DE2642567B2

DE2642567B2 - Metalloxyd-Varistor mit verringertem Leckstrom sowie Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE2642567B2
Application number: DE19762642567
Authority: DE
Inventors: John Edward Skaneateles N.Y. May
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1975-09-25
Filing date: 1976-09-22
Publication date: 1981-06-19
Also published as: DE2642567A1; JPS5253295A; GB1562988A; DE2642567C3; SE408674B; SE7610624L; NL181156C; NL181156B; NL7610118A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Metalloxid-Varistor gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.

In der DE-AS 18 02 452 ist ein Metalloxid-Varistor der vorstehend genannten Art beschrieben, dem die Aufgabe zugrunde lag, den Wert « (alpha) in der

(ν \^a
— ) zu erhöhen.

In der DE-OS 21 35 916 ist ein Thermistor für hohe Temperaturen beschrieben, der aus 50 bis 99,995 MoI-% ZnO und 0,005 bis 50 Mol-% eines der Oxide PdO, Sb₂O₃ oder BaO besteht

In der DE-OS 20 56 582 ist ein Thermistor, und zwar ein Dünnfilmthermistor, beschrieben, für den eine Zusammensetzung aus Mn₂O₃ und NiO im Verhältnis von 5:1 angegeben ist Ein Glühen dieses Dünnfilmthermistors soll ihn stabilisieren, ohne daß jedoch gesagt ist, welche spezifische Eigenschaft dabei stabilisiert werden soll.

In Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie Band 18, 646 (1967) ist die beim Erhitzen auf 710 bis 740⁰C stattfindende reversible endotherme Umwandlung des monoklinen «-Bi;>O₃ in die bei Zimmertemperatur thermodynamisch instabile kubische Hochtemperaturmodifikation (J-Bi₂O₃ beschrieben.

Eine wichtige Varistorcharakteristik ist der Leckstrom. Macht man sich klar, daß Varistoren normalerweise während des Gebrauchs der Leitungsspannung ausgesetzt sind, dann wird deutlich, daß dauernd etwas Strom durch den Varistor hindurchfließt Dieser Leckstrom ist vergeudet und es ist daher erwünscht, ihn möglichst gering zu halten. Der Leckstrom kann auch ein Erwärmen des Varistors verursachen und so möglicherweise ein vorzeitiges Altern des Elementes oder Veränderungen der Charakteristik erzeugen.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, bei

;o dem Varistor der eingangs genannten Art den Leckstrom um mindestens den Faktor 2 zu verringern. Diese Aufgabe wird durch Erhitzen des Sinterkörpers für eine ausreichende Zeit auf eine Temperatur im Bereich von etwa 750° C bis etwa 1200° C gelöst

Vorteilhafte Ausführungsformen finden sich in den Unteransprüchen.

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Im einzelnen zeigt
F i g. 1 einen di?grammartigen Schnittaufriß eines

Metalloxid-Varistors,

Fig.2 eine detaillierte Ansicht eines Teiles des in F i g. 1 abgebildeten Varistors, welche die Kornstruktur zeigt,
F i g. 3 en Schliffbild, das ähnlich der F i g. 2 einen Teil eines bekannten Varistors zeigt,

Fig.4 ein Schliffbild eines Varistors, der der erfindungsgemäßen Wärmebehandlung unterworfen wurde,
F i g. 5 eine graphische Darstellung der Wirkung der Wärmebehandlung auf den Varistor-Leckstrom für eine besondere Varistor-Zusammensetzung,

Fig.6 eine andere graphische Darstellung, die den Leckstrom einer anderen Varistor-Zusammensetzung veranschaulicht,

F i g. 7 eine graphische Darstellung der Wirkung der Dauer der Wärmebehandlung auf den Leckstrom,

Fig.8 eine graphische Darstellung der Wirkungen der thermischen Vorbehandlung eines Varistors auf die Ergebnisse, die bei der Ausführung der erf indungsgemä-

Ben Wärmebehandlung erzielt werden und

Fig.9 die Wirkung der Wärmebehandlung auf die Varistor-Spannung.

