。このよう
なバリスタの電圧−電流特性は近似的に次式のように表
わすことができる。
下サージと呼ぶ）の吸収、雑音の除去、火花消去などの
ために電圧依存性非直線抵抗特性を有するＳｉＣバリス
タやＺｎＯ系バリスタなどが使用されていた。このよう
なバリスタの電圧−電流特性は近似的に次式のように表
わすことができる。
Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）ａ
ここで、■は電流、■は電圧、Ｃはバリスタ固有の定数
であり、αは電圧非直線指数である。
であり、αは電圧非直線指数である。
ＳｉＣバリスタのαは２〜７程度、ＺｎＯ系バリスタで
はａが５ｏにもおよぶものがある。このようなバリスタ
はサージのように比較的高い電圧の吸収に優れた性能を
有しているが、誘電率が低く固有静電容量が小さいため
、バリスタ電圧以下の低い電圧の吸収（例えばノイズな
ど）に対してはほとんど効果を示さず、°また誘電損失
角（ｔａｎδ）も５〜１０％と太きい。
はａが５ｏにもおよぶものがある。このようなバリスタ
はサージのように比較的高い電圧の吸収に優れた性能を
有しているが、誘電率が低く固有静電容量が小さいため
、バリスタ電圧以下の低い電圧の吸収（例えばノイズな
ど）に対してはほとんど効果を示さず、°また誘電損失
角（ｔａｎδ）も５〜１０％と太きい。
一方、これらのノイズなどの除去には組成や焼成条件を
適当に選択することにより、見かけの誘電率が５×１０
〜６×１０程度でｔａｎδが１％前後の半導体磁器コン
デンサが利用されている。
適当に選択することにより、見かけの誘電率が５×１０
〜６×１０程度でｔａｎδが１％前後の半導体磁器コン
デンサが利用されている。
しかし、この半導体磁器コンデンサはサージなどにより
ある限度以上の電流が素子に印加されると破壊したり、
コンデンサとしての機能を果たさなくなったりする。
ある限度以上の電流が素子に印加されると破壊したり、
コンデンサとしての機能を果たさなくなったりする。
上記のような理由で電気機器、電子機器においては、サ
ージ吸収やノイズ除去などの目的のためニハ、通常バリ
スタとコンデンサ及び他の部品（例えばコイル）とを組
み合わせて使用され、例えばノイズフィルタはこのよう
な構成になっている。
ージ吸収やノイズ除去などの目的のためニハ、通常バリ
スタとコンデンサ及び他の部品（例えばコイル）とを組
み合わせて使用され、例えばノイズフィルタはこのよう
な構成になっている。
第１図は一般的な従来のノイズフィルタ回路を示し、第
２図はバリスタとコンデンサ及びコイルを組み合わせて
構成された従来のノイズフィルタ回路を示しており、１
はコイル、２ｉＩ′ｉコンデンサ、３はバリスタである
。
２図はバリスタとコンデンサ及びコイルを組み合わせて
構成された従来のノイズフィルタ回路を示しており、１
はコイル、２ｉＩ′ｉコンデンサ、３はバリスタである
。
しかし、このような第２図に示す構成は機器内部におけ
る部品点数が多くなる上に機器の小形化動向に相反する
という欠点を有していた。
る部品点数が多くなる上に機器の小形化動向に相反する
という欠点を有していた。
発明の目的
本発明は上記のような従来のサージ吸収、ノイズ除去に
おける欠点を除去し、バリスタとコンデンサの両方の機
能を有し、１個の素子でサージ吸収、ノイズ除去が可能
な複合機能を有するバリスタを作るのに好適な磁器組成
物を提供することを目的としている。
おける欠点を除去し、バリスタとコンデンサの両方の機
能を有し、１個の素子でサージ吸収、ノイズ除去が可能
な複合機能を有するバリスタを作るのに好適な磁器組成
物を提供することを目的としている。
発明の構成
本発明は上記のような目的を達成を達成するために、Ｓ
ｒＴｉＯ３と、半導体化促進用金属酸化物としてＴ ａ
２０５と、Ｎａ 、Ｋ 、Ｃａ 、Ｃｄ 、 Ｉｎ
、Ｂａ 、Ｐｂかもなる群から選択された少なくとも１
種類以上の元素を所定量含有する構成とした電圧依存性
非直線抵抗体磁器組成物を提案するものである。
ｒＴｉＯ３と、半導体化促進用金属酸化物としてＴ ａ
２０５と、Ｎａ 、Ｋ 、Ｃａ 、Ｃｄ 、 Ｉｎ
、Ｂａ 、Ｐｂかもなる群から選択された少なくとも１
