KR100605531B1 - Dysprosia-doped Praseodymia-based Zinc Oxide Varistors And The Manufacturing Method - Google Patents

Dysprosia-doped Praseodymia-based Zinc Oxide Varistors And The Manufacturing Method Download PDF

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Abstract

본 발명은 기본적으로 디스프로시아(Dy2O3)가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산화아연(ZnO), 프라세오디미아(Pr6O11), 코발트 산화물(CoO), 크롬 산화물(Cr2O3) 등으로 구성된 산화아연 바리스터에 디스프로시아(Dy2O3)를 첨가함으로써 소정의 소결 공정으로 미세구조적 소결밀도가 5.50 g/cm3 이상인 동시에 전기적 유전손실계수가 5.0% 이하인 바리스터를 제조할 수 있는 디스프로시아(Dy2O3)가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention basically relates to a praseodymia-based zinc oxide varistor added with disprocia (Dy 2 O 3 ), more specifically zinc oxide (ZnO), praseodymia (Pr 6 O 11 ), By adding disprocia (Dy 2 O 3 ) to a zinc oxide varistor composed of cobalt oxide (CoO), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), etc., the microstructure sintered density is 5.50 g / cm 3 or more in a predetermined sintering process. The present invention relates to a praseodymia zinc oxide varistor added with disprocia (Dy 2 O 3 ) capable of producing a varistor having an electrical dielectric loss factor of 5.0% or less, and a method of manufacturing the same.

이는 종래의 비스무스(Bi)계 바리스터와는 근본적으로 조성물이 다를 뿐만 아니라 바리스터 특성이 우위에 있고, 종래의 프라세오디미아계와도 비교하여도 바리스터 특성이 우수할 뿐만 아니라 특성의 변화가 적은 차세대 바리스터를 제공할 수 있다는 장점을 가진다.This is not only the composition is different from the conventional bismuth (Bi) varistors, but also has the advantage of the varistor characteristics, and compared with the conventional praseodymia system, not only the varistor characteristics are excellent but also the characteristics of the next generation is less The advantage is that it can provide a varistor.

산화아연 바리스터, 프라세오디미아, 디스프로시아, 비직선지수, 누설전류Zinc Oxide Varistor, Praseodymia, Disproscia, Nonlinear Index, Leakage Current

Description

디스프로시아가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조 방법 {Dysprosia-doped Praseodymia-based Zinc Oxide Varistors And The Manufacturing Method} Dysprosia-doped Praseodymia-based Zinc Oxide Varistors And The Manufacturing Method}             

도 1은 본 발명에 따른 디스프로시아(Dy2O3)가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 제조방법을 도시한 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a method for preparing praseodymia zinc oxide varistor to which disprocia (Dy 2 O 3 ) is added according to the present invention.

도 2a 내지 도 2d는 각각 본 발명에 따른 디스프로시아(Dy2O3)가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터의 제작 시에 소결시간과 코발트 산화물을 조정했을 때의 비직선지수, 누설전류, 유전손실계수와 밀도의 전기적 특성을 나타낸 그래프이다. Figures 2a to 2d are nonlinear index and leakage when adjusting the sintering time and cobalt oxide during the preparation of the Praseodymia zinc oxide varistor added to the disprocia (Dy 2 O 3 ) according to the present invention, respectively This graph shows the electrical characteristics of current, dielectric loss factor and density.

본 발명은 기본적으로 디스프로시아(Dy2O3)가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 산화아연(ZnO), 프라세오디미아 (Pr6O11), 코발트 산화물(CoO), 크롬 산화물(Cr2O3) 등으로 구성된 산화아연 바리스터에 디스프로시아(Dy2O3)를 첨가함으로써 소정의 소결 공정으로 미세구조적 소결밀도가 5.50 g/cm3 이상인 동시에 전기적 유전손실계수가 5.0% 이하인 바리스터를 제조할 수 있고, 또한, 이는 비스무스(Bi)계 바리스터와는 근본적으로 조성물이 다를 뿐만 아니라 바리스터 특성이 우위에 있고, 종래의 프라세오디미아계와도 비교하여도 바리스터 특성이 우수할 뿐만 아니라 특성의 변화가 적은 차세대 바리스터를 제공할 수 있다는 장점을 가지는 디스프로시아(Dy2O3)가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention basically relates to a praseodymia-based zinc oxide varistor added with disprocia (Dy 2 O 3 ), more specifically zinc oxide (ZnO), praseodymia (Pr 6 O 11 ), By adding disprocia (Dy 2 O 3 ) to a zinc oxide varistor composed of cobalt oxide (CoO), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), etc., the microstructure sintered density is 5.50 g / cm 3 or more in a predetermined sintering process. Varistors having an electrical dielectric loss coefficient of 5.0% or less can be produced, and this is not only fundamentally different in composition from bismuth (Bi) varistors, but also has superior varistor characteristics, compared with conventional praseodymia series. the display also Pro cyano (Dy 2 O 3) is added to the praseodymia-based zinc oxide Bari has the advantage that the varistor characteristic to provide the next generation of the varistor is less change in characteristics as well as excellent It relates to the emitter and its manufacturing method.

현재 전기·전자·정보통신·제어시스템에 삽입되는 첨단 반도체 부품을 비롯한 전자부품의 소형화, 집적화, 고밀도 실장화가 이루어지고 있다. 하지만, 반도체의 집적도가 커질수록 반도체 내부의 회로 선폭이 좁아지고, 저전압(Low Voltage)으로 동작시키기 위해 전도성이 우수한 소재를 사용하므로 이로 인하여 단락(Short circuit) 현상의 최고치가 낮아져, 반도체를 많이 내장한 시스템은 내전압(Withstand Voltage)이 약해지고, 그에 따라 종래와 동일한 써지(Surge)에 대해서 반도체 소자가 파괴되거나 오작동 되는 등의 장애 빈도가 날로 증가 추세에 있다. At present, the miniaturization, integration, and high-density mounting of electronic components, including advanced semiconductor components, which are inserted into electrical, electronic, information communication, and control systems, are being performed. However, the greater the degree of integration of semiconductors, the narrower the line width of the circuits inside the semiconductors, and the more conductive materials are used to operate at low voltages, which results in a lower short circuit. In one system, the withstand voltage is weakened, and accordingly, the frequency of failures such as the destruction or malfunction of the semiconductor device is increasing with respect to the same surge.

또한, 기기의 전원선이나 통신선을 따라 침입하는 유도 뇌써지(Inductive Lightning Surge)나, 정전기에 의한 써지(ESD, Electro-Static Discharge), 기계의 온/오프 시에 발생하는 개폐 써지(On/OFF Surge) 그리고 번개나 벼락 등의 자연현상에 의해서 발생하는 뇌써지(Lightning Surge) 등은 시작이 빠른 임펄스성 써지(Impulse Surge)로 오늘날 디지털화된 기기의 오작동 원인의 높은 비중을 차지하고 있다. In addition, inductive lightning surges that invade along power lines or communication lines of devices, electrostatic discharges (ESD), and on / off surges that occur when machines are turned on or off Surge) and lightning surges caused by natural phenomena such as lightning and thunderbolts are fast-acting impulse surges, which account for a high proportion of malfunctions in today's digital devices.

상기와 같은 각종 써지로부터 전자 장치를 보호하기 위한 효과적인 수단이 써지 흡수기(Surge Absorber)이며, 이의 핵심 소자가 전극 양단에 걸리는 전압과 전류에 따라 변화하는 가변저항형 부품이며 비직선적인 저항 특성을 나타내는 바리스터(Varistor)이다. 상기 바리스터 중에서도 대표적인 것이 산화아연(ZnO) 바리스터이다. 상기 산화아연 바리스터는 소용량에서부터 대용량에 이르기까지 다양한 전압, 전류 범위에서 과전압억제회로에 많이 쓰이고 있다.Surge Absorber is an effective means to protect electronic devices from various surges as described above, and its core element is a variable resistance part that changes according to the voltage and current across the electrode and shows nonlinear resistance characteristics. It is a varistor. Representative among the varistors is a zinc oxide (ZnO) varistor. The zinc oxide varistors are widely used in overvoltage suppression circuits in various voltage and current ranges from small to large capacities.

종래의 산화아연 바리스터의 전압-전류 특성에 있어서 바리스터 특성을 유발하는 물질은 비스무스(Bi) 산화물로써, 상기의 전압-전류 특성이 우수하여 현재 상용 바리스터의 대부분을 차지하고 있다.In the voltage-current characteristics of a conventional zinc oxide varistor, the material causing the varistor characteristic is bismuth (Bi) oxide, which is excellent in the voltage-current characteristic and currently occupies most of the commercial varistors.

하지만, 상기 비스무스 산화물로 조성된 산화아연 바리스터는 다음의 몇 가지의 단점을 가지고 있다. 첫째, 세라믹 바리스터는 근본적으로 고온에서 소결이 불가피한데, 비스무스 산화물이 첨가된 소위 비스무스계 바리스터 세라믹스는 고온 소결 시 비스무스 산화물이 휘발되는 경향이 매우 높아 바리스터 재현성에 문제가 있고, 둘째, 비스무스계 바리스터 세라믹스는 다른 산화물과 쉽게 반응하여 전기적으로 불필요한 여러 가지 상을 생성시켜서 그 상이 입계에 위치함으로서 유효 입계면적의 감소로 써지 흡수 능력이 떨어지는 경향이 있고, 셋째, 비스무스계 바리스 터 세라믹스가 우수한 바리스터 특성과 안정성을 동시에 나타내기 위해서는 10여 가지 이상의 첨가물이 요구된다는 단점을 가진다. However, the zinc oxide varistor composed of the bismuth oxide has some disadvantages as follows. Firstly, ceramic varistors are inherently sintered at high temperatures, and so-called bismuth-based varistor ceramics to which bismuth oxides are added have a high tendency of volatilization of bismuth oxides at high temperature, thereby causing problems in varistor reproducibility. Second, bismuth-based varistor ceramics Easily reacts with other oxides to produce various electrically unnecessary phases, and the phases are located at the grain boundaries, so the absorbing capacity tends to be lowered due to the reduction of the effective grain area. At the same time to have the disadvantage that more than 10 additives are required.

이러한 종래의 문제점을 극복하기 위한 방법이 산화아연 바리스터에 새로운 첨가제인 프라세오디미아를 첨가한 소위 프라세오디미아계 산화아연 바리스터를 제작하는 방법이다. 이러한 프라세오디미아계 산화아연 바리스터는 미세구조적 생성상이 단 2개에 불과해 상구조가 간단하고, 입계 면적이 넓어 써지흡수력이 크며, 5가지 조성물로도 바리스터 특성이 우수할 뿐만 아니라 높은 안정성을 나타낸다는 것이다. A method for overcoming such a conventional problem is a method of manufacturing a so-called praseodymia-based zinc oxide varistor having a new additive additive praseodymia to a zinc oxide varistor. The praseodymia zinc oxide varistor has only two microstructural formation phases, and thus has a simple phase structure, a large grain boundary area, high surge absorption capacity, and excellent stability of varistors with five compositions. Will.

그러나 상기 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 역시 몇 가지 단점을 내포하고 있다. 첫째, 조성물 중에서 비직선(Nonlinear) 개선 산화물인 코발트 산화물의 양이 다른 첨가제의 4~10배 정도로 많이 첨가됨으로서 원가 면에서 문제로 지적된다는 점과, 둘째, 전기적 및 물리적 특성의 변화가 다소 크다는 문제점을 안고 있다. However, the praseodymia-based zinc oxide varistor also has some disadvantages. First, the amount of cobalt oxide, which is a nonlinear improvement oxide, in the composition is added as about 4 to 10 times higher than other additives, which is pointed out as a problem in terms of cost, and second, a problem in that the change in electrical and physical properties is somewhat large. Is holding.

상기의 문제점을 해결하고자 본 발명은 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 주성분 산화아연과 필수 부성분 프라세오디미아, 코발트 산화물, 크롬 산화물에 디스프로시아를 추가한 5 성분계 산화물로 구성된 것으로써, 기존의 프라세오디미아계 산화아연 바리스터의 결점을 해결하면서 우수한 전기적 특성과 특성의 변화가 적은 바리스터를 구현하는 것이다. In order to solve the above problems, the present invention has been proposed, and an object of the present invention is to consist of a five-component oxide in which a main component zinc oxide and essential subcomponent praseodymia, cobalt oxide, and chromium oxide are added to disprocia. To solve the shortcomings of Praseodymia Zinc Oxide Varistor, it is possible to implement varistors with excellent electrical characteristics and less change of characteristics.                         

본 발명에서는 상기의 부성분 중에서 어느 하나라도 첨가되지 않으면 바리스터 특성이 나빠지며 큰 특성 변화를 수반한다. 부성분 4 가지 중에서 프라세오디미아가 첨가되지 않으면 바리스터 특성 자체가 나타나지 않기 때문에 부성분 중에서 가장 중요한 첨가물이다. 그리고, 코발트 산화물이 첨가되지 않으면 바리스터 특성이 매우 저하되기 때문에 반드시 첨가되어야 할 부성분이다. 또한, 크롬 산화물이 첨가되지 않으면 소결조건에 따라서 비직선지수가 35 정도의 것이 얻어지긴 하나 특성개선이 요구된다. 디스프로시아를 제외한 성분으로 구성된 바리스터로서는 미세구조적으로나 전기적 특성 면에서 응용하기가 어렵다. In the present invention, if any one of the above-mentioned subcomponents is not added, the varistor characteristics deteriorate and entail a large characteristic change. If praseodymia is not added among the four subcomponents, the varistor characteristic itself does not appear, which is the most important additive among the subcomponents. In addition, if the cobalt oxide is not added, the varistor properties are very deteriorated, and therefore, it is a subcomponent that must be added. In addition, if chromium oxide is not added, a nonlinear index of about 35 is obtained depending on the sintering conditions, but improvement in characteristics is required. Varistors composed of components other than dysprosia are difficult to apply in terms of microstructure and electrical properties.