Der Varistor 10 nach F i g. 1 enthält als aktives Element einen Sinterkörper 11 mit einem Paar Elektroden 12 und 13 in Ohmschen Kontakt mit den gegenüberliegenden Oberflächen. Der Körper U ist wie nachfolgend beschrieben zubereitet worden und er kann irgendeine Form haben, wie kreisförmig, quadratisch oder rechteckig. Die Drahtzuleitungen 15 und 16 sind

so leitend an den Elektroden 12 und 13 mit Hilfe eines Verbindungsmaterials 14, wie eines Lotes, angebracht

Bei der Herstellung des Varistors wird das Basismaterial gründlich mit mehreren ausgewählten Additiven vermischt Die Additive umfassen aber nur einen kleinen Anteil der gebildeten Mischung. Die Additive können in irgendeiner von verschiedenen Formen vorliegen, wie als Oxide, Carbonate, Fluoride oder Metalle. Wismutoxid muß zusammen mit den anderen Additiven vorhanden sein. Wie nach dem Stand der Technik bekannt, wird die erhaltene Mischung gepreßt und bei etwa 1200 bis 1300° C zur Bildung eines Varistorkörpers gesintert Die Sintertemperatur muß natürlich so hoch sein, daß sich beim Sintern eine flüssige Phase bildet, so daß der Körper beim Abkühlen eine zusammenhängende Masse wird.

In einem üblichen Herstellungsverfahren wird der Varistorkörper passiviert, wenn dies erwünscht ist, und nach dem Sintern werden Kontakte angebracht.

Schließlich wird das Element eingekapselt Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Varistorkörper vor dem Einkapseln jedoch noch einer zusätzlichen Wärmebehandlung unterworfen. Dazu wird der Körper auf eine Temperatur zwischen etwa 750 un.41200° C für eine ausreichende Zeit erhitzt, um einen beträchtlichen Abfall im Leckstrom zu verursachen, verglichen mit einem nicht-wärmebehandelten Element sowie eine beträchtliche Zunahme im alpha-Wert, verglichen mit einem nicht-wärmebehandelten Element Die im Einzelfalle für diese Veränderung erforderliche Zeit beträgt mehr als 10 Stunden. Wie weiter unten näher erläutert, wird angenommen, daß eine Phasenänderung, in der sich das meiste Wismutoxid in eine raumzentrierte kubische Form umwandelt, dem Varistor die erwünschten Eigenschaftsverbesserungen verleiht Wie weiter unten deutlicher werden wird, kann der Leckstrom leicht unreinen Faktor von 2 oder mehr verringert und das alpha um einen Faktor von 2 oder mehr vergrößert werden.

Für die Ausführung der Wärmebehandlung sind mehrere Wahlmöglichkeiten gegeben. So kann der Sinterzyklus so modifiziert werden, daß der Varistorkörper bei einer ausgewählten Temperatur im Bereich von 800 bis 1200° C für eine ausreichende Zeit während des Abkühlens vom Sintern gehalten werden. Da bestimmte Varistor-Passivierungsverfahren das Brennen von Glas auf den Varistorkörpern bei Temperaturen von etwa 800° C einschließen, kann das Glasbrennen für eine ausreichende Zeitdauer ausgeführt und Wärmebehandlung und Verglasungs-Operationen können kombiniert werden. In ähnlicher Weise kann die Wärmebehandlung mit der Kontaktmetallisierung kombiniert werden, wenn ein Kontaktmetall verwendet wird, das mit den für die Wärmebehandlung erforderlichen Temperaturen verträglich ist

Nach der Wärmebehandlung werden auf die Varistorkörper die Kontakte aufgebracht und danach kapselt man sie in üblicher Weise ein.

In F i g. 2 ist e^:n Teil der F i g. 1 detailliert dargestellt So ist in Fig.2 die Kornstruktur des Metalloxid-Varistorkörpers gezeigt Mehrere relativ große Körner 21 bestehen hauptsächlich aus Metalloxid-Basismaterial. Eine zellulare intergranulare Region 22, die hauptsächlich aus den vorausgewählten Additiven besteht, trennt die Körner. Wie der Fig.2 entnommen werden kann, variiert die intergranulare Region beträchtlich in der Dicke von relativ weiten Regionen bis zu Regionen, die so dünn sind, daß sie in Fig.2 als einzelne linie dargestellt sind. Ein Einspiel der dünnen Regionen ist die intergranulare Region 23.

Beim Betrachten der Fig.2 muß man berücksichtigen, daß der Varistor eine dreidimensionale Struktur ist und daß die intergranulare Region wirklich zellular oder wie eine Wabe ist, die die Körner in allen Dimensionen voneinander trennt Die dünnen intergranularen Regionen an den Korngrenzen werden derzeit für verantwortlich für die Metalloxid-Varistoreigenschaften angesehen.