種類以上の元素を所定量含有する構成とした電圧依存性
非直線抵抗体磁器組成物を提案するものである。
実施例の説明
以下に本発明を実施例を上げて具体的に説明する。
ＳｒＴｉＯ３とＴａ２０５と＠＝ＩＰ＋全下記の第１表
に示した組成比になるように秤量した後、ボールミルな
どにより湿式で６時間混合し、乾燥させた後、空気中で
１０００〜１２６０″Ｇ、 １〜５時間仮焼する０゛そ
の後、ボールミルなどにより湿式で４時間粉砕し、乾燥
させた後、有機ノくインダー（例えばポリビニルアルコ
ールなど）を８ｗｔ％を加え造粒した後、ｓ、ｏ（ｘｉ
）φＸ１．ｏ（ｍ）ｔ の形状にプレス圧１．０ｔ／
ｃａで加圧成型した。この成型体を還元雰囲気（例えば
Ｎ ２ 富Ｈ２−１ｏ ： １）に１１３ｏｏ−１４６
０”ｃで１〜６時間焼成した。こうして得られた焼成体
の比抵抗は０．１〜Ｏ，ＢＱΦので、平均粒径は２０〜
５０７ｔｍであった。次に、この焼成体を空気中で１０
００−１３００ ’Ｃで０．６〜６時間焼成し、第３図
の焼結体４を得た。さらに、上記焼結体４の両平面をＳ
ｉＣなとの研磨剤で研磨し、Ａｑなとの導電性金属を用
いて電極６，６を形成した。」１記電極６．６の径（ｄ
６ 、Ｏ（Ｉｓ）φとした０このようＶこして得られ
た素子の特性を第１表に併せて示す。
に示した組成比になるように秤量した後、ボールミルな
どにより湿式で６時間混合し、乾燥させた後、空気中で
１０００〜１２６０″Ｇ、 １〜５時間仮焼する０゛そ
の後、ボールミルなどにより湿式で４時間粉砕し、乾燥
させた後、有機ノくインダー（例えばポリビニルアルコ
ールなど）を８ｗｔ％を加え造粒した後、ｓ、ｏ（ｘｉ
）φＸ１．ｏ（ｍ）ｔ の形状にプレス圧１．０ｔ／
ｃａで加圧成型した。この成型体を還元雰囲気（例えば
Ｎ ２ 富Ｈ２−１ｏ ： １）に１１３ｏｏ−１４６
０”ｃで１〜６時間焼成した。こうして得られた焼成体
の比抵抗は０．１〜Ｏ，ＢＱΦので、平均粒径は２０〜
５０７ｔｍであった。次に、この焼成体を空気中で１０
００−１３００ ’Ｃで０．６〜６時間焼成し、第３図
の焼結体４を得た。さらに、上記焼結体４の両平面をＳ
ｉＣなとの研磨剤で研磨し、Ａｑなとの導電性金属を用
いて電極６，６を形成した。」１記電極６．６の径（ｄ
６ 、Ｏ（Ｉｓ）φとした０このようＶこして得られ
た素子の特性を第１表に併せて示す。
（以 下 余 白）
ここで、素子のバリスタとしての特性評価は上述した電
圧〜電流特性式 ％式％）（ 鎗だし、■は電流、■は電圧、Ｃはバリスタ固有の定数
、αは非直線指数）におけるαとＣによって行うことが
可能である。しかし、Ｃの正確な測定が困難であるため
、本発明においては１ｍＡのバリスタ電流を流した時の
単位厚み当りのバリスタ電圧（以下、”１ｍＡ／−と呼
ぶ）の値と、α””’／”ｑ（”１ｏｍＡ／ ■１ｍＡ
）［ただし、ｖｌｍＡｌｏｍへのバリスタ電流を流した
時のバリスタ電圧、ｖｌｍＡは１ ｍＡのバリスタ電流
を流した時のバリスタ電圧］の値によりバリスタとして
の特性評価を行っている。また、コンデンサとしての特
性評価は測定周波数１ ｋｌｌｚにおける誘電率ε、誘
電損失角ｔａｎδで行っている。上記のデータは還元雰
囲気における焼成温度、時間を１４００”Ｃ，２時間、
空気中での焼成温度、時間を１２００°Ｃ１３時間で行
ったものである。
圧〜電流特性式 ％式％）（ 鎗だし、■は電流、■は電圧、Ｃはバリスタ固有の定数
、αは非直線指数）におけるαとＣによって行うことが
可能である。しかし、Ｃの正確な測定が困難であるため
、本発明においては１ｍＡのバリスタ電流を流した時の
単位厚み当りのバリスタ電圧（以下、”１ｍＡ／−と呼
ぶ）の値と、α””’／”ｑ（”１ｏｍＡ／ ■１ｍＡ
）［ただし、ｖｌｍＡｌｏｍへのバリスタ電流を流した
時のバリスタ電圧、ｖｌｍＡは１ ｍＡのバリスタ電流
を流した時のバリスタ電圧］の値によりバリスタとして
の特性評価を行っている。また、コンデンサとしての特
性評価は測定周波数１ ｋｌｌｚにおける誘電率ε、誘
電損失角ｔａｎδで行っている。上記のデータは還元雰
囲気における焼成温度、時間を１４００”Ｃ，２時間、
空気中での焼成温度、時間を１２００°Ｃ１３時間で行
ったものである。
第１表に示したようにＴａ２Ｑ５は添加量が０．００５
