JPS6215801A - 電圧非直線抵抗体用磁器組成物 - 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） この発明は電圧非直線抵抗体用磁器組成物に関し、特に
抗折強度の大きいチタン酸ストロンチウム系の電圧非直
線抵抗体用磁器組成物に関する。

（従来技術） チタン酸ストロンチウム系の半導体磁器の結晶粒界を高
抵抗化することによって電圧非直線抵抗体（以下「バリ
スタ」と称する）が（辱られることが知られている。こ
の種のバリスタの応用の一例として、マイクロモータの
火花吸収用のリングバリスタがある。このリングバリス
タは、通常、樹脂ディップなどで外装せず、そのままで
装着されるため、抗折強度の大きなものが必要とされる
。

特にマイクロモータなどに使用されるバリスタは小型で
あるため、抗折強度の大きいことが重要な特性として要
求される。そこで、本件出願人は、先に、たとえば特開
昭５９−１８８１０３号公報に開示されるような電圧非
直線抵抗体用磁器組成物を提案した。

こ−の特開昭５９−１８８１０３号公報には、第２発明
として、チタン酸ストロンチウムまたはチタン酸ストロ
ンチウムを主体としてその他のチタン酸塩、ジルコン酸
塩およびすず酸塩を含んだ主成分が９８．８０〜９９．
８８モル％、Ｅｒ２Ｏ３、ＨＯ２０３のうち少なくとも
１種が０．１〜１．０モル％、ＭｎＯ□、Ｃｏ２Ｏ３の
うち少なくとも１種が０．０２〜０．２モル％からなり
、磁器の結晶粒が半導体で磁器の結晶粒界が高抵抗化さ
れたものからなる、電圧非直線抵抗体用磁器組成物が開
示されている。

（発明が解決しようとする問題点） 引用した従来技術では、特性改善剤としてのＭｎＯ２，
Ｃｏ□０３の添加により抗折強度が比較的大きく、かつ
電圧非直線係数αが改“善されるとともに、温度係数Ｔ
ｃが小さくなり、さらには、単位厚み当たりのしきい値
電圧ｖｔｈが低く、定格電圧印加時の絶縁抵抗ＩＲが太
き（、みかけ上の誘電率εが大きくなるなどの優れた特
性を発揮する。反面、たとえば８×２０μｓｅｃの標準
波形電圧を印加したときのしきい値電圧ｖｔｈおよび電
圧非直線係数の変化率が１０％を越える限界電流値つま
りサージ耐量が低下する１頃向にあった。

それゆえに、この発明の主たる目的は、抗折強度が大き
くしかもその他の電気的特性たとえばサージ耐量が改善
される、電圧非直線抵抗体用磁器組成物を提供すること
である。

（問題点を解決するための手段） この発明は、式：　　（Ｓｒｌ　＋　ｘＡｘ）（Ｔｉｌ
−ｙＢｙ）Ｏ３　　（ＡはＣａおよびＢａのうち少なく
とも１種を含み、ＢはＺｒおよびＳｎのうち少なくとも
１種を含み、Ｘおよびｙは各成分のモル％を示し、０．
０３≦ｘ≦０．３０および０．０２≦ｙ≦０．２０）で
表される主成分を９９．８０〜９９．８８モル％、Ｅｒ
２Ｏ３およびＨｏ２Ｏ３のうち少なくとも１種を０．１
〜１．０モル％、そしてＭｎおよびＣｏのうち少なくと
も１種をそれぞれＭｎＯ２およびＣｏ２Ｏ３に換算して
０．０２〜０．２モル％を含む磁器に対し、さらにＬｉ
２０．Ｎａ２ＯおよびＫ２Ｏのうち少なくとも１種を０
．０１〜２．５ｗｔ％含ませた、電圧非直線抵抗体用磁
器組成物である。

（発明の効果） この発明によれば、抗折強度が大きくしかもサージ耐量
が大幅に改善された電圧非直線抵抗体用磁器組成物が得
られる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう
。

（実施例） 大施■土 主成分であるＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３およびＴｉＯ２と
、半導体化剤であるＥｒ２０３　、）（ｏ２０３と、特
性改善剤であるＭｎＯ２、Ｃｏ２０３のうちの少なくと
も１種とを第１表に示す組成比の磁器が得られるように
各粉末を秤量し、バインダを６ｗｔ％加えてポ、リボッ
トで約１６時間湿式粉砕した。脱水した後、サラン篩５
０メツシュで整粒し、直径１０ｍｍ、肉厚０．６ｍｍの
円板状に成形した。次いで、中性または弱還元性雰囲気
中で１３５０〜１４５０℃で１〜５時間焼成した。