F i g. 3 gibt ein Schlißbild in 800facher Vergrößerung von einer Region ähnlich der in Fig.2 abgebildeten wieder. Die dunkelsten Bereiche 25 der Fig.3 sind Hohlräume und verschiedene Kristallphasen und Fehler, die in F i g. 2 nicht gezeigt sind und die für die gegenwärtige Diskussion ohne Bedeutung sind Die großen Regionen 21 eines mittleren Grautones 22 entsprechen den Körnern 21 der P i g. Z Die kleineren Regionen aus hellerem Grau sind die intergranularen Regionen. Es ist zu beobachten, d?.ä gewisse Bereiche der intergranularen Region 23 außerordentlich dünn sind, und so sind die nebeneinanderuegenden Körner nur wenig getrennt

s Fig.4 gibt ein ähnliches Schliffbild ebenfalls mit 800f acher Vergrößerung wieder, welches die Körner 21 und lüe Korngrenzen 22 veranschaulicht Zusätzlich zu dem hellen Grau in den intergranularen Regionen 22 sind kleine weiße Bereiche 26 erkennbar, die für das

to raumzentrierte kubische Wismutoxid gehalten werden. Ein großer Teil des rcumzenlrierten kubischen Wismutoxids überzieht einen beträchtlichen Teil der Oberfläche der Zinkoxidkörner. Dies wird in Anbetracht der Annahme, daß es die intergranularen Regionen nahe dem Schnittpunkt mit den Körnern seien, die dem Metalloxid-Varistor seine elektrischen Eigenschaften verleihen, für bedeutsam gehalten. Es ist daher nicht überraschend, daß eine Phasenänderung an der Korngrenze eine beträchtliche Wirkung auf die elektrischen Eigenschaften haben könnte.

Beispiel 1

In F i g. 5 ist der Leckstrom gegen die Wärmebehandlungstemperatur aufgetragen. Die zum Aufnehmen der Daten für die Fig.5 verwendeten Elemente waren hergestellt durch Vermischen von 96,8 Mol-% Zinkoxid mit den folgenden Additiven:

Die vorgenannten Bestandteile wurden gründlich gemischt gepreßt und bei etwa 1300° C gesintert

Die in der vorerwähnten Weise zubereiteten Proben wurden verschiedenen Wärmebehandlungen ausgesetzt, und die Leckströme der erhaltenen Elemente sind in F i g. 5 angegeben, der sich entnehmen läßt, daß eine beträchtliche Verringerung im Leckstrom durch Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 800 und 1200°C erhalten wird. Die Wärmebehandlung muß für eine zur Verringerung des Leckstromes ausreichende Zeit fortgesetzt werdea Diese Zeit liegt typischerweise bei mehr als 10 Stunden, obwohl sie im Einzelfalle von der Zusammensetzung abhängen dürfte.

Wismutoxid	0,5 Mol-%
Manganoxid	0,5 Mol-%
Kobaltoxid	0,5 Mol-%
Antimonoxid	1,0 Mol-%
Boroxid	0,1 Mol-%
Zinnoxid	0,5 Mol-%
Bariumcarbonat	0,1 Mol-%

Beispiel 2

In F i g. 6 ist der Leckstrom gegen die Wärmebehandlung für eine andere Varistor-Zusammensetzung aufgetragen. Die verwendeten Proben wurden aus 97 Mol-% Zinkoxid und den folgenden Additiven zubereitet:

Wismutoxid	0,5 Mol-%
Kobaltoxid	0,5 Mol-%
Titanoxid	0,5 Mol-%
Manganoxid	1,5 Mol-%

Die vorgenannten Additive wurden durch Mahlen vor umgesetzt und die erhaltene Mischung wurde gepreßt und bei etwa 1300° C gesintert Die so hergestellten Varistorkörper wurden verschiedenen Wärmebehandlunpen unterworfen und die dabei gemessenen Ergebnisse sind in F i g. 6 gezeigt

Diesen Ergebnissen kann entnommen werden, daß eine starke Verringerung des Leckstromes auftritt

wenn die wie oben beschrieben zubereiteten Proben bei einer Temperatur im Bereich von 750 bis 850⁰C wärmebehandelt werden.

Wie bereits erwähnt, wird angenommen, daß die Eigenschaftsveränderungen während der Wärmebehandlung einer Phasenumwandlung des Wismutoxids in der intergranularen Region zuzuschreiben sind. Dies hilft den Unterschied zwischen dem bevorzugten Temperaturbereich der F i g. 5 (800 bis 1200⁰C) und dem bevorzugten Temperaturbereich der Fig.6 (750 bis 850⁰C) zu erklären. Im besonderen enthält die Zusammensetzung, die zur Herstellung der Proben für Fig.5 verwendet worden ist, Antimon. Es wird angenommen, daß das Antimon die Temperatur, die für die Wismutoxid-Phasenumwandlung in ein raumzenüiertes kubisches Gitter erforderlich ist erhöht- In den für die Daten der F i g. 6 benutzten Elementen ist eine deutlichere Verringerung des Leckstroms augenscheinlich. Es wird angenommen, daß das in diesen Elementen vorhandene Titan die raumzentrierte kubische Form des Wismutoxids stabilisierte und so zu der beträchtlicheren, dauerhaften Eigenschaftsverbesserung beitrug. Das Verfahren zeigt daher von der Zusammensetzung abhängige Ergebnisse.

In Fig.7 ist eine graphische Darstellung des Leckstromes gegen die Zeit für eine Wärmebehandlung bei 800° C gezeigt Die zur Aufnahme der Daten für Fig.7 benutzten Elemente waren gemäß dem obigen Beispiel 2 erhalten worden. Aus F i g. 6 ergibt sich, daß die optimale Temperatur für die Wärmebehandlung der nach Beispiel 2 hergestellten Elemente etwa 800° C ist Diese Temperatur wurde daher für F i g. 7 ausgewählt Fig.7 ergibt, daß die stärkste Verringerung des Leckstromes nach 10 bis 15 Stunden Wärmebehandlung auftritt und daß ein sich über 20 Stunden hinaus erstreckendes Erhitzen wenig ,Verbesserang ergibt

Hinsichtlich der gemäß Beispiel 1 hergestellten Elemente wurde kein beträchtlicher Unterschied zwischen einer 26stflndigen Wärmebehandlung bei 600° C und einer 66stündigen Wärmebehandlung bei 600° C festgestellt Weiter wurde kein beträchtlicher Unterschied zwischen einer Wärmebehandlung von 26 Stunden bei 800° C und einer Wärmebehandlung von 66 Stunden bei 800° C gefunden.

Tests zeigten, daß eine längere Wärmebehandlung bei einer tieferen Temperatur die Eigenschaften des Elementes nicht verbesserte.

Diese Ergebnisse sind vereinbar mit einer Erklärung der Eigenschaftsverbesserung durch Phasenumwandlung. Im besonderen gibt F i g. 7 ein Anzeichen für eine Kernbikhmgsperiode von etwa 10 Stunden, gefolgt von einer raschen Phasenänderung, die in wenigen Stunden im wesentlichen abgeschlossen ist

In Fig.8 ist eine graphische Darstellung der Leckströme verschiedener Elementgruppen aufgeführt, die verschiedenen Wärmebehandlungen unterworfen waren. Die Elemente waren gemäß dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren hergestellt worden. An jeder der vier Kurven der F i g. 8 ist eine Temperatur notiert Die Abszisse der Fig.8 gibt die bei der angegebenen Temperatur erforderliche Zeit an, um ein Element mit dem auf der Ordinate angegebenen Leckstrom zu erhalten. Weiter ist zu jeder Kurve der Fig.8 in Klammern die thermische Geschichte der Proben angegeben.

Kurve 31 zeigt den Leckstrom von Varistoren, die nach dem Sintern bei 800° C wärmebehandelt wurden. Die Kurve 31 ist eine Reproduktion der Kurve der

F i g. 7, um einen leichteren Vergleich zu gestatten.

Kurve 32 in F i g. 8 zeigt den Leckstrom, der durch Wärmebehandeln eines Varistorkörpers bei 800⁰C erhalten wird, nachdem der Körper vorher wärmebehandelt oder bei 600°C nach dem Sintern dauergeglüht wurde. Es ist festzustellen, daß es länger dauert, den Leckstrom bei 800°C zu verringern, wenn eine vorherige Wärmebehandlung bei 600° C stattgefunden hat Es wird angenommen, daß dies so ist weil nach dem Sintern das in dem Varistor vorhandene Wismutoxid in mehreren verschiedenen Formen vorliegt. Es wird weiter angenommen, daß in dem gesinterten Element etwas raumzentriertes kubisches Wismutoxid vorhanden ist Das Wärmebehandeln bei 800° C wandelt den Rest des Wismutoxids in die raumzentrierte kubische Form um, wie durch die Kurve 31 angezeigt Es wird jedoch angenommen, daß ein Dauerglühen bei 600° C im wesentlichen das gesamte Wismutoxid in eine andere Phase umwandelt Es wird daher eine längere Zeit benötigt, um im wesentlichen alles oder mindestens eine ausreichende Menge des Wismutoxids in die raumzentrierte kubische Phase umzuwandeln.

Es wurde im Rahmen der vorliegenden Anmeldung festgestellt, daß gemäß der vorliegenden Erfindung wärmebehandelte und danach für eine längere Zeit bei einer Temperatur außerhalb des bevorzugten Bereiches wärmebehandelte Elemente sich verschlechtern. Die Kurven 33 und 34 veranschaulichen die Leckströme von Elementen, die gemäß der vorliegenden Offenbarung hergestellt, bei 800° C wärmebehandelt und später bei 600 oder 700⁰C dauergeglüht wurden. Es wurde beobachtet, daß bei etwa 50 bis 100 Stunden eine beträchtliche Zunahme des Leckstromes auftritt Dies wird einer Umwandlung des raumzentrierten kubischen Wismutoxids, das während der Wärmebehandlung bei 800°C gebildet wurde, in eine andere Wismutoxidphase zugeschrieben.

In bezug auf die Kurven 33 und 34 sollte klar sein, daß zur Beseitigung der Vorteile, die durch das erfindungsgemäße Wärmebehandlungsverfahren erzielt werden, eine nachfolgende Wärmebehandlung bei einer anderen Temperatur für eine sehr ausgedehnte Zeitdauer, wie mehr als 50 Stunden, erforderlich ist Spätere Behandlungsstufen, wie eine Metallisierung und ein Einkapseln, die bei einer erhöhten Temperatur außerhalb des bevorzugten Bereiches stattfinden, sind üblicherweise von kurzer Dauer, so daß sie die Leistungsfähigkeit der wärmebehandelten Elemente nicht merklich beeinflussen. Da einige Stunden bei einer erhöhten Temperatur außerhalb des bevorzugten Bereiches nur wenig Wirkung auf die Elemente zu haben scheinen, sollte ähnlicherweise die Abkühlungsgeschwindigkeit nach der Wannebehandlung nicht kritisch sein. Es wird jedoch angenommen, daß ein direktes Abschrecken von den zur Wärmebehandlung benutzten Temperaturen wegen der durch einen solchen thermischen Schock möglicherweise erzeugten unerwünschten Spannungen in dem Körper vermieden werden sollte. Ein Abkühlzyklus, der sich als vorteilhaft herausgestellt hat besteht darin, mit einer Geschwindigkeit von 100 bis 200° C pro

Stunde abzukühlen, bis eine Temperatur im Bereich von

400 bis 500°C erreicht ist Dann können die Elemente in

Luft abgeschreckt werden. Der Leckstrom ist nicht die einzige Eigenschaft der

Elemente, die durch die Wärmebehandlung beeinflußt wird. Die Varistorspannung erhöht sich etwas mit fortgesetzter Wärmebehandlung, wie unten näher erläutert und der «-Wert des Elementes wird erhöht

Beispiel 3

Gemäß dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren wurden Varistoren hergestellt, die folgende Eigenschaften aufwiesen:

Leckstrom

Varistorspannung

alpha

3,2 Mikroampere

103VoIt

31.

In gleicher Weise hergestellte, nach dem Sintern aber für 16 Stunden bei 820⁰C wärmebehandelte Elemente zeigten die folgenden Eigenschaften:

Leckstrom

Varistorspannung

alpha

0,15 Mikroampere

115VoIt

38.

Beispiel 4

Proben wurden gemäß Beispiel 2 zubereitet, und nach dem Sintern wurde ein passivierendes Glas auf die Varistoren aufgebracht und diese für etwa weitere zwei Stunden bei 820° C erhitzt. Die Elemente zeigten die folgenden Charakteristiken:

Leckstrom

Varistorspannung

alpha

0,6 Mikroampere

112VoIt

32,5.

Leckstrom

Varistorspannung

alpha

0,23 Mikroampere

113VoIt

36.

Leckstrom	2,7 Mikroampere
Varistorspannung	108VoIt
alpha	24.

Wurden Elemente in der gleichen Weise hergestellt, aber einer zusätzlichen Wärmebehandlung von 16 Stunden bei 82O⁰C nach dem Versehen mit Glas ausgesetzt, dann wiesen sie die folgenden Charakteristiken auf:

Beispiel 5

Es wurden Elemente nach dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren zubereitet, mit Glas versehen und einer Wärmebehandlung von 1 Std. bei 820⁰C unterworfen. Die Elemente wiesen die folgenden Charakteristiken auf:

Wie oben zubereitete Proben wurden zusätzlich etwa 13 Stunden bei 820⁰C nach dem Aufbringen des Glases wärmebehandelt und wiesen danach die folgenden Charakteristiken auf:

Leckstrom

Varistorspannung

alpha

0,35 Mikroampere

111 Volt

33.

Aus diesen Ergebnissen läßt sich ersehen, daß das erfindungsgemäße Wärmebehandlungsverfahren eine beträchtliche Verbesserung im alpha-Wert ergibt. Weiter wird die Varistorspannung durch diese Wärmebehandlung etwas erhöht.

In Fig.9 ist eine graphische Darstellung der Varistorspannungszunahme gezeigt, die mit einem nominell 100 Volt aufweisenden Element beginnt, das gemäß dem in Beispiel 2 beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.

Es wird angenommen, daß die ausgedehnte Wärmebehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung das Element auf Grund von Diffusionsvorgängen gleichförmiger macht. Während angenommen wird, daß der Hauptnutzen durch das erfindungsgemäße Wärmebehandlungsverfahren von der Phasenumwandlung des Wismutoxids stammt, scheint eine geringere Verbesserung auch der Diffusion zuzuschreiben zu sein.

Die verbesserten Eigenschaften bleiben gegenüber nicht wärmebehandelten Elementen bestehen, wenn man die Elemente solchen Tests wie der Ermittlung der Lebensdauer unter Belastung und Impulstesten unterwirft.

Schließlich sollte betont werden, daß die Ergebnisse des Wärmebehandlungsverfahrens etwas abhängig sind von der Zusammensetzung. Bei der Herstellung von Varistoren mit unterschiedlichen Zusammensetzungen können die für die Wärmebehandlung erforderlichen Zeiten und die bevorzugten Temperaturen zur Wärmebehandlung variieren. Sie sollten jedoch innerhalb oder zumindest dicht bei den oben genannten allgemeinen Bereichen bleiben.

Weiter erfahren bestimmte Zusammensetzungen einen größeren Nutzen durch die Wärmebehandlung als andere Zusammensetzungen. Diese Unterschiede sind jedoch nur graduell. Es wird angenommen, daß jede Metalioxid-Varistorzusammensetzung mit Wismutoxid durch eine angemessene Wärmebehandlung gemäß der vorliegenden Erfindung Nutzen hat.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Metalloxid-Varistor aus vielen Körnern, die hauptsächlich aus einem Metalloxid-Grundmaterial bestehen und die durch Gebiete zwischen den Körnern getrennt sind, die im wesentlichen aus mehreren vorausgewählten Additiven bestehen, wovon mindestens eines der Additive Wismutoxid ist, herstellbar durch Vermischen des teilchenförmigen Metalloxid-Basismaterials mit einer geringen Menge mehrerer der vorausgewählten Additive in Teilchenfonn, und durch Pressen und Sintern der erhaltenen Mischung zu einem Sinterkörper, gekennzeichnet durch eine Wärmebehandlung des Sinterkörpers durch Erhitzen auf eine Temperatur im Bereich von etwa 750 bis etwa 1200⁰C für eine ausreichende Zeit, um den Leckstrom des Körpers um mindestens einen Faktor 2 zu verringern.

2. Varistor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalioxid-Basismaterial Zinkoxid ist

3. Varistor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Additiv mindestens eines aus der Gruppe Mangan, Kobalt, Antimon, Zinn, Barium, Bor und Titan verwendet wird.

4. Verfahren zur Herstellung eines Metalloxid-Varistors nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung für eine Zeit von mehr als 10 Stunden ausgeführt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärrnebehandlugsstufe als Teil des Abkühlens der Sinterstufe ausgeführt wird.