JPS609102A - 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 - Google Patents

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
用およ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。

■＝　（ｖ／ｃ　）“ ここで、工は電流、Ｖ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。

ＳｉＣバリスタのαは２〜７程度、ＺｎＯ系バリスタで
はαが６０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
（ｔａＨδ）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
４〜６×１０４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。

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
スタとコンデンサおよび他の部品（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およ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、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。

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自勺としている。

発明の構成 本発明は上記のような目的を達成するため（，５ｒＴｉ
０５と、半導体化促進用金属酸化物としてＮｂ２Ｏ５と
Ｔａ２０５、さらに添加物としてＭｎＯ２と、ＩＣｕ　
、　Ｇｄ　、　Ｔｂ　、　Ｔｍ　、　Ｌｕ、’Ｔｈ　、
　Ｉｒ　、　ＯＢ、　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挙げて具体的に説明する。

５ｒＴｉ０５とＮｂ２Ｏ５、−Ｔａ２０５とＭｎＯ２、
ＨｆＯ２を下記の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℃、１〜５時間仮
焼する。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、有機バインダー（例えばポリビニ
ルアルコールなト）を８ｗｔ％加え造粒した後、ｓ、ｏ
　ｙｕｎ４　ｘ　１．ｏ　ｗｔｂ　ｔ　の形状にプレス
圧１．ｏ　ｔ　／ｃ４で加圧成型した。この成型体を還
元雰囲気（例えばＮ２：Ｈ２＝１０：１）にて１３００
〜１４６０℃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〜ｏ８Ω・鋸で、平均粒径は２
０〜５０μｍであった。次に、この焼成体を空気中で１
０００〜１３６０℃で０・６〜５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の側平面をＳｉＣなとの研磨剤で
研磨し、Ａｑなどの導電性金属を用いて電極６．６を形
成した。上記電極６，６の径は５．０鼎φとした。

このようにして得られた素子の特性を下記の表に併せて
示す。

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％） （ただし、■は電流、Ｖ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だ
め、本発明においては１ｍＡのバリスタ電流を流し水時
の単位厚み轟９のバリスタ電圧（し天下ｖ、ＩｎＡ　１
ＩＵＬと呼ぶ）の値と、ａ　＝　１／　ｌｏｇ　（’Ｉ
ｓａｍｋ／　Ｖ＋ｍＡ　）（タタシ、ＶｌＢｌｍＡは１
０ｍＡのバリスタ電流を流しだ時のバリスタ電圧、ｖｌ
ｍＡは１ｍＡのバリスタ電流を流した時のバリスタ電圧
）の値によりノ（リスクとしての特性評価を行っている
。寸だ、コンデンサとしての特性評価は測定周波数１Ｋ
Ｈｚ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７時間を１
４００℃、２時間、空気中での焼成温度。

時間を１２００℃、３時間で行ったものである。

以上述べたようにＮｂ７０５．　Ｔａ２０５は還元焼成
時にＳ　ｒ　Ｔ　ｘ　Ｏｓを主体とする結晶中に固溶し
、原子価制御によシ焼結体の比抵抗を１．０Ω・口前後
に下げることができるだめ、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が形成されバリスタ特性
を示す。

１だ、Ｎｂ２Ｏ５は原料中のＴ　ｉＯ２中に混存して含
まれるものであり、通常工業的に精製される原料中には
０．００１〜０．２００モル％含まれる。

Ｎｂ２Ｏ５だけで５ｒＴｉＯ，を半導体化した場合比抵
抗はやや高くなり、バリスタ特性は示すものの特性が不
安定である。しかし、Ｎｂ２Ｏ５に’ｒａ、、ｏ５を加
えると比抵抗を低くすることができ、安定した特性が得
られる。Ｔ　ａ　２０５の添加量は多過ぎると他の添加
物の固溶を阻害するため、０．００１〜５．０００モル
％が適当である。

ＭｎＯ２を添加するとバリスタ特性を示すようになるが
、誘電率が小さく　ｔａｎδも犬きくなる。

しかし、ＨｆＯ２を同時に添加するとα、誘電率共に犬
きぐなり、ｔａｎδは小さくなるため、特性は大幅に改
善される。

ＭｎＯ２は添加量が多くなるとｔａｎδが大きくなり、
特性が劣化するため、０．００１〜２．０００モル％が
適当である。

ＨｆＯ２は添加量が多くなると誘電率が小さくなルタメ
、０．００１〜２．０００モル％が適当である。

しだがって、上記組成範囲で得だ焼結体は・くリスクと
コンデンサの両方の機能を持つことができる。

なお、実施例では旧０２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Ｅｕ。

Ｇｄ　、　Ｔｂ　、　Ｔｍ　、　Ｌｕ　、　Ｔｈ　、　
Ｉｒ　、　Ｏｓ　、　Ｒｕ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Ｋｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｔｍ、Ｌｕ
、Ｔｈ、Ｉｒ　、Ｏｇ、Ｈｆ　。

Ｒｕ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６図に示すようなノイズ入力人に対して出力状況を調
べた結果、第６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の通りであシ、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有し、バ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
ト化に富力するものであり、各種電気機器、電子機器の
サージ吸収。

ノイズ除去へと広げることができ、その実用上の価値は
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

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名第１
図 第３図 、６ 第４図 第５図 一周液ＪＲ＜ｍ幻

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ５ｒＴｉ０３を９９．９９６〜９０．８００％／ｌ／％
   、半導体化促進用金属酸化物としてＮｂ２Ｏ５をｏ、Ｑ
   ○１〜０．２００　モ＃％、Ｔａ２０５を００ｏＯ１〜
   ５，００ｏモル％含み、ＭｎをＭｎＯ２の形にしてｏ、
   ｏＯ１〜２．０００モル％、Ｅｕ　、　Ｇｄ　、Ｔｂ　
   、　Ｔｍ　、　Ｌｕ　、　Ｔｈ　。 Ｘｒ　、　Ｏｓ　、Ｈｆ　、　Ｒｕからなる群から選択
   された少なくとも１種類以上の元素を酸化物の形にして
   ０．００１〜２．０００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。