JPS59202604A

JPS59202604A - 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物

Info

Publication number: JPS59202604A
Application number: JP58077753A
Authority: JP
Inventors: 野井　慶一; 高見　昭宏; 海老根　一英; 熊沢　幾美子
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-05-02
Filing date: 1983-05-02
Publication date: 1984-11-16

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】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
用及びノイス除去用などに利用される電圧依存性非直線
抵抗体く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。

Ｉ−（Ｖ／Ｃ）ＣＬここで、工は電流、■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０３ｉＣバリスタの
ａは２〜７８度、ＺｎＯ系バリスタでは５０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って比較
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（例えばノイズなど）の吸収に対してはほとん
ど効果を示さず、また誘電損失角（ｔａｎδ　）も５〜
１０％と大きい。

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
４〜６Ｘ１０４程度でｔａｎδか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ムコ
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には、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０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り回路を示しており、１
はコイル、２はコンデンサ、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０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するために、５ｒＴｉ
○３　と、原料中に初期から存在する極微量のＮｂ２Ｏ
５と、半導体化促進用金属酸化物としてＤｙ２Ｏ３と、
Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｉｒ。

○ｓ、Ｈｆ、Ｒｕからなる群から選択された少なくとも
１種類以上の元素をそれぞれ所定量含有してなる電圧依
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挙げて具体的に説明する。

〈実施例〉５ｒＴｉＯと原料中に初期から存在する極微量のＮｂ２
０５（本実施例で用いた原料中のＮｂ２Ｏ６含有量は０
．０６０モル％）と半導体化促進用金属酸化物としての
Ｄｙ２Ｏ３と非直線性を向上させる元素としてのＧｄ２
Ｏ３を下記の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時間混合粉砕し、乾燥させた後、
空気中で１０００℃。

４時間仮焼した。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、有機バインター　（例え
ばポリビニルアルコール６　ト’　）　’ｌｉ＝　８ｗ
ｔ　　％加え造粒した後、８．○φｍｍＸ１．○ｔｍｍ
の円板状に成形圧的１．○ｔ／ｃｒｒＩで加圧成型した
。この成型体を還元雰囲気（例えばＮ２：Ｎ２−１：１
゜流量１．０ｔ／ｍ１ｎ）にて１３５０℃で４時間焼成
した。こうして得られた焼成体の比抵抗は平均して０、
３０−ｃｎｒであり、平均粒子径は３０μｍであったＱ次に、上記焼成体を空気中で１３ＱＯ℃２２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ＳｉＣなどの研磨剤を用いて研磨し、研摩面にＡ
ｇなどの導電性金属を用いて電極５，６を形成した。上
記電極６，６の形状は６．０φ駒の円形とした。

このようにして得られた素子の特性を第１表に併せて示
す。

なお、素子のバリスタとしての特性評価は電圧−電流特
性式％式％）（但し、工は電流、■は電圧、Ｃはバリスタ固有の定数
、αは非直線指数である）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の正確な測定は困難であるため、本発明にお
いては１ｍＡの電流を流した時の単位厚み当りのバリス
タ電圧（以下ｖ１ｍＡ／”と呼ぶ）の値と、ａ　＝　１
　／　Ｌｏ（Ｊ　（■１　ｏｍＡ／／ｖ１　ｍＡ　）（
但し、■１ｏｍＡは１０ｍＡの電流を流した時のバリス
タ電圧、ｖｌｍＡは１ｍＡ　の′電流を流した時のバリ
スタ電圧である）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１ｋＭｚにおける誘電率ε、誘電損失角ｔａｎ
δで行っている。