焼成された磁器の大きさは直径８　ｍ　ｍ　、肉厚０゜
５ｍｍであった。

次に、第２の特性改善剤としてＬｉ２ｏ、Ｎａ２Ｏおよ
びＫ２Ｏのうちの少なくとも１種をその磁器の表面に塗
布して酸化雰囲気中で８００〜１２００℃で１０分〜３
時間焼成し、その第２の特性改善剤を第１表に示した重
量比になるように、磁器の結晶粒界に拡散させた。さら
に、円板の磁器の両面にその磁器の中心と電極の中心と
が一致するように、直径７．５ｍｍの銀電極を形成し、
リード線を全面はんだによって取り付けた。

得られた試料を雷サージ試験器に接続して８×２０μｓ
ｅｃの標準波形電圧を印加し、しきい値電圧Ｖ　ｔ　ｈ
　（＝Ｖ、　ｍＡ）をその電圧印加の前後で測定し、変
化率Δ■、を計算した。この変化率ΔＶ１が一１０％と
なる限界電流値をその試料のサージ耐量（Ａ）と呼ぶ。

次に、抗折強度は先の引用公報特開昭５９−１８８１０
３号公報の第１図で開示された方法で測定し丈。すなわ
ち、抗折強度はプソシュブルゲージを用いてその試料に
静荷重（Ｗ　＞を加えてその試料が破壊するときの静荷
重（ｋｇ）として測定した。

そのような測定結果を第１表に示す。この第１表におい
て＊印を付したものはこの発明の範囲外であり、それ以
外は全てこの発明の範囲内のものである。

第１表に示すように、第２の特性改善剤すなわちＬｉ２
ＯおよびＫ２Ｏのうち少なくとも１種が０．０１ｗｔ％
未満であれば、サージ耐量が改善されず、またそれらが
２，５ｗｔ％を越えて添加されると、しきい値電圧ｖｔ
ｈが増大したり電圧非直線性αが低下したりして、バリ
スタに必要な特性が得られなかった。

比較例Ｉ 主成分であるＳ　ｒ　Ｃ０３、Ｃａ　Ｃ０３およびＴｉ
Ｏ２と、半導体化剤であるＥ　ｒ２０３　、　　Ｈ０２
０３および第１の特性改善剤であるＭｎＯ２，Ｃｏ２Ｏ
３のうちの少なくとも１種を第２表に示す組成比の磁器
が得られるように秤量し、それ以後は第２の特性改善剤
を塗布し拡散させる以外は実施例１と同様に処理して、
試料を得た。そして、得られた試料について実施例■と
同様にしてサージ耐量（Ａ）および抗折強度（ｋ　ｇ）
を測定し、その結果を第２表に示した。

第１表と第２表とを比較して明らかなように、この発明
に従って第２の特性改善剤Ｌｉ２Ｏ，Ｎａ２ＯおよびＫ
２Ｏのうち少なくとも１種を所定のｗｔ％で含有させる
ことによって、第１の特性改善剤のＭｎＯ２，Ｃｏ□０
３を添加した場合の欠点であったサージ耐量の低下をそ
の第１の特性改善剤を添加しない場合よりもさらに約６
０％改善し、加えて抗折強度も約２０％改善することが
できる。

なお、主成分、半導体化剤および第１の特性改善剤は、
先に引用した特開昭５９−１８８１０３号公報に開示さ
れていると同じように、しきい値電圧ｖｔｈおよび電圧
非直線性αの改善を図るためである。　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　１尖１順■− 主成分であるＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、Ｔ
ｉＯ２、ＺｒＯ２および５ｎ０２と半導体化剤であるＥ
ｒ２０３　、Ｈｏ□０３と第１の特性改善剤であるＭｎ
Ｏ□、Ｃｏ２０３を第３表に示す組成比の磁器が得られ
るように各粉末を秤量し、その後実施例■と同様に処理
して試料を得た。

得られた試料について実施例■と同様にしてサージ耐量
（Ａ）および抗折強度（ｋ　ｇ）を測定し、その結果を
第３表に示した。この第３表において＊印を付したもの
はこの発明の範囲外のものであり、それ以外はこの発明
の範囲内のものである。

比較例■ 主成分であるＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、Ｔ
ｉＯ□およびＺｒＯ２と半導体化剤であるＥｒ２Ｏ３，
Ｈｏ２Ｏ３と特性改善剤であるＭｎＯ□、Ｃｏ２Ｏ３を
第４表に示す組成比の磁器が得られるように秤量し、そ
の後比較例■と同様に処理してサージ耐量（Ａ）および
抗折強度（ｋｇ）を測定してその結果を第４表に示した
。

第３表と第４表とを比較して明らかなように、第２の特
性改善剤によって、サージ耐量および抗折強度をそれぞ
れ約５０％および約６０％改善することができる。

なお、この発明の範囲外の添加量では少なすぎるとその
ような改善の効果がなく、多すぎると絶縁体化してしま
い必要な特性が得られない。

比較例■ 主成分であるＳｒＣＯ３、ＣａＣＯ３、ＢａＣＯ３、Ｔ
ｉＯ□およびＺｒＯ２と半導体化剤であるＹ２０３　、
、Ｎｂ２Ｏ３、ＷＯ３、Ｌａ２Ｏ３などと第１の特性改
善剤であるＭｎＯ２、ＣＯ２０３を第５表に示す組成比
の磁器が得られるように秤量し、その後比較例Ｉと同様
に処理して試料を得た。