モル％以上に々ると焼成時にＳ ｒ Ｔ １０３を主体
とする結晶の格子内に固溶し、原子価制御により焼結体
の比抵抗を１．０Ω・ｏｎ 前後に下げることができ
るため、空気中で再焼成することによりバリスタとして
の使用が可能である。しかし、Ｔａ２ｏ６が１０．００
０モル％を越＆るともはや固溶しなくなり、焼結体の比
抵抗が大きくなり、バリスタとしての使用には不適当と
なる。
モル％以上に々ると焼成時にＳ ｒ Ｔ １０３を主体
とする結晶の格子内に固溶し、原子価制御により焼結体
の比抵抗を１．０Ω・ｏｎ 前後に下げることができ
るため、空気中で再焼成することによりバリスタとして
の使用が可能である。しかし、Ｔａ２ｏ６が１０．００
０モル％を越＆るともはや固溶しなくなり、焼結体の比
抵抗が大きくなり、バリスタとしての使用には不適当と
なる。
ＣｄＯは焼成時にＳ ｒ Ｔ ｚ０３を主体とした結晶
の粒界に偏析し、粒界層の比抵抗を増大させ、焼結体の
非直線性を大きくするのに寄与する。
の粒界に偏析し、粒界層の比抵抗を増大させ、焼結体の
非直線性を大きくするのに寄与する。
このような効果が現われるのは、ＣｄＯの添加量がｏ、
ｏｏｓ モル％以上になった時である。また、ＣｄＯの
添加量力幻ｏ、ｏｏｏモル％を越えると誘電損失角ｔａ
ｎδが増大し、誘電率εは徐々に減少し、非直線数αも
減少する。
ｏｏｓ モル％以上になった時である。また、ＣｄＯの
添加量力幻ｏ、ｏｏｏモル％を越えると誘電損失角ｔａ
ｎδが増大し、誘電率εは徐々に減少し、非直線数αも
減少する。
捷だ、単位厚み当りのバリスタ電圧（”１ｍＡ／−）は
Ｔ ａ ２０６が０．００５モル％未満の場合、焼結体
の比抵抗が大きいため大きな値になる。
Ｔ ａ ２０６が０．００５モル％未満の場合、焼結体
の比抵抗が大きいため大きな値になる。
従って、バリスタとコンデンサの両方の機能を同時に満
足する範囲は、Ｔ ａ ２０５０．００５〜１０．００
０モル％、ＣｄＯＯ、ＯＯ５−１０，０００モル％ テ
ある。
足する範囲は、Ｔ ａ ２０５０．００５〜１０．００
０モル％、ＣｄＯＯ、ＯＯ５−１０，０００モル％ テ
ある。
〈実施例２〉
Ｓ ｒ Ｔ ＩＯｓ とＴａ２０５とＢａ０ｉ下記の第
２表に示した組成比にＬ２、上記実施例１と同様の操作
で混合、成形、焼成を行い、同様の条件で測定をした結
果を第２表に示す。
２表に示した組成比にＬ２、上記実施例１と同様の操作
で混合、成形、焼成を行い、同様の条件で測定をした結
果を第２表に示す。
（以 下 余 白）
第２表に示したようにＴａ２ｏ５は添加量が０．００５
〜１０．０００モル％の範囲で焼結体の比抵抗を下げる
のに寄与し、空気中で再焼成することによりバリスタと
しての使用が可能である。
〜１０．０００モル％の範囲で焼結体の比抵抗を下げる
のに寄与し、空気中で再焼成することによりバリスタと
しての使用が可能である。
ＢａＯは焼成時にＳ ｒ Ｔ １０３ を主体とする結
晶の粒界に偏析し、粒界層の比抵抗を増大させ、焼結体
の非直線性を太きくするのに寄与する。このような効果
が現われるＯは、ＢａＯの添加量が０．００５モル％以
上になった時である。またＢａＯの添加量が１０．００
０モル％を越えると誘電損失角ｔａｎδが増大し、誘電
率εは徐々に減少し、非直線指数αも減少する。
晶の粒界に偏析し、粒界層の比抵抗を増大させ、焼結体
の非直線性を太きくするのに寄与する。このような効果
が現われるＯは、ＢａＯの添加量が０．００５モル％以
上になった時である。またＢａＯの添加量が１０．００
０モル％を越えると誘電損失角ｔａｎδが増大し、誘電
率εは徐々に減少し、非直線指数αも減少する。
また、単位厚み当りのバリスタ電圧（ｖ１ｍＡ／＃４）
は、Ｔａ２ｏ６が０．００５モル％未満の場合は焼結体
の比抵抗が大きいため大きな値になる。
は、Ｔａ２ｏ６が０．００５モル％未満の場合は焼結体
の比抵抗が大きいため大きな値になる。
従って、バリスタとコンデンサの両方の機能を同時に満
足する範囲は、Ｔａ２０６０．００５−１０．０００モ
Ａｙ ％、ＢａＯＯ，００６−１０，０００モル％であ
る。
足する範囲は、Ｔａ２０６０．００５−１０．０００モ
Ａｙ ％、ＢａＯＯ，００６−１０，０００モル％であ