第１表に示したように、Ｄｙ２Ｏ３は添加量が０．００
６モル％以上になると焼成時にＳ　ｒ　Ｔ１０３を主体
とする結晶の格子内に固溶し、原子価制御によシ焼結体
の比抵抗を１　、Ｏｒ）　”　Ｏｎ前後て下げることが
できるため、空気中で再焼成することにより焼結体粒子
境界に高抵抗層を形成し、バリスタとしての使用が可能
である。しか呟Ｄｙ２Ｏ３が１０、○Ｑ○　モル饅を超
えるともはや固溶しなくなり、焼結体の比抵抗は大きく
なり、バリスタとしての使用には不適当となる。

また、Ｎｂ○　は原料中の“ｒｉ○２中に混存して　　
５含まれるもので、添加物として意図的に加え／ζもので
はないが、Ｎｂ２Ｏ５が存在することにより半導体化が
阻害されることはないため、原料としてのＴ　１０２を
高純度に精製しなくてもＮｂ２Ｏ６を含有したままの状
態で使用してもかまわない。なお、Ｎｂ２Ｑ５の含有量
はＴ　ｚ　Ｏ２の精製純度により異なるが、通常工業的
に精製される原料中には○、００１〜０．２００　モル
％のＮｂ２Ｏ５が含有されるため、Ｎｂ２Ｏ５の含有量
は０．００１〜０．２００モル％とした０Ｇｄ２０３け焼成時に５ｒＴ１０３を主体とする結晶の
粒子境界に偏析し、粒子境界の比抵抗を増大させ、焼結
体の非直線指数ａを大きくするのに雷鳥する。このよう
な効果が現われるのは、Ｇｄ２Ｏ３の添ｍ　量ｉ；　０
．００５　モル％以Ｊ：になった時である。また、Ｇｄ
２Ｏ３の添加量が１０．０００モル係を超えると電気的
特性は劣化してくる。

従って、バリスタとコンデンサの両方の機能を同時に満
足する組成範囲は、Ｄｙ２Ｏ３が０．００５〜ｉｏ、ｏ
ｏｏモル％１Ｇｄ２０３がＯ１○０６〜１０．０００　
モルチである。なお、試料名１〜５゜１　ｏ、１１　．
１６，１７，２２，２３．２８〜３４は比較例である。

なお、実施例では１．−１ｄ２０３についてのみ単独で
用いる場合について説明したが、これに代えてｆｆｕ、
Ｔｂ、Ｔｍ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｈｆ、Ｉｆ（ｕ
の酸化物をそｎそ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Ｇ
ｄ、Ｍｕ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｌｕ、Ｔｈ、Ｉｒ、Ｏｓ、Ｈｆ
。

Ｒｕの酸化物を２種類以上、合計での添加量か上記所定
量の範囲になるようにし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図如示すようなノイズ入力ＡＫ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６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
５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。脣だ、第２図に示すバリスタを含む従来
のフィルタ回路では、不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
必要とするたけ部品点数が多くなる。

発明の効果以上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ゼし、バリスタとコンデンサ
の二つの役割を同時に果たすことが可能であシ、従来の
ノイズフィルタ回路を簡略化し、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、成子機器の
サージ吸収。

ノイズ除去へと広げることができ、その実用上の価値は
極めて太きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２区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Ｍ酸物を
用いた素子の所面図、第４図は第３図の素子を用いたノ
イズフィルタ回路を示す回路図、第５図は本発明と従来
のノイズフィルタ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　はが１名第１
図！第２図第３図第４図第５図一周波数（ｆ’ｌｌｂλ

Claims

【特許請求の範囲】Ｓ　ｒ　’ｒ　１０３を９９．９８９〜７９．８００モ
ル％。Ｎｂ２Ｏ６を０．００１〜０．２００モル％、Ｄｙ２Ｏ
３を０．００６〜１０．ｏｏｏモル％、　Ｍｕ、Ｇｄ、
Ｔｂ、Ｔｍ。Ｌｕ、Ｔｈ、Ｉｒ、○ｓ、ｆ（ｆ、Ｒｕから選択された
少なくとも１１１Ｍ以上の元素を酸化物の形にして０．
００６〜１０．０００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。