DE69326655T2 - Zinkoxidvaristor und seine herstellung - Google Patents
Zinkoxidvaristor und seine herstellungInfo
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Description
- Die Erfindung betrifft einen Zinkoxid-Varistor, welcher zum Schutz verschiedener Arten elektronischer Instrumente vor ungewöhnlich hohen Spannungen verwendet wird, sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
- In jüngster Zeit entwickelte sich schnell ein hoher Grad an Integration von Steuerschaltungen in Instrumenten für allgemeine und industrielle Verwendung.
- Wenn eine außergewöhnlich hohe Spannung (Spannungsstoß) an in solchen Steuerschaltungen verwendete elektronische Halbleiterteile angelegt wird, können diese Teile zerstört werden. Demgemäß wird es unerläßlich, Gegenmaßnahmen zur Behebung dieser Situation zu treffen. Als solche Gegenmaßnahme werden allgemein Varistoren verwendet. Unter diesen steht der Zinkoxid-Varistor in einem breiten Anwendungsbereich für den Schutz verschiedener Arten elektronischer Instrumente vor ungewöhnlich hohen Spannungen zur Verfügung, da der Zinkoxid-Varistor eine hervorragende Spannungs-Nichtlinearität und Spannungsstoß Absorptionsfähigkeit aufweist.
- Bisher war ein Zinkoxid-Varistor weit verbreitet, welcher mit mindestens zwei Elektroden auf der Oberfläche eines aus Zinkoxid als Hauptbestandteil bestehenden Varistorelements versehen war. Weiter sind Materialien für diese Elektroden beispielsweise in der Patentanmeldung Kokai SHO 62-290104 Official Gazette etc., beschrieben, deren Inhalt wie folgt ist:
- Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor wurde durch einen Prozeß erzeugt, bei dem 5 Gew-% eines Blei-Borsilikatglas-Pulvers, bestehend aus 50,0 - 85,0 Gew.-% von PbO, 10,0 - 30,0 Gew-% von B&sub2;O&sub3; und 5,0 - 25,0 Gew.-% von SiO&sub2;, ausgewogen wurde, und dann wurde das Pulver zusammen mit Ag-Pulver (65,0 Gew.-%) in ein Vehikel (30,0 Gew-%) eingemahlen, in welchem Ethylzellulose in Butylcarbitol gelöst ist, um eine Silberpaste zu erhalten, welche das Elektrodenmaterial bildet.
- Und dann wurde das Elektrodenmaterial auf die Oberfläche eines gebrannten Varistorelements aufgebracht und erhitzt, um eine Elektrode zu erzeugen.
- Auch wenn der obige Zinkoxid-Varistor wie oben erwähnt hervorragende Spannungs-Nichtlinearität besitzt, wurde eine weitere Verbesserung der Spannungs- Nichtlinearität angestrebt, bedingt durch den Wunsch nach Energieeinsparung und Wirkungsgraderhöhung des Zinkoxid-Varistors.
- Demzufolge hat als Antwort auf die obigen Forderungen die Erfindung zum Ziel, einen Zinkoxid-Varistor bereitzustellen, dessen Spannungs-Nichtlinearität weiter verbessert ist.
- JP-A-1030204 offenbart einen Widerstand, welcher einen Sinterkörper aufweist, der aus mit SiO&sub2; vermischtem ZnO-Pulver hergestellt ist, auf welchen eine Wismut- Borsilikatglaspaste siebgedruckt wird. Danach erfolgt ein Sintern.
- Um das obige Ziel zu erreichen, wird gemäß der Erfindung ein Zinkoxid-Varistor bereitgestellt, der durch die Merkmale von Anspruch 1 definiert ist. Verfahren zur Herstellung eines solchen Varistors sind in den Ansprüchen 4 bis 23 definiert. Es werden ebenfalls Prozesse zur Herstellung eines Zinkoxid-Varistors wie definiert durch die Ansprüche 24 und 28 bereitgestellt. Folgendes Blei-Borsilikatglas wurde in ein gebranntes Varistorelement von dessen Oberfläche her diffundiert, wobei das Blei-Borsilikatglas mindestens ein Metalloxid enthielt, welches gewählt ist aus Kobaltoxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid, Antimonoxid, Manganoxid, Telluroxid, Lanthanoxid, Zeroxid, Praseodymoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Europiumoxid, Gadoliniumoxid, Terbiumoxid, Dysprosiumoxid, Holmiumoxid, Erbiumoxid, Thuliumoxid, Ytterbiumoxid und Lutetiumoxid.
- Wenn die obige Zusammensetzung verwendet wird, folgt daraus, daß an den Partikelgrenzen zwischen den ein Varistorelement bildenden Zinkoxidpartikeln sich die chemischen Elemente befinden, welche ein Glas vom Blei-Borsilikat Typ bilden, das mindestens ein Metalloxid enthält, welches gewählt ist aus Kobaltoxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid, Antimonoxid, Manganoxid, Telluroxid, Lanthanoxid, Zeroxid, Praseodymoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Europiumoxid, Gadoliniumoxid, Terbiumoxid, Dysprosiumoxid, Holmiumoxid, Erbiumoxid, Thuliumoxid, Ytterbiumoxid und Lutetiumoxid.
- Als Ergebnis werden die Widerstandswerte an den Partikelgrenzen zwischen Zinkoxidpartikeln höher, und ein Leckstrom, welcher bis zum Erreichen einer Varistor-Spannung zwischen den Elektroden fließt, wird viel geringer. Abschließend gesagt kann ein Zinkoxid-Varistor von verbesserter Spannungs-Nichtlinearität erzielt werden.
- Fig. 1 ist eine Vorderansicht, welche eines der Arbeitsbeispiele des Zinkoxid- Varistors der Erfindung zeigt;
- Fig. 2 ist eine Querschnittansicht von Fig. 1; und
- Fig. 3 ist eine Vorderansicht, welche das Varistorelement des in Fig. 1 dargestellten Zinkoxid-Varistors zeigt.
- Eines der Arbeitsbeispiele der Erfindung wird bezugnehmend auf die Zeichnungen nachfolgend erläutert.
- Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eines der Arbeitsbeispiele der Erfindung. In den Zeichnungen bezeichnet 1 ein scheibenförmiges Varistorelement von 13 mm Durchmesser und 1,5 mm Dicke.
- Auf beide Oberflächen dieses Varistorelements 1 sind Elektroden 2 aufgebrannt, wie in Fig. 3 dargestellt. Die Elektroden 2 besitzen ebenfalls scheibenartige Form und einen Durchmesser von 10 mm, und der Außenumfangsabschnitt des Varistors 1 ragt am gesamten Umfang über die Elektroden hinaus.
- Zusätzlich ist das obere Ende eines Leiterdrahtes 3 auf jeder Elektrode 2 durch Löten befestigt.
- In diesem Zustand wird die Außenfläche des Varistorelements 1 mit einem Isolierharz 4 vom Epoxytyp beschichtet. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist lediglich das untere Ende des Leiterdrahts aus dem Isolierharz 4 herausgeführt.
- Man beachte, daß das vorliegende Arbeitsbeispiel durch das Material der Elektrode 2 gekennzeichnet ist. Das heißt, das vorliegende Arbeitsbeispiel verwendete das Material, welches durch Einmahlen einer Blei-Borsilikat Typ-Glasfritte in eine Ag- Paste formuliert ist. Dies wird nachfolgend detaillierter erläutert.