そして、得られた試料について実施例■と同様にしてサ
ージ耐量（Ａ）および抗折強度（ｋｇ）を測定してその
結果を第５表に示した。この比較例■のように、半導体
化剤として第５表に示すＹ２０３　、Ｎｂ２０３　、Ｗ
Ｏ３、Ｌａ２　ｏ３などを用い−ると、サージ耐量があ
まり改善されない。

第３表と第５表とを比較して明らかなように、この発明
に従って半導体化剤および第１の特性改善剤に加えて第
２の特性改善剤としてＬｉ２Ｏ。

Ｎａ２０およびＫ２Ｏのうち少なくとも１種をその所定
のｗｔ％含む組成の磁器でバリスタを構成すると、サー
ジ耐量（Ａ）および抗折強度（ｋｇ）が著しく改善され
る。

このように、この発明によれば抗折強度の劣化なしにサ
ージ耐量を向上させることができるので、それによって
得られるバリスタの信頼性を電気的にもまた構造的にも
高めることができる。

なお、Ｌｉ、ＮａおよびＫは添加または塗布する際酸化
物、フッ化物あるいは塩などの形で用いてもよい。これ
は酸化工程により酸化物に変化するからである。

特許出願人　株式会社　村田製作所 代理人　弁理士　山　１）　義　人 （ほか１名） 手続補正書（自船 １．事件の表示 昭和６０年　特許願　第１５４９８３号２、発明の名称 電圧非直線抵抗体用磁器組成物 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　所　京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号名　称
　（６２３）株式会社　打出製作所代表者　　村　１）
　昭 ４、代　理　人　８５４０　！大阪（０６）　７６４−
５４４３　（代）住　所　大阪市東区谷町５丁目３０番
地（新野村ビル７階） 氏名弁理±９０１８山田義人 住所　　同　　所 氏名弁理±７９５７岡田全啓 ５、補正命令の日付 発明の詳細な説明の欄」　− ７、補正の内容 （１）明細書の特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。

（２）明細書第３頁第１９行〜第２０行の「標準波形電
圧」を「標準波形電流」に訂正する。

（３）明細書第５頁第３行の「抗折強度」を「抗折強度
」に訂正する。

以上 ２、特許請求の範囲 式：　（Ｓｒ＋−ｘＡｘ）（Ｔｉ＋　−ＹＢｙ）Ｏ３（
ＡはＣａおよびＢａのうち少なくとも１種を含み、Ｂは
ＺｒおよびＳｎのうち少なくとも１種を含み、Ｘおよび
ｙは各成分のモル％を示し、０゜０３≦ｘ≦０．３０お
よび０．０２≦ｙ≦０．２０）で表される主成分を９８
．８０〜９９．８８モル％、 Ｅｒ、Ｏ，およびＨＯ□Ｏ１のうち少なくとも１種を０
．１〜１．０モル％、および ＭｎおよびＣｏのうち少なくとも１種をそれぞれＭ　ｎ
　ＯｚおよびＣｏ、Ｏ，に換算して０．０２〜０．２モ
ル％を含む磁器に対し、さらにＬ　ｉ２０．Ｎａ、Ｏお
よびＫ２Ｏのうち少なくとも１種を０．０１〜２．５ｗ
ｔ％含む、電圧非直線抵抗体用磁器組成物。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　式：（Ｓｒ＿１＿−＿ｘＡ＿ｘ）（Ｔｉ＿１＿−＿ｙ
   Ｂ＿ｙ）Ｏ＿３（ＡはＣａおよびＢａのうち少なくとも
   １種を含み、ＢはＺｒおよびＳｎのうち少なくとも１種
   を含み、ｘおよびｙは各成分のモル％を示し、０．０３
   ≦ｘ≦０．３０および０．０２≦ｙ≦０．２０）で表さ
   れる主成分を９９．８０〜９９．８８モル％、 Ｅｒ＿２Ｏ＿３およびＨｏ＿２Ｏ＿３のうち少なくとも
   １種を０．１〜１．０モル％、および ＭｎおよびＣｏのうち少なくとも１種をそれぞれＭｎＯ
   ＿２およびＣｏ＿２Ｏ＿３に換算して０．０２〜０．２
   モル％を含む磁器に対し、さらに Ｌｉ＿２Ｏ、Ｎａ＿２ＯおよびＫ＿２Ｏのうち少なくと
   も１種を０．０１〜２．５ｗｔ％含む、電圧非直線抵抗
   体用磁器組成物。