る。
なお、実施例１，２ではＣｄＯ、Ｂ ａｏ についての
みそ１１それ単独で用いる場合について説明したが、こ
れらに代えてＮａ、に、Ｃａ、Ｉｎ、Ｐｂ の酸化物を
それぞれ単独で上記所定量の範囲で用いても同様の効果
が得られることを確認した。また、これらＣｄ、Ｂａ、
Ｎａ、に、Ｃａ、Ｉｎ、Ｐｂの酸化物を２種類以上、合
計での添加量が上記所定量の範囲になるように１〜て用
いても同様の効果が得られることを確認した。
みそ１１それ単独で用いる場合について説明したが、こ
れらに代えてＮａ、に、Ｃａ、Ｉｎ、Ｐｂ の酸化物を
それぞれ単独で上記所定量の範囲で用いても同様の効果
が得られることを確認した。また、これらＣｄ、Ｂａ、
Ｎａ、に、Ｃａ、Ｉｎ、Ｐｂの酸化物を２種類以上、合
計での添加量が上記所定量の範囲になるように１〜て用
いても同様の効果が得られることを確認した。
上記の素子を使用して第４図に示すような回路を作り、
第５図に示すようなノイズ入力Ａに対して出力状況を調
べた結果、第５図の出力状況曲線Ｂに示すようにノイズ
をおさえることができた。
第５図に示すようなノイズ入力Ａに対して出力状況を調
べた結果、第５図の出力状況曲線Ｂに示すようにノイズ
をおさえることができた。
第５図で７は本発明の素子、８はコイルである。
なお、第１図に示す従来のフィルタ回路の出力状況は第
６図の出力状況曲線Ｃの通りであり、十分にノイズを除
去していない。また第２図に示すバリスタを含む従来の
フィルタ回路では、本発明による素子を用いた第４図の
回路に類似した効果が得られるが、バリスタを別個に必
要とするだけ部品点数が多くなる。
６図の出力状況曲線Ｃの通りであり、十分にノイズを除
去していない。また第２図に示すバリスタを含む従来の
フィルタ回路では、本発明による素子を用いた第４図の
回路に類似した効果が得られるが、バリスタを別個に必
要とするだけ部品点数が多くなる。
発明の効果
以−に述べたように本発明による磁器組成物を利用した
素子は従来にない複合機能を有し、ノクリスタとコンデ
ンサの２つの役割を同時に果たすことがａＪ能であり、
従来のノイズフィルり回路を簡略化し、小形、高性能、
低コスト化に寄与するものであり、各種電気機器、電子
機器のサージ吸収、ノイズ除去へと応用を広げることが
でき、その実用１の価値は極めて太きい。
素子は従来にない複合機能を有し、ノクリスタとコンデ
ンサの２つの役割を同時に果たすことがａＪ能であり、
従来のノイズフィルり回路を簡略化し、小形、高性能、
低コスト化に寄与するものであり、各種電気機器、電子
機器のサージ吸収、ノイズ除去へと応用を広げることが
でき、その実用１の価値は極めて太きい。
第１図、第２図はそれぞれ従来におけるノイズフィルタ
回路を示す回路図、第３図は本発明による磁器組成物を
用いた素子の断面図、第４図は第３図の素子を用いたノ
イズフィルり回路を示す回路図、第６図は本発明と従来
のノイズフィルり回路による入力ノイズと出力ノイズの
状況を示す特性図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名Ｗ、
１ 図 ／ｌ 第３図 第４図 第５図 θｏｔ ｏ、ｆ ｔ ｔｔ） ｆＯθ−
周液数（Ｍ／−１す
回路を示す回路図、第３図は本発明による磁器組成物を
用いた素子の断面図、第４図は第３図の素子を用いたノ
イズフィルり回路を示す回路図、第６図は本発明と従来
のノイズフィルり回路による入力ノイズと出力ノイズの
状況を示す特性図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名Ｗ、
１ 図 ／ｌ 第３図 第４図 第５図 θｏｔ ｏ、ｆ ｔ ｔｔ） ｆＯθ−
周液数（Ｍ／−１す
Claims (1)
- Ｓ ｒ Ｔ １０３ を８０．０００−９９．９９０モ
ル％、半導体化促進用金属酸化物としてのＴａ２０３ｆ
０．００６−１０．０００−Ｅ−／Ｌ、％、Ｎａ、に、
Ｃａ 、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｂａ 、Ｐｂからなる群から選択
された少なくとも１種類以上の元素を酸化物の形にして
０．００５〜１０．０００モル％含有することを特徴と
する電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58020608A JPS59147403A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
| DE8484900746T DE3484332D1 (de) | 1983-02-10 | 1984-02-09 | Porzellanzusammensetzung fuer spannungsabhaengigen nichtlinearen resistor. |
| EP84900746A EP0137044B1 (en) | 1983-02-10 | 1984-02-09 | Composition of porcelain for voltage-dependent, non-linear resistor |
| PCT/JP1984/000035 WO1984003171A1 (en) | 1983-02-10 | 1984-02-09 | Composition of porcelain for voltage-dependent, non-linear resistor |
| US07/268,618 US4897219A (en) | 1983-02-10 | 1988-11-07 | Voltage-dependent non-linear resistance ceramic composition |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58020608A JPS59147403A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59147403A true JPS59147403A (ja) | 1984-08-23 |
| JPH0425683B2 JPH0425683B2 (ja) | 1992-05-01 |
Family
ID=12031974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58020608A Granted JPS59147403A (ja) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59147403A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5735303A (en) * | 1980-07-30 | 1982-02-25 | Taiyo Yuden Kk | Voltage vs current characteristic nonlinear semiconductor porcelain composition and method of producing same |
| JPS5816504A (ja) * | 1981-07-22 | 1983-01-31 | 太陽誘電株式会社 | 電圧非直線磁器組成物 |
-
1983
- 1983-02-10 JP JP58020608A patent/JPS59147403A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5735303A (en) * | 1980-07-30 | 1982-02-25 | Taiyo Yuden Kk | Voltage vs current characteristic nonlinear semiconductor porcelain composition and method of producing same |
| JPS5816504A (ja) * | 1981-07-22 | 1983-01-31 | 太陽誘電株式会社 | 電圧非直線磁器組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0425683B2 (ja) | 1992-05-01 |
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