따라서 본 발명은 디스프로시아의 첨가량과, 코발트 산화물의 첨가량을 조절하여 소정의 소결공정으로 미세구조적 밀도를 5.5g/cm3 이상인 동시에 전기적 유전손실계수를 5.0% 이하로 제조함으로서 우수한 바리스터 특성 및 직류 가속열화스트레스에 대해서 낮은 특성변화를 갖는 프라세오디미아계 산화아연 바리스터를 구현하는데 그 목적이 있다.
Therefore, the present invention provides excellent varistor characteristics and direct current by controlling the addition amount of disprocia and the addition amount of cobalt oxide to produce a fine structural density of 5.5 g / cm 3 or more and an electrical dielectric loss factor of 5.0% or less in a predetermined sintering process. The purpose of the present invention is to implement a praseodymia zinc oxide varistor having low characteristic change against accelerated deterioration stress.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 디스프로시아(Dy2O3)가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터를 제안한다.In order to achieve the above object, the present invention proposes a praseodymia zinc oxide varistor to which disprocia (Dy 2 O 3 ) is added.

본 발명에 따른 바리스터는, 주성분인 82.0~98.499 mol%의 산화아연(ZnO)과, 첨가제인 0.5 mol%의 프라세오디미아(Pr6O11), 0.5~3.0 mol%의 코발트 산화물(CoO), 0.5 mol%의 크롬 산화물(Cr2O3), 0.001~4.0 mol%의 디스프로시아(Dy2O3)를 조합하여 형성한 5성분계 조성물을 포함하는 것을 특징으로 한다.Varistors according to the present invention, the main component is 82.0 ~ 98.499 mol% zinc oxide (ZnO), 0.5 mol% praseodymia (Pr 6 O 11 ), an additive, 0.5 ~ 3.0 mol% cobalt oxide (CoO) , 0.5 mol% of chromium oxide (Cr 2 O 3 ), 0.001 to 4.0 mol% of a five-component composition formed by combining a (Dy 2 O 3 ) characterized in that it comprises a composition.

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디스프로시아(Dy2O3)가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터의 제조를 위하여 본 발명은 산화아연, 프라세오디미아, 코발트 산화물, 크롬 산화물 그리고 디스프로시아를 칭량하는 단계와; 상기 칭량된 조성물을 볼밀한 후 수용액을 첨가하여 균일하게 혼합하여 건조된 분말을 하소시키는 단계와; 상기 조성물을 원하는 모양의 성형체로 만들고 소결한 뒤, 상기의 소결된 소결체의 양면을 연마하는 단계와; 상기 연마된 소결체에 은전극을 도포하고, 패키지 처리를 하는 단계를 구비한다.The present invention provides a method for preparing a praseodymia based zinc oxide varistor added with dysprocia (Dy 2 O 3 ), comprising: weighing zinc oxide, praseodymia, cobalt oxide, chromium oxide and dysprosia; Ball milling the weighed composition, followed by addition of an aqueous solution to uniformly mix to calcin the dried powder; Making and sintering the composition into a shaped body of a desired shape, and then polishing both sides of the sintered sintered body; And applying a silver electrode to the polished sintered body, and carrying out a package treatment.

도 1은 본 발명에 따른 디스프로시아(Dy2O3)가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터 제조 방법을 도시한 순서도이다. 1 is a flowchart illustrating a method for producing praseodymia zinc oxide varistor to which disprocia (Dy 2 O 3 ) is added according to the present invention.

먼저, 산화아연 82~98.499 mol%, 프라세오디미아 0.5 mol%, 코발트 산화물 0.5~3.0 mol%, 크롬 산화물 0.5 mol%, 디스프로시아 0.001~4.0 mol%의 조성비가 되도록 칭량한다(S102). 계속하여, 상기 칭량된 원료 분말에 결합제인 PVA 수용액을 시료 무게의 2~5 wt% 첨가하여 균일하게 혼합한(S104) 다음, 볼밀 후 건조된 원료분말을 700~750 ℃에서 1~2시간 하소시킨다(S106). First, the composition is weighed so as to have a composition ratio of 82 to 98.499 mol% of zinc oxide, 0.5 mol% of praseodymia, 0.5 to 3.0 mol% of cobalt oxide, 0.5 mol% of chromium oxide, and 0.001 to 4.0 mol% of disprocia (S102). Subsequently, 2-5 wt% of the PVA aqueous solution as a binder is added to the weighed raw material powder to be uniformly mixed (S104), and then the ball mill is dried at 700-750 ° C. for 1 to 2 hours. (S106).

상기의 조성물을 100~320 메쉬체를 이용하여 조립한 후 350~1000 kg/cm2의 압력 하에서 원하는 모양의 성형체를 만든다(S108). 이 때, 승온속도를 240 ℃/hr, 냉각속도를 120~480 ℃/hr으로 하여 1250 ~ 1350 ℃에서 1 ~ 3시간 소결시킨다(S110). 만약, 1250 ℃ 이하에서 소결시키면 바리스터 특성은 양호하지만 치밀한 소결체를 얻을 수가 없을 뿐만 아니라 그로 인한 특성의 변화가 심하고, 또한 1350 ℃ 이상에서 소결하면 소결체는 치밀하지만 바리스터 특성이 현저히 저하되므로 정확한 온도에서 소결 시킬 수 있도록 하여야 한다. After the composition is assembled using a 100-320 mesh body to form a molded body of the desired shape under a pressure of 350 ~ 1000 kg / cm 2 (S108). At this time, the heating rate is 240 ℃ / hr, the cooling rate is 120 ~ 480 ℃ / hr sintered for 1 to 3 hours at 1250 ~ 1350 ℃ (S110). If sintered at 1250 ℃ or less, the varistor properties are good, but it is not possible to obtain a dense sintered body, and the resulting change is severe, and if sintered at 1350 ℃ or more, the sintered body is dense but the varistor characteristics are significantly reduced, and thus sintered at the correct temperature It should be possible.

상기의 과정에서 소결된 소결체의 양면을 연마제 #1000~2000으로 연마하여 두께의 편차가 0.5 μm되게 한다(S112). 연마된 면에 가장자리로부터 0.2~0.3 mm되는 부분에는 전극이 도포되지 않도록 하고, 계속하여 은전극을 도포하여 600 ℃에서 10분간 열처리하여 저항성 접촉이 되게 한다(S114). 마지막으로 패키지 처리(S116)를 하여 상기의 과정을 종료한다.Both surfaces of the sintered sintered body sintered in the above process are polished with abrasives # 1000 to 2000, so that the variation in thickness is 0.5 μm (S112). The electrode is not applied to the polished surface from 0.2 to 0.3 mm from the edge, and the silver electrode is subsequently coated to heat-resistant at 600 ° C. for 10 minutes to be in ohmic contact (S114). Finally, the package process (S116) is completed to complete the above process.

이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예들에 대한 전기적 특성을 아래의 표를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 하기의 실시예들은 본 발명에 따라 제조된 디스프로시아(Dy2O3)가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터의 전류-전압특성을 Kiethley 237 장비를 사용하여 측정한 표이다.Hereinafter, the electrical characteristics of the most preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the table below. The following examples are tables of current-voltage characteristics of praseodymia based zinc oxide varistors added with disprocia (Dy 2 O 3 ) prepared according to the present invention using Kiethley 237 equipment.

바리스터 전압 V1mA은 전류-전압특성에 관련된 특성 파라미터로서 1 mA/cm2의 전류가 흐를 때의 전압이며, 비직선지수 α는 I=kVα(여기서 I는 전류, V는 전압, k는 비례상수)식을 이용하여 1mA/cm2, 10 mA/cm2와 이 전류에 각각 대응하는 전계를 E1mA, E10mA일 때 α = 1/(E10mA-E1mA)로부터 계산하였다. 누설전류 Il은 바리스터 전압의 80% 인가시 흐르는 전류로 하였다. 안정성에 중요한 영향을 미치는 전기적 유전손실계수 (tanδ)는 엘씨알미터(LCR Meter)를 사용하여 1 kHz에서 측정하였다. The varistor voltage V 1mA is a characteristic parameter related to the current-voltage characteristic, and is a voltage when a current of 1 mA / cm 2 flows, and the nonlinear index α is I = kV α (where I is current, V is voltage, and k is proportional). Constant) and the electric fields corresponding to 1 mA / cm 2 , 10 mA / cm 2, and this current, respectively, were calculated from α = 1 / (E 10mA -E 1mA ) at E 1mA and E 10mA . Leakage current I l was defined as the current flowing during 80% of the varistor voltage is applied. The electrical dielectric loss factor (tanδ), which has a significant effect on the stability, was measured at 1 kHz using an LCR meter.

[실시예 1]Example 1

실시예1에서는 코발트 산화물을 1.0 mol%로 고정하고 디스프로시아의 조성을 변화시켜 바리스터를 제조하였다. 즉, 산화아연 94.0~98.499 mol%, 프라세오디미아 0.5 mol%, 코발트 산화물 1.0 mol%, 크롬 산화물 0.5 mol%, 디스프로시아 0~4.0 mol%의 조성비가 되도록 칭량하여 혼합물 성형체로 제조한다. 이를 1350 ℃에서 1시간 소결한 후, 1 mm 두께로 경면 가공한다. 경면 가공된 소결체의 표면에 전극을 도포하고, 열처리로 저항성 접촉을 한 후, 패키지한다. In Example 1, the varistor was prepared by fixing cobalt oxide at 1.0 mol% and changing the composition of disprocia. That is, 94.0-98.499 mol% of zinc oxide, 0.5 mol% of praseodymia, 1.0 mol% of cobalt oxide, 0.5 mol% of chromium oxide, and 0-4.0 mol% of disprosia are weighed out to prepare a mixture molded body. It is sintered at 1350 ° C. for 1 hour and then mirror processed to a thickness of 1 mm. The electrode is applied to the surface of the mirror-finished sintered compact, subjected to resistive contact by heat treatment, and then packaged.

제작된 바리스터 소자를 상기의 방법으로 바리스터 전압(V1mA) 및 비직선지수 (α), 누설전류(Il), 전기적 유전손실계수(tanδ) 등을 측정하고, 이를 표 1에 나타내었다.The varistor element (V 1mA ) was manufactured by the above-described method. And nonlinear index (α), leakage current (I 1 ), electrical dielectric loss coefficient (tanδ), etc. were measured and shown in Table 1.

[표 1]TABLE 1

소자(#)    device(#) 소결시간 (h)   Sintering time (h) 첨가산화물  Additive oxide 전기적특성  Electrical characteristics 밀도 (g/cm3)Density (g / cm 3 ) Pr Co Cr Dy Pr Co Cr Dy V1mA (V/mm)V 1mA (V / mm) α α Il (μA)I l (μA) tanδ (%) tanδ (%) 1(비교예) 1 (comparative example) 1       One 0.5 1.0 0.5 0.0 0.5 1.0 0.5 0.0 39.4  39.4 4.5 4.5 87.9 87.9 34.2 34.2 5.5 5.5 2  2 0.5 1.0 0.5 0.5 0.5 1.0 0.5 0.5 223.8 223.8 66.6 66.6 1.2 1.2 3.0 3.0 5.4 5.4 3  3 0.5 1.0 0.5 1.0 0.5 1.0 0.5 1.0 345.4 345.4 34.2 34.2 3.7 3.7 10.5 10.5 4.6 4.6 4  4 0.5 1.0 0.5 2.0 0.5 1.0 0.5 2.0 436.6 436.6 37.0 37.0 2.4 2.4 7.8 7.8 4.4 4.4 5  5 0.5 1.0 0.5 4.0 0.5 1.0 0.5 4.0 644.9 644.9 60.2 60.2 0.8 0.8 16.1 16.1 4.3 4.3

상기의 표를 참조하면, 디스프로시아를 첨가하지 않은 비교예(소자번호 #1)에 비해 디스프로시아를 첨가한 경우는 모두 비직선지수(α)가 증가하고, 누설전류(Il) 및 전기적 유전손실계수(tanδ)가 감소하므로, 디스프로시아 첨가에 의해 전기적 특성이 향상된 바리스터 소자를 제조할 수 있다.Referring to the above table, the nonlinear index (α) is increased in all cases in which the disprocia is added, compared to the comparative example (Device No. # 1) without adding the disprocia, and the leakage current (I 1 ) and Since the electrical dielectric loss factor (tan δ) is reduced, it is possible to manufacture a varistor device having improved electrical characteristics by adding disproscia.

디스프로시아가 0.5 mol%(소자번호 #2)일 때 비직선지수(α)는 가장 높은 값 을 가지고, 전기적 유전손실계수(tanδ)는 가장 낮은 값을 가지고 있으며, 밀도(g/cm3)도 가장 높은 값을 가지고 있어 바리스터로서의 전기적 특성이 가장 뛰어나다. The nonlinear index (α) has the highest value and the dielectric loss factor (tanδ) has the lowest value and the density (g / cm 3 ) when the disprocia is 0.5 mol% (device number # 2). Also, it has the highest value, so it has the best electrical characteristics as a varistor.

그리고, 1.0 mol% 이상 영역에서 비직선지수(α)는 디스프로시아의 첨가량이 늘어남에 따라 값이 점점 커지고 있으며, 누설전류(Il) 및 밀도(g/cm3)는 그 값이 대체로 감소하고 있다. 이로써, 디스프로시아의 첨가량의 변화에 따라 비직선지수(α) 및 누설전류(Il) 그리고 밀도(g/cm3) 등의 전기적, 물리적 특성을 원하는 대로 변화시킬 수 있음을 알 수 있다. In addition, in the region of 1.0 mol% or more, the nonlinear index (α) is getting larger as the amount of Dysprossia added, and the leakage current (I 1 ) and density (g / cm 3 ) are generally reduced. Doing. Accordingly, it can be seen that the electrical and physical properties such as nonlinear index (α), leakage current (I 1 ), and density (g / cm 3 ) can be changed as desired according to the change in the amount of disprocia added.

[실시예 2]Example 2

실시예2에서는 코발트 산화물을 2.0 mol%로 고정하고 디스프로시아의 조성을 변화시켜 바리스터를 제조하였다. 즉, 산화아연 93.0~97.0 mol%, 프라세오디미아 0.5 mol%, 코발트 산화물 2.0 mol%, 크롬 산화물 0.5 mol%, 디스프로시아 0~4.0 mol%의 조성비가 되도록 칭량하고, 실시예 1과 같은 공정에 따라 바리스터를 제작한다. In Example 2, a varistor was prepared by fixing cobalt oxide to 2.0 mol% and changing the composition of disprocia. That is, it was weighed so as to have a composition ratio of 93.0 to 99.0 mol% of zinc oxide, 0.5 mol% of praseodymia, 2.0 mol% of cobalt oxide, 0.5 mol% of chromium oxide, and 0 to 4.0 mol% of dysprosia, Produce varistors according to the process.

제작된 바리스터 소자를 상기의 방법으로 바리스터 전압(V1mA) 및 비직선지수(α), 누설전류(Il), 전기적 유전손실계수(tanδ) 등을 측정하고, 이를 표 2에 나타내었다.The varistor element (V 1mA ) was manufactured by the above-described method. And nonlinear index (α), leakage current (I 1 ), electrical dielectric loss coefficient (tanδ), and the like are measured and shown in Table 2.

[표 2]TABLE 2

소자(#)    device(#) 소결시간 (h)   Sintering time (h) 첨가산화물  Additive oxide 전기적특성  Electrical characteristics 밀도 (g/cm3)Density (g / cm 3 ) Pr Co Cr Dy Pr Co Cr Dy V1mA (V/mm)V 1mA (V / mm) α α Il (μA)I l (μA) tanδ (%) tanδ (%) 6(비교예) 6 (comparative example) 1       One 0.5 2.0 0.5 0.0 0.5 2.0 0.5 0.0 45.0  45.0 5.0 5.0 85.5 85.5 34.3 34.3 5.5 5.5 7  7 0.5 2.0 0.5 0.5 0.5 2.0 0.5 0.5 181.9 181.9 55.3 55.3 0.1 0.1 2.3 2.3 5.5 5.5 8  8 0.5 2.0 0.5 1.0 0.5 2.0 0.5 1.0 338.3 338.3 58.6 58.6 0.7 0.7 6.3 6.3 5.2 5.2 9  9 0.5 2.0 0.5 2.0 0.5 2.0 0.5 2.0 480.9 480.9 48.8 48.8 1.1 1.1 9.2 9.2 4.6 4.6 10  10 0.5 2.0 0.5 4.0 0.5 2.0 0.5 4.0 678.0 678.0 75.0 75.0 0.6 0.6 14.9 14.9 4.5 4.5

상기의 표를 참조하면, 실시예1과 마찬가지로 디스프로시아를 첨가하지 않은 비교예(소자번호 #6)에 비해 디스프로시아를 첨가한 경우는 모두 비직선지수(α)가 증가하고, 누설전류(Il) 및 전기적 유전손실계수(tanδ)가 감소하므로, 디스프로시아 첨가에 의해 전기적 특성이 향상된 바리스터 소자를 제조할 수 있다.Referring to the above table, as in Example 1, the nonlinear index (α) increases in all cases in which the disprocia is added, compared to the comparative example in which no disprocia is added (Device No. # 6), and the leakage current is increased. Since (I 1 ) and the electrical dielectric loss factor (tan δ) are reduced, it is possible to manufacture a varistor device having improved electrical characteristics by adding dysprossia.

디스프로시아가 4.0 mol%(소자번호 #10)일 때 비직선지수(α)는 가장 높은 값을 가져 전기적 특성이 가장 좋다. 하지만, 누설전류(Il)나 전기적 유전손실계수(tanδ) 및 밀도(g/cm3)는 디스프로시아가 0.5 mol%(소자번호 #7)일 때 그 전기적 특성이 가장 좋다. When the disprocia is 4.0 mol% (device number # 10), the nonlinear index (α) has the highest value and the best electrical characteristics. However, the leakage current (I 1 ), the electrical dielectric loss coefficient (tan δ) and the density (g / cm 3 ) have the best electrical properties when the disprocia is 0.5 mol% (device number # 7).

그리고, 비직선지수(α)는 디스프로시아의 첨가량이 늘어남에 따라 값이 대체로 커지고 있으며, 누설전류(Il) 및 밀도(g/cm3)는 그 값이 대체로 감소하고 있다. 이로써, 표 1과 마찬가지로 디스프로시아의 첨가량의 변화에 따라 비직선지수(α) 및 누설전류(Il) 그리고 밀도(g/cm3) 등의 전기적, 물리적 특성을 원하는 대로 변화시킬 수 있음을 알 수 있다. In addition, the nonlinear index (α) is generally increasing in value as the amount of disprocia added increases, and the leakage current (I 1 ) and density (g / cm 3 ) are generally decreasing in value. Thus, as shown in Table 1, the electrical and physical properties, such as nonlinear index (α), leakage current (I l ), and density (g / cm 3 ), can be changed as desired according to the change in the amount of disprocia added. Able to know.

[실시예 3]Example 3

실시예3에서는 코발트 산화물을 3.0 mol%로 고정하고 디스프로시아의 조성을 변화시켜 바리스터를 제조하였다. 즉, 산화아연 92.0~96.0 mol%, 프라세오디미아 0.5 mol%, 코발트 산화물 3.0 mol%, 크롬 산화물 0.5 mol%, 디스프로시아 0~4.0 mol%의 조성비가 되도록 칭량하고, 실시예 1과 같은 공정에 따라 바리스터를 제작한다. In Example 3, varistors were prepared by fixing cobalt oxide at 3.0 mol% and changing the composition of disprocia. That is, it was weighed so as to have a composition ratio of 92.0-96.0 mol% of zinc oxide, 0.5 mol% of praseodymia, 3.0 mol% of cobalt oxide, 0.5 mol% of chromium oxide, and 0-4.0 mol% of dysproscia, and the same as in Example 1 Produce varistors according to the process.

제작된 바리스터 소자를 상기의 방법으로 바리스터 전압(V1mA) 및 비직선지수(α), 누설전류(Il), 전기적 유전손실계수(tanδ) 등을 측정하고, 이를 표 3에 나타내었다.The varistor element (V 1mA ) was manufactured by the above-described method. And nonlinear index (α), leakage current (I 1 ), electrical dielectric loss coefficient (tanδ), and the like, are shown in Table 3.

[표 3]TABLE 3

소자(#)    device(#) 소결시간 (h)   Sintering time (h) 첨가산화물  Additive oxide 전기적특성  Electrical characteristics 밀도 (g/cm3)Density (g / cm 3 ) Pr Co Cr Dy Pr Co Cr Dy V1mA (V/mm)V 1mA (V / mm) α α Il (μA)I l (μA) tanδ (%) tanδ (%) 11(비교예) 11 (comparative example) 1       One 0.5 3.0 0.5 0.0 0.5 3.0 0.5 0.0 69.9  69.9 7.4 7.4 74.3 74.3 27.7 27.7 5.4 5.4 12  12 0.5 3.0 0.5 0.5 0.5 3.0 0.5 0.5 143.4 143.4 30.7 30.7 4.8 4.8 5.4 5.4 5.5 5.5 13  13 0.5 3.0 0.5 1.0 0.5 3.0 0.5 1.0 234.0 234.0 49.4 49.4 0.5 0.5 2.2 2.2 5.4 5.4 14  14 0.5 3.0 0.5 2.0 0.5 3.0 0.5 2.0 405.3 405.3 36.8 36.8 2.1 2.1 7.9 7.9 4.9 4.9 15  15 0.5 3.0 0.5 4.0 0.5 3.0 0.5 4.0 595.0 595.0 44.5 44.5 1.2 1.2 18.6 18.6 4.5 4.5

상기의 표를 참조하면, 실시예1과 마찬가지로 디스프로시아를 첨가하지 않은 비교예(소자번호 #11)에 비해 디스프로시아를 첨가한 경우는 모두 비직선지수(α)가 증가하고, 누설전류(Il) 및 전기적 유전손실계수(tanδ)가 감소하므로, 디스프로시아 첨가에 의해 전기적 특성이 향상된 바리스터 소자를 제조할 수 있다.Referring to the above table, as in Example 1, the nonlinear index (α) increases in all cases in which the disprocia is added, compared to the comparative example in which no disprocia is added (Device No. 11). Since (I 1 ) and the electrical dielectric loss factor (tan δ) are reduced, it is possible to manufacture a varistor device having improved electrical characteristics by adding dysprossia.

