JPS6118101A - 酸化物セラミツクバリスタ - Google Patents
酸化物セラミツクバリスタInfo
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- JPS6118101A JPS6118101A JP59137248A JP13724884A JPS6118101A JP S6118101 A JPS6118101 A JP S6118101A JP 59137248 A JP59137248 A JP 59137248A JP 13724884 A JP13724884 A JP 13724884A JP S6118101 A JPS6118101 A JP S6118101A
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- JP
- Japan
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- metal oxide
- mol
- varistor
- oxide
- voltage
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
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】
この発明は、上2ミックバリスタ、特に酸化亜鉛セラミ
ックバリスタに関連する〇 一般に、バリスタの電圧−電流特性は、バリスタ電流を
工、印加電圧を■、非直線指数をαとすると。
ックバリスタに関連する〇 一般に、バリスタの電圧−電流特性は、バリスタ電流を
工、印加電圧を■、非直線指数をαとすると。
α
I=kV
(kは定数)で表わされる。酸化亜鉛セラミックバリス
タは、シリコンカーバイドバリスタに比べ非直線指数α
の値が大きく、かつ立上シミ圧の制御が容易であると共
に広範囲の特性を選定できる利点がある。この点に着目
して9種々の酸化亜鉛セラミックバリスタが開発された
が、従来のとの雅バリスタの製造では、高い特性値を得
るため9例えば特公昭53−11076号に示される通
り酸化ビスマスを添加したり、或いは特公昭48−67
54号に示される通り酸化ストロンチウムを添加してい
た。
タは、シリコンカーバイドバリスタに比べ非直線指数α
の値が大きく、かつ立上シミ圧の制御が容易であると共
に広範囲の特性を選定できる利点がある。この点に着目
して9種々の酸化亜鉛セラミックバリスタが開発された
が、従来のとの雅バリスタの製造では、高い特性値を得
るため9例えば特公昭53−11076号に示される通
り酸化ビスマスを添加したり、或いは特公昭48−67
54号に示される通り酸化ストロンチウムを添加してい
た。
しかし、前者のバリスタでは、10〜100Aの大電流
領域での非直線性は悪く、サージ電圧に対する安定性も
悪かった。又、焼成時にイグロス即ち強熱減量として酸
化ビスマスが放出されるので、この酸化ビスマスのため
、炉の耐火物が損傷したり、炉内で接近して配置された
多数のバリスタ素子が互いに固着することがあるため製
造時の歩留シが悪い欠点があった。
領域での非直線性は悪く、サージ電圧に対する安定性も
悪かった。又、焼成時にイグロス即ち強熱減量として酸
化ビスマスが放出されるので、この酸化ビスマスのため
、炉の耐火物が損傷したり、炉内で接近して配置された
多数のバリスタ素子が互いに固着することがあるため製
造時の歩留シが悪い欠点があった。
後者のバリスタでは、非直線指数αのあま9大、きいも
のが得られず、との対策としてCoOhるいはMnO,
を塗布して再度焼成しなければならないという欠点があ
った。
のが得られず、との対策としてCoOhるいはMnO,
を塗布して再度焼成しなければならないという欠点があ
った。
そこで、この発明は、特定成分比率の2元金属酸化物を
酸化亜鉛原料に添加した混合物を焼成して得られるバリ
スタを提供し、上記欠点を解消するものである。
酸化亜鉛原料に添加した混合物を焼成して得られるバリ
スタを提供し、上記欠点を解消するものである。
実施例
最初に、所期の上2ミックバリスタを得るため、第1表
に示す組成の酸化物原料を計量した第 1 表 α05− (0,1− 2151,00,50−OX−− 3151,00,5(1,01−− 4151,00,50,01−− 5151,00,50,01−− 6151,00,50,01−− 0,5 0,5 0,5 0+5 0.5 0.5 (単位二モルチ) ・5) 第1表は、添加成分の相違する12種の試料番号を示す
。ここで試料番号1から6までは。
に示す組成の酸化物原料を計量した第 1 表 α05− (0,1− 2151,00,50−OX−− 3151,00,5(1,01−− 4151,00,50,01−− 5151,00,50,01−− 6151,00,50,01−− 0,5 0,5 0,5 0+5 0.5 0.5 (単位二モルチ) ・5) 第1表は、添加成分の相違する12種の試料番号を示す
。ここで試料番号1から6までは。
Barn’s * BaTi0a + BaGeOs
+ Ba5ins + BaZrOs eBa8nO,
+BaGe01の2元金属酸化物の組成成分を0.05
.0.1.0.5.1 、5及び10モル−〇6段階に
それぞれ分類して酸化物を計量し、他の1元金属酸化物
Coo t 8b@Os * B2O5及びン、0.は
、それぞれ一定量、即ち15 、1.0.0.5.0.
01七I計量し、 73.49〜83.44モアv%の
ZnOと混合し、6X6=36種の出発原料を作成した
。出発原料は、全て酸化物基準のモルチで表示される。
+ Ba5ins + BaZrOs eBa8nO,
+BaGe01の2元金属酸化物の組成成分を0.05
.0.1.0.5.1 、5及び10モル−〇6段階に
それぞれ分類して酸化物を計量し、他の1元金属酸化物
Coo t 8b@Os * B2O5及びン、0.は
、それぞれ一定量、即ち15 、1.0.0.5.0.
01七I計量し、 73.49〜83.44モアv%の
ZnOと混合し、6X6=36種の出発原料を作成した
。出発原料は、全て酸化物基準のモルチで表示される。
次に第1表で試料番号7は* −sb、o、 t Bt
Os +鶴0.及びBarn’sをそれぞれ1.0.0
.5.0.01及び0.5モルチで一定とし、1元金属
酸化物CoOの組成成分を0.05.0.1.0.5.
1 、5 、10 。
Os +鶴0.及びBarn’sをそれぞれ1.0.0
.5.0.01及び0.5モルチで一定とし、1元金属
酸化物CoOの組成成分を0.05.0.1.0.5.
1 、5 、10 。
15、20.30及び50モル−〇10段階にそれぞれ
分類して酸化物を計量し、 47.99〜97.94モ
/I/%のZnOと混合し、10X1=10種の出発原
料を作った0 更に、試料番号8と9は、 Cod、 B、01 又は
sb、o、 、 鶴o、及びBaSnO3を15.0.
5又は1.0゜0.01及び0.5モルチで一定としe
sb、o、又は馬O1の組成成分を、 0.01.0
.05.0.1.0.5.1 、3及び5モル−〇7段
階にそれぞれ分類して酸化物を計量し、 78.49〜
83.98 %ルチのZnOと混合し、7X2=14種
の出発原料を作った。
分類して酸化物を計量し、 47.99〜97.94モ
/I/%のZnOと混合し、10X1=10種の出発原
料を作った0 更に、試料番号8と9は、 Cod、 B、01 又は
sb、o、 、 鶴o、及びBaSnO3を15.0.
5又は1.0゜0.01及び0.5モルチで一定としe
sb、o、又は馬O1の組成成分を、 0.01.0
.05.0.1.0.5.1 、3及び5モル−〇7段
階にそれぞれ分類して酸化物を計量し、 78.49〜
83.98 %ルチのZnOと混合し、7X2=14種
の出発原料を作った。
試料番号10ないし12は、上記と同様に、Co。
= 5btOa −BtOs及びBa5nO@ t−1
5、1,0、0,5及び0.5モルチで一定とすると共
にt All0. t In1O1及びAll01 +
In1O1の組成成分を0.0005 、0.001
。
5、1,0、0,5及び0.5モルチで一定とすると共
にt All0. t In1O1及びAll01 +
In1O1の組成成分を0.0005 、0.001
。
0.005.0.01.0.05.0.1及び0,5モ
ル−の7段階にそれぞれ分類して酸化物を計量し、 8
2.5〜82、9995 モk To (D ZnOと
混合し、7X3=2111の出発原料を作った。
ル−の7段階にそれぞれ分類して酸化物を計量し、 8
2.5〜82、9995 モk To (D ZnOと
混合し、7X3=2111の出発原料を作った。
上記のように選定した81種の出発原料をボールミルで
充分混合したのち、ポリビニールアルコールを有機結合
剤として調質し造粒した。
充分混合したのち、ポリビニールアルコールを有機結合
剤として調質し造粒した。
出発原料には、 Barn’sなどの2元金属酸化物以
外の成分では、酸化物の代りに水酸化物又は炭酸塩を添
加してもよい。成形時の寸法又は焼成後の特性が不均一
な場合は、 600〜1000Gの高温空気雰囲気中で
1〜3時間仮焼した後、微粉砕して造粒した。得られた
造粒粉を0.5〜2.0ton/am’の圧力で直径1
5■厚さ2■のディスク形に成形し、成形後、 100
0〜1400C’の高温空気中で1〜3時間焼成し、焼
結体を得た。これらの焼結体の両面にAgペーストの焼
付けにより電極を形成し、セラミックバリスタを作った
。
外の成分では、酸化物の代りに水酸化物又は炭酸塩を添
加してもよい。成形時の寸法又は焼成後の特性が不均一
な場合は、 600〜1000Gの高温空気雰囲気中で
1〜3時間仮焼した後、微粉砕して造粒した。得られた
造粒粉を0.5〜2.0ton/am’の圧力で直径1
5■厚さ2■のディスク形に成形し、成形後、 100
0〜1400C’の高温空気中で1〜3時間焼成し、焼
結体を得た。これらの焼結体の両面にAgペーストの焼
付けにより電極を形成し、セラミックバリスタを作った
。
第13図は、上記方法で製作したバリスタの断面図を示
し9本発明バリスタの高非直線指数αは、導電性微結晶
(1)とその結晶粒界を結合する高抵抗層(2)に起因
するので、成分組成及び焼成条件を変えることにより立
上pt圧及び非直線指数を容易に制御できることは明白
である〇しかしこのような電気的特性は、電極(3)の
材質や取付方法には影響されないため、 Ag以外に。
し9本発明バリスタの高非直線指数αは、導電性微結晶
(1)とその結晶粒界を結合する高抵抗層(2)に起因
するので、成分組成及び焼成条件を変えることにより立
上pt圧及び非直線指数を容易に制御できることは明白
である〇しかしこのような電気的特性は、電極(3)の
材質や取付方法には影響されないため、 Ag以外に。
In t Al及び8n等の蒸着電極又はN1メッキ電
極等種々の電極を使用することができる。
極等種々の電極を使用することができる。
第1図ないし第12図は、第1表に示す各組成について
、上述の通り作られたセラミックバリスタの立上り電圧
即ちバリスタ電圧v1.電圧比R及び電圧変化率ΔV、
を測定した結果を示すグラフであり、それぞれ第1表の
試料番号工ないし12に1対応する。ここで、端子間電
流1.0鮎におけるバリスタ端子電圧を測定して、バリ
スタ電圧V、とした。又、端子間電流が1.0mAと2
5Aでのバリスタ端子電圧V、及びV□を測定し。
、上述の通り作られたセラミックバリスタの立上り電圧
即ちバリスタ電圧v1.電圧比R及び電圧変化率ΔV、
を測定した結果を示すグラフであり、それぞれ第1表の
試料番号工ないし12に1対応する。ここで、端子間電
流1.0鮎におけるバリスタ端子電圧を測定して、バリ
スタ電圧V、とした。又、端子間電流が1.0mAと2
5Aでのバリスタ端子電圧V、及びV□を測定し。
その比V!l/VtO値を電圧比Rとした。従って電圧
比Rが小さい程、電圧非直線性が優れているといえる。
比Rが小さい程、電圧非直線性が優れているといえる。
電圧変化率Δηは、電気学会(J′EC)187規格「
インパルス電圧電流試験一般」で規定された波頭長x波
尾長= 8 X 20μaの波形で100OAの電流を
2回、バリスタに印加し、この電流の2回印加前後での
逆方向バリスタ電圧Vatト■とを測定し、その変化率
(Vbt −Vat)/Vatを電圧変化率ΔV、とし
た。従って絶対値での電圧変化率ΔV!が小さい程、負
荷に対する安定性が優れているといえる。
インパルス電圧電流試験一般」で規定された波頭長x波
尾長= 8 X 20μaの波形で100OAの電流を
2回、バリスタに印加し、この電流の2回印加前後での
逆方向バリスタ電圧Vatト■とを測定し、その変化率
(Vbt −Vat)/Vatを電圧変化率ΔV、とし
た。従って絶対値での電圧変化率ΔV!が小さい程、負
荷に対する安定性が優れているといえる。
酊1図ないし第6図のグラフでは、各2元金属酸化物B
a5nOa * BaTiOs * BaGeOs、
Ba5iO1,fhZrD@Ba5nO1+BaGe0
.の組成含量は、0.1〜5−E昶の範囲外では、電圧
比R及び電圧衾化率ΔV、の絶対値が大きいことが明ら
かである。したがって電圧非直線性に優れ、負荷に対す
る安定性の良い/< IJスタを得るためには、上記0
.1〜5モルチの範囲内でバリスタを作るべきである。
a5nOa * BaTiOs * BaGeOs、
Ba5iO1,fhZrD@Ba5nO1+BaGe0
.の組成含量は、0.1〜5−E昶の範囲外では、電圧
比R及び電圧衾化率ΔV、の絶対値が大きいことが明ら
かである。したがって電圧非直線性に優れ、負荷に対す
る安定性の良い/< IJスタを得るためには、上記0
.1〜5モルチの範囲内でバリスタを作るべきである。
この組成範囲は、第1表の各2元金属酸化物の各欄に括
弧内に示される。
弧内に示される。
上記と同様に、第7図のグ27は、 CoOは0、1な
いし30−E:ルチの範囲が電圧比R及び電圧変化率Δ
V、が良好であることを示す。
いし30−E:ルチの範囲が電圧比R及び電圧変化率Δ
V、が良好であることを示す。
第8図と第9図のグラフは、1元金属酸化物sb、o、
とB、0.は、0.05ナイし3 モル% 71)Z良
好で。
とB、0.は、0.05ナイし3 モル% 71)Z良
好で。
第10図ないし第12図は、1元金属酸化物A1*Os
# Ingo、及びA11(% + in、Osの組
成範囲が0.001ないし0.1モルチが良好なことを
示す。なお、 B、(>、が3モルチを越えると、焼
成時にバリスタ素子が互いに付着して製造歩留Jl低下
させるという欠点もでてくる0 要約すると1本発明のバリスタは、総合的に。
# Ingo、及びA11(% + in、Osの組
成範囲が0.001ないし0.1モルチが良好なことを
示す。なお、 B、(>、が3モルチを越えると、焼
成時にバリスタ素子が互いに付着して製造歩留Jl低下
させるという欠点もでてくる0 要約すると1本発明のバリスタは、総合的に。
バリスタ電圧V、 110〜690V、’[正比R+
1.45〜2.50.電圧変化率ΔV、ilOチ以下の
優れた特性を示す。この場合、添加成分が加えられるZ
nOの範囲は、第1表よシ必然的に58.9〜99.6
99モルチとなる。
1.45〜2.50.電圧変化率ΔV、ilOチ以下の
優れた特性を示す。この場合、添加成分が加えられるZ
nOの範囲は、第1表よシ必然的に58.9〜99.6
99モルチとなる。
本発明では、2元金属酸化物の一部を、 Bad。
SnO,、Tie、、 Gem、 e 810.及びZ
rO,に代表される一元金属酸化物、これらと同等の水
酸化物又は炭酸塩から選択された少くとも1種に代えて
バリスタを作っても上記と同様の良好な結果を得ること
が判明した。
rO,に代表される一元金属酸化物、これらと同等の水
酸化物又は炭酸塩から選択された少くとも1種に代えて
バリスタを作っても上記と同様の良好な結果を得ること
が判明した。
第2表は、試料番号13から23まで上記とは別に作ら
れたバリスタの出発原料組成を社。
れたバリスタの出発原料組成を社。
試料番号13ないし18は# Ba5nO1: BaO
: knO。
: knO。
の比率をモル比で4:1:1の一定とし* Ba 5n
OBへの換算量を0.05〜10.0モルチまで、変化
させている。試料番号14ないし17の電圧比Rと電圧
変化率Δv1は実用範囲内であるが、試料番号13と1
8は、絶対値が大きくなり、使用できない。従って、
Ba5nO,の1部がBaOとSnugに代えられても
Ba5n01に換算して0.1〜5モルチの範囲であれ
ば1本発明とは同一技術範囲である。
OBへの換算量を0.05〜10.0モルチまで、変化
させている。試料番号14ないし17の電圧比Rと電圧
変化率Δv1は実用範囲内であるが、試料番号13と1
8は、絶対値が大きくなり、使用できない。従って、
Ba5nO,の1部がBaOとSnugに代えられても
Ba5n01に換算して0.1〜5モルチの範囲であれ
ば1本発明とは同一技術範囲である。
試料番号19ないし23では、 Ba5n01の換算量
は、一定の0.5モルチであるが−Ba5n(% :B
aO: SnO,の比率を階段的に変化させa BaS
nO3は5〜0モル比の範囲で変化させる。
は、一定の0.5モルチであるが−Ba5n(% :B
aO: SnO,の比率を階段的に変化させa BaS
nO3は5〜0モル比の範囲で変化させる。
試料番号19と20は、21ないし23より電圧変化率
Δv1は小さく極めて優れている。従って2元と1元の
混合金属酸化物では、試料番号15.19及び20から
、2元金属酸化物は2元と1元の混合金属酸化物の中に
ある割合で40モルチ以上包含されていれば、小さな電
圧変化率Δv1が得られることが明白である。
Δv1は小さく極めて優れている。従って2元と1元の
混合金属酸化物では、試料番号15.19及び20から
、2元金属酸化物は2元と1元の混合金属酸化物の中に
ある割合で40モルチ以上包含されていれば、小さな電
圧変化率Δv1が得られることが明白である。
試料番号23は、2元金属酸化物が全く包含されないバ
リスタであり、電圧変化率ΔV、が極めて大きい。添加
される1元金属酸化物は1強熱減量を考えればBad、
5nO1,Ti1t I Ge1O* # S 10
を及びZr01の水酸化物又は炭酸化物でも良いが。
リスタであり、電圧変化率ΔV、が極めて大きい。添加
される1元金属酸化物は1強熱減量を考えればBad、
5nO1,Ti1t I Ge1O* # S 10
を及びZr01の水酸化物又は炭酸化物でも良いが。
添加量は、60モルチ未満である。いずれにしても2元
金属酸化物の混合金属酸化物は全体で0.1〜5モルチ
の範囲である。
金属酸化物の混合金属酸化物は全体で0.1〜5モルチ
の範囲である。
上述の通り本発明では、酸化ビスマス又は酸化ストロン
チウムを使用することなく、2元金属酸化物の添加によ
シ低い電圧比R及び電圧変化率ΔV、を有するバリスタ
が得られ、すなわち電圧非直線性と負荷に対する安定性
の良好なバリスタが得られ1組成原料の取扱いも容易で
あるため、バリスタ技術の向上に大きく寄与するものと
期待される。
チウムを使用することなく、2元金属酸化物の添加によ
シ低い電圧比R及び電圧変化率ΔV、を有するバリスタ
が得られ、すなわち電圧非直線性と負荷に対する安定性
の良好なバリスタが得られ1組成原料の取扱いも容易で
あるため、バリスタ技術の向上に大きく寄与するものと
期待される。
第1図、第2図、第3図、第4図、第5図。
第6図、第7図、第8図、第9図、第10図。
第11図、第12図は1本発明によるバリスタの電圧比
R1電圧変化率Δ■、及びバリスタ電圧V、と各組成成
分との関係を示すグ5/7で1第13図は1本発明によ
るバリスタの断面図である。 工・・・導電性微結晶、 2・・・高抵抗層。 3・・・電極 特許出願人 サンケン電気株式会社 第13図
R1電圧変化率Δ■、及びバリスタ電圧V、と各組成成
分との関係を示すグ5/7で1第13図は1本発明によ
るバリスタの断面図である。 工・・・導電性微結晶、 2・・・高抵抗層。 3・・・電極 特許出願人 サンケン電気株式会社 第13図
Claims (3)
- (1)Zn、Ba、Sn、Ti、Ge、Si、Zr、C
o、Sb、B、Al、Inを、代表的な1元または2元
の金属酸化物であるZnO、BaSnO_3、BaTi
O3、、BaGeO_3、BaSiO_3、BaZrO
_3、CoO、Sb_2O_3、B_2O_3、Al_
2O_3及びIn_2O_3に換算して、 ZnO 58.9〜99.699モル% BaSnO_3、BaTiO_3、BaGeO_3、B
aSiO_3、BaZrO_3から選択された少なくと
も1種 0.1〜5モル%CoO 0.1〜30モル% Sb_2O_3 0.05〜3モル% B_2O_3 0.05〜3モル% Al_2O_3とIn_2O_3から選択された少なく
とも1種0.001〜0.1モル% の比率となるように含み、かつBaSnO_3、BaT
iO_3、BaGeO_3、BaSiO_3、BaZr
O_3に代表されるSn、Ti、Ge、Si、Zrのい
ずれかとBaとの2元金属酸化物が原料として添加され
た混合物を焼結して得られることを特徴とする酸化物セ
ラミックバリスタ。 - (2)上記特許請求の範囲第1項において、Ba、Sn
、Ti、Ge、Si及びZrが前記2元金属酸化物と1
元金属酸化物の両方を原料として添加されており、前記
2元金属酸化物を前記代表的2元金属酸化物に換算し、
前記1元金属酸化物を代表的1元金属酸化物であるBa
O、SnO_2、TiO_2、GeO_2、SiO_2
、ZrO_2に換算したとき、原料として、前記2元金
属酸化物が前記2元金属酸化物と前記1元金属酸化物の
合計に対して40モル%以上である酸化物セラミックバ
リスタ。 - (3)上記特許請求の範囲第2項において、前記1元金
属酸化物がこれと同等の1元金属水酸化物および1元金
属炭酸塩を含む酸化物セラミックバリスタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59137248A JPS6118101A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 酸化物セラミツクバリスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59137248A JPS6118101A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 酸化物セラミツクバリスタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6118101A true JPS6118101A (ja) | 1986-01-27 |
JPH0249522B2 JPH0249522B2 (ja) | 1990-10-30 |
Family
ID=15194228
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59137248A Granted JPS6118101A (ja) | 1984-07-04 | 1984-07-04 | 酸化物セラミツクバリスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6118101A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4897374A (en) * | 1987-12-16 | 1990-01-30 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Dielectric ceramic and process of preparing it |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0622513B2 (ja) * | 1990-11-30 | 1994-03-30 | 新明和リビテック株式会社 | 救急自動車におけるベッドの防振装置 |
-
1984
- 1984-07-04 JP JP59137248A patent/JPS6118101A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4897374A (en) * | 1987-12-16 | 1990-01-30 | Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. | Dielectric ceramic and process of preparing it |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0249522B2 (ja) | 1990-10-30 |
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