JPS6235243B2 - - Google Patents
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- JPS6235243B2 JPS6235243B2 JP55055171A JP5517180A JPS6235243B2 JP S6235243 B2 JPS6235243 B2 JP S6235243B2 JP 55055171 A JP55055171 A JP 55055171A JP 5517180 A JP5517180 A JP 5517180A JP S6235243 B2 JPS6235243 B2 JP S6235243B2
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- atomic
- varistor
- praseodymium
- cobalt
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
本発明は過電圧保護用素子として用いられる酸
化亜鉛を主成分とした電圧非直線抵抗磁器に関す
る。 電子機器、電気機器の過電圧保護を目的とし
て、それぞれ炭化けい素、セレン、けい素、酸化
亜鉛を主成分としたバリスタが幅広く利用されて
いる。このうち、本出願人が先に出願し特開昭49
−92599号公報（特公昭52−40039号公報）で公知
である酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてプラ
セオジムならびにコバルトを元素あるいは化合物
の状態で、それぞれプラセオジムおよびコバルト
に換算して0.1〜1.00原子％（ただしプラセオジ
ムとコバルトの和は0.3原子％以上）添加し、焼
成してなる電圧非直線抵抗磁器は、電流−電圧特
性の非直線性が大きく、漏れ電流が小さく、制限
電圧が低いなどのすぐれた保護特性を有してい
る。この酸化亜鉛バリスタは、素子に所定の電流
を流したときの端子電圧であるバリスタ電圧が周
囲温度に対して負の変化を示す。バリスタ電圧が
温度の上昇によつて著しく減少すると漏れ電流が
大きくなり、従つて熱暴走を起こす可能性が生ず
る欠点があつた。 本発明は酸化亜鉛を主成分とし、プラセオジム
およびコバルトを副成分とした電圧非直線抵抗磁
器を、バリスタ電圧の温度変動が小なるように改
良することを目的とする。 この目的は主成分である酸化亜鉛（ZnO）およ
び副成分であるプラセオジム（Pr）、コバルト
（Co）のほかに、セシウム（Cs）およびクロム
（Cr）を添加して焼成することによつて達成でき
る。この場合の添加量は、Prは0.1〜５原子％、
Coは0.5〜５原子％、Csは0.05〜0.5原子％、Cr
は0.05〜0.5原子％とされる。 以下実施例について本発明を詳細に説明する。
ZnO粉末に、Pr6O11、Co3O4ならびにCs2CO3、
Cr2O3をそれぞれ所定の量添加し、十分混合した
のち、500〜1000℃で数時間仮焼した。次いで、
十分に粉砕し、直径17mmの金型で円板状に成型し
て、1200〜1400℃において空気中で１時間焼成し
た。こうしてでき上つた磁器を厚さ２mmに研摩
し、その両面に電極を焼付けて、その電気的特性
を測定した。電気的特性としては25℃において素
子に1mAの電流を流したときのバリスタ電圧
V1mA、25℃における非直線係数α、ならびに
V1mAの25℃と85℃の間の変化率（△V1／V1）
（％）を求めた。非直線係数αは、バリスタの電
流Ｉの電圧Ｖに対する変化を次式で近似したとき
に得られる。 Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）α ここにＣは電流密度が1mA／cm2のときの素子
１mm当りの電圧である。 磁器の配合組成を種々に変えたときの測定結果
を第１表に示す。配合組成は配合された原料中の
各成分金属元素の原子数の総和に対する添加元素
の原子数の比から算出される原子％によつて示さ
れている。
化亜鉛を主成分とした電圧非直線抵抗磁器に関す
る。 電子機器、電気機器の過電圧保護を目的とし
て、それぞれ炭化けい素、セレン、けい素、酸化
亜鉛を主成分としたバリスタが幅広く利用されて
いる。このうち、本出願人が先に出願し特開昭49
−92599号公報（特公昭52−40039号公報）で公知
である酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてプラ
セオジムならびにコバルトを元素あるいは化合物
の状態で、それぞれプラセオジムおよびコバルト
に換算して0.1〜1.00原子％（ただしプラセオジ
ムとコバルトの和は0.3原子％以上）添加し、焼
成してなる電圧非直線抵抗磁器は、電流−電圧特
性の非直線性が大きく、漏れ電流が小さく、制限
電圧が低いなどのすぐれた保護特性を有してい
る。この酸化亜鉛バリスタは、素子に所定の電流
を流したときの端子電圧であるバリスタ電圧が周
囲温度に対して負の変化を示す。バリスタ電圧が
温度の上昇によつて著しく減少すると漏れ電流が
大きくなり、従つて熱暴走を起こす可能性が生ず
る欠点があつた。 本発明は酸化亜鉛を主成分とし、プラセオジム
およびコバルトを副成分とした電圧非直線抵抗磁
器を、バリスタ電圧の温度変動が小なるように改
良することを目的とする。 この目的は主成分である酸化亜鉛（ZnO）およ
び副成分であるプラセオジム（Pr）、コバルト
（Co）のほかに、セシウム（Cs）およびクロム
（Cr）を添加して焼成することによつて達成でき
る。この場合の添加量は、Prは0.1〜５原子％、
Coは0.5〜５原子％、Csは0.05〜0.5原子％、Cr
は0.05〜0.5原子％とされる。 以下実施例について本発明を詳細に説明する。
ZnO粉末に、Pr6O11、Co3O4ならびにCs2CO3、
Cr2O3をそれぞれ所定の量添加し、十分混合した
のち、500〜1000℃で数時間仮焼した。次いで、
十分に粉砕し、直径17mmの金型で円板状に成型し
て、1200〜1400℃において空気中で１時間焼成し
た。こうしてでき上つた磁器を厚さ２mmに研摩
し、その両面に電極を焼付けて、その電気的特性
を測定した。電気的特性としては25℃において素
子に1mAの電流を流したときのバリスタ電圧
V1mA、25℃における非直線係数α、ならびに
V1mAの25℃と85℃の間の変化率（△V1／V1）
（％）を求めた。非直線係数αは、バリスタの電
流Ｉの電圧Ｖに対する変化を次式で近似したとき
に得られる。 Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）α ここにＣは電流密度が1mA／cm2のときの素子
１mm当りの電圧である。 磁器の配合組成を種々に変えたときの測定結果
を第１表に示す。配合組成は配合された原料中の
各成分金属元素の原子数の総和に対する添加元素
の原子数の比から算出される原子％によつて示さ
れている。
【表】
第１表の試料No.１と他の試料との比較から明ら
かなように、Crの添加が電圧非直線性の向上と
△V1／V1の値の低下をもたらす。このような特
性は酸化亜鉛にPr、Co、Cs、Crの共存によつて
はじめて達成されるもので、これらの成分を単独
で添加すると、その電圧非直線性は極めて悪く、
ほぼオーミツクな特性の磁器しか得られない。ま
たPr、CoのほかにCsまたはCrだけを添加した場
合には、高抵抗化したり、あるいは低抵抗化して
非直線性が失われ、バリスタとして実用に供する
ことができない。 本発明の目的とする周囲温度に対するバリスタ
電圧の変化が少なく、△V1／V1が−３％より零
に近いものを得るには、第１表から明らかなよう
に、PrについてはNo.２およびNo.９の試料が、Co
についてはNo.10およびNo.15の試料が、Csについ
てはNo.16およびNo.21の試料が、CrについてはNo.
22およびNo.27の試料が不適である。従つて前述の
ようにPrは0.1〜５原子％、Coは0.5〜５原子％、
Csは0.05〜0.5原子％、Crは0.05〜0.5原子％の範
囲内で添加することが必要である。 焼成温度については、1200℃以下では焼結が不
十分で、特性が不安定であり、1400℃以上では均
質な焼結体を得ることが困難であり、非直線性が
低下し、特性の制御など再現性に難点があつて実
用に供することができない。 添加成分は酸化物の形で加えられることが多い
が、焼成過程で酸化物になるものであれば、炭酸
塩、弗化物などを用いることもできる。あるいは
単体元素の形で用いて焼成過程で酸化物にしても
よい。 上述のように本発明によればZnOを主成分、
Pr、Coを副成分とする磁器にCs、Crを添加する
ことによりバリスタ電圧の温度変化を少なくし、
周囲温度に安定でしかも非直線性の良好な電圧非
直線抵抗磁器を得ることができ、バリスタとして
極めて有効に供することができる。
かなように、Crの添加が電圧非直線性の向上と
△V1／V1の値の低下をもたらす。このような特
性は酸化亜鉛にPr、Co、Cs、Crの共存によつて
はじめて達成されるもので、これらの成分を単独
で添加すると、その電圧非直線性は極めて悪く、
ほぼオーミツクな特性の磁器しか得られない。ま
たPr、CoのほかにCsまたはCrだけを添加した場
合には、高抵抗化したり、あるいは低抵抗化して
非直線性が失われ、バリスタとして実用に供する
ことができない。 本発明の目的とする周囲温度に対するバリスタ
電圧の変化が少なく、△V1／V1が−３％より零
に近いものを得るには、第１表から明らかなよう
に、PrについてはNo.２およびNo.９の試料が、Co
についてはNo.10およびNo.15の試料が、Csについ
てはNo.16およびNo.21の試料が、CrについてはNo.
22およびNo.27の試料が不適である。従つて前述の
ようにPrは0.1〜５原子％、Coは0.5〜５原子％、
Csは0.05〜0.5原子％、Crは0.05〜0.5原子％の範
囲内で添加することが必要である。 焼成温度については、1200℃以下では焼結が不
十分で、特性が不安定であり、1400℃以上では均
質な焼結体を得ることが困難であり、非直線性が
低下し、特性の制御など再現性に難点があつて実
用に供することができない。 添加成分は酸化物の形で加えられることが多い
が、焼成過程で酸化物になるものであれば、炭酸
塩、弗化物などを用いることもできる。あるいは
単体元素の形で用いて焼成過程で酸化物にしても
よい。 上述のように本発明によればZnOを主成分、
Pr、Coを副成分とする磁器にCs、Crを添加する
ことによりバリスタ電圧の温度変化を少なくし、
周囲温度に安定でしかも非直線性の良好な電圧非
直線抵抗磁器を得ることができ、バリスタとして
極めて有効に供することができる。
Claims (1)
- １ 酸化亜鉛を主成分とし、プラセオジム、コバ
ルト、セシウムおよびクロムを副成分として、プ
ラセオジムは0.1〜５原子％、コバルトは0.5〜５
原子％、セシウムは0.05〜0.5原子％、クロムは
0.05〜0.5原子％それぞれ添加し焼成してなるこ
とを特徴とする電圧非直線抵抗磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5517180A JPS56152207A (en) | 1980-04-25 | 1980-04-25 | Voltage nonlinear resistance porcelain |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5517180A JPS56152207A (en) | 1980-04-25 | 1980-04-25 | Voltage nonlinear resistance porcelain |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56152207A JPS56152207A (en) | 1981-11-25 |
| JPS6235243B2 true JPS6235243B2 (ja) | 1987-07-31 |
Family
ID=12991275
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5517180A Granted JPS56152207A (en) | 1980-04-25 | 1980-04-25 | Voltage nonlinear resistance porcelain |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56152207A (ja) |
-
1980
- 1980-04-25 JP JP5517180A patent/JPS56152207A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56152207A (en) | 1981-11-25 |
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