DE102012107536B4 - Method for regenerating a varistor - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Regenerieren eines Varistors mit nichtlinear spannungsabhängigem Widerstandsmaterial, der mit Überspannung und/oder einem Stromstoß beaufschlagt wurde, wobei das Widerstandsmaterial verpresste Siliciumcarbidpartikel umfasst und bindemittelfrei ist, wobei die verpressten Siliciumcarbidpartikel wenigstens teilweise elektrisch leitfähig sind und das Widerstandsmaterial in einer elektrisch nicht leitenden Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgenden Schritt aufweist: Zerstören von zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken, die nach Beaufschlagung mit Überspannung und/oder einem Stromstoß ausgebildet wurden, wobei das Zerstören von zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken durch Einbringen eines Impulses in oder an den Varistor oder in oder an das Siliciumcarbidpartikel umfassende Widerstandsmaterial oder durch Vermahlen oder Zerreiben des Widerstandsmaterials erfolgt.A method for regenerating a varistor with a non-linear voltage-dependent resistance material, which has been subjected to an overvoltage and / or a current surge, wherein the resistance material comprises compressed silicon carbide particles and is binder-free, wherein the compressed silicon carbide particles are at least partially electrically conductive and the resistance material in an electrically non-conductive envelope. and / or housing device is arranged, characterized in that the method has the following step: destroying sintered bridges formed between silicon carbide particles, which were formed after exposure to overvoltage and / or a current surge, the destruction of sintered bridges formed between silicon carbide particles by introducing a pulse in or on the varistor or in or on the resistor material comprising silicon carbide particles, or by grinding or grinding the resistor material.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zu Regenerierung eines Varistors mit nichtlinear spannungsabhängigem Widerstand.The present invention relates to a method for regenerating a varistor with a non-linear voltage-dependent resistor.

Ein Varistor ist ein spannungsabhängiger Widerstand, der als Überspannungsschutz verwendet wird. Oberhalb einer bestimmten Quellspannung, die typisch für den jeweiligen Varistor ist, wird der Widerstand abrupt kleiner. Der Begriff „Varistor” setzt sich aus den englischen Begriffen „Variable Resistor” zusammen, wobei Varistoren alternativ auch als „Voltage Dependent Resistor” (VDR) bezeichnet werden.A varistor is a voltage dependent resistor used as overvoltage protection. Above a certain source voltage, which is typical for the respective varistor, the resistance decreases abruptly. The term "varistor" is composed of the English words "variable resistor", whereby varistors are alternatively referred to as "voltage dependent resistor" (VDR).

Varistoren enthalten meist keramische Komponenten, deren Funktion darin besteht, eine Überspannung abzufangen und zu limitieren. Im Gegensatz zu Schmelzflusssicherungen arbeiten Varistoren weitgehend zerstörungsfrei und sind damit grundsätzlich wiederholt einsatzfähig, wobei es gleichwohl bei Anlegung einer Überspannung zu strukturellen Veränderungen und infolgedessen zu Veränderungen der Eigenschaften des Varistors kommt.Varistors usually contain ceramic components whose function is to intercept and limit overvoltage. In contrast to melt flow fuses, varistors operate largely non-destructively and are thus fundamentally repeatedly usable, whereby nevertheless, when an overvoltage is applied, structural changes occur and, as a result, changes in the properties of the varistor occur.

In Abhängigkeit vom verwendeten Ausgangswerkstoff unterscheidet man zwischen Siliciumcarbid-Varistoren und Metalloxidvaristoren, die beispielsweise Zinkoxid enthalten.Depending on the starting material used, a distinction is made between silicon carbide varistors and metal oxide varistors, which contain, for example, zinc oxide.

Varistoren werden konventionell durch Sintern von Siliciumcarbid-Pulver (SiC) oder von Zinkoxid-Pulver (ZnO) mit weiteren Metalloxiden als Additiven oder Dotanden wie Bi2O3, Sb2O3, SiO2, Co3O4 und MnO2 sowie Kombinationen dieser Oxide hergestellt.Varistors are conventionally made by sintering silicon carbide powder (SiC) or zinc oxide powder (ZnO) with other metal oxides as additives or dopants such as Bi 2 O 3, Sb 2 O 3, SiO 2, Co 3 O 4 and MnO 2 and combinations of these oxides.

Heute werden häufiger Metalloxidvaristoren auf der Grundlage von Zinkoxid verwandt, weil sie sich insbesondere im Bereich niedriger Spannungsverläufe in Bezug auf die gewünschten Schutzfunktionen gegen Überspannungen besser einstellen lassen als Varistoren aus Siliciumcarbidpulver.Today zinc oxide-based metal oxide varistors are more commonly used because they are easier to adjust than varistors made of silicon carbide powder, especially in the area of low voltage profiles with regard to the desired protection against overvoltages.

Bei der Anwendung von ZnO-Varistoren zeigen sich in der Praxis jedoch immer wieder Probleme dadurch, dass bei höheren Leistungen die Wärme dieser Bauelemente zu groß und damit ein Zerstören der Bauteile zu befürchten ist. Dies tritt insbesondere bei Hochspannungsanwendungen auf, wie in Schaltungen von Lichtbogenschmelzöfen, Großmagneten in Schrott- und Recyclinghöfen und beim Betrieb von Windkraftanlagen, bei denen sehr hohe Spannungsspitzen zur Zerstörung von ZnO-Varistoren geführt haben.In the application of ZnO varistors, however, problems repeatedly arise in practice in that at higher powers, the heat of these components is too great and thus a destruction of the components is to be feared. This is especially true in high voltage applications, such as in arc furnace circuits, large magnets in scrap and recycling yards, and in the operation of wind turbines where very high voltage spikes have led to the destruction of ZnO varistors.

Deshalb wird für viele Anwendungsbereiche wieder vermehrt nach geeigneten Alternativen gesucht, die neben einer höheren Temperaturbeständigkeit auch eine längere Standzeit aufweisen.Therefore, many applications are increasingly looking for suitable alternatives, which in addition to a higher temperature resistance also have a longer service life.

Bei Verwendung von SiC-Varistoren kommt es bei Durchleitung von Stromstößen, beispielsweise von mehreren tausend Ampere, nachteiligerweise zu Sinterprozessen. Durch elektrische Entladung zwischen benachbarten SiC-Partikeln kann es im Randbereich dieser SiC-Partikel zum Schmelzen und Verdampfen von SiC kommen. Dabei bilden sich zwischen SiC-Partikeln Sinterbrücken aus, die nach dem Abkühlen und Auskristallisieren die elektrischen Eigenschaften des Varistors verschlechtern. Die ausgebildeten Sinterbrücken können dabei wie feste Leiterbahnen wirken, die jedoch den Varistoreffekt von Siliciumcarbid vermindern.When using SiC varistors, it is disadvantageous to sintering processes when passing current surges, for example of several thousand amperes. Electrical discharge between adjacent SiC particles can lead to melting and evaporation of SiC in the edge region of these SiC particles. In this process, sintered bridges are formed between SiC particles, which deteriorate the electrical properties of the varistor after cooling and crystallization. The trained Sinterbrücken can act as solid tracks, but reduce the varistor effect of silicon carbide.

Bei der Herstellung konventioneller Varistoren werden Siliciumcarbidpartikel mit einem Bindemittel versetzt und zu Formkörpern, meist zylindrischen Scheiben, verpresst. Anschließend erfolgt ein Brennprozess, der zu einer Verfestigung des Bindemittels führt. Das Bindemittel hat die Aufgabe, die SiC-Partikel in Kontakt zueinander zu halten und dem Gebilde mechanische Festigkeit zu verleihen. Die SiC-Partikel verändern beim Brennen ihre geometrische Form nicht und Sinterprozesse treten nur in einem geringen Umfang auf.In the production of conventional varistors silicon carbide particles are mixed with a binder and pressed into moldings, usually cylindrical slices. This is followed by a firing process, which leads to a solidification of the binder. The purpose of the binder is to keep the SiC particles in contact with one another and to impart mechanical strength to the structure. The SiC particles do not change their geometric shape during firing and sintering processes occur only to a small extent.

So beschreibt die US 2001/0030353 A1 einen elektrischen Widerstand mit nicht linearer Strom-Spannungs-Kennlinie, der aus einem Aggregat von SiC-Partikeln aufgebaut ist, wobei die SiC-Partikel mit Verunreinigungen dotiert sind und wobei sich Sauerstoff und wenigstens eines der Elemente Aluminium und Bor im Randbereich der SiC-Partikel befinden. Zur Herstellung des Varistors werden die SiC-Partikel mit einem organischen Bindemittel gemischt, zu einem Formkörper geformt und ausgehärtet.That's how it describes US 2001/0030353 A1 an electrical resistance with non-linear current-voltage characteristic, which is composed of an aggregate of SiC particles, wherein the SiC particles are doped with impurities and wherein oxygen and at least one of the elements aluminum and boron in the edge region of the SiC particles are located. To produce the varistor, the SiC particles are mixed with an organic binder, shaped into a shaped body and cured.

Die US 2002/0101325 A1 beschreibt einen elektrischen Widerstand mit nicht linearer Strom-Spannungs-Kennlinie, der halbleitende Siliciumcarbidpartikel umfasst, wobei die halbleitenden Siliciumcarbidpartikel eine Oxidschicht aufweisen, die an der Oberfläche der halbleitenden Siliciumcarbidpartikel gebildet ist. Die verwendeten Siliciumcarbidpartikel werden mit einem Aluminiumhydroxid und silikathaltigen Solen als Bindemittel gemischt, getrocknet und geformt.The US 2002/0101325 A1 describes an electrical resistor having a non-linear current-voltage characteristic comprising semiconducting silicon carbide particles, the semiconducting silicon carbide particles having an oxide layer formed on the surface of the semiconducting silicon carbide particles. The silicon carbide particles used are mixed with an aluminum hydroxide and silicate-containing sols as binders, dried and molded.

Die DE 100 56 734 A1 beschreibt einen nicht-linearen spannungsabhängigen Widerstand, bestehend im Wesentlichen aus Siliciumcarbidpartikeln, die mit mindestens einem Dotiermaterial dotiert werden und mindestens eines der Elemente Aluminium und Bor in einem Anteil von etwa 0,01 bis 100 Gewichtsanteile, bezogen auf 100 Gewichtsanteile SiC-Partikel, aufweisen. Die verwendeten SiC-Partikel werden zusammen mit einem organischen Bindemittel gemischt, zu einem Formkörper geformt und ausgehärtet. The DE 100 56 734 A1 describes a non-linear voltage-dependent resistor consisting essentially of silicon carbide particles which are doped with at least one doping material and at least one of the elements aluminum and boron in a proportion of about 0.01 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of SiC particles , The SiC particles used are mixed together with an organic binder, formed into a shaped body and cured.

Die GB 762,148 beschreibt die Herstellung eines Varistors umfassend Siliciumcarbid, wobei die SiC-Partikel zusammen mit einem keramischen Bindemittel in Form einer Scheibe gepresst und nachfolgend gebrannt werden.The GB 762,148 describes the production of a varistor comprising silicon carbide, wherein the SiC particles are pressed together with a ceramic binder in the form of a disc and subsequently fired.

Schließlich werden auf gegenüberliegenden Seiten der gebrannten Scheibe Elektroden angeordnet.Finally, electrodes are placed on opposite sides of the fired disc.

Bei sämtlichen vorstehend beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Varistoren kommt es bei Anlegung einer Überspannung nachteiligerweise zur Ausbildung von Sinterbrücken zwischen den in einer Bindemittelmatrix eingebetteten und fixierten Siliciumcarbidpartikeln. Aufgrund dieser strukturellen Veränderung durch die Ausbildung von Sinterbrücken kommt es zu einer Veränderung der Nichtlinearität und mithin zu einer Veränderung des Schutzpegels bzw. der Ansprechspannung des Varistors. Die ausgebildeten Sinterbrücken wirken als elektrische Leiterbahnen, die der Nichtlinearität der Strom-Spannungs-Kennlinie des nichtlinear spannungsabhängigen Widerstandsmaterials entgegenwirken und diese somit unerwünscht verändern. Aus diesem Grund müssen die vorbekannten Varistoren nach dem Auftreten von Überspannung häufig ausgetauscht und entsorgt werden.In the case of all the above-described varistors known from the prior art, the application of an overvoltage disadvantageously leads to the formation of sintered bridges between the silicon carbide particles embedded and fixed in a binder matrix. Due to this structural change due to the formation of sintered bridges, there is a change in the nonlinearity and therefore a change in the protection level or the response voltage of the varistor. The trained Sinterbrücken act as electrical conductors, which counteract the non-linearity of the current-voltage characteristic of the non-linear voltage-dependent resistive material and thus change them undesirable. For this reason, the prior art varistors must be frequently replaced and disposed of after the occurrence of overvoltage.

Auch bei geringeren Stromstößen kann es bereits zu einer Verschlechterung der Nichtlinearität kommen, wobei diese Verschlechterung der Nichtlinearität ebenfalls auf eine teilweise Versinterung der Siliciumcarbidkörner zurückgeführt werden kann.Even with lower power surges, there may already be a deterioration of the non-linearity, wherein this deterioration of the non-linearity can also be attributed to a partial sintering of the silicon carbide grains.

Die Nichtlinearität kann anhand der Varistorspannung überprüft werden. Hierbei wird gemessen, ob der Varistor den erwünschten Überspannungsschutz leistet, d. h. ob die Strom-Spannungs-Kennlinie des Varistors eine gewünschte Krümmung oder Nichtlinearität aufweist. Weicht die Varistorspannung von der vorgegebenen Varistorspannung ab, wird der Varistor in der Regel ausgetauscht und entsorgt.The non-linearity can be checked by means of the varistor voltage. Here it is measured whether the varistor provides the desired overvoltage protection, d. H. whether the current-voltage characteristic of the varistor has a desired curvature or nonlinearity. If the varistor voltage deviates from the predetermined varistor voltage, the varistor is usually replaced and disposed of.

Die DE 1111274 betrifft einen spannungsabhängigen nichtlinearen elektrischen Widerstand mit Körnern aus hexagonalem Siliciumcarbid ohne Bindemittel.The DE 1111274 relates to a voltage-dependent nonlinear electrical resistance with grains of hexagonal silicon carbide without binder.

Die DE 1048986 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von aus körnigem Siliciumcarbid bestehenden Halbleiterwiderständen.The DE 1048986 relates to a method for producing granular silicon carbide semiconductor resistors.

Es besteht mithin ein Bedarf an einem Verfahren zum Regenerieren von Varistoren nach der Beaufschlagung mit einer Überspannung und/oder einem Stromstoß.Thus, there is a need for a method of regenerating varistors upon application of an overvoltage and / or a surge.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Regenerieren eines Varistors mit nichtlinear spannungsabhängigem Widerstandsmaterial, der mit Überspannung und/oder einem Stromstoß beaufschlagt wurde, wobei das Widerstandsmaterial verpresste Siliciumcarbidpartikel umfasst und bindemittelfrei ist, wobei die verpressten Siliciumcarbidpartikel wenigstens teilweise elektrisch leitfähig sind und das Widerstandsmaterial in einer elektrisch nicht leitenden Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung angeordnet ist, wobei das Verfahren folgenden Schritt aufweist:
Zerstören von zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken, die nach Beaufschlagung mit Überspannung und/oder einem Stromstoß ausgebildet wurden, wobei das Zerstören von zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken durch Einbringen eines Impulses in oder an den Varistor oder in oder an das Siliciumcarbidpartikel umfassende Widerstandsmaterial oder durch Vermahlen oder Zerreiben des Widerstandsmaterials erfolgt.The object of the present invention is achieved by a method for regenerating a varistor with non-linearly voltage-dependent resistance material, which was subjected to overvoltage and / or a surge, wherein the resistance material comprises compressed silicon carbide particles and is binder-free, wherein the compressed silicon carbide particles are at least partially electrically conductive and the resistive material is disposed in an electrically nonconductive enveloping and / or housing means, the method comprising the following step:
Destroying sintered bridges formed between silicon carbide particles which have been formed after application of overvoltage and / or a surge, wherein the destruction of sintered bridges formed between silicon carbide particles by imparting a pulse into or onto the varistor or resistive material comprising silicon carbide particles or by milling or grinding of the resistance material.

Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens zum Regenerieren eines Varistors sind in den Unteransprüchen 2 bis 11 aufgeführt.Preferred embodiments of the method for regenerating a varistor are listed in subclaims 2 to 11.

Der Erfinder hat überraschend festgestellt, dass ein bindemittelfreies nichtlinear spannungsabhängiges Widerstandsmaterial, das verpresste wenigstens teilweise elektrisch leitende Siliciumcarbidpartikel umfasst, zur Herstellung eines Varistors geeignet ist, der nach Beaufschlagung mit Überspannung und/oder eines Stromstoßes regenerierbar ist.The inventor has surprisingly found that a binderless nonlinear voltage dependent resistive material comprising compressed at least partially electrically conductive silicon carbide particles is suitable for making a varistor which is regenerable upon application of overvoltage and / or a current surge.

Dieser Varistor bietet einen regenerierbaren Schutz bei Spannungs- und/oder Stromstößen. Der Varistor kann entsprechend den Erfordernissen so dimensioniert werden, dass ein Schutz für sehr unterschiedliche Applikationen, bei denen sich die Höhe der Überspannung und/oder die Größe des Stromstoßes signifikant unterscheiden können, bereitgestellt werden kann. Insoweit ist vorliegend unter einer Überspannung und/oder einem Stromstoß ein Leistungseintrag in den Varistor zu verstehen, der zu einer nicht annehmbaren Veränderung und/oder Beschädigung des Varistors führt. This varistor offers regenerable protection against voltage and / or current surges. The varistor can be dimensioned according to the requirements so that protection can be provided for very different applications in which the magnitude of the overvoltage and / or the magnitude of the current surge can differ significantly. In that regard, in the present case an overvoltage and / or a surge is to be understood as a power input into the varistor, which leads to an unacceptable change and / or damage of the varistor.

Die verwendeten wenigstens teilweise elektrisch leitenden Siliciumcarbidpartikel werden dabei, beispielsweise in einer Pressform, ohne Bindemittelzusatz mechanisch verpresst. Mithin sind die wenigstens teilweise elektrisch leitenden Siliciumcarbidpartikel nicht in eine Bindemittelmatrix eingebunden. Auch sind die wenigstens teilweise elektrisch leitenden Siliciumcarbidpartikel nicht über Bindemittel miteinander verbunden.The at least partially electrically conductive silicon carbide particles used are mechanically compressed, for example in a mold, without addition of binder. Thus, the at least partially electrically conductive silicon carbide particles are not incorporated into a binder matrix. Also, the at least partially electrically conductive silicon carbide particles are not interconnected via binders.

Bei einer Überspannung und/oder einem Stromstoß kommt es zu einem Energieeintrag in das Widerstandsmaterial. Der Energieeintrag führt zu einem teilweisen Aufschmelzen und Verdampfen der Kornoberflächen der verwendeten Siliciumcarbidpartikel und in Folge dessen zur Ausbildung von Sinterbrücken zwischen verschiedenen Siliciumcarbidpartikeln. Die sich ausbildenden Sinterbrücken, die auch als Sinterhälse bezeichnet werden können, erstarren beim Abkühlen des mit Überspannung und/oder eines Stromstoßes beaufschlagten Varistors. Da sich die Sinterbrücken in der Regel nicht wieder zurückgebildet können, kommt es zu einer Verschlechterung der Nichtlinearität des Varistors, so dass der Varistor bei einem vermehrten Auftreten von Sinterbrücken ausgetauscht werden muss.In the case of an overvoltage and / or a surge, an energy input into the resistance material occurs. The energy input leads to a partial melting and evaporation of the grain surfaces of the silicon carbide particles used and consequently to the formation of sintered bridges between different silicon carbide particles. The forming sintered bridges, which can also be referred to as sintering necks, solidify upon cooling of the overvoltage and / or a surge impinged varistor. Since the sintered bridges usually can not be reformed again, there is a deterioration of the non-linearity of the varistor, so that the varistor must be replaced with an increased occurrence of sintered bridges.

Unter Sinterbrücken werden im Rahmen dieser Erfindung mithin durch Sintervorgänge entstandene Kontakte verstanden, die sich zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausbilden, wenn ein Siliciumcarbid-haltiger Varistor mit einer Überspannung und/oder einem Stromstoß beaufschlagt wurde.In the context of this invention, sintered bridges are therefore understood as meaning contacts formed by sintering processes, which form between silicon carbide particles when an overvoltage and / or current impulse has been applied to a silicon carbide-containing varistor.

Da das bei dem regenerierbaren Varistor verwendete nichtlinear spannungsabhängige Widerstandsmaterial bindemittelfrei ist, können die bei Anlegung einer Überspannung und/oder einem Stromstoß zwischen den wenigstens teilweise elektrisch leitenden Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken, beispielsweise durch Anlegung eines Impulses, vorzugsweise eines mechanischen Impulses, wenigstens teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen, zerstört und mithin die ursprüngliche partikuläre Struktur wieder hergestellt werden.Since the non-voltage-dependent resistive material used in the regenerable varistor is binderless, the sintered bridges formed upon application of an overvoltage and / or current surge between the at least partially electrically conductive silicon carbide particles may be at least partially applied, for example, by applying a pulse, preferably a mechanical impulse Substantially, destroyed and thus the original particulate structure be restored.

Es hat sich überraschend gezeigt, dass zwischen einzelnen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildete Sinterbrücken, bevorzugt durch Impulseintrag, vorzugsweise durch einen mechanischen Impuls, wenigstens teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen, zerstörbar sind, wenn die Siliciumcarbidpartikel im erfindungsgemäß verwendeten Widerstandsmaterial bindemittelfrei angeordnet sind. Aufgrund der fehlenden Einbettung in eine Bindemittelmatrix oder eine Fixierung der Siliciumcarbidpartikel über Bindemittel aneinander sind die Siliciumcarbidpartikel relativ zueinander bewegbar, mithin nicht ortsfest festgelegt. Diese relative Bewegbarkeit der Siliciumcarbidpartikel zueinander ermöglicht im Falle eines Impulseintrages eine Zerstörung von Sinterbrücken und eine weitgehende, vorzugsweise vollständige, Wiederherstellung der ursprünglichen Struktur aus ungebundenen, d. h. nicht mit- oder aneinander gesinterten Siliciumcarbidpartikel. Diese weitgehende, vorzugsweise vollständige, Wiederherstellung einer Struktur aus ungebundenen, d. h. nicht mit- oder aneinander gesinterten Siliciumcarbidpartikel wird erfindungsgemäß als Regeneration bezeichnet.It has surprisingly been found that between individual silicon carbide particles formed sintered bridges, preferably by pulse input, preferably by a mechanical pulse, at least partially, preferably substantially, are destructible when the silicon carbide particles are arranged binder-free in the resistance material used in the invention. Due to the lack of embedding in a binder matrix or a fixation of the silicon carbide particles via binder to each other, the silicon carbide particles are movable relative to each other, thus not fixed fixed. This relative mobility of the silicon carbide particles to each other in the case of a pulse entry allows destruction of sintered bridges and a substantial, preferably complete, restoration of the original structure from unbound, d. H. not with or sintered silicon carbide particles. This extensive, preferably complete, restoration of a structure of unbound, d. H. silicon carbide particles not sintered or sintered together are called regeneration according to the invention.

Im Unterschied dazu weisen kommerziell erhältliche Varistoren einen wesentlichen Gehalt an Bindemittel auf, das zum Einen die Aufgabe hat, die Siliciumcarbidpartikel in Kontakt zueinander zu halten, und zum Anderen, dem Widerstandsmaterial mechanische Festigkeit zu verleihen. In der Regel bestehen die im Stand der Technik verwendeten Bindemittel aus einer porzellanartigen Masse oder Wasserglas, die die Siliciumcarbidpartikel in einen matrixartigen Verbund einbetten.In contrast, commercially available varistors have a substantial content of binder, which has the one hand the task of keeping the Siliziumcarbidpartikel in contact with each other, and on the other hand, to give the resistance material mechanical strength. In general, the binders used in the prior art consist of a porcelain-like mass or water glass, which embed the silicon carbide particles in a matrix-like composite.

Varistoren sind Widerstandsbauelemente, deren elektrischer Widerstandswert von der anliegenden Spannung abhängt. Der elektrische Widerstand sinkt dabei mit zunehmender Spannung. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Material, das dem Varistor die Eigenschaft eines nichtlinear spannungsabhängigen Widerstandes verleiht, als nichtlinear spannungsabhängiges Widerstandsmaterial bezeichnet.Varistors are resistance components whose electrical resistance value depends on the applied voltage. The electrical resistance decreases with increasing voltage. In the present invention, the material which gives the varistor the property of a non-linear voltage-dependent resistor is referred to as a non-linear voltage-dependent resistance material.

Die Strom-Spannungs-Kennlinie hat dabei einen nichtlinearen Verlauf. Der Verlauf ähnelt dem einer Halbleiterdiode, die in Durchlassrichtung betrieben wird, ist aber punktsymmetrisch zum Spannungspunkt 0 V. Der Verlauf ist dabei für Aufgaben einer Spannungsbegrenzung und -stabilisierung ideal. Bei einem Spannungswert von 0 V besteht ein unendlich hoher Widerstand, der bei einem bestimmten Spannungswert, der auch als Schutzpegel oder Ansprechspannung bezeichnet wird, spontan auf den Widerstandswert Null abfällt. Bei niedriger Spannung hat der Varistor einen sehr hohen Widerstand, so dass nur ein vergleichsweise schwacher Strom fließt. Diese Abhängigkeit des Widerstands eines Varistors von der Spannung weist einen näherungsweise exponentiellen Verlauf auf.The current-voltage characteristic curve has a non-linear course. The course is similar to that of a semiconductor diode, which is operated in the forward direction, but is point-symmetrical to the voltage point 0 V. The course is ideal for tasks of voltage limiting and stabilization. With a voltage value of 0 V there is an infinitely high resistance, which at a certain voltage value, which is also referred to as protection level or response voltage, spontaneously to the resistance value zero drops. At low voltage, the varistor has a very high resistance, so that only a comparatively weak current flows. This dependence of the resistance of a varistor on the voltage has an approximately exponential course.

Eine wichtige Kenngröße eines Varistors ist der maximale Schutzpegel, der im Englischen auch als „Maximum Clamping Voltage” bezeichnet wird und der die höchste Spannung angibt, die über den Varistor abfallen darf, wenn dieser mit einem Standardprüfimpuls von 8/20 μs belastet wird. Unter einem Standardprüfimpuls von 8/20 μs wird verstanden, dass der Strom innerhalb von 8 μs von 10% auf 90% des Maximalstroms (100%) steigt und innerhalb von 20 μs, gerechnet ab dem Zeitpunkt des 10%-Wertes, auf 50% des Maximalstroms fällt. Die Spannungs-Strom-Kennlinie gibt den maximalen Schutzpegel in Abhängigkeit vom durchfließenden Impulsstrom an.An important characteristic of a varistor is the maximum protection level, which is also referred to as "maximum clamping voltage" and which indicates the highest voltage that may drop across the varistor when it is loaded with a standard test pulse of 8/20 μs. A standard test pulse of 8/20 μs is understood to mean that the current increases from 10% to 90% of the maximum current (100%) within 8 μs and to 50% within 20 μs, calculated from the time of the 10% value. the maximum current drops. The voltage-current characteristic indicates the maximum protection level as a function of the pulse current flowing through.

Eine weitere wichtige Kenngröße eines Varistors ist der Nichtlinearitäts-Exponent α, der die Steigung der Strom-Spannungs-Kennlinie im Arbeitsbereich des Varistors beschreibt und beispielsweise aus zwei Wertepaaren (U₁, I₁) und (U₂, I₂) von Strom und Spannung als Steigung der doppelt logarithmisch aufgetragenen Kennlinie bestimmt werden kann. Der Nichtlinearitäts-Exponent α wird auch als Spannungsindex des Varistors bezeichnet.Another important characteristic of a varistor is the nonlinearity exponent α, which describes the slope of the current-voltage characteristic in the working range of the varistor and, for example, two pairs of values (U ₁ , I ₁ ) and (U ₂ , I ₂ ) of current and Voltage can be determined as the slope of the logarithmically plotted characteristic curve. The nonlinearity exponent α is also called the voltage index of the varistor.

Der Nichtlinearitäts-Exponent α ist dabei gemäß Formel (I) definiert: α = (log I₂ – log I₁)/(log U₂ – log U₁) (I) The nonlinearity exponent α is defined according to formula (I): α = (log I ₂ -log I ₁ ) / (log U ₂ -log U ₁ ) (I)

Die Verwendung eines Bindemittels, beispielsweise von Wasserglas oder Glasfritte, führt zu einer Verbesserung der α-Werte.The use of a binder, for example of water glass or glass frit, leads to an improvement in the α values.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass durch Verwendung eines Bindemittels bzw. bei Einbettung der Siliciumcarbidpartikel in eine Bindemittelmatrix nachteiligerweise auch die bei Anlegung einer Überspannung und/oder einem Stromstoß ausgebildeten Sinterbrücken stabilisiert werden. Daher können bei Varistoren aus dem Stand der Technik, die nach Beaufschlagung mit einer Überspannung und/oder eines Stromstoßes ausgebildeten Sinterbrücken nicht zerstört und mithin der Varistor nicht regeneriert werden. Als Folge davon müssen diese Varistoren ausgetauscht und entsorgt werden, sobald eine Verschlechterung der Werte für die Nichtlinearität eingetreten ist, um einen ausreichenden und definierten Schutz zu gewährleisten.However, it has been shown that by using a binder or when embedding the silicon carbide particles in a binder matrix, it is disadvantageous that the sinter bridges formed when an overvoltage and / or a surge are applied are also stabilized. Therefore, in varistors of the prior art, the sintered bridges formed after being subjected to an overvoltage and / or current impulse can not be destroyed, and thus the varistor can not be regenerated. As a result, these varistors must be replaced and disposed of as soon as deterioration of the values for nonlinearity has occurred to ensure adequate and defined protection.

Die mechanische Stabilität des regenerierbaren Varistors wird durch Anordnung des nichtlinear spannungsabhängigen Widerstandsmaterial in einer elektrisch nichtleitenden Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung bewirkt. Diese elektrisch nichtleitenden Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung wirkt als Exoskelett, das dem ohne Bindemittel verpressten Widerstandsmaterial eine ausreichende mechanische Stabilität verleiht.The mechanical stability of the regenerable varistor is effected by arranging the non-linear voltage-dependent resistor material in an electrically non-conductive envelope and / or housing device. This electrically non-conductive envelope and / or housing device acts as an exoskeleton, which gives the resistance material pressed without a binder sufficient mechanical stability.

Bei der Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung kann es sich um einen elektrisch nichtleitenden Behälter mit einer beliebigen Geometrie handeln. Beispielsweise kann die Geometrie des Behälters zylindrisch oder quaderförmig ausgebildet sein. In den Behälter ist das wenigstens teilweise elektrisch leitende Siliciumcarbid in gepresster Form angeordnet. Vorzugsweise umhüllt oder umfasst die elektrisch nichtleitende Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung das gepresste wenigstens teilweise elektrisch leitende Siliciumcarbid so, dass eine für den Verwendungszweck ausreichende mechanische Stabilität gegeben ist.The envelope and / or housing means may be an electrically non-conductive container of any geometry. For example, the geometry of the container may be cylindrical or cuboid. In the container, the at least partially electrically conductive silicon carbide is arranged in pressed form. Preferably, the electrically non-conductive casing and / or housing device encloses or surrounds the pressed at least partially electrically conductive silicon carbide such that a mechanical stability sufficient for the intended use is provided.

Die gepressten wenigstens teilweise elektrisch leitenden Siliciumcarbidpartikel können auch von einer aufgebrachten und ausgehärteten elektrisch nichtleitenden Polymermasse umhüllt sein. Die elektrisch nichtleitende Polymermasse kann auch beispielsweise als, vorzugsweise starres, Kunststoffgehäuse oder als, vorzugsweise reißfeste, Kunststofffolie ausgebildet sein.The pressed at least partially electrically conductive silicon carbide particles may also be enveloped by an applied and cured electrically non-conductive polymer composition. The electrically nonconductive polymer composition may also be formed, for example, as a preferably rigid plastic housing or as a preferably tear-resistant plastic film.

Selbstverständlich kann die Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung auch aus einem elektrisch nicht leitenden anorganischen, vorzugsweise keramischen, Material bestehen.Of course, the envelope and / or housing device may also consist of an electrically non-conductive inorganic, preferably ceramic, material.

Die bei dem regenerierbaren Varistor verwendeten Siliciumcarbidpartikel sind wenigstens teilweise elektrisch leitfähig. Vorzugsweise sind die verwendeten Siliciumcarbidpartikel halbleitend.The silicon carbide particles used in the regenerable varistor are at least partially electrically conductive. Preferably, the silicon carbide particles used are semiconducting.

Der Anteil der wenigstens teilweise elektrisch leitfähigen, vorzugsweise halbleitenden, Siliciumcarbidpartikel liegt vorzugsweise in einem Bereich von 90 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht sämtlicher Siliciumcarbidpartikel. Vorzugsweise beträgt der Anteil der wenigstens teilweise elektrisch leitfähigen, vorzugsweise halbleitenden, Siliciumcarbidpartikel 92 Gew.-%, weiter bevorzugt wenigstens 95 Gew.-%, noch weiter bevorzugt wenigsten 98 Gew.-%, noch weiter bevorzugt wenigstens 99 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht sämtlicher Siliciumcarbidpartikel. Als sehr geeignet hat sich auch ein Anteil an wenigstens teilweise elektrisch leitfähigen, vorzugsweise halbleitenden, Siliciumcarbidpartikeln von 90 bis 99 Gew.-% oder von 95 bis 98 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht sämtlicher Siliciumcarbidpartikel, erwiesen.The proportion of the at least partially electrically conductive, preferably semiconducting, silicon carbide particles is preferably in a range from 90 to 100% by weight, based on the total weight of all silicon carbide particles. Preferably, the proportion of the at least partially electrically conductive, preferably semiconducting, silicon carbide particles is 92% by weight, more preferably at least 95% by weight more preferably at least 98% by weight, more preferably at least 99% by weight, based in each case on the total weight of all silicon carbide particles. A proportion of at least partially electrically conductive, preferably semiconducting, silicon carbide particles of from 90 to 99% by weight or of from 95 to 98% by weight, based in each case on the total weight of all silicon carbide particles, has proven to be very suitable.

Die Verpressung der wenigstens teilweise elektrisch leitenden Siliciumcarbidpartikel kann in einer herkömmlichen Formpresse erfolgen, der nachfolgend der Siliciumcarbidformkörper entnommen werden kann. Die verpressten Siliciumcarbidpartikel können in einer für den jeweiligen Verwendungszweck geeigneten Geometrie, beispielsweise als Scheibe, Zylinder, Quader, etc. vorliegen.The pressing of the at least partially electrically conductive silicon carbide particles can be carried out in a conventional molding press, which can subsequently be removed from the silicon carbide molding. The compressed silicon carbide particles can be present in a geometry suitable for the respective intended use, for example as a disk, cylinder, cuboid, etc.

Der Pressdruck wird dabei in Abhängigkeit von der durchschnittlichen Partikelgröße der wenigstens teilweise elektrisch leitfähigen Siliciumcarbidpartikel eingestellt.The pressing pressure is adjusted depending on the average particle size of the at least partially electrically conductive silicon carbide particles.

Die Siliciumcarbidpartikel werden vorzugsweise so verpresst oder verdichtet, dass etwaige Hohlräume in der Siliciumcarbidpartikel-Schüttung weitgehend, vorzugsweise vollständig, geschlossen oder aufgefüllt sind. Hierdurch wird die Anzahl der Kontaktpunkte zwischen den verschiedenen Siliciumcarbidpartikeln erhöht. Die Verpressung muss dabei nicht mit großem Druck erfolgen. Gemäß einer bevorzugten Variante werden die Siliciumcarbidpartikel mehrfach verpresst, wobei die Siliciumcarbidpartikel-Schüttung zwischen denen Verpressungen optional zusätzlich gerüttelt werden. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch etwaige Hohlräume in der Siliciumcarbidpartikel-Schüttung wirksam aufgefüllt werden, ohne dass ein hoher Pressdruck angelegt werden muss.The silicon carbide particles are preferably pressed or compacted such that any voids in the silicon carbide particle bulk are largely, preferably completely, closed or filled. This increases the number of contact points between the different silicon carbide particles. The compression does not have to be done with great pressure. According to a preferred variant, the silicon carbide particles are pressed several times, wherein the silicon carbide particle bed between which compressions optionally additionally shaken. It has been found that thereby any voids in the silicon carbide particle bed are effectively filled, without having to apply a high pressing pressure.

Gemäß einer Variante liegt der Pressdruck in einem Bereich von 1 kPa bis 50 kPa, weiter bevorzugt von 10 bis 30 kPa.According to one variant, the pressing pressure is in a range from 1 kPa to 50 kPa, more preferably from 10 to 30 kPa.

Der so erhaltene Formkörper aus wenigstens teilweise elektrisch leitenden Siliciumcarbidpartikeln kann sodann in einer elektrisch nicht leitenden Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung angeordnet oder die elektrisch nicht leitende Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung auf und/oder an dem und/oder um den durch Pressen erzeugten Formkörper angeordnet werden.The shaped body of at least partially electrically conductive silicon carbide particles thus obtained can then be arranged in an electrically non-conductive enveloping and / or housing device or the electrically non-conductive enveloping and / or housing device on and / or on and / or around the molding produced by pressing to be ordered.

Gemäß einer alternativen Variante werden die Siliciumcarbidpartikel direkt in eine elektrisch nicht leitende Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung eingepresst.According to an alternative variant, the silicon carbide particles are pressed directly into an electrically non-conductive envelope and / or housing device.

An dem Formkörper aus wenigstens teilweise elektrisch leitenden Siliciumcarbidpartikeln werden entweder vor, nach oder mit der Anordnung der elektrisch nicht leitenden Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung Varistoranschlüsse angeordnet.On the molding of at least partially electrically conductive silicon carbide particles are arranged either before, after or with the arrangement of the electrically non-conductive envelope and / or housing device Varistoranschlüsse.

Der vorliegend verwendete Varistor ist ein regenerierbarer Varistor.The varistor used herein is a regenerable varistor.

Unter dem Begriff „regenerierbarer Varistor” wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass die Varistorspannung (Varistor Voltage, VV) nach Anlegung einer Überspannung und/oder eines Stromstoßes an den Varistor und nachfolgendem Einbringen eines Impulses in oder an den Varistor unter Zerstören von zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken um weniger als ±10%, vorzugsweise um weniger als ±9%, weiter bevorzugt um weniger als ±6%, weiter bevorzugt um weniger als ±4%, weiter bevorzugt um weniger als ±2%, von der ursprünglichen Varistorspannung vor Anlegung der Überspannung und/oder des Stromstoßes abweicht. Äußerst bevorzugt liegt die Abweichung der Varistorspannung bei weniger als ±1%, noch weiter bevorzugt bei weniger als ±0,5% und ist vorzugsweise nahezu identisch, bevorzugt identisch, mit der Varistorspannung vor Anlegung der Überspannung und/oder des Stromstoßes.For the purposes of the invention, the term "regenerable varistor" is understood to be the varistor voltage (VV) after the application of an overvoltage and / or a current surge to the varistor and subsequent introduction of a pulse into or onto the varistor while destroying silicon carbide particles formed sintered bridges by less than ± 10%, preferably by less than ± 9%, more preferably by less than ± 6%, more preferably by less than ± 4%, even more preferably by less than ± 2% of the original varistor voltage before application deviates from the overvoltage and / or the current surge. Most preferably, the deviation of the varistor voltage is less than ± 1%, more preferably less than ± 0.5%, and is preferably nearly identical, preferably identical, to the varistor voltage prior to application of the overvoltage and / or current surge.

Durch Messung der Varistorspannung kann überprüft werden, ob ein Varistor seine Schutzwirkung erbringt, d. h. die Strom-Spannungs-Kennlinie des Varistors eine gewünschte Krümmung oder Nichtlinearität aufweist.By measuring the varistor voltage can be checked whether a varistor provides its protective effect, d. H. the current-voltage characteristic of the varistor has a desired curvature or nonlinearity.

Die Varistorspannung ist dabei die Spannung, die über den Varistor abfällt, wenn ein Strom von 1 mA hindurchfließt. Die Varistorspannung kann dabei mit einem Standardprüfimpuls mit einer Stärke von 1 mA von 8/20 μs gemessen werden.The varistor voltage is the voltage that drops across the varistor when a current of 1 mA flows through it. The varistor voltage can be measured with a standard test pulse with a strength of 1 mA of 8/20 μs.

Sollte die Abweichung der Varistorspannung nach einer Regeneration des Varistors noch zu hoch sein, dann kann das Verfahren zum Regenerieren durch Einbringen ohne weiteres wiederholt werden, bis die gewünschte Varistorspannung eingestellt ist.If the deviation of the varistor voltage after a regeneration of the varistor is still too high, then the method for regenerating by means of insertion can be easily repeated until the desired varistor voltage is set.

Vorzugsweise wird die Regenerierung des erfindungsgemäßen Varistors durchgeführt, wenn die Varistorspannung bei einem Strom von 1 mA um mehr als ±2%, vorzugsweise um mehr als ±4%, weiter bevorzugt um mehr als ±6%, weiter bevorzugt um mehr als ±10%, von dem gewünschten Schwellenwert der Varistorspannung abweicht. Preferably, the regeneration of the varistor according to the invention is carried out when the varistor voltage at a current of 1 mA by more than ± 2%, preferably by more than ± 4%, more preferably by more than ± 6%, further preferably by more than ± 10% , deviates from the desired threshold value of the varistor voltage.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist das bindemittelfreie Widerstandsmaterial zu wenigsten 95 Gew.-%, vorzugsweise zu wenigstens 98 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des bindemittelfreien Widerstandsmaterials, verpresste wenigstens teilweise elektrisch leitfähige, vorzugsweise halbleitende, Siliciumcarbidpartikel auf.In a preferred embodiment, the binder-free resistor material comprises at least 95% by weight, preferably at least 98% by weight, based in each case on the weight of the binder-free resistor material, of at least partially electrically conductive, preferably semiconducting, silicon carbide particles.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform besteht das bindemittelfreie Widerstandsmaterial ausschließlich aus verpressten wenigstens teilweise elektrisch leitfähigen Siliciumcarbidpartikeln.In a further preferred embodiment, the binder-free resistor material consists exclusively of compressed at least partially electrically conductive silicon carbide particles.

Unter „bindemittelfrei” wird erfindungsgemäß verstanden, dass der Gehalt an Bindemittel in dem nichtlinear spannungsabhängigen Widerstandsmaterial weniger als 1 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt weniger als 0,3 Gew.-%, noch weiter bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des nichtlinear spannungsabhängigen Widerstandsmaterials. Gemäß einer äußerst bevorzugten Ausführungsform weist das nichtlinear spannungsabhängige Widerstandsmaterial kein Bindemittel auf.The term "binder-free" is understood in accordance with the invention to mean that the content of binder in the nonlinear voltage-dependent resistance material is less than 1% by weight, preferably less than 0.5% by weight, even more preferably less than 0.3% by weight. even more preferably less than 0.1% by weight, in each case based on the total weight of the nonlinear voltage-dependent resistance material. According to an extremely preferred embodiment, the non-linear voltage-dependent resistance material has no binder.

Unter Bindemittel wird im Sinne der Erfindung ein Mittel, wie beispielsweise Wasserglas oder Glas, verstanden, das eine Fixierung von Siliciumcarbidpartikeln relativ zueinander bzw. Einbettung von Siliciumcarbidpartikeln in eine Matrix ermöglicht. Das Vorhandensein einer geringen Menge an Bindemittel, beispielsweise in Form einer Verunreinigung, ist unschädlich, wenn diese geringe Menge keine Fixierung von Siliciumcarbidpartikeln relativ zueinander bzw. keine Einbettung von Siliciumcarbidpartikeln in eine Matrix ermöglicht.For the purposes of the invention, binder means an agent, such as, for example, waterglass or glass, which enables a fixation of silicon carbide particles relative to one another or embedding of silicon carbide particles in a matrix. The presence of a small amount of binder, for example in the form of an impurity, is harmless if this small amount does not allow fixing of silicon carbide particles relative to each other or embedding silicon carbide particles in a matrix.

Die Varistoranschlüsse können dabei vor dem Anordnen des Siliciumcarbidformkörpers oder Einpressen der Siliciumcarbidpartikel in der Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung angeordnet werden oder in der Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung angeordnet sein. Es ist auch möglich, die Varistoranschlüsse, beispielsweise stirnseitig, nach dem Einpressen in eine, beispielsweise zylindrische oder quaderförmige Hüll- und/oder Gehäuseenrichtung, an offenliegenden Flächen des Widerstandsmaterials anzuordnen.The varistor connections can be arranged in the enveloping and / or housing device before arranging the silicon carbide molding or pressing in the silicon carbide particles or can be arranged in the enveloping and / or housing device. It is also possible, the Varistoranschlüsse, for example, the front side, after pressing in a, for example, cylindrical or cuboid Hüll- and / or housing direction to arrange on exposed surfaces of the resistance material.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Siliciumcarbidpartikel im Wesentlichen, vorzugsweise vollständig, ungesinterte Siliciumcarbidpartikel.In a further preferred embodiment, the silicon carbide particles are substantially, preferably completely, unsintered silicon carbide particles.

Im Wesentlichen ungesinterte Siliciumcarbidpartikel weisen vorzugsweise weniger als 10 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt weniger als 4 Gew.-%, noch weiter bevorzugt weniger als 3 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Siliciumcarbidpartikel, ungesinterte Siliciumcarbidpartikel auf. Gemäß einer äußerst bevorzugten Weiterbildung der Erfindung liegt der Gehalt an gesinterten Siliciumcarbidpartikeln bei weniger als 1,5 Gew.-%, weiter bevorzugt bei weniger als 0,4 Gew.-%, noch weiter bevorzugt bei weniger als 0,2 Gew.-%, noch weiter bevorzugt bei weniger als 0,1 Gew.-%.Substantially unsintered silicon carbide particles preferably have less than 10% by weight, more preferably less than 5% by weight, even more preferably less than 4% by weight, even more preferably less than 3% by weight, based in each case on Total weight of silicon carbide particles, unsintered silicon carbide particles on. According to a highly preferred development of the invention, the content of sintered silicon carbide particles is less than 1.5% by weight, more preferably less than 0.4% by weight, even more preferably less than 0.2% by weight. , even more preferably less than 0.1% by weight.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken, vorzugsweise durch Impulseintrag, wenigstens teilweise, vorzugsweise im Wesentlichen, zerstörbar oder zerstört. Der Impuls kann dabei ein mechanischer Impuls sein, der beispielsweise durch Schlagen, Klopfen, Rütteln, Schütteln, Erschüttern, etc. erzeugt wird. Alternativ oder kumulativ können auch Stoßwellen, beispielsweise in Form von Ultraschall, auf den Formkörpern mit wenigstens teilweise elektrisch leitenden Siliciumcarbidpartikeln eingestrahlt werden, um Sinterbrücken zu zerstören. Die Stoßwellen können beispielsweise durch auch hydraulisch, elektromagnetisch, piezoelektrisch oder pneumatisch-ballistisch erzeugt werden.According to a further preferred embodiment, the sintered bridges formed between silicon carbide particles are at least partially, preferably substantially, destructible or destroyed, preferably by impulse introduction. The impulse can be a mechanical impulse which is generated, for example, by hitting, knocking, shaking, shaking, shaking, etc. Alternatively or cumulatively, shock waves, for example in the form of ultrasound, can be irradiated onto the moldings with at least partially electrically conductive silicon carbide particles in order to destroy sintered bridges. The shock waves can be generated for example by hydraulic, electromagnetic, piezoelectric or pneumatic-ballistic.

Gemäß einer weiteren Variante können zwischen wenigstens teilweise elektrisch leitenden Siliciumcarbidpartikeln ausgebildete Sinterbrücken auch durch Zerreiben oder Zermahlen des gepressten Siliciumcarbidformkörpers zerstört werden. Bei dieser Variante muss der gepresste, bindemittelfreie Siliciumcarbidformkörper von der Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung zunächst abgetrennt oder dieser entnommen werden. Nach dem Zerreiben oder Vermahlen können die wenigstens teilweise elektrisch leitenden Siliciumcarbidpartikel erneut verpresst oder direkt in eine Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung eingepresst werden.According to a further variant, sintered bridges formed between at least partially electrically conductive silicon carbide particles can also be destroyed by trituration or grinding of the pressed silicon carbide shaped body. In this variant, the pressed, binder-free Siliziumcarbidformkörper must first be separated from the envelope and / or housing device or this removed. After grinding or milling, the at least partially electrically conductive silicon carbide particles can be re-pressed or pressed directly into an enveloping and / or housing device.

Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, eine Regeneration des Varistors durch Impulseintrag zu bewirken.According to the invention, it is preferable to effect a regeneration of the varistor by impulse entry.

Vorzugsweise weist ein regenerierter Varistor, der einer Überspannung und/oder einem Stromstoß ausgesetzt und durch Impulseintrag regeneriert wurde, Siliciumcarbidpartikel mit, vorzugsweise im Wesentlichen, zerstörten Sinterbrücken auf. Preferably, a regenerated varistor subjected to overvoltage and / or current surge and regenerated by pulse input comprises silicon carbide particles having, preferably, substantially destroyed, sintered bridges.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Siliciumcarbidpartikel wenigstens teilweise, vorzugsweise vollständig, dotiert. Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass der Anteil an dotierten Siliciumcarbidpartikeln in einem Bereich von 90 bis 100 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht sämtlicher Siliciumcarbidpartikel, liegt. Vorzugsweise beträgt der Anteil der dotierten Siliciumcarbidpartikel 95 Gew.-%, weiter bevorzugt wenigstens 98 Gew.-%, noch weiter bevorzugt wenigsten 99 Gew.-%, noch weiter bevorzugt wenigstens 99,9 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht sämtlicher Siliciumcarbidpartikel. Als sehr geeignet hat sich auch ein Anteil an dotierten Siliciumcarbidpartikeln von 90 bis 99,9 Gew.-% oder von 95 bis 98 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht sämtlicher Siliciumcarbidpartikel, erwiesen.In a further preferred embodiment, the silicon carbide particles are at least partially, preferably completely, doped. According to the invention, it is preferred that the proportion of doped silicon carbide particles is in a range of 90 to 100 wt .-%, based on the total weight of all silicon carbide particles. Preferably, the proportion of the doped silicon carbide particles is 95 wt .-%, more preferably at least 98 wt .-%, even more preferably at least 99 wt .-%, even more preferably at least 99.9 wt .-%, each based on the total weight of all silicon carbide particles. A proportion of doped silicon carbide particles of from 90 to 99.9% by weight or of from 95 to 98% by weight, based in each case on the total weight of all silicon carbide particles, has proven to be very suitable.

Die Siliciumcarbidpartikel können dabei wenigstens teilweise, vorzugsweise zu wenigstens 90 Gew.-%, weiter bevorzugt zu wenigstens 95 Gew.-%, weiter bevorzugt zu wenigstens 98 Gew.-%, noch weiter bevorzugt zu wenigsten 99 Gew.-%, noch weiter bevorzugt zu wenigstens 99,9 Gew.-%, noch weiter bevorzugt zu 100 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht sämtlicher Siliciumcarbidpartikel, p-dotiert sein.The silicon carbide particles may be at least partially, preferably at least 90 wt .-%, more preferably at least 95 wt .-%, more preferably at least 98 wt .-%, even more preferably at least 99 wt .-%, even more preferred to at least 99.9 wt .-%, even more preferably to 100 wt .-%, each based on the total weight of all silicon carbide particles, p-doped.

Vorzugsweise enthalten p-dotierte Siliciumcarbidpartikel wenigstens ein Element, das ausgewählt wird aus der Gruppe, die aus Elementen der zweiten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente, der dritten Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente und Mischungen derselben besteht. Vorzugsweise werden die Siliciumcarbidpartikel mit wenigstens einem Element, das aus der Gruppe, die aus Kalzium, Magnesium, Bor, Aluminium, Gallium, Indium und Mischungen derselben besteht, ausgewählt.Preferably, p-type silicon carbide particles contain at least one element selected from the group consisting of elements of the second main group of the periodic table of the elements, the third main group of the periodic table of the elements, and mixtures thereof. Preferably, the silicon carbide particles are selected with at least one member selected from the group consisting of calcium, magnesium, boron, aluminum, gallium, indium, and mixtures thereof.

Äußerst bevorzugt wird Al-dotiertes SiC als halbleitendes SiC bei der vorliegenden Erfindung verwendet.Most preferably, Al-doped SiC is used as the semiconducting SiC in the present invention.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform sind die Siliciumcarbidpartikel wenigstens teilweise, vorzugsweise zu wenigstens 95 Gew.-%, weiter bevorzugt zu wenigstens 98 Gew.-%, noch weiter bevorzugt zu wenigsten 99 Gew.-%, noch weiter bevorzugt zu wenigstens 99,9 Gew.-%, noch weiter bevorzugt zu 100 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht sämtlicher Siliciumcarbidpartikel, n-dotiert.In a further preferred embodiment, the silicon carbide particles are at least partially, preferably at least 95 wt%, more preferably at least 98 wt%, even more preferably at least 99 wt%, even more preferably at least 99.9 wt% %, more preferably 100% by weight, in each case based on the total weight of all silicon carbide particles, n-doped.

N-dotierte Siliciumcarbidpartikel enthalten vorzugsweise wenigstens ein Element der fünften Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente. Weiter enthalten n-dotierte Siliciumcarbidpartikel bevorzugt wenigstens ein Element, das aus der Gruppe, die aus Stickstoff, Phosphor, Arsen, Antimon, Bismut und Mischungen davon besteht, ausgewählt wird. Vorzugsweise werden Phosphor und/oder Arsen zur n-Dotierung verwendet.N-type silicon carbide particles preferably contain at least one element of the fifth main group of the periodic table of the elements. Further, n-type silicon carbide particles preferably contain at least one element selected from the group consisting of nitrogen, phosphorus, arsenic, antimony, bismuth, and mixtures thereof. Preferably, phosphorus and / or arsenic are used for n-doping.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Siliciumcarbidpartikel eine Partikelgrößenverteilung mit einem d₅₀-Wert aus einem Bereich von 10 μm bis 650 μm, vorzugsweise aus einem Bereich von 100 μm bis 570 μm, auf. Als sehr geeignet hat sich auch eine Partikelgrößenverteilung mit einem d₅₀-Wert aus einem Bereich von 105 μm bis 180 μm, weiter bevorzugt von 120 μm bis 160 μm oder von 180 μm bis 420 μm vorzugsweise von 250 μm bis 380 μm, erwiesen.In a further preferred embodiment, the silicon carbide particles have a particle size distribution with a d ₅₀ value from a range of 10 μm to 650 μm, preferably from a range of 100 μm to 570 μm. Also very suitable has been a particle size distribution with a d ₅₀ value from a range of 105 microns to 180 microns, more preferably from 120 microns to 160 microns or from 180 microns to 420 microns, preferably from 250 microns to 380 microns, proved.

Die Partikelgröße der verwendeten Siliciumcarbidpartikel kann beispielsweise mittels Lasergranulometrie, beispielsweise mit einem Cilas 1064, bestimmt werden. Selbstverständlich kann die Partikelgröße auch anhand von mesh-Zahlen charakterisiert werden.The particle size of the silicon carbide particles used can be determined, for example, by means of laser granulometry, for example with a Cilas 1064. Of course, the particle size can also be characterized by mesh numbers.

Unter dem Begriff d₅₀ wird erfindungsgemäß die mittlere Partikelgröße, bei der 50% der volumengemittelten Partikelgrößenverteilung unterhalb der genannten Größe liegen, verstanden.According to the invention, the term d ₅₀ is understood to mean the mean particle size at which 50% of the volume-average particle size distribution lies below the stated size.

Die Kristallstruktur der verwendeten Siliciumcarbidpartikel ist an sich nicht kritisch, so dass α- und/oder β-Siliciumcarbidpartikel verwendet werden können. Vorzugsweise werden β-Siliciumcarbidpartikel verwendet. Die verwendeten α- und/oder β-Siliciumcarbidpartikel sind dann, wie oben ausgeführt, vorzugsweise p- oder n-dotiert, weiter bevorzugt p-dotiert.The crystal structure of the silicon carbide particles used is not critical per se, so that α- and / or β-silicon carbide particles can be used. Preferably, β-silicon carbide particles are used. The α- and / or β-silicon carbide particles used are then, as stated above, preferably p- or n-doped, more preferably p-doped.

Die Morphologie der verwendeten Siliciumcarbidpartikel ist an sich nicht kritisch, so dass beispielsweise runde und/oder kantige Siliciumcarbidpartikel verwendet werden können. Vorzugsweise werden kantige Siliciumcarbidpartikel verwendet. Die verwendeten runden und/oder kantigen Siliciumcarbidpartikel sind dann, wie oben ausgeführt, vorzugsweise p- oder n-dotiert, weiter bevorzugt p-dotiert.The morphology of the silicon carbide particles used is not critical per se, so that, for example, round and / or angular silicon carbide particles can be used. Preferably, edged silicon carbide particles are used. The round and / or angular silicon carbide particles used are then, as stated above, preferably p- or n-doped, more preferably p-doped.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die elektrisch nicht leitende Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung ein organisches Polymer, das elektrisch nicht leitend ist. In a further preferred embodiment, the electrically non-conductive sheath and / or housing device comprises an organic polymer which is not electrically conductive.

Weiter bevorzugt umfasst, weiter bevorzugt besteht, die elektrisch nicht leitende Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung aus wenigstens einem organischen Polymer, das aus der Gruppe, die aus Polyolefin, Polyamiden, Polycarbonaten, Polyestern, Polyether und Mischungen derselben besteht, ausgewählt wird. Eine sehr geeignetes Polymer oder Kunststoff ist Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylat, Polymethacrylat, Polystyrol und/oder Polyvinylchlorid.More preferably, more preferably, the electrically nonconductive shell and / or housing means comprises at least one organic polymer selected from the group consisting of polyolefin, polyamides, polycarbonates, polyesters, polyethers, and mixtures thereof. A very suitable polymer or plastic is polyethylene, polypropylene, polyacrylate, polymethacrylate, polystyrene and / or polyvinyl chloride.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform des regenerierbaren Varistors weist der Varistor wenigstens zwei, vorzugsweise zwei, Varistoranschlüsse auf.In a further preferred embodiment of the regenerable varistor, the varistor has at least two, preferably two, varistor terminals.

Weiter bevorzugt sind die wenigstens zwei Varistoranschlüsse mit dem Widerstandsmaterial lösbar verbunden.More preferably, the at least two varistor terminals are detachably connected to the resistance material.

Die Varistoranschlüsse sind vorzugsweise flächig, beispielsweise in Form von Plättchen oder Blechen, ausgebildet. Vorzugsweise sind die Varistoranschlüsse an gegenüberliegenden Flächen des verpressten SiC-Materiales angeordnet, beispielsweise auf den sich gegenüberliegenden Kreisflächen einer Zylinderform. Diese Anordnung der Varistoranschlüsse ist erfindungsgemäß bevorzugt.The varistor connections are preferably flat, for example in the form of platelets or sheets. Preferably, the varistor terminals are arranged on opposite surfaces of the pressed SiC material, for example on the opposite circular surfaces of a cylindrical shape. This arrangement of the varistor connections is preferred according to the invention.

Die Varistoranschlüsse können auch eine Kern-Mantel-Anordnung aufweisen, wobei ein erster Varistoranschlusse auf der Außenfläche des SiC-Körpers und ein zweiter Varistoranschluss, vorzugsweise zentrosymmetrisch, im Inneren des SiC-Körpers angeordnet ist. So kann beispielsweise bei einer zylindrischen Ausgestaltung ein erster Varistoranschluss auf dem Zylindermantel und ein zweiter Varistoranschluss entlang der Längsachse des Zylinders zentrosymmetrisch ausgebildet sein.The varistor terminals may also have a core-shell arrangement, wherein a first varistor terminal on the outer surface of the SiC body and a second varistor terminal, preferably centrosymmetrically, is arranged in the interior of the SiC body. For example, in the case of a cylindrical embodiment, a first varistor connection on the cylinder jacket and a second varistor connection along the longitudinal axis of the cylinder can be formed centrosymmetrically.

Die lösbare Verbindung der Varistoranschlüsse mit dem Widerstandsmaterial ist äußerst vorteilhaft bei der Regenerierung eines mit Überspannung und/oder einem Stromstoß beaufschlagten Siliciumcarbidpartikel-Widerstandsmaterials. Die Varistoranschlüsse werden gemäß einer bevorzugten Variante vor der Regenerierung entfernt. Erfindungsgemäß können die Varistoranschlüsse an der Oberfläche des Siliciumcarbidformkörpers örtlich auch versetzt werden, sollte beispielsweise der elektrische Kontakt zwischen den Varistoranschlüssen und dem Siliciumcarbidformkörper, beispielsweise aufgrund einer Verunreinigung, verschlechtert sein.The detachable connection of the varistor terminals to the resistive material is highly advantageous in regenerating a silicon carbide particulate resistive material subjected to overvoltage and / or current surge. The varistor terminals are removed according to a preferred variant prior to regeneration. According to the invention, the varistor terminals on the surface of the silicon carbide molded body can also be displaced locally should, for example, the electrical contact between the varistor terminals and the silicon carbide molded body be deteriorated, for example due to contamination.

Weiter bevorzugt weisen die wenigstens zwei Varistoranschlüsse mindestens eines der aus Eisen, Zinn, Aluminium, Nickel, Kupfer, Silber, Gold, Palladium und Platin bestehenden Gruppe ausgewähltes Metall auf.More preferably, the at least two varistor terminals comprise at least one metal selected from the group consisting of iron, tin, aluminum, nickel, copper, silver, gold, palladium and platinum.

Weiter bevorzugt sind die wenigstens zwei Varistoranschlüsse flächig an dem verwendeten Widerstandsmaterial angeordnet.More preferably, the at least two varistor terminals are arranged flat on the resistor material used.

Vorzugsweise ermöglichen die wenigstens zwei Varistoranschlüsse eine elektrische Kontaktierung des verwendeten Widerstandsmaterials.Preferably, the at least two varistor terminals allow electrical contacting of the resistance material used.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das durch die Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung des Widerstandsmateriales umschlossene Volumen veränderbar.In a further preferred embodiment, the volume enclosed by the envelope and / or housing device of the resistance material is variable.

Das Volumen der Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung kann dabei durch verschiebbare und/oder verschraubbare Wandelemente der Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung veränderbar ausgestaltet sein.The volume of the enveloping and / or housing device can be made changeable by displaceable and / or screwable wall elements of the enveloping and / or housing device.

Weiter bevorzugt ist die Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung als verschließbarer Behälter ausgebildet. Beispielsweise kann die Hüll und/oder Gehäuseeinrichtung des Widerstandsmateriales einen oder zwei Schraubdeckel aufweisen.More preferably, the envelope and / or housing device is designed as a closable container. For example, the envelope and / or housing device of the resistance material may have one or two screw caps.

Ein Varistor mit einer volumenveränderbaren Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung ist vorteilhaft, weil hierdurch die vorzugsweise durch Impulseintrag bewirkte Regeneration des Varistors erleichtert wird. Aufgrund des vergrößerten Volumens in der Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung wird beispielsweise bei einem Impulseintrag, beispielsweise durch Schlagen, Klopfen, Rütteln, Schütteln, Erschüttern, etc., eine Relativbewegung der, insbesondere durch Sinterbrücken miteinander verbundenen, Siliciumcarbidpartikel zueinander und dadurch eine Zerstörung der Sinterbrücken erleichtert. Nach der Regeneration können sodann die Siliciumcarbidpartikel, sofern erforderlich, erneut unter Ausbildung eines Formkörpers bzw. Wiederherstellung des Formkörpers verpresst und/oder verdichtet werden.A varistor with a volume-changeable envelope and / or housing device is advantageous because it facilitates the regeneration of the varistor, which is preferably effected by pulse input. Due to the increased volume in the envelope and / or housing means, for example, in a pulse input, for example by hitting, knocking, shaking, shaking, shaking, etc., a relative movement of, in particular interconnected by sintered bridges, silicon carbide to each other and thereby destruction of the Sinter bridges facilitated. After the regeneration then the Silicon carbide particles, if necessary, again pressed and / or compressed to form a shaped body or restoration of the molding.

Die Form und Größe des erfindungsgemäßen Varistors kann selbstverständlich an die jeweilige Verwendung angepasst werden. Der Fachmann kann beispielsweise die jeweilige Form und Größe des erfindungsgemäßen Varistors für die geplante Verwendung durch Auswahl einer geeigneten Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung anpassen.The shape and size of the varistor according to the invention can of course be adapted to the particular use. For example, the person skilled in the art can adapt the particular shape and size of the varistor according to the invention for the intended use by selecting a suitable envelope and / or housing device.

Ein Verfahren zur Herstellung eines regenerierbaren Varistors umfasst folgende(n) Schritt(e):

• (a1) Verpressen von Siliciumcarbidpartikeln ohne Bindemittel zu einem Formkörper,
• (b1) Anordnen einer elektrisch nicht leitenden Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung an dem in Schritt (a1) erhaltenen Formkörper, oder
• (a2) Einpressen von Siliciumcarbidpartikeln ohne Bindemittel in eine elektrisch nicht leitende Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung.

A method for producing a regenerable varistor comprises the following step (s):

• (a1) pressing silicon carbide particles without binder into a shaped body,
• (b1) arranging an electrically non-conductive sheath and / or housing device on the shaped body obtained in step (a1), or
• (a2) pressing silicon carbide particles without a binder into an electrically non-conductive sheath and / or housing device.

Der in Schritt (a1) oder in Schritt (a2) des Verfahrens erhaltene Formkörper bildet das nichtlinear spannungsabhängige Widerstandsmaterial.The molded article obtained in step (a1) or step (a2) of the process forms the nonlinear voltage-dependent resistance material.

Das Merkmal „ohne Bindemittel” ist im Sinne der obigen Definition „bindemittelfrei” zu verstehen, dass der Gehalt an Bindemittel in dem nichtlinear spannungsabhängigen Widerstandsmaterial weniger als 1 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,5 Gew.-%, noch weiter bevorzugt weniger als 0,3 Gew.-%, noch weiter bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht des nichtlinear spannungsabhängigen Widerstandsmaterials, beträgt. Gemäß einer äußerst bevorzugten Ausführungsform weist das nichtlinear spannungsabhängige Widerstandsmaterial kein Bindemittel auf.The term "without binder" as defined above is "binderless" in that the content of binder in the non-voltage-dependent resistive material is less than 1% by weight, preferably less than 0.5% by weight, more preferably less than 0.3 wt .-%, even more preferably less than 0.1 wt .-%, each based on the total weight of the non-linear voltage-dependent resistance material is. According to an extremely preferred embodiment, the non-linear voltage-dependent resistance material has no binder.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens sind wenigstens zwei, vorzugsweise zwei, Varistoranschlüsse in und/oder an der elektrisch nicht leitenden Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung angeordnet.In a further preferred embodiment of the method, at least two, preferably two, varistor terminals are arranged in and / or on the electrically non-conductive sheath and / or housing device.

Weiter bevorzugt werden die wenigstens zwei Varistoranschlüsse vor oder nach Schritt (a1), (b1) oder (a2) so angeordnet, dass die Varistoranschlüsse in Kontakt mit den ver- oder eingepressten Siliciumcarbidpartikeln sind. Die Varistoranschlüsse können dabei als flächige an dem Widerstandsmaterial angeordnete Elektroden ausgebildet sein. Die Varistoranschlüsse weisen vorzugsweise entweder elektrische Kontakte auf oder sind elektrisch kontaktierbar.More preferably, the at least two varistor terminals are arranged before or after step (a1), (b1) or (a2) so that the varistor terminals are in contact with the pressed or pressed silicon carbide particles. In this case, the varistor terminals can be designed as planar electrodes arranged on the resistance material. The varistor terminals preferably have either electrical contacts or are electrically contactable.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Regenerieren eines Varistors, der mit Überspannung und/oder einem Stromstoß beaufschlagt wurde, umfasst folgenden Schritt:

• (a) Zerstören von zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken.

The method according to the invention for regenerating a varistor which has been subjected to overvoltage and / or a surge comprises the following step:

• (a) destroying sintered bridges formed between silicon carbide particles.

Vorzugsweise erfolgt das Zerstören von zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken durch Einbringen eines Impulses in oder an den Varistor oder in oder an das Siliciumcarbidpartikeln umfassende Widerstandsmaterial.The destruction of sintered bridges formed between silicon carbide particles is preferably carried out by introducing a pulse into or onto the varistor or resistance material comprising or in the silicon carbide particles.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Regenerieren eines Varistors, der mit einer Überspannung und/oder einem Stromstoß beaufschlagt wurde, erfolgt durch Einbringen eines Impulses, vorzugsweise mechanischen Impulses, in oder an den Varistor und dadurch zur Zerstörung von zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken.The method according to the invention for regenerating a varistor which has been subjected to an overvoltage and / or current surge is effected by introducing a pulse, preferably a mechanical pulse, into or onto the varistor and thereby destroying sintered bridges formed between silicon carbide particles.

Weiter bevorzugt wird der Impuls alternativ oder kumulativ durch Einbringen von Stoßwellen erzeugt. Die Stoßwellen können beispielsweise durch Ultraschall, hydraulisch, elektromagnetisch, piezoelektrisch oder pneumatisch-ballistisch erzeugt werden. Die so erzeugten Stoßwellen werden auf den zu regenerierenden Varistor oder ausschließlich auf das wenigstens teilweise elektrisch leitfähige Siliciumcarbidpartikel umfassende oder aus diesen Siliciumcarbidpartikeln bestehende Widerstandsmaterial aufgebracht oder gelenkt.More preferably, the pulse is generated alternatively or cumulatively by introducing shock waves. The shock waves can be generated, for example, by ultrasound, hydraulically, electromagnetically, piezoelectrically or pneumatically-ballistically. The shock waves generated in this way are applied or directed to the varistor to be regenerated or exclusively to the resistance material comprising or comprising at least partially electrically conductive silicon carbide particles or consisting of these silicon carbide particles.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform wird der Impuls durch Rütteln, Schütteln und/oder Erschüttern des Varistors oder nur des wenigstens teilweise elektrisch leitfähige Siliciumcarbidpartikeln umfassenden oder aus diesen Siliciumcarbidpartikeln bestehenden Widerstandsmaterials erzeugt.In a further preferred embodiment, the pulse is generated by shaking, shaking and / or shaking the varistor or only the at least partially electrically conductive silicon carbide particles comprising or consisting of these silicon carbide particles resistance material.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann das im regenerierbaren Varistor enthaltene bindemittelfreie Widerstandsmaterial aus dem Varistor, der mit einer Überspannung und/oder einem Stromstoß beaufschlagt wurde, entfernt werden und beispielsweise außerhalb der elektrisch nicht leitenden Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung, beispielsweise durch Rütteln, Schütteln, Vermahlen, Zerreiben, etc. regeneriert werden. In a further preferred embodiment, the binder-free resistor material contained in the regenerable varistor can be removed from the varistor which has been subjected to an overvoltage and / or current impulse and, for example, outside the electrically non-conductive envelope and / or housing device, for example by shaking, shaking , Grinding, grinding, etc. are regenerated.

Nach der Regenerierung des nichtlinear spannungsabhängigen Widerstandsmaterials kann die elektrisch nicht leitende Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung erneut befüllt und beispielsweise durch Verpressen, dem optional ein Rütteln vorgeschaltet wird, des Widerstandsmateriales in die ursprüngliche Form des Varistors überführt werden.After the regeneration of the non-linear voltage-dependent resistance material, the electrically non-conductive envelope and / or housing device can be filled again and, for example, by pressing, which is optionally preceded by shaking, the resistance material are converted into the original shape of the varistor.

Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Regenerieren eines Varistors, der mit Überspannung und/oder einem Stromstoß beaufschlagt wurde, werden die wenigstens zwei Varistoranschlüsse vor dem Regenerieren entfernt und nach dem Regenerieren wieder mit dem Widerstandsmaterial lösbar verbunden.In a further preferred embodiment of the method according to the invention for regenerating a varistor which has been subjected to overvoltage and / or a current impulse, the at least two varistor connections are removed before regeneration and are detachably connected to the resistance material after regeneration.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung durch Figuren und Beispiele erläutert, ohne hierauf beschränkt zu sein.Hereinafter, the present invention will be illustrated by figures and examples without being limited thereto.

Figurencharacters

1 zeigt eine rastermikroskopische Aufnahme von Al-dotiertem SiC-Pulver mit 200-facher Vergrößerung. 1 shows a scanning micrograph of Al-doped SiC powder with 200-fold magnification.

2 zeigt die α-Werte eines regenerierbaren Varistors von Beispiel 1 auf Basis von gerütteltem und nachfolgend gepressten Al-dotierten SiC-Pulver im Vergleich zu den α-Werten eines Varistors mit ungerütteltem Al-dotierten SiC-Pulver und des in Vergleichsbeispiel 2 hergestellten Al-dotierten SiC-Varistors. 2 FIG. 4 shows the α values of a regenerable varistor of Example 1 based on shaken and subsequently pressed Al doped SiC powder as compared to the α values of an ungated Al doped SiC powder varistor and the Al doped prepared in Comparative Example 2. FIG SiC varistor.

3 zeigt eine schematische Darstellung eines regenerierbaren Varistors 1. In dem in 3 gezeigten beispielhaften regenerierbaren Varistor 1 ist in einer elektrisch nicht leitenden Gehäuseeinrichtung 2 am Boden der Gehäuseeinrichtung 2 ein Varistoranschluss 4 in Form einer Bodenelektrode 4 flächig angeordnet. Über der flächigen Bodenelektrode 4 ist in flächigem Kontakt verpresste Siliciumcarbidpartikel enthaltendes Widerstandsmaterial 5 angeordnet. Über dem Widerstandsmaterial 5 ist in flächigem Kontakt ein Varistoranschluss 3 in Form einer Gegenelektrode 3 angeordnet. Die Gehäuseeinrichtung 2 ist mit einer elektrisch nicht leitenden Abdeckung 7 versehen, die in die Gehäuseeinrichtung 2 einschraubbar ist oder eingeschraubt sein kann. In der Deckplatte 7 kann eine Einrichtung 8 zum Eingriff eines Werkzeuges angeordnet sein. Über die Einrichtung 8 kann die Abdeckung 7 beispielsweise mit der Gehäuseeinrichtung 2 verschraubbar sein. Die Bodenelektrode 4 ist mit einem elektrischen Kontakt 10 und die Gegenelektrode 3 mit einem elektrischen Kontakt 9 versehen. Die elektrischen Kontakte 9 und 10 können mittels Durchlässe in der Gehäuseeinrichtung 2 mit der Bodenelektrode 4 bzw. der Gegenelektrode 3 elektrisch kontaktiert sein. 3 shows a schematic representation of a regenerable varistor 1 , In the in 3 shown exemplary regenerable varistor 1 is in an electrically non-conductive housing device 2 at the bottom of the housing device 2 a varistor connection 4 in the form of a bottom electrode 4 arranged flat. Above the flat bottom electrode 4 is in contact with the surface compressed silicon carbide containing resistive material 5 arranged. Above the resistance material 5 is in area contact a varistor connection 3 in the form of a counter electrode 3 arranged. The housing device 2 is with an electrically non-conductive cover 7 provided in the housing device 2 can be screwed or screwed. In the cover plate 7 can be a device 8th be arranged for engagement of a tool. About the device 8th can the cover 7 for example, with the housing device 2 be screwed. The bottom electrode 4 is with an electrical contact 10 and the counter electrode 3 with an electrical contact 9 Mistake. The electrical contacts 9 and 10 can by means of passages in the housing device 2 with the bottom electrode 4 or the counter electrode 3 be electrically contacted.

Die Gehäuseeinrichtung 2 kann entlang der innenseitigen Wandung eine elektrisch nicht leitende Beschichtung 6, beispielsweise in Form eines Innenfutters, aufweisen.The housing device 2 can along the inside wall an electrically non-conductive coating 6 , For example in the form of an inner lining, have.

BeispieleExamples

Die verwendete Messvorrichtung war ein Kunststoffzylinder, der oben und unten metallische Kontakte als Varistoranschlüsse aufwies.The measuring device used was a plastic cylinder, which had metallic contacts as varistor connections at the top and bottom.

Der Kern der Messvorrichtung bestand aus einem druckfesten Zylinder aus Polystyrol, der innen mit einem Polyethylenfutter ausgekleidet war. In diesen Zylinder wurden die zu untersuchenden SiC-Pulver eingebracht.The core of the measuring device consisted of a pressure-resistant cylinder of polystyrene, which was lined inside with a polyethylene lining. The SiC powders to be tested were introduced into this cylinder.

Das Innenfutter aus Polyethylen hatte die Aufgabe, die Innenfläche des Druckbehälters vor Beschädigungen und Einbränden zu schützen, die bei möglichen Überspannungen und Lichtbogeneffekten während des Hochspannungs-Stoßprozesses auftreten können.The purpose of the polyethylene inner lining was to protect the inner surface of the pressure vessel from damage and burn-in, which may occur in the event of possible overvoltages and arc effects during the high-voltage impulse process.

Nachfolgend sind die wichtigsten Kennwerte der Messvorrichtung zusammengefasst: Durchmesser: 36 mm Schütthöhe: 8 mm Probenmenge: 15 g Anzugsmoment bei der Verpressung: 10 Nm The most important characteristics of the measuring device are summarized below: Diameter: 36 mm Dump height: 8 mm Sample volume: 15 g Tightening torque during pressing: 10 Nm

Der Kunststoffzylinder wurde jeweils für die Messung mit Al-dotiertem SiC-Pulver befüllt und beidseitig durch passgenaue Messingelektroden geschlossen.The plastic cylinder was filled in each case for the measurement with Al-doped SiC powder and closed on both sides by accurately fitting brass electrodes.

Über der über der Gegenelektrode (Varistoranschluss 3) angeordneten Abdeckung wurde eine Anpresskraft von 10 Nm angelegt. Um eine ausreichende Verdichtung und gute Einkopplungsmöglichkeit der Pulverschüttung zu gewährleisten, wurde das Al-dotierte SiC-Pulver in dem Kunststoffzylinder alternierend gerüttelt und verpresst (je dreimal).A contact force of 10 Nm was applied over the cover arranged above the counterelectrode (varistor connection 3). In order to ensure sufficient compaction and good possibility of coupling the powder bed, the Al-doped SiC powder in the plastic cylinder was alternately shaken and pressed (three times each).

Die beiden Elektroden (Varistoranschlüsse 3 und 4) wurden an eine Stoßstromprüfanlage angeschlossen, die nach dem Marx-Generator-Prinzip arbeitet. Der durch diese Apparatur erzeugte Ladestrom von 0,001 A bis zu 28 kA bewirkt im Probenkörper eine entsprechende Grenzspannung, die mithilfe eines Oszilloskops der Firma Voltcraft (Digital storage oscilloscope DSO 4022) aufgezeichnet wurde.The two electrodes (varistor terminals 3 and 4) were connected to a surge current testing system, which works according to the Marx generator principle. The charge current generated by this apparatus from 0.001 A to 28 kA causes in the specimen a corresponding threshold voltage, which was recorded using an oscilloscope from the company Voltcraft (Digital Storage Oscilloscope DSO 4022).

Die Ladespannung [V] wurde zuvor auf einem Voltmeter eingestellt und mit Hilfe eines Meßwiderstandes der entsprechende Ladestrom [A] berechnet.The charging voltage [V] was previously set on a voltmeter and calculated by means of a measuring resistor, the corresponding charging current [A].

Mit diesem Ladestrom wurde die jeweils verwendete Probe beaufschlagt. Als Ergebnis wurden der Ladestrom und die Grenzspannung gemessen und der jeweilige α-Wert gemäß Formel (I) berechnet.This charge current was applied to each sample used. As a result, the charging current and the limit voltage were measured and the respective α value was calculated according to formula (I).

Marx-Generatoren dienen der Erzeugung von elektrischen Spannungsimpulsen sehr kurzer Zeitdauer und hoher Amplitude. Solche Impulse werden für Prüfzwecke und Versuche in der Hochspannungstechnik und zum Nachweis der Störfestigkeit in der elektromagnetischen Verträglichkeit benötigt.Marx generators serve to generate electrical voltage pulses of very short duration and high amplitude. Such pulses are needed for testing purposes and experiments in high voltage engineering and to demonstrate immunity to electromagnetic compatibility.

Marx-Generatoren basieren auf einer große Anzahl an Kondensatoren, die parallel mit Gleichspannung auf die so genannte Stufenspannung aufgeladen werden. Die Kondensatoren werden nach Erreichen der vorgegebenen Stufenspannung dann schlagartig in Reihe geschaltet. Bei dem Aufladen der parallel geschalteten Kondensatoren addieren sich die einzelnen Ladeströme, bei der anschließenden Reihenschaltung addieren sich die Spannungen der einzelnen Kondensatoren.Marx generators are based on a large number of capacitors, which are charged in parallel with DC voltage to the so-called step voltage. The capacitors are then switched abruptly in series after reaching the predetermined step voltage. When charging the parallel-connected capacitors, the individual charging currents add up, in the subsequent series connection, the voltages of the individual capacitors add up.

Während der Aufladevorgang einen verhältnismäßig langen Zeitraum beanspruchen kann (Größenordnung von mehreren Sekunden bis etwa 1 Minute), erfolgt die Reihenschaltung der Kondensatoren und deren Entladung über den Prüfling in extrem kurzer Zeit (Größenordnung von Mikrosekunden).While the charging process can take a relatively long period of time (order of magnitude of several seconds to about 1 minute), the series connection of the capacitors and their discharge via the test object in an extremely short time (order of microseconds).

Beispiel 1example 1

Die experimentellen Untersuchungen wurden an einem Varistor durchgeführt, der aus einem marktüblichen, als hochleitfähig bezeichneten Al-dotierten SiC-Pulver hergestellt wurde.The experimental investigations were carried out on a varistor, which was produced from a market-known, referred to as highly conductive Al-doped SiC powder.

Als Rohmaterial für die Herstellung des regenerierbaren Varistors und für die Messung der Nichtlinearität α wurde Al-dotiertes SiC-Pulver (ESK 46 (Partikelgröße: mesh 46) und ESK 120 (Partikelgröße: mesh 120) von der Firma ESK Ceramics GmbH & Co. KG, Kempten, Deutschland, verwendet. Das Al-dotierte SiC-Pulver wurde dabei in einem Verhältnis von 4 Gewichtsteilen ESK 46 und 1 Gewichtsteil ESK 120 homogen gemischt. Die Angabe „mesh” bezieht sich dabei auf die mesh-Werte des US Bureau of Standards.Al-doped SiC powder (ESK 46 (particle size: mesh 46) and ESK 120 (particle size: mesh 120) from ESK Ceramics GmbH & Co. KG was used as the raw material for the production of the regenerable varistor and for the measurement of nonlinearity α Kempten, Germany The Al-doped SiC powder was homogeneously mixed in a ratio of 4 parts by weight of ESK 46 and 1 part by weight of ESK 120. The term "mesh" refers to the mesh values of the US Bureau of Standards ,

1 zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Al-dotierten SiC-Pulvers. Das Al-dotierte SiC-Pulver weist unregelmäßige und scharfkantige Partikel auf, die sich aufgrund dieser Struktur nicht zu einer optimalen Kugel-Packungsdichte, sondern nur bis zu einem bestimmten Grad verdichten lassen. 1 shows a scanning electron micrograph of an Al-doped SiC powder. The Al-doped SiC powder has irregular and sharp-edged particles, which due to this structure can not be compacted to an optimum ball packing density, but only to a certain degree.

Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2

Als Vergleichsvaristor wurde ein Al-dotierter SiC-Varistor der Firma HVR International (Röthenbach, Deutschland) verwendet, der folgende Charakteristiken aufwies:
Siliciumcarbid-Varistor
OCELIT: 400 S 60 Vac 0,4–1,2 A
Typ: metallisierte Scheibe
Marking: marked, 5 kA/1

maximaler Außendurchmesser: 41 mm
maximale Dicke: 8,3 mm
Dickengruppe (Thickness Group): 7,7–8,3 mmThe comparison varistor used was an Al-doped SiC varistor from HVR International (Röthenbach, Germany), which had the following characteristics:
Silicon carbide varistor
OCELITE: 400 S 60 Vac 0.4-1.2 A
Type: metallized disc
Marking: marked, 5 kA / 1

maximum outside diameter: 41 mm
maximum thickness: 8.3 mm
Thickness Group: 7.7-8.3 mm

Für die Herstellung dieses SiC-Varistors wurde, wie in Beispiel 1 ein Aldotiertes SiC-Pulvergemisch aus ESK 46 und ESK 120 in einem Gewichtsverhältnis von 4:1 der Firma ESK Ceramics GmbH & Co. KG verwendet. Für die Herstellung des SiC-Varistors wurde zusätzlich ein Glasgemenge in Pulverform vom Typ V1 G3890 der Firma Reimbold & Strick (Köln, Deutschland) verwendet, das folgende Zusammensetzung aufwies: Bestandteil Anteil in Gew.-% NaO 1,8 K₂O 2,7 CaO 10,7 BaO 4,4 PbO 19,2 Al₂O₃ 10,7 B₂O₃ 6,0 SiO₂ 44,5 For the production of this SiC varistor, as in Example 1, an Aldotated SiC powder mixture of ESK 46 and ESK 120 in a weight ratio of 4: 1 from ESK Ceramics GmbH & Co. KG was used. For the production of the SiC varistor, a glass batch in the form of powder of type V1 G3890 from Reimbold & Strick (Cologne, Germany) was additionally used, which had the following composition: component Share in% by weight NaO 1.8 K ₂ O 2.7 CaO 10.7 BaO 4.4 PbO 19.2 Al ₂ O ₃ 10.7 B ₂ O ₃ 6.0 SiO ₂ 44.5

Das Glasgemenge wurde mit dem Al-dot. SiC-Pulvergemisch gemischt, wobei der Anteil des Glasgemenges 10 Gew.-% und der Anteil des SiC-Pulvergemischs 90 Gew.-% in der Mischung betrug. Nachfolgend wurde das Gemisch zu Scheiben mit einem Durchmesser von 40 mm und einer Dicke von 8 mm verpresst. Bei dem anschließenden Sintern in einem Durchlaufofen bei ca. 1100°C bildete sich ein festes Gefüge bzw. eine Matrix um die SiC-Partikel und die einzelnen SiC-Körnern bildeten eine mechanisch feste Verbindung zu den benachbart liegenden SiC-Körnern aus.The glass batch was made with the Al-dot. Mixed SiC powder mixture, wherein the proportion of the glass batch 10 wt .-% and the proportion of the SiC powder mixture was 90 wt .-% in the mixture. Subsequently, the mixture was pressed into discs having a diameter of 40 mm and a thickness of 8 mm. In the subsequent sintering in a continuous furnace at about 1100 ° C, a solid structure or a matrix formed around the SiC particles and the individual SiC grains formed a mechanically strong connection to the adjacent SiC grains.

Zur Ermittlung der Nichtlinearität wurden die Messwerte für den Ladestrom und die Grenzspannungen der untersuchten Varistoren in Form von I-U-Kennlinien aufgezeichnet. Der Nichtlinearitäts-Exponent α, als Maß für die Nichtlinearität, wurde gemäß Formel (I) berechnet.In order to determine the non-linearity, the measured values for the charging current and the limit voltages of the varistors investigated were recorded in the form of I-U characteristic curves. The nonlinearity exponent α, as a measure of nonlinearity, was calculated according to formula (I).

ErgebnisResult

Der regenerierbare Varistor, der nach Beaufschlagung mit einem Stromstoß unter Zerstörung der Sinterbrücken im SiC-Pulver gerüttelt wurde, zeigt, wie aus 2 ersichtlich ist, im Verlauf der α-Werte deutlich bessere Ergebnisse als ein Varistor mit ungerütteltem SiC-Pulver, d. h. SiC-Proben mit unzerstörten Sinterbrücken. Das Rütteln erfolgte dabei, indem in den erfindungsgemäßen Varistor durch Klopfen mit einem Hammer mechanische Impulse eingebracht wurden, die zu einer Zerstörung der SiC-Sinterbrücken führten.The regenerable varistor, which was shaken after exposure to a surge in the destruction of the sintered bridges in the SiC powder, shows how out 2 It can be seen that in the course of the α-values significantly better results than a varistor with unguided SiC powder, ie SiC samples with undisturbed sintered bridges. The shaking was done by mechanical impulses were introduced into the varistor according to the invention by tapping with a hammer, which led to destruction of the SiC sintered bridges.

In 2 sind des Weiteren zum Vergleich die α-Werte des SiC-Varistors aus Vergleichsbeispiel 2, bei dem die Al-dotierten SiC-Partikel in einer Glassmatrix eingebettet sind, zu sehen.In 2 Furthermore, for comparison, the α values of the SiC varistor of Comparative Example 2, in which the Al-doped SiC particles are embedded in a glass matrix, can be seen.

Die α-Werte des gerüttelten SiC-Pulvers sind insbesondere im Bereich höherer Ladeströme signifikant besser als die des SiC-Varistors aus Vergleichsbeispiel 2.The α values of the vibrated SiC powder are significantly better than those of the SiC varistor of Comparative Example 2, especially in the region of higher charging currents.

Die α-Werte des gerüttelten regenerierbaren Varistors, soweit diese unterhalb der α-Werte-Kurve des SiC-Varistors aus Vergleichsbeispiel 2 lagen, sind auf eine ungenügende Rüttelung, bei der ein zu geringer Anteil an Sinterbrücken zerstört wurde, zurückzuführen. Es ist gleichwohl zu erkennen, dass der Varistor regenerierbar ist. Insbesondere im Bereich hoher Ladeströme von mehr als 1000 A, insbesondere von mehr als 3000 A, wie sie im vorliegenden Beispiel angelegt wurden, zeigte der regenerierbare Varistor signifikant verbesserte α-Werte nach der Regeneration.The α-values of the jolted regenerable varistor, insofar as they were below the α-value curve of the SiC varistor of Comparative Example 2, are due to an insufficient shaking, in which too small a proportion of sintered bridges was destroyed. It can nevertheless be seen that the varistor can be regenerated. Particularly in the range of high charging currents of more than 1000 A, in particular of more than 3000 A, as applied in the present example, the regenerable varistor showed significantly improved α-values after regeneration.

Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass durch die Verwendung eines bindemittelfreien nichtlinear spannungsabhängigen Widerstandsmaterials auf Basis von halbleitendem SiC, im vorliegenden Beispiel von Al-dotiertem SiC, in einem regenerierbaren Varistor eine nach Beaufschlagung mit Überspannung auftretende Verschlechterung der Nichtlinearität, bestimmt anhand des Nichtlinearitätsexponenten α, und einer damit verbundenen Abnahme der Schutzwirkung des Varistors auf einfache und zuverlässige Weise durch Zerstören von zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken, vorzugsweise durch Einbringen eines, vorzugsweise mechanischen, Impulses in oder an das halbleitende SiC-Widerstandsmaterial, vorzugsweise Al-dotiertes SiC-Widerstandsmaterial, entgegengewirkt werden kann. Die gemessenen α-Werte des regenerierten Varistors liegen insbesondere bei größeren Ladeströmen über denen herkömmlicher SiC-Varistoren, bei denen die SiC-Partikel in einer Bindemittelmatrix fixiert sind.In summary, by using a binderless nonlinear voltage-dependent resistive material based on semiconductive SiC, in the present example Al-doped SiC, in a regenerable varistor, a nonlinearity degradation, as determined by the nonlinearity exponent α, and an associated decrease in the protective effect of the varistor in a simple and reliable manner by destroying sintered bridges formed between silicon carbide particles, preferably by introducing a, preferably mechanical, pulse into or against the semiconducting SiC resistor material, preferably Al-doped SiC resistor material , The measured α values of the regenerated varistor are higher than those of conventional SiC varistors, in particular for larger charging currents, in which the SiC particles are fixed in a binder matrix.

Ein regenerierbarer Varistor kann nach Beaufschlagung mit Überspannung durch Zerstören von zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken zuverlässig regeneriert werden. Die vorliegende Erfindung stellt insbesondere im Hinblick auf den Umweltschutz einen bedeutenden Fortschritt dar, da zum Einen eine äußerst umweltfreundliche Regenerierung verbrauchter Varistoren und zum Anderen eine Schonung natürlicher Resourcen ermöglicht wird.A regenerable varistor can be reliably regenerated after being subjected to overvoltage by destroying sintered bridges formed between silicon carbide particles. The present invention represents a significant advance, particularly in terms of environmental protection, since on the one hand a highly environmentally friendly regeneration of spent varistors and, on the other hand, a conservation of natural resources is made possible.

Claims (11)

Verfahren zum Regenerieren eines Varistors mit nichtlinear spannungsabhängigem Widerstandsmaterial, der mit Überspannung und/oder einem Stromstoß beaufschlagt wurde, wobei das Widerstandsmaterial verpresste Siliciumcarbidpartikel umfasst und bindemittelfrei ist, wobei die verpressten Siliciumcarbidpartikel wenigstens teilweise elektrisch leitfähig sind und das Widerstandsmaterial in einer elektrisch nicht leitenden Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgenden Schritt aufweist: Zerstören von zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken, die nach Beaufschlagung mit Überspannung und/oder einem Stromstoß ausgebildet wurden, wobei das Zerstören von zwischen Siliciumcarbidpartikeln ausgebildeten Sinterbrücken durch Einbringen eines Impulses in oder an den Varistor oder in oder an das Siliciumcarbidpartikel umfassende Widerstandsmaterial oder durch Vermahlen oder Zerreiben des Widerstandsmaterials erfolgt.A method for regenerating a varistor with non-voltage-dependent resistive material subjected to overvoltage and / or current surge, said resistive material comprising compressed silicon carbide particles and free of binder, said compressed silicon carbide particles being at least partially electrically conductive and said resistive material being electrically non-conductive. and / or housing means, characterized in that the method comprises the step of: destroying sintered bridges formed between silicon carbide particles which have been formed after being subjected to overvoltage and / or a current surge, wherein the destruction of sintered bridges formed between silicon carbide particles by introducing a pulse into or to the varistor or in or on the silicon carbide particles comprising resistance material or by grinding or grinding of the resistance material. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Impuls durch Einbringen von Stoßwellen und/oder durch mechanischen Stoß erzeugt wird.A method according to claim 1, characterized in that the pulse is generated by introducing shock waves and / or by mechanical shock. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Impuls durch Rütteln oder Schütteln des Varistors oder des Widerstandsmaterials erzeugt wird.A method according to claim 1, characterized in that the pulse is generated by shaking or shaking the varistor or the resistance material. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das bindemittelfreie Widerstandsmaterial zu wenigstens 95 Gew.-%, vorzugsweise zu wenigstens 98 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des bindemittelfreien Widerstandsmaterials, verpresste Siliciumcarbidpartikel aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the binder-free resistance material to at least 95 wt .-%, preferably at least 98 wt .-%, each based on the weight of the binder-free resistance material, pressed silicon carbide particles. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliciumcarbidpartikel wenigstens teilweise dotiert sind.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the silicon carbide particles are at least partially doped. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliciumcarbidpartikel eine Partikelgrößenverteilung mit einen D₅₀-Wert aus einem Bereich von 10 µm bis 650 µm aufweisen.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the silicon carbide particles have a particle size distribution with a D ₅₀ value from a range of 10 microns to 650 microns. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Varistor wenigstens zwei Varistoranschlüsse aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the varistor has at least two varistor terminals. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Varistoranschlüsse mit dem Widerstandsmaterial lösbar verbunden sind.A method according to claim 7, characterized in that the at least two varistor terminals are detachably connected to the resistance material. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Varistoranschlüsse mindestens eines der aus Eisen, Zinn, Aluminium, Nickel, Kupfer, Silber, Gold, Palladium und Platin bestehenden Gruppe ausgewähltes Metall aufweisen.A method according to claim 7 or 8, characterized in that the varistor terminals comprise at least one of the group consisting of iron, tin, aluminum, nickel, copper, silver, gold, palladium and platinum. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung des Widerstandsmaterials umschlossene Volumen veränderbar ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the enclosed by the envelope and / or housing means of the resistance material volume is variable. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüll- und/oder Gehäuseeinrichtung als verschließbarer Behälter ausgebildet ist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the enveloping and / or housing device is designed as a closable container.

Images