디스프로시아가 1.0 mol%(소자번호 #13)일 때 비직선지수(α) 및 누설전류(Il), 전기적 유전손실계수(tanδ), 밀도(g/cm3)는 그 전기적 특성이 가장 좋다. 그리고, 비직선지수(α) 및 밀도(g/cm3)는 표 1 내지 표2와 마찬가지로 디스프로시아 의 첨가량에 따라 변화한다.The nonlinear index (α), leakage current (I l ), electrical dielectric loss factor (tanδ) and density (g / cm 3 ) have the highest electrical characteristics when the disprocia is 1.0 mol% (device number # 13). good. In addition, the nonlinear index (α) and the density (g / cm 3 ) are changed depending on the amount of disprocia added, as in Tables 1 to 2.

한편, 표 1 및 표 2와 비교했을 때, 똑같은 조건에서 코발트 산화물의 첨가물만 증가했을 때는(1 mol% -> 2 mol% -> 3 mol%), 비직선지수(α)는 감소하였고, 누설전류(Il)는 값이 대체로 증가하고 있음을 알 수 있다.On the other hand, compared with Table 1 and Table 2, when only the additive of cobalt oxide increased (1 mol%-> 2 mol%-> 3 mol%) under the same conditions, the nonlinear index (α) decreased, and leakage It can be seen that the current I 1 is generally increasing in value.

[실시예 4]Example 4

실시예4에서는 소결시간을 증가시키고, 디스프로시아의 조성비를 변화시켜 바리스터를 제작한다. 즉, 산화아연 93.0~97.5 mol%, 프라세오디미아 0.5 mol%, 코발트 산화물 1.0~2.0 mol%, 크롬 산화물 0.5 mol%, 디스프로시아 0~4.0 mol%의 조성비가 되도록 칭량하고, 제작공정은 실시예 1과 같지만 소결 시간을 2시간으로 하여 바리스터를 제작한다. In Example 4, the varistor is manufactured by increasing the sintering time and changing the composition ratio of dysprosia. That is, it is weighed so as to have a composition ratio of 93.0 to 97.5 mol% of zinc oxide, 0.5 mol% of praseodymia, 1.0 to 2.0 mol% of cobalt oxide, 0.5 mol% of chromium oxide, and 0 to 4.0 mol% of disprosia. As in Example 1, a varistor was produced with a sintering time of 2 hours.

제작된 바리스터 소자를 상기의 방법으로 바리스터 전압(V1mA) 및 비직선지수(α), 누설전류(Il), 전기적 유전손실계수(tanδ) 등을 측정하고, 이를 표 4에 나타내었다.The varistor element (V 1mA ) was manufactured by the above-described method. And nonlinear index (α), leakage current (I 1 ), electrical dielectric loss coefficient (tanδ), etc. were measured and shown in Table 4.

[표 4]TABLE 4

소자(#)    device(#) 소결시간 (h)   Sintering time (h) 첨가산화물  Additive oxide 전기적특성  Electrical characteristics 밀도 (g/cm3)Density (g / cm 3 ) Pr Co Cr Dy Pr Co Cr Dy V1mA (V/mm)V 1mA (V / mm) α α Il (μA)I l (μA) tanδ (%) tanδ (%) 16(비교예) 16 (comparative) 2       2 0.5 2.0 0.5 0.0  0.5 2.0 0.5 0.0 32.7 32.7 4.0 4.0 92.0 92.0 42.1 42.1 5.5 5.5 17  17 0.5 1.0 0.5 0.5 0.5 1.0 0.5 0.5 179.0 179.0 54.8 54.8 2.5 2.5 2.7 2.7 5.5 5.5 18  18 0.5 2.0 0.5 0.5 0.5 2.0 0.5 0.5 150.3 150.3 46.3 46.3 0.3 0.3 4.3 4.3 5.6 5.6 19  19 0.5 2.0 0.5 1.0 0.5 2.0 0.5 1.0 235.6 235.6 35.1 35.1 0.8 0.8 2.7 2.7 5.4 5.4 20  20 0.5 2.0 0.5 2.0 0.5 2.0 0.5 2.0 372.0 372.0 39.4 39.4 2.4 2.4 5.9 5.9 4.7 4.7 21  21 0.5 2.0 0.5 4.0 0.5 2.0 0.5 4.0 567.7 567.7 57.4 57.4 0.9 0.9 18.6 18.6 4.9 4.9

상기의 표를 참조하면, 실시예1과 마찬가지로 디스프로시아를 첨가하지 않은 비교예(소자번호 #16)에 비해 디스프로시아를 첨가한 경우는 모두 비직선지수(α)가 증가하고, 누설전류(Il) 및 전기적 유전손실계수(tanδ)가 감소하므로, 디스프로시아 첨가에 의해 전기적 특성이 향상된 바리스터 소자를 제조할 수 있다.Referring to the above table, as in Example 1, the nonlinear index (α) increases in all cases in which the disprocia is added, compared to the comparative example in which no disprocia is added (Device No. # 16), and the leakage current is increased. Since (I 1 ) and the electrical dielectric loss factor (tan δ) are reduced, it is possible to manufacture a varistor device having improved electrical characteristics by adding dysprossia.

소결시간이 2시간이고, 디스프로시아가 4.0 mol%(소자번호 #21)일 때 비직선지수(α)가 가장 높긴 하지만 전기적 유전손실계수(tanδ)가 높아 안정성이 낮고, 밀도(g/cm3)도 낮다. 반면에, 소자번호 #17이나 소자번호 #18은 비직선지수(α) 및 밀도(g/cm3)도 높은 편이고, 전기적 유전손실계수(tanδ)와 누설전류(Il)는 낮아 그 전기적 특성이 좋다. When the sintering time is 2 hours and the disprocia is 4.0 mol% (device number # 21), the nonlinear index (α) is the highest, but the electrical dielectric loss factor (tanδ) is high, resulting in low stability and density (g / cm 3 ) is also low. On the other hand, device number # 17 and device number # 18 have high nonlinear index (α) and density (g / cm 3 ), and have low electrical dielectric loss coefficient (tanδ) and leakage current (I 1 ). This is good.

한편, 소결 시간이 1시간인 표 1 내지 표 3처럼 소결 시간이 2시간인 경우는 디스프로시아의 첨가량이 늘어남에 따라 대체로 비직선지수(α)는 커지고 있고, 누설전류(Il)는 값이 작아진다. 하지만 같은 첨가 조성물을 가지고, 소결 시간이 다른 경우(표 2)와 비교했을 때, 비직선지수(α)는 작아지고, 누설전류(Il)는 커지고 있음을 알 수 있다.On the other hand, when the sintering time is 2 hours as shown in Tables 1 to 3 where the sintering time is 1 hour, the nonlinear index (α) is generally larger as the amount of disprocia added increases, and the leakage current I 1 is a value. Becomes smaller. However, with the same additive composition, the sintering time different (Table 2), a nonlinear index (α) becomes small, the leakage current (I l) as compared it can be seen that the increased.

[실시예 5]Example 5

실시예5에서는 디스프로시아를 0.5 mol%로 하고, 소결시간을 변화시켜 바리스터를 제작한다. 즉, 산화아연 96.5~97.5 mol%, 프라세오디미아 0.5 mol%, 코발트 산화물 1.0~2.0 mol%, 크롬 산화물 0.5 mol%, 디스프로시아 0.5 mol%의 조성비가 되도록 칭량한다. 제작공정은 실시예 1과 같지만 소결 시간을 1시간 내지 3시간으로 하여 바리스터를 제작한다. In Example 5, the varistor is produced by changing the sintering time to 0.5 mol% of disprocia. That is, it is weighed so as to have a composition ratio of 96.5 to 97.5 mol% of zinc oxide, 0.5 mol% of praseodymia, 1.0 to 2.0 mol% of cobalt oxide, 0.5 mol% of chromium oxide, and 0.5 mol% of disprocia. The production process is the same as in Example 1, but a varistor is produced with a sintering time of 1 hour to 3 hours.

제작된 바리스터 소자를 상기의 방법으로 바리스터 전압(V1mA) 및 비직선지수(α), 누설전류(Il), 전기적 유전손실계수(tanδ) 등을 측정하고, 이를 표 5에 나타내었다.The varistor element (V 1mA ) was manufactured by the above-described method. And nonlinear index (α), leakage current (I 1 ), electrical dielectric loss coefficient (tanδ), and the like, are shown in Table 5.

[표 5]TABLE 5

소자(#)    device(#) 소결시간 (h)   Sintering time (h) 첨가산화물  Additive oxide 전기적특성  Electrical characteristics 밀도 (g/cm3)Density (g / cm 3 ) Pr Co Cr Dy Pr Co Cr Dy V1mA (V/mm)V 1mA (V / mm) α α Il (μA)I l (μA) tanδ (%) tanδ (%) 1(비교예) 1 (comparative example) 1 One 0.5 1.0 0.5 0.0 0.5 1.0 0.5 0.0 39.4  39.4 4.5 4.5 87.9 87.9 34.2 34.2 5.5 5.5 2  2 1   One 0.5 1.0 0.5 0.5 0.5 1.0 0.5 0.5 223.8 223.8 66.6 66.6 1.2 1.2 3.0 3.0 5.4 5.4 7  7 0.5 2.0 0.5 0.5 0.5 2.0 0.5 0.5 181.9 181.9 55.3 55.3 0.1 0.1 2.3 2.3 5.5 5.5 17  17 2   2 0.5 1.0 0.5 0.5 0.5 1.0 0.5 0.5 179.0 179.0 54.8 54.8 2.5 2.5 2.7 2.7 5.5 5.5 18  18 0.5 2.0 0.5 0.5 0.5 2.0 0.5 0.5 150.3 150.3 46.3 46.3 0.3 0.3 4.3 4.3 5.6 5.6 22  22 3   3 0.5 1.0 0.5 0.5 0.5 1.0 0.5 0.5 143.5 143.5 46.5 46.5 3.5 3.5 4.7 4.7 5.6 5.6 23  23 0.5 2.0 0.5 0.5 0.5 2.0 0.5 0.5 126.7 126.7 38.2 38.2 1.1 1.1 5.1 5.1 5.6 5.6

상기의 표를 참조하면, 소결 시간이 3시간일 때는 소결시간이 1시간이나 2시간일 때보다 유전손실계수(tanδ)는 대체로 작아지고, 밀도(g/cm3)는 커져, 안정성이 우수하다. 하지만, 비직선지수(α)는 대체로 감소하고, 누설전류(Il)는 대체로 커진다.Referring to the above table, when the sintering time is 3 hours, the dielectric loss coefficient (tan δ) is generally smaller and the density (g / cm 3 ) is larger than that when the sintering time is 1 hour or 2 hours, and the stability is excellent. . However, the nonlinear index α is generally reduced, and the leakage current I 1 is large.

좀 더 상세하게, 소결 시간에 따른 비직선 지수를 도 2a를 참조하여 비교하면, 비직선지수(α)는 소결 시간이 늘어남(1시간 -> 2시간 -> 3시간)에 따라 그 값 이 점점 감소하고(66.6 -> 54.8 -> 46.5, 55.3 -> 46.3 -> 38.2) 있고, 코발트 산화물의 첨가량이 2.0 mol%일 때보다 1.0 mol%일 때 더 큰 비직선지수(α)를 가지는 것을 알 수 있다.More specifically, when comparing the nonlinear index according to the sintering time with reference to FIG. 2A, the nonlinear index α is gradually increased as the sintering time is increased (1 hour-> 2 hours-> 3 hours). Decreases (66.6-> 54.8-> 46.5, 55.3-> 46.3-> 38.2) and has a larger nonlinearity index (α) when the amount of cobalt oxide added is 1.0 mol% than when 2.0 mol% is added. have.

또한, 도 2b를 참조하여 소결 시간에 따른 누설전류를 비교하면, 누설전류(Il)는 소결 시간이 늘어남(1시간 -> 2시간 -> 3시간)에 따라 그 값이 점점 증가하고(1.2 -> 2.5 -> 3.5, 0.1 -> 0.3 -> 1.1) 있고, 코발트 산화물의 첨가량이 2.0 mol%일 때보다 1.0 mol%일 때 더 큰 누설전류(Il)를 가지는 것을 알 수 있다.In addition, when comparing the leakage current according to the sintering time with reference to Figure 2b, the leakage current (I l ) is gradually increased as the sintering time (1 hour-> 2 hours-> 3 hours) (1.2) ->2.5-> 3.5, 0.1->0.3-> 1.1), and when the addition amount of the cobalt oxide is 1.0 mol% than it has a larger leakage current (I l ).

그리고, 도 2c를 참조하여 소결 시간에 따른 유전손실계수를 비교하면, 유전손실계수(tanδ)는 소결 시간이 늘어남(1시간 -> 2시간 -> 3시간)에 따라 그 값이 점점 증가하고(3.0 -> 2.7 -> 4.7, 2.3 -> 4.3 -> 5.1) 있고, 도 2d를 참조하여 소결 시간에 따른 밀도를 비교하면, 밀도(g/cm3)는 소결 시간이 늘어남(1시간 -> 2시간 -> 3시간)에 따라 그 값이 점점 증가하고(5.4 -> 5.5 -> 5.6, 5.5 -> 5.6 -> 5.6) 있다.And, when comparing the dielectric loss coefficient according to the sintering time with reference to Figure 2c, the dielectric loss coefficient (tanδ) is gradually increased as the sintering time (1 hour-> 2 hours-> 3 hours) ( 3.0->2.7-> 4.7, 2.3->4.3-> 5.1), comparing the density according to the sintering time with reference to Figure 2d, the density (g / cm 3 ) is increased in the sintering time (1 hour-> 2) The time increases with time (> 3 hours) (5.4->5.5-> 5.6, 5.5->5.6-> 5.6).

상기의 여러 가지 실시예에서 나타낸 바와 같이 각 소자의 비직선지수는 첨가물의 조성비에 따라 다양한 값을 나타내고 있다. 상기의 결과에서, 표 1, 표 2, 표 3을 비교하면, 똑같은 조건으로 코발트 산화물의 첨가량만 1 mol% -> 2 mol% -> 3 mol%로 증가했을 때, 비직선지수는 감소하고, 누설전류는 값이 대체로 증가한다.As shown in the above various embodiments, the nonlinear index of each device shows various values depending on the composition ratio of the additives. In the above results, when comparing Table 1, Table 2, Table 3, the nonlinear index decreases when only the amount of cobalt oxide added is increased from 1 mol%-> 2 mol%-> 3 mol% under the same conditions, Leakage current generally increases in value.

또한, 표 5를 참조하면 소결 시간을 1시간 -> 2시간 -> 3시간으로 증가할수 록 비직선지수는 감소하고, 누설전류는 값이 대체로 증가한다.In addition, referring to Table 5, as the sintering time is increased from 1 hour-> 2 hours-> 3 hours, the nonlinear index decreases and the leakage current increases generally.

또한, 소자번호 #2, #7, #12, #13, #18, #19, #22, #23은 상대적으로 비직선지수와 밀도가 높고, 유전손실계수도 5%대 또는 그 이하로서 낮으며, 누설 전류 역시 디스프로시아가 첨가된 소자는 대체로 낮아서 바리스터로서의 전기적 특성이 좋다. 그 외에도 비직선지수가 매우 우수한 소자(#5, #10, #21)도 있긴 하나 밀도가 낮고, 손실 계수가 커서 바리스터로서의 특성은 좋지 않다. In addition, device numbers # 2, # 7, # 12, # 13, # 18, # 19, # 22, and # 23 are relatively high in nonlinearity and density, and have a low dielectric loss coefficient of 5% or less. In addition, the leakage current is also low in the device to which the disprocia is added, which is good electrical characteristics as a varistor. In addition, there are some devices (# 5, # 10, # 21) that have very high nonlinearity, but they are low in density and have a large loss factor.

그리고, 스트레스 실험 결과 높은 유전손실계수와 낮은 밀도를 가지는 소자는 과도 전류로 인해서 열폭주 현상을 일으킴으로서 안정성이 낮았다. 소결 시간이 1시간인 경우, 디스프로시아가 0.5 mol% 첨가된 소자(#2, #7, #12)는 밀도가 높고, 유전손실계수가 낮으며, 안정이 우수한 것으로 나타났다. 또한, 소결시간이 1시간이나 2시간인 경우보다 소결시간이 3시간인 경우가 밀도가 높고, 유전손실계수가 낮으며, 안정성이 향상되었다. The stress test results show that the devices with high dielectric loss coefficients and low densities have low stability due to thermal runaway due to transient currents. When the sintering time was 1 hour, the devices (# 2, # 7, # 12) containing 0.5 mol% of disprocia were found to have high density, low dielectric loss coefficient, and excellent stability. In addition, when the sintering time is 3 hours than when the sintering time is 1 hour or 2 hours, the density is higher, the dielectric loss coefficient is low, and the stability is improved.

소자 #19를 제외하고는 밀도가 대략 5.5 g/cm3 이하인 소자는 스트레스 실험결과 안정성이 떨어졌으며, 밀도가 5.5 g/cm3 이상으로 높다 하더라도 유전손실계수가 5.0% 이상인 소자는 바리스터 특성변화율이 컸다. 이렇게 볼 때 유전손실계수가 5.0% 이하인 동시에 밀도가 5.5 g/cm3 이상인 소자가 전기적 특성 및 안정성이 우수하였다.Except for device # 19, devices with a density of less than 5.5 g / cm 3 exhibited poor stability as a result of stress tests, and devices with a dielectric loss factor of 5.0% or higher even when the density was higher than 5.5 g / cm 3 had a high variation in varistor characteristics. It was great. In view of this, the device having a dielectric loss factor of 5.0% or less and a density of 5.5 g / cm 3 or more has excellent electrical characteristics and stability.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발 명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허 청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable embodiment, the scope of the present invention is not limited to a specific embodiment, Comprising: It should be interpreted by the attached claim. In addition, those skilled in the art should understand that many modifications and variations are possible without departing from the scope of the present invention.

상기에서 기술한 바와 같이 본 발명은, 기존의 산화아연(ZnO), 프라세오디미아(Pr6O11), 코발트 산화물(CoO), 크롬 산화물(Cr2O3) 등으로 구성된 산화아연 바리스터에 디스프로시아(Dy2O3)를 첨가하여 바리스터를 제조함에 의해 비직선지수가 높고, 누설 전류가 낮은 고(高) 비직선성을 나타낼 뿐만 아니라 안정성도 우수하여 전자·정보·통신 기기용 써지 흡수기에 매우 유용하게 응용 될 수 있다.As described above, the present invention provides a zinc oxide varistor composed of zinc oxide (ZnO), praseodymia (Pr 6 O 11 ), cobalt oxide (CoO), chromium oxide (Cr 2 O 3 ), and the like. The varistor is manufactured by adding Dysprossia (Dy 2 O 3 ), which shows high nonlinearity, low leakage current, high nonlinearity and excellent stability. It can be very useful for absorber.

또한, 본 발명은 디스프로시아의 첨가량을 조절하여 바리스터의 전기적 특성을 변화시키므로, 원하는 특성을 가지는 바리스터를 용이하게 제조할 수 있다는 장점도 가진다. In addition, since the present invention changes the electrical characteristics of the varistor by adjusting the amount of disprocia added, it also has the advantage that the varistor having the desired characteristics can be easily manufactured.

Claims (6)

주성분인 82.0~98.499 mol%의 산화아연(ZnO)과, 첨가제인 0.5 mol%의 프라세오디미아(Pr6O11), 0.5~3.0 mol%의 코발트 산화물(CoO), 0.5 mol%의 크롬 산화물(Cr2O3), 0.001~4.0 mol%의 디스프로시아(Dy2O3)를 조합하여 형성한 5성분계 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스프로시아가 첨가된 프라세오디미아계 산화아연 바리스터.82.0 ~ 98.499mol% zinc oxide (ZnO) as main component, 0.5mol% praseodymia (Pr 6 O 11 ) as additive, 0.5 ~ 3.0mol% cobalt oxide (CoO), 0.5mol% chromium oxide Praseodymium-based zinc oxide with a disprocia added, comprising a five-component composition formed by combining (Cr 2 O 3 ) and 0.001 to 4.0 mol% of disprocia (Dy 2 O 3 ). Varistor. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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