- Zuerst wird die Herstellung der Glasfritte erläutert. Gemäß der Zusammensetzungstabelle der folgenden Tabelle 1 wurden PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO, und Co&sub3;O&sub4; jeweils in einer gegebenen Menge abgewogen und dann gleichzeitig in einer Kugelmühle vermischt und vermahlen. Danach wurde diese Beimischung in einem Platin- Schmelztiegel bei einer Temperatur von 1.000ºC - 1.500ºC geschmolzen und dann abgeschreckt, um glasartig zu werden. Das erhaltene Glas wurde grob gemahlen, gefolgt von Feinmahlen in einer Kugelmühle, um eine Blei-Borsilikat Typ-Glasfritte zu erhalten. Andererseits wurde, als Blei-Borsilikat-Glasfritte des herkömmlichen Beispiels, eine Glasfritte, welche aus 70,0 Gew-% PbO, 15,0 Gew-% von B&sub2;O&sub3;, und 15,0 Gew.-% von SiO, aufgebaut war, in ähnlicher Weise erzeugt. Der Glasübergangspunkt (Tg) von jedem wie obenstehend erzeugten Glas war wie in der folgenden Tabelle 1 dargestellt. Daraufhin wurde der Glasübergangspunkt (Tg) unter Verwendung eines thermischen Analysegerätes bestimmt. Tabelle 1
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Dann wurde 5,0 Gew.-% der Blei-Borsilikat-Glasfritte ausgewogen, gefolgt von einem Einmahlen der oben erwähnten Ag-Paste (65 Gew-% von Ag-Pulver ist in 30 Gew.-% eines Vehikels gelöst, in welchem Ethylcellulose in Butylcarbitol gelöst ist), um Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor zu erzeugen.
- Um das Elektrodenmaterial für den Zinkoxid-Varistor, welcher wie obenstehend beschrieben erzeugt wurde, zu bewerten, wurde ein Zinkoxid-Varistor-Sinterkörper (Varistorelement 1 in Fig. 3) (scheibenförmig mit 13 mm Durchmesser und 1,5 mm Dicke) bereitgestellt, wobei der Sinterkörper aus je 0,50 Mol-% von Wismutoxid (Bi&sub2;O&sub3;), Kobaltoxid (Co&sub3;O&sub4;), Manganoxid (MnO&sub2;), Nickeloxid (NiO) und Titanoxid (TiO&sub2;), und je 0,1 Mol-% von Antimonoxid (Sb&sub2;O&sub3;) und Chromoxid (Cr&sub2;O&sub3;), und 0,005 Mol-% von Al&sub2;O&sub3; bestand, und der Rest Zinkoxid (ZnO) war. Auf beide Flächen des Sinterkörpers wurde ein Elektrodenmaterial für den Zinkoxid-Varistor siebgedruckt, und zwar auf einen Durchmesser von 10 mm, und dann bei 800ºC 10 Minuten lang gebrannt, um Elektroden 2, wie dargestellt in Fig. 3, zu erzeugen. Nach dem Auflöten von in Fig. 2 angegebenen Leiterdrähten 3 wurde die Außenfläche mit Isolierharz 4 beschichtet, um eine Probe zu erhalten. Es sei darauf hingewiesen, daß, wenn das obige Elektrodenmaterial auf eine Fläche des Sinterkörpers (Varistorelement 1) aufgebracht und dann erwärmt wird, ein Blei- Borsilikatglas im Elektrodenmaterial, welches Kobaltoxid enthält, in das Varistorelement 1 eindringt, wodurch es den nachstehend beschriebenen Effekt bewirkt.
- Bezüglich der auf diese Weise erzielten Proben sind das Spannungsverhältnis (V1mA/V10uA), welches die Spannungs-Nichtlinearität darstellt), die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik und die Hochtemperaturbelastungs-Beständigkeitsleistung in der folgenden Tabelle 2 dargestellt. Das obige Spannungsverhältnis (Spannungs- Nichtlinearität) wurde mittels einer Bestimmung unter Verwendung einer Konstantstrom-Gleichspannungsquelle erhalten. Weiter wurde die Stoßstrom-Widerstands charakteristik durch Bestimmen des Änderungsverhältnisses der Varistor-Spannung (V1mA) erhalten, das auftritt, wenn ein Stoßstrom mit einer 8/20 uS Standard- Wellenform und einem Spitzenwert von 2.500 A zweimal in der gleichen Richtung angelegt wurde. Es wird bevorzugt, daß ein solcher Wert geringer als im herkömmlichen Beispiel A ist. Weiter wurde die Hochtemperaturbelastungs- Beständigkeitsleistung durch Bestimmen des Änderungsverhältnisses der Varistor- Spannung (V1mA) nach 1.000 Std. bestimmt, wenn eine Gleichspannung entsprechend 90% der Test-Varistorspannung bei einer Umgebungstemperatur von 125ºC an die Leiteranschlüsse 3 angelegt wurde. Ein solcher Wert ist vorzugsweise niedriger als im herkömmlichen Beispiel A. Die Anzahl der Proben betrug 10 pro Los.
- Weiter bezeichnet das obige Spannungsverhältnis (V1mA/V10uA) die Spannungs- Nichtlinearität. Wenn das Spannungsverhältnis kleiner ist als im herkömmlichen Beispiel A, wird der Leckstrom bis zum Erreichen einer Varistor-Spannung niedriger als im herkömmlichen Fall. Das heißt, V1mA repräsentiert die Spannung (Varistor-Spannung), wenn ein Strom von 1 mA zwischen den Elektroden 2 fließt. In ähnlicher Weise repräsentiert V10uA die Spannung, wenn ein Strom von 10 uA zwischen den Elektroden 2 fließt. Ein kleiner Wert von V10uA wird nicht bevorzugt, da bei einer niedrigen Spannung bereits ein hoher Leckstrom fließt. Tabelle 2
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Zuerst wird aus den Tabellen 1 und 2 der Einfluß auf das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik und die Hochtemperaturbelastungs-Beständigkeitsleistung durch den Co&sub3;O&sub4; Gehalt einer Blei-Borsilikat-Glasfritte in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor betrachtet. Verglichen mit dem Blei-Borsilikatglas des kein Co&sub3;O&sub4; enthaltenden Beispiels (Glasbezeichnung: A in Tabelle 1) besitzen die Zusammensetzungssysteme mit einem Co&sub3;O&sub4; Gehalt von 0,1 Gew.-% oder mehr ein verbessertes Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), jedoch diejenigen mit einem Co&sub3;O&sub4; Gehalt von 30,0 Gew.-% oder mehr eine verschlechterte Spannungs-Nichtlinearität und Stoßstrom-Widerstandscharakteristik. Demgemäß ist es eine notwendige Bedingung, daß Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für den Zinkoxid- Varistor ein Zusammensetzungssystem ist, welches mindestens 0,1 bis 30,0 Gew.- % von Co&sub3;O&sub4; enthält.
- Da andererseits die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik und die Hochtemperaturbelastungs-Beständigkeitsleistung durch den Gehalt an PbO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; zusätzlich zum Co&sub3;O&sub4; Gehalt, beeinflußt werden, müssen diese Zusammensetzungen berücksichtigt werden. Daher wird der Einfluß auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik und die Hochtemperaturbelastungs-Beständigkeitsleistung von Be- standteilen des Blei-Borsilikatglases, welches in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor enthalten ist, basierend auf den Tabellen 1 und 2 betrachtet. Glas eines Zusammensetzungssystems mit einem PbO-Gehalt von weniger als 40 Gew.- % besitzt einen höheren Glasübergangspunkt (Tb in Tabelle 1) und eine zu geringe Fluidität des Glases, was zu einer verschlechterten Benetzungsfähigkeit des Glases führt. Im Gegensatz dazu besitzt Glas eines Zusammensetzungssystems mit einem PbO-Gehalt von mehr als 80,0 Gew-% einen niedrigeren Glasübergangspunkt und eine zu hohe Fluidität des Glases, was zu einer niedrigeren Adhäsionsfestigkeit der Elektrode 2 auf dem Varistorelement 1 führt, wobei diese Tatsache mangelnde Zuverlässigkeit zur Folge hat. In einem Zusammensetzungssystem mit einem B&sub2;O&sub3; Gehalt von weniger als 5 Gew.-% wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik gering. Andererseits wird in einem Zusammensetzungssystem mit einem B&sub2;O&sub3;- Gehalt von mehr als 30 Gew.-% die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert. In einem Zusammensetzungssystem mit einem SiO&sub2;-Gehalt von weniger als 5,0 Gew.-% wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls vermindert. In einem Zusammensetzungssystem mit einem SiO&sub2;-Gehalt von mehr als 30,0 Gew.-% wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls gesenkt.
- Aus den obigen Ergebnissen läßt sich entnehmen, daß eine Zusammensetzung von Glaskomponenten eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in einem Bereich von 40,0 - 80,0 Gew.-% von PbO, 5,0 - 30,0 Gew.-% von B&sub2;O&sub3;, 5,0 - 30,0 Gew.-% von SiO&sub2; und 0,1 - 30,0 Gew-% von Co&sub3;O&sub4; optimal ist.
- Auch wenn in vorliegendem Arbeitsbeispiel Bleioxid, Boroxid, Siliziumoxid und Kobaltoxid als Material des Blei-Borsilikatglases in Form von PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; bzw. Co&sub3;O&sub4; verwendet wurden, wurde bestätigt, daß ähnliche Charakteristiken auch durch Verwendung der anderen Oxidformen erzielt worden wären.
- Weiter betraf das vorliegende Arbeitsbeispiel lediglich den Fall, bei welchem der Blei-Borsilikatglas-Gehalt im Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor 5,0 Gew-% betrug. Jedoch kann, sofern dieser Gehalt im Bereich von 1,0 - 30,0 Gew-% liegt, keine Änderung bei der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung beobachtet werden. Weiter wurde der Zinkoxid-Varistor des Systems, welches aus ZnO, Bi&sub2;O&sub3;, Co&sub3;O&sub4;, MnO&sub2;, NiO, TiO&sub2;, Sb&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; besteht, als Sinter- Varistorelement 1 zur Auswertung verwendet. Jedoch wird, sogar wenn das Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor gemäß der Erfindung auf einen Zinkoxid-Varistor aufgebracht wird, welcher Pr&sub6;O&sub1;&sub1;, CaO, BaO, MgO, K&sub2;O, SiO&sub2; etc. enthält, in der Wirksamkeit keine Änderung beobachtet.
- Nachstehend wird das zweite Arbeitsbeispiel der Erfindung detailliert erläutert.
- Zuerst betrifft die Beschreibung die Formulierung der dem Elektrodenmaterial des Zinkoxid-Varistors zuzusetzenden Glasfritte. Gemäß der Zusammensetzungsliste der folgenden Tabelle 3 werden PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; und MgO, welche jeweils in einer gegebenen Menge ausgewogen wurden, in einer Kugelmühle vermischt und gleichzeitig zermahlen, und dann bei einer Temperatur von 1.000ºC - 1.500ºC in einem Pt-Schmelztiegel geschmolzen, gefolgt von einem Abschrecken, um glasartig zu werden. Das auf diese Weise erhaltene Glas wurde vorzerkleinert und dann in einer Kugelmühle feingemahlen, um eine Blei-Borsilikat-Glasfritte zu erhalten. Ebenso wurde Glaspulver, welches aus 70,0 Gew.-% PbO, 15,0 Gew.-% B&sub2;O&sub3; und Gew -% SiO&sub2; bestand, als herkömmliches Beispiel von Blei-Borsilikatglas mittels eines ähnlichen Verfahrens hergestellt. Der Glasübergangspunkt (Tg) des auf diese Weise erhaltenen Glases ist in der folgenden Tabelle 3 gezeigt. Hierbei wurde der Glasübergangspunkt (Tg) unter Verwendung eines thermischen Analysegerätes bestimmt. Tabelle 3
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Dann wurde die Blei-Borsilikat-Glasfritte mit 5,0 Gew.-% eingewogen, gefolgt von einem Einmahlen in die oben erwähnte Ag-Paste (65 Gew.-% Ag-Pulver sind in 30 Gew.-% eines Vehikels gelöst, in welchem Ethyl-Cellulose in Butylcarbitol gelöst ist), um Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor zu erzeugen.
- Um das Elektrodenmaterial für den Zinkoxid-Varistor, welcher wie obenstehend beschrieben erzeugt wurde, zu bewerten, wurde ein Zinkoxid-Varistor-Sinterkörper (Varistorelement 1) (scheibenförmig mit 13 mm Durchmesser und 1,5 mm Dicke) bereitgestellt, wobei der Sinterkörper aus je 0,50 Mol-% von Wismutoxid (Bi&sub2;O&sub3;), Kobaltoxid (Co&sub3;O&sub4;), Manganoxid (MnO&sub2;), Nickeloxid (NiO) und Titanoxid (TiO&sub2;), und je 0,1 Mol-% von Antimonoxid (Sb&sub2;O&sub3;) und Chromoxid (Cr&sub2;O&sub3;), und 0,005 Mol-% von Al&sub2;O&sub3; bestand, und der Rest Zinkoxid (ZnO) war. Auf beide Flächen des Sinterkörpers wurde ein Elektrodenmaterial für den Zinkoxid-Varistor siebgedruckt, und zwar auf einen Durchmesser von 10 mm, und dann bei 800ºC 10 Minuten lang gebrannt, um Elektroden 2 zu erzeugen und dann wurden Leiterdrähte 3 auf diese aufgelötet und danach auf die Außenfläche Isolierharz 4 durch Spritzgießen aufgebracht, um eine Probe zu erhalten.
- Bezüglich der auf diese Weise erhaltenen Proben sind das Spannungsverhältnis (V1mA/V10uA), das Grenzspannungsverhältnis und die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik in der folgenden Tabelle 4 gezeigt. Hierbei werden das Spannungsverhältnis und das Grenzspannungsverhältnis durch eine Bestimmung unter Verwendung einer Konstantstrom-Gleichspannungsquelle erhalten. Weiter wurde die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch Bestimmen des Änderungsverhältnisses der Varistorspannung (V1mA) erhalten, welche auftritt, wenn ein Stoßstrom von einer 8/20 uS Standard-Wellenform und einem Spitzenwert von 2.500 A zweimal in der gleichen Richtung angelegt wurde. Die Anzahl der Proben betrug 10 pro Los. Tabelle 4
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Zuerst wird aus den Tabellen 3 und 4 der Einfluß auf das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik des MgO-Gehalts betrachtet, der in einer Blei-Borsilikat-Glasfritte eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid- Varistor enthalten ist. Verglichen mit dem Blei-Borsilikatglas des kein MgO enthaltenden herkömmlichen Beispiels weisen die Zusammensetzungssysteme mit einem MgO-Gehalt von 0,1 Gew.-% oder mehr ein verbessertes Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) auf, jedoch solche mit einem MgO-Gehalt von mehr als 30,0 Gew.-% eine verschlechterte Grenzspannungscharakteristik und Stoßstrom- Widerstandscharakteristik. Demgemäß ist es eine notwendige Bedingung, daß ein Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor ein Zusammensetzungssystem ist, welches mindestens 0,1 - 30 Gew.-% MgO enthält.
- Da andererseits die Grenzspannungsverhältnischarakteristik (V5A/V1mA) und die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch den Gehalt an PbO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; zusätzlich zum MgO-Gehalt beeinflußt werden, müssen diese Zusammensetzungen berücksichtigt werden. Daher wird der Einfluß auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch die Bestandteile des Blei-Borsilikatglases, das in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid- Varistor enthalten ist, basierend auf den Tabellen 3 und 4 betrachtet. Glas eines Zusammensetzungssystems mit einem PbO-Gehalt von weniger als 40 Gew-% besitzt einen höheren Glasübergangspunkt und eine zu geringe Fluidität, was zu einer geringeren Benetzungsfähigkeit des Glases führt. Im Gegensatz dazu besitzt Glas eines Zusammensetzungssystems mit einem PbO-Gehalt von mehr als 80,0 Gew.- % einen niedrigeren Glasübergangspunkt und eine zu hohe Fluidität des Glases, was zu einer niedrigeren Adhäsionsfestigkeit der Elektrode 2 führt. Dies hat mangelnde Zuverlässigkeit zur Folge. In einem Zusammensetzungssystem mit einem B&sub2;O&sub3;- Gehalt von weniger als 5 Gew.-% wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik gering. Andererseits wird in einem Zusammensetzungssystem mit einem B&sub2;O&sub3;- Gehalt von mehr als 30 Gew.-% die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert. In einem Zusammensetzungssystem mit einem SiO&sub2; Gehalt von weniger als 5,0 Gew.-% wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert. In einem Zusammensetzungssystem mit einem SiO&sub2; Gehalt von mehr als 30,0 Gew.-% wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert.
- Aus den obigen Ergebnissen läßt sich entnehmen, daß eine Zusammensetzung von Glaskomponenten eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in einem Bereich von 40,0 - 80,0 Gew.-% von PbO, 5,0 - 30,0 Gew.-% von B&sub2;O&sub3;, 5,0 - 30,0 Gew.-% von SiO, und 0,1 - 30,0 Gew.-% von MgO optimal ist.
- Auch wenn in vorliegendem Arbeitsbeispiel Bleioxid, Boroxid, Siliziumoxid und Manganoxid als Material des Blei-Borsilikatglases in Form von PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; bzw MgO verwendet wurden, wurde bestätigt, daß ähnliche Charakteristiken auch durch Verwendung der anderen Oxidformen erzielt worden wären.
- Weiter betraf das vorliegende Arbeitsbeispiel lediglich den Fall, bei welchem der Blei-Borsilikatglas-Gehalt im Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor 5,0 Gew.-% betrug. Jedoch kann, sofern dieser Gehalt im Bereich von 1,0 - 30,0 Gew.-% liegt, keine Änderung bei der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung beobachtet werden. Weiter wurde der Zinkoxid-Varistor des Systems, welches aus ZnO, Bi&sub2;O&sub3;, Co&sub3;O&sub4;, MnO&sub2;, NiO, TiO&sub2;, Sb&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; besteht, als Sinterkörper zur Auswertung verwendet. Jedoch wird, sogar wenn das Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor gemäß der Erfindung auf einen Zinkoxid-Varistor aufgebracht wird, welcher Pr&sub6;O&sub1;&sub1;, CaO, BaO, MgO, K&sub2;O, SiO&sub2; etc. enthält, in der Wirksamkeit keine Änderung beobachtet.
- Nachstehend wird das dritte Arbeitsbeispiel der Erfindung detailliert erläutert.
- Zuerst betrifft die Beschreibung die Formulierung der dem Elektrodenmaterial des Zinkoxid-Varistors zuzusetzenden Glasfritte. Gemäß der Zusammensetzungsliste der folgenden Tabelle 5 werden PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; und MnO&sub2;, welche jeweils in einer gegebenen Menge ausgewogen wurden, in einer Kugelmühle vermischt und gleichzeitig zermahlen, und dann bei einer Temperatur von 1.000ºC - 1.500ºC in einem Pt-Schmelztiegel geschmolzen, gefolgt von einem Abschrecken, um glasartig zu werden. Das auf diese Weise erhaltene Glas wurde vorzerkleinert und dann in einer Kugelmühle feingemahlen, um eine Blei-Borsilikat-Glasfritte zu erhalten. Ebenso wurde Glaspulver, welches aus 70,0 Gew.-% PbO, 15,0 Gew.-% B&sub2;O&sub3; und Gew.-% SiO&sub2; bestand, als herkömmliches Beispiel von Blei-Borsilikatglas mittels eines ähnlichen Verfahrens hergestellt. Der Glasübergangspunkt (Tg) des auf diese Weise erhaltenen Glases ist in der folgenden Tabelle 5 gezeigt. Hierbei wurde der Glasübergangspunkt (Tg) unter Verwendung eines thermischen Analysegerätes bestimmt.
- Dann wurde die Blei-Borsilikat-Glasfritte in einer gegebenen Menge (5,0 Gew.-%) eingewogen, gefolgt von einem Einmahlen in die oben erwähnte Ag-Paste (65 Gew.- % Ag-Pulver sind in 30 Gew.-% eines Vehikels gelöst, in welchem Ethyl-Cellulose in Butylcarbitol gelöst ist), um Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor zu erzeugen.
- Um das Elektrodenmaterial für den Zinkoxid-Varistor, welcher wie obenstehend beschrieben erzeugt wurde, zu bewerten, wurde ein Zinkoxid-Varistor-Sinterkörper (Varistorelement 1) (scheibenförmig mit 13 mm Durchmesser und 1,5 mm Dicke) bereitgestellt, wobei der Sinterkörper aus je 0,5 Mol-% von Wismutoxid (Bi&sub2;O&sub3;), Kobaltoxid (Co&sub3;O&sub4;), Manganoxid (MnO), Nickeloxid (NiO), Antimonoxid (Sb&sub2;O&sub3;) und Chromoxid (Cr&sub2;O&sub3;), und 0,005 Mol-% von Al&sub2;O&sub3; bestand, und der Rest Zin koxid (ZnO) war. Auf beide Flächen des Sinterkörpers wurde ein Elektrodenmaterial für den Zinkoxid-Varistor siebgedruckt, und zwar auf einen Durchmesser von 10 mm, und dann bei 800ºC 10 Minuten lang gebrannt, um Elektroden 2 zu erzeugen. Dann wurden Leiterdrähten 3 aufgelötet und danach durch Spritzgießen Isolierharz 4 aufgebracht, um eine Probe zu erhalten.
- Bezüglich der auf diese Weise erzielten Proben sind das Spannungsverhältnis (V1mA/V10uA, welches die Spannungs-Nichtlinearität darstellt), die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik und die Hochtemperaturbelastungs-Beständigkeitsleistung in der folgenden Tabelle 6 dargestellt. Hierbei wurde das obige Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) mittels einer Bestimmung unter Verwendung einer Konstantstrom-Gleichspannungsquelle erhalten. Weiter wurde die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik durch Bestimmen des Änderungsverhältnisses der Varistor-Spannung (V1mA) erhalten, das auftritt, wenn ein Stoßstrom mit einer 8/20 uS Standard-Wellenform und einem Spitzenwert von 5.000 A zweimal in der gleichen Richtung angelegt wurde. Weiter wurde die Hochtemperaturbelastungs- Beständigkeitsleistung durch Bestimmen des Änderungsverhältnisses der Varistor- Spannung (V1mA) nach 1.000 Std. bestimmt, unter den Bedingungen einer Umgebungstemperatur von 125ºC und 90% des angelegten Spannungsverhältnisses. Die Anzahl der Proben betrug 10 pro Los. Tabelle 5
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 6
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Zuerst wird aus den Tabellen 5 und 6 der Einfluß der Spannungs-Nichtlinearität durch den MnO&sub2;-Gehalt in einem Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor betrachtet. Die Zusammensetzungssysteme mit einem MnO&sub2; Gehalt von 0,1 Gew.-% oder mehr besitzen verbesserte Spannungs- Nichtlinearität.
- Diejenigen, deren MnO&sub2;-Gehalt mehr als 30 Gew.-% beträgt, erfahren eine Beeinträchtigung beim Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), sowie der Stoßstrom-Widerstandscharakteristik. Demgemäß ist es eine notwendige Bedingung, daß ein Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor ein Zusammensetzungssystem ist, welches mindestens 0,1 - 30 Gew.-% MnO&sub2; enthält.
- Da andererseits die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik und die Hochtemperaturbelastungs-Beständigkeitsleistung durch den Gehalt an PbO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; zusätzlich zum Co&sub3;O&sub4; Gehalt beeinflußt werden, müssen diese Zusammensetzungen berücksichtigt werden.
- Nachfolgend wird der Einfluß auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik und die Hochtemperaturbelastungs-Beständigkeitsleistung durch Bestandteile des Blei- Borsilikatglases, welches in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor enthalten ist, bezugnehmend auf die Tabellen 5 und 6 betrachtet. Glas eines Zusammensetzungssystems mit einem PbO-Gehalt von weniger als 40 Gew.-% besitzt einen höheren Glasübergangspunkt Tg und eine zu niedrige Fluidität des Glases, was zu einer verschlechterten Benetzungsfähigkeit des Glases führt. Im Gegensatz dazu besitzt Glas eines Zusammensetzungssystems mit einem PbO-Gehalt von mehr als 80,0 Gew.-% einen niedrigeren Glasübergangspunkt und eine zu hohe Fluidität des Glases, was zu einer niedrigeren Adhäsionsfestigkeit der Elektrode 2 auf dem Varistorelement 1 führt, und somit mangelnder Zuverlässigkeit. In einem Zusam mensetzungssystem mit einem B&sub2;O&sub3;-Gehalt von weniger als 5 Gew.-% wird die Hochtemperaturbelastungs-Beständigkeitsleistung gering. Andererseits wird in einem Zusammensetzungssystem mit einem B&sub2;O&sub3;-Gehalt von mehr als 30 Gew-% die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert. In einem Zusammensetzungssystem mit einem SiO&sub2;-Gehalt von weniger als 5,0 Gew-% wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert. In einem Zusammensetzungssystem mit einem SiO&sub2;-Gehalt von mehr als 30,0 Gew.-% wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert.
- Aus den obigen Ergebnissen läßt sich entnehmen, daß eine Zusammensetzung von Glaskomponenten eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in einem Bereich von 40,0 - 80,0 Gew.-% von PbO, 5,0 - 30,0 Gew-% von B&sub2;O&sub3;, 5,0 - 30,0 Gew.-% von SiO&sub2; und 0,1 - 30,0 Gew.-% von MnO&sub2; optimal ist.
- Auch wenn in vorliegendem Arbeitsbeispiel Bleioxid, Boroxid, Siliziumoxid und Manganoxid als Material des Blei-Borsilikatglases in Form von PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; bzw Co&sub3;O&sub4; verwendet wurden, wurde bestätigt, daß ähnliche Charakteristiken auch durch Verwendung der anderen Oxidformen erzielt worden wären.
- Weiter betraf das vorliegende Arbeitsbeispiel lediglich den Fall, bei welchem der Blei-Borsilikatglas-Gehalt im Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor 5,0 Gew.-% betrug. Jedoch kann, sofern dieser Gehalt im Bereich von 1,0 - 30,0 Gew.-% liegt, keine Änderung bei der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung beobachtet werden. Weiter wurde der Zinkoxid-Varistor des Systems, welches aus ZnO, Bi&sub2;O&sub3;, Co&sub3;O&sub4;, MnO&sub2;, NiO, Sb&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; besteht, als Sinter- Varistorelement 1 zur Auswertung verwendet. Jedoch wird, sogar wenn das Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor gemäß der Erfindung auf einen Zinkoxid-Varistor aufgebracht wird, welcher Pr&sub6;O&sub1;&sub1;, CaO, BaO, MgO, K&sub2;O, SiO&sub2; etc. enthält, in der Wirksamkeit keine Änderung beobachtet.
- Nachstehend wird das vierte Arbeitsbeispiel der Erfindung detailliert erläutert. Zuerst betrifft die Beschreibung die Formulierung der dem Elektrodenmaterial des Zinkoxid-Varistors zuzusetzenden Glasfritte. Gemäß der Zusammensetzungsliste der folgenden Tabelle 7 werden PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; und Sb&sub2;O&sub3;, welche jeweils in einer gegebenen Menge ausgewogen wurden, in einer Kugelmühle vermischt und gleichzeitig zermahlen, und dann bei einer Temperatur von 1.000ºC - 1.500ºC in einem Pt-Schmelztiegel geschmolzen, gefolgt von einem Abschrecken, um glasartig zu werden. Das auf diese Weise erhaltene Glas wurde vorzerkleinert und dann in einer Kugelmühle feingemahlen, um eine Blei-Borsilikat-Glasfritte zu erhalten. Ebenso wurde Glaspulver, welches aus 70,0 Gew-% PbO, 15,0 Gew.-% B&sub2;O&sub3; und 15 Gew.-% SiO&sub2; bestand, als herkömmliches Beispiel von Blei-Borsilikatglas mittels eines ähnlichen Verfahrens hergestellt. Der Glasübergangspunkt (Tg) des auf diese Weise erhaltenen Glases ist in der folgenden Tabelle 7 gezeigt. Hierbei wurde der Glasübergangspunkt (Tg) unter Verwendung eines thermischen Analysegerätes bestimmt.
- Dann wurde die Blei-Borsilikat-Glasfritte mit 5,0 Gew-% eingewogen, gefolgt von einem Einmahlen in die oben erwähnte Ag-Paste (65 Gew.-% Ag-Pulver sind in 30 Gew.-% eines Vehikels gelöst, in welchem Ethyl-Cellulose in Butylcarbitol gelöst ist), um Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor zu erzeugen.
- Um das Elektrodenmaterial für den Zinkoxid-Varistor, welcher wie obenstehend beschrieben erzeugt wurde, zu bewerten, wurde ein Zinkoxid-Varistor-Sinterkörper (Varistorelement 1) (scheibenförmig mit 13 mm Durchmesser und 1,5 mm Dicke) bereitgestellt, wobei der Sinterkörper aus je 0,5 Mol-% von Wismutoxid (Bi&sub2;O&sub3;), Kobaltoxid (Co&sub3;O&sub4;), Manganoxid (MnO&sub2;), Nickeloxid (NiO), Antimonoxid (Sb&sub2;O&sub3;) und Chromoxid (Cr&sub2;O&sub3;), und 0,005 Mol-% von Al&sub2;O&sub3; bestand, und der Rest Zinkoxid (ZnO) war. Auf beide Flächen des Sinterkörpers wurde ein Elektrodenmate rial für den Zinkoxid-Varistor siebgedruckt, und zwar auf einen Durchmesser von 10 mm, und dann bei 800ºC 10 Minuten lang gebrannt, um Elektroden 2 zu erzeugen. Nach dem Auflöten von in Fig. 2 angegebenen Leiterdrähten 3 wurde auf die Außenfläche Isolierharz 4 durch Spritzgießen aufgebracht, um eine Probe zu erhalten.
- Bezogen auf die auf diese Weise erhaltenen Proben sind das Spannungsverhältnis (V1mA/V10uA), das Grenzspannungsverhältnis (V25A/V1mA) und die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik in der folgenden Tabelle 8 dargestellt. Das Spannungsverhältnis und das Grenzspannungsverhältnis wurden durch eine Bestimmung unter Verwendung einer Konstantstrom-Gleichspannungsquelle erhalten. Weiter wurde die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch Bestimmen des Änderungsverhältnisses der Varistorspannung (V1mA) erhalten, welche auftritt, wenn ein Stoßstrom einer 8/20 uS Standard-Wellenform und einem Spitzenwert von 5.000 A zweimal in der gleichen Richtung angelegt wurde. Die Anzahl der Proben betrug 10 pro Los. Tabelle 7
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 8
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Zuerst wird aus den Tabellen 7 und 8 der Einfluß auf das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik des Sb&sub2;O&sub3;-Gehalts betrachtet, der in einer Blei-Borsilikat-Glasfritte eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid- Varistor enthalten ist. Verglichen mit dem Blei-Borsilikatglas des kein Sb&sub2;O&sub3; enthaltenden herkömmlichen Beispiels weisen die Zusammensetzungssysteme mit einem Sb&sub2;O&sub3; Gehalt von 0,1 Gew.-% oder mehr ein verbessertes Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) auf, jedoch solche mit einem Sb&sub2;O&sub3;-Gehalt von mehr als 30,0 Gew.-% eine verschlechterte Stoßstrom-Widerstandscharakteristik. Demgemäß ist es eine notwendige Bedingung, daß ein Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor ein Zusammensetzungssystem ist, welches mindestens 0,1 - 30 Gew.-% Sb&sub2;O&sub3; enthält.
- Da andererseits die Grenzspannungsverhältnischarakteristik (V25A/V1mA) und die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch den Gehalt an PbO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; zusätzlich zum Sb&sub2;O&sub3;-Gehalt beeinflußt werden, müssen diese Zusammensetzungen berücksichtigt werden. Daher wird der Einfluß auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik, auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik und auf die Hochtemperaturbelastungs-Beständigkeitsleistung durch die Bestandteile des Blei- Borsilikatglases, das in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor enthalten ist, bezugnehmend auf die Tabellen 7 und 8 betrachtet. Glas eines Zusammensetzungssystems mit einem PbO-Gehalt von weniger als 40 Gew.-% besitzt einen höheren Glasübergangspunkt und eine zu geringe Fluidität, was zu einer geringeren Benetzungsfähigkeit des Glases führt. Im Gegensatz dazu besitzt Glas eines Zusammensetzungssystems mit einem PbO-Gehalt von mehr als 80,0 Gew.-% einen niedrigeren Glasübergangspunkt und eine zu hohe Fluidität des Glases, was zu einer niedrigeren Adhäsionsfestigkeit der Elektrode 2 führt. Dies bedeutet mangelnde Zuverlässigkeit. In einem Zusammensetzungssystem mit einem B&sub2;O&sub3;-Gehalt von weniger als 5 Gew-% wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik stark ver mindert. Andererseits wird in einem Zusammensetzungssystem mit einem B&sub2;O&sub3;- Gehalt von mehr als 30 Gew.-% die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert. In einem Zusammensetzungssystem mit einem SiO&sub2;-Gehalt von weniger als 5,0 Gew.-% wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert. In einem Zusammensetzungssystem mit einem SiO&sub2;-Gehalt von über 30,0 Gew.-% wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert.
- Aus den obigen Ergebnissen läßt sich entnehmen, daß eine Zusammensetzung von Glaskomponenten eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in einem Bereich von 40,0 - 80,0 Gew.-% von PbO, 5,0 - 30,0 Gew.-% von B&sub2;O&sub3;, 5,0 - 30,0 Gew.-% von SiO&sub2; und 0,1 - 30,0 Gew.-% von Sb&sub2;O&sub3; optimal ist.
- Auch wenn in vorliegendem Arbeitsbeispiel Bleioxid, Boroxid, Siliziumoxid und Antimonoxid als Material des Blei-Borsilikatglases in Form von PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; bzw. Sb&sub2;O&sub3; verwendet wurden, wurde bestätigt, daß ähnliche Charakteristiken auch durch Verwendung der anderen Oxidformen erzielt worden wären. Weiter betraf das vorliegende Arbeitsbeispiel lediglich den Fall, bei welchem der Blei- Borsilikatglas-Gehalt im Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor 5,0 Gew.- % betrug. Jedoch kann, sofern dieser Gehalt im Bereich von 1,0 - 30,0 Gew.-% liegt, keine Änderung bei der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung beobachtet werden. Weiter wurde der Zinkoxid-Varistor des Systems, welches aus ZnO, Bi&sub2;O&sub3;, Co&sub3;O&sub4;, MnO&sub2;, NiO, Sb&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; besteht, als Sinterkörperzur Auswertung verwendet. Jedoch wird, sogar wenn das Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor gemäß der Erfindung auf einen Zinkoxid-Varistor aufgebracht wird, welcher Pr&sub6;O&sub1;&sub1;, CaO, BaO, Sb&sub2;O&sub3;, K&sub2;O, SiO&sub2; etc. enthält, in der Wirksamkeit keine Änderung beobachtet.
- Nachfolgend wird das fünfte Arbeitsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben.
- Zuerst betrifft die Beschreibung die Formulierung der dem Elektrodenmaterial des Zinkoxid-Varistors zuzusetzenden Glasfritte. Gemäß der Zusammensetzungsliste der folgenden Tabelle 9 werden PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; und Y&sub2;O&sub3;, welche jeweils in einer gegebenen Menge ausgewogen wurden, in einer Kugelmühle vermischt und gleichzeitig zermahlen, und dann bei einer Temperatur von 1.000ºC - 1.500ºC in einem Pt-Schmelztiegel geschmolzen, gefolgt von einem Abschrecken, um glasartig zu werden. Das auf diese Weise erhaltene Glas wurde vorzerkleinert und dann in einer Kugelmühle feingemahlen, um eine Blei-Borsilikat-Glasfritte zu erhalten. Ebenso wurde Glaspulver, welches aus 70,0 Gew.-% PbO, 15,0 Gew.-% B&sub2;O&sub3; und Gew.-% SiO&sub2; bestand, als herkömmliches Beispiel von Blei-Borsilikatglas mittels eines ähnlichen Verfahrens hergestellt. Der Glasübergangspunkt (Tg) des auf diese Weise erhaltenen Glases ist in der folgenden Tabelle 9 gezeigt. Hierbei wurde der Glasübergangspunkt (Tg) unter Verwendung eines thermischen Analysegerätes bestimmt.
- Dann wurde 5,0 Gew.-% der Blei-Borsilikat-Glasfritte eingewogen, gefolgt von einem Einmahlen in die oben erwähnte Ag-Paste (65 Gew.-% Ag-Pulver sind in 30 Gew.-% eines Vehikels gelöst, in welchem Ethyl-Cellulose in Butylcarbitol gelöst ist), um Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor zu erzeugen.
- Um das Elektrodenmaterial für den Zinkoxid-Varistor, welcher wie obenstehend beschrieben erzeugt wurde, zu bewerten, wurde ein Zinkoxid-Varistor-Sinterkörper (Varistorelement 1) (scheibenförmig mit 13 mm Durchmesser und 1,5 mm Dicke) bereitgestellt, wobei der Sinterkörper aus je 0,5 Mol-% von Wismutoxid (Bi&sub2;O&sub3;), Kobaltoxid (Co&sub3;O&sub4;), Manganoxid (MnO&sub2;), Nickeloxid (NiO), Antimonoxid (Sb&sub2;O&sub3;) und Chromoxid (Cr&sub2;O&sub3;), und 0,005 Mol-% von Al&sub2;O&sub3; bestand, und der Rest Zinkoxid (ZnO) war. Auf beide Flächen des Sinterkörpers wurde ein Elektrodenmaterial für den Zinkoxid-Varistor siebgedruckt, und zwar auf einen Durchmesser von 10 mm, und dann bei 800ºC 10 Minuten lang gebrannt, um Elektroden 2 zu erzeu gen. Nach dem Auflöten von Leiterdrähten 3 wurde die Außenfläche mit Isolierharz 4 beschichtet, um eine Probe zu erhalten.
- Bezüglich der auf diese Weise erhaltenen Proben sind das Spannungsverhältnis (V1mA/V10uA), das Grenzspannungsverhältnis und die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik in der folgenden Tabelle 10 gezeigt. Das Spannungsverhältnis und das Grenzspannungsverhältnis durch eine Bestimmung unter Verwendung einer Konstantstrom-Gleichspannungsquelle erhalten. Weiter wurde die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik durch Bestimmen des Änderungsverhältnisses der Varistorspannung (V1mA) erhalten, welche auftritt, wenn ein Stoßstrom von einer 8/20 uS Standard-Wellenform und einem Spitzenwert von 5.000 A zweimal in der gleichen Richtung angelegt wurde. Die Anzahl der Proben betrug 10 pro Los. Tabelle 9
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 9
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Zuerst wird aus den Tabellen 9 und 10 der Einfluß auf das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik des Y&sub2;O&sub3;-Gehalts betrachtet, der in einer Blei-Borsilikat-Glasfritte eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid- Varistor enthalten ist. Verglichen mit dem Blei-Borsilikatglas des kein Y&sub2;O&sub3; enthaltenden herkömmlichen Beispiels weisen die Zusammensetzungssysteme mit einem Y&sub2;O&sub3;-Gehalt von 0,1 Gew.-% oder mehr ein verbessertes Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) auf, jedoch solche mit einem Y&sub2;O&sub3;-Gehalt über 30,0 Gew.-% eine verschlechterte Stoßstrom-Widerstandscharakteristik. Demgemäß ist es eine notwendige Bedingung, daß ein Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor ein Zusammensetzungssystem ist, welches mindestens 0,1-30 Gew.-% Y&sub2;O&sub3; enthält.
- Da andererseits die Grenzspannungsverhältnischarakteristik (V25A/V1mA) und die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch den Gehalt an PbO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; zusätzlich zum Y&sub2;O&sub3; Gehalt beeinflußt werden, müssen diese Zusammensetzungen berücksichtigt werden. Daher wird der Einfluß auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch die Bestandteile des Blei-Borsilikatglases, das in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid- Varistor enthalten ist, basierend auf den Tabellen 9 und 10 betrachtet. Glas eines Zusammensetzungssystems mit einem PbO-Gehalt von weniger als 40 Gew.-% besitzt einen höheren Glasübergangspunkt und eine zu geringe Fluidität, was zu einer Verschlechterung der Benetzungsfähigkeit des Glases führt. Im Gegensatz dazu besitzt Glas eines Zusammensetzungssystems mit einem PbO-Gehalt von mehr als 80,0 Gew.-% einen niedrigeren Glasübergangspunkt und eine zu hohe Fluidität des Glases, was zu einer niedrigeren Adhäsionsfestigkeit der Elektrode 2 auf dem Varistorelement 1 führt. Dies bedeutet mangelnde Zuverlässigkeit. In einem Zusammensetzungssystem mit einem B&sub2;O&sub3;-Gehalt von weniger als 5 Gew.-% wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik gering.
- Andererseits wird in einem Zusammensetzungssystem mit einem B&sub2;O&sub3;-Gehalt von mehr als 30 Gew.-%. die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert. In einem Zusammensetzungssystem mit einem SiO&sub2; Gehalt von weniger als 5,0 Gew-% werden das Grenzspannungsverhältnis und die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert. In einem Zusammensetzungssystem mit einem SiO&sub2; Gehalt von mehr als 30,0 Gew.-% wird die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert.
- Aus den obigen Ergebnissen läßt sich entnehmen, daß eine Zusammensetzung von Glaskomponenten eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in einem Bereich von 40,0 - 80,0 Gew.-% von PbO, 5,0 - 30,0 Gew.-% von B&sub2;O&sub3;, 5,0 - 30,0 Gew.-% von SiO&sub2; und 0,1 - 30,0 Gew.-% von Y&sub2;O&sub3; optimal ist.
- Auch wenn in vorliegendem Arbeitsbeispiel Bleioxid, Boroxid, Siliziumoxid und Antimonoxid als Material des Blei-Borsilikatglases in Form von PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; bzw. Sb&sub2;O&sub3; verwendet wurden, wurde bestätigt, daß ähnliche Charakteristiken auch durch Verwendung der anderen Oxidformen erzielt worden wären.
- Weiter betraf das vorliegende Arbeitsbeispiel lediglich den Fall, bei welchem der Blei-Borsilikatglas-Gehalt im Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor 5,0 Gew -% betrug. Jedoch kann, sofern dieser Gehalt im Bereich von 1,0 - 30,0 Gew.-% liegt, keine Änderung bei der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung beobachtet werden. Weiter wurde der Zinkoxid-Varistor des Systems, welches aus ZnO, Bi&sub2;O&sub3;, Co&sub3;O&sub4;, MnO&sub2;, NiO, Sb&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; besteht, als Sinterkörper hergestellt und dann zur Auswertung verwendet. Jedoch wird, sogar wenn das Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor gemäß der Erfindung auf einen Zinkoxid-Varistor aufgebracht wird, welcher Pr&sub6;O&sub1;&sub1;, CaO, BaO, Sb&sub2;O&sub3;, K&sub2;O, SiO&sub2; etc. enthält, in der Wirksamkeit keine Änderung beobachtet.
- Gemäß der Zusammensetzungsliste der folgenden Tabelle 11 wurden PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, Co&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; jeweils in einer gegebenen Menge abgewogen, und dann Glas mit einer ähnlichen Prozedur wie beim obigen Arbeitsbeispiel 1 erzeugt, wobei Charakteristiken des erhaltenen Glases in Tabelle 11 dargestellt sind.
- Dann wurde dieses Glas zur Erzeugung eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor wie im obigen Arbeitsbeispiel 1 verwendet, und weiter wurde dieses Material auf das im obigen Arbeitsbeispiel 1 verwendete Zinkoxid-Varistorelement 1 aufgebracht, um die Elektrode 2 zu erhalten.
- Bezogen auf die auf diese Weise erhaltenen Proben sind das Spannungsverhältnis (V1mA/V10uA), das Grenzspannungsverhältnis (V50A/V1mA) und die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik in der folgenden Tabelle 12 dargestellt. Hierbei wurden das Spannungsverhältnis und das Grenzspannungsverhältnis durch eine Bestimmung unter Verwendung einer Konstantstrom-Gleichspannungsquelle erhalten. Weiter wurde die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch Bestimmen des Änderungsverhältnisses der Varistor-Spannung (V1mA) erhalten, welche auftritt, wenn ein Stoßstrom mit einer 8/20 uS-Standard-Wellenform und einem Spitzenwert von 2.500 A zweimal in der gleichen Richtung angelegt wird. Die Anzahl der Proben betrug 10 pro Los. Tabelle 11
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 12
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Zuerst wird aus den Tabellen 11 und 12 der Einfluß auf das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch den Gehalt an CO&sub3;O&sub4; und Al&sub2;O&sub3; betrachtet, welcher in einer Blei-Borsilikat-Glasfritte in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor enthalten ist. Ein Zusammensetzungssystem mit einem Co&sub3;O&sub4; Gehalt von 0,1 Gew -% oder mehr, besitzt ein verbessertes Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), jedoch verschlechtert sich bei denjenigen mit einem Co&sub3;O&sub4;-Gehalt von mehr als 30,0 Gew.-% sowohl das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) als auch der Stoßstrom-Widerstand. Weiter verbessert sich in einem Zusammensetzungssystem mit einem Al&sub2;O&sub3;-Gehalt von 1,0 · 10&supmin;&sup4; Gew.-% oder mehr die Grenzspannungsverhältnischarakteristik, jedoch verschlechtert sich in einem Zusammensetzungssystem mit einem Al&sub2;O&sub3; Gehalt von mehr als 1,0 Gew.-% das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) und der Stoßstrom-Widerstand.
- Demgemäß ist es eine notwendige Bedingung, daß ein Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für eine Zinkoxid-Varistor ein Zusammensetzungssystem ist, welches 0,1 - 30,0 Gew.-% von Co&sub3;O&sub4; und 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; enthält.
- Andererseits werden die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik und das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) durch den Gehalt an PbO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; zusätzlich zu dem Gehalt an Co&sub3;O&sub4; und Al&sub2;O&sub3; beeinflußt. Jedoch ist es aus ähnlichen Gründen wie in den obigen Arbeitsbeispielen verständlich, daß die Zusammensetzung von Glasbestandteilen eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid- Varistor in einem Bereich von 40,0 - 80,0 Gew.-% von PbO, 5,0 - 30,0 Gew.-% von B&sub2;O&sub3;, 5,0 - 30,0 Gew.-% von SiO&sub2; und 0,1 - 30,0 Gew.-% von Co&sub3;O&sub4; zuzüglich zu 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; optimal ist.
- Auch wenn Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) in vorliegendem Arbeitsbeispiel verwendet wurde, wurde bestätigt, daß ähnliche Ergebnisse auch durch Verwendung von mindestens einem von Indiumoxid (In&sub2;O&sub3;), Galliumoxid (Ga&sub2;O&sub3;) und Germaniumoxid (GeO&sub2;) in einer Menge von 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% anstelle des Aluminiumoxids erhalten worden wären. Ebenso wurde bestätigt, daß bei Verwendung einer Kombination dieser Oxide ein ähnlicher Effekt erhalten worden wäre.
- Gemäß der Zusammensetzungsliste der folgenden Tabelle 13 wurde PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, MgO und Al&sub2;O&sub3; jeweils in einer gegebenen Menge ausgewogen und dann Glas mittels einer ähnlichen Prozedur wie in den obigen Arbeitsbeispielen erzeugt. Charakteristische Merkmale des erhaltenen Glases sind in Tabelle 13 dargestellt.
- Dann wurde dieses Glas zur Herstellung eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in ähnlicher Weise wie in den obigen Arbeitsbeispielen verwendet, und weiter wurde das Material auf das im obigen Arbeitsbeispiel verwendete Varistorelement 1 aufgetragen, gefolgt von einer Beurteilung durch ein ähnliches Verfahren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 14 dargestellt. Tabelle 13
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 14
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Zuerst wird aus den Tabellen 13 und 14 der Einfluß auf das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch den Gehalt an MgO und Al&sub2;O&sub3; betrachtet, welcher in einer Blei-Borsilikat-Glasfritte in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor enthalten ist. Ein Zusammensetzungssystem mit einem MgO -Gehalt von 0,1 Gew - % oder mehr, besitzt ein verbessertes Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), jedoch verschlechtert sich bei denjenigen mit einem MgO -Gehalt von mehr als 30,0 Gew.-% die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik. Weiter verbessert sich in einem Zusammensetzungssystem mit einem Al&sub2;O&sub3; Gehalt von 1,0 · 10&supmin;&sup4; Gew-% oder mehr die Grenzspannungsverhältnischarakteristik, jedoch verschlechtert sich in einem Zusammensetzungssystem mit einem Al&sub2;O&sub3;-Gehalt von mehr als 1,0 Gew-% die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik.
- Demgemäß ist es eine notwendige Bedingung, daß ein Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für eine Zinkoxid-Varistor ein Zusammensetzungssystem ist, welches 0,1 - 30,0 Gew.-% von MgO und 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; enthält.
- Andererseits werden die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik und das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) durch den Gehalt an PbO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; zusätzlich zu dem Gehalt an MgO und Al&sub2;O&sub3; beeinflußt. Aus ähnlichen Gründen wie in den obigen Arbeitsbeispielen ist es verständlich, daß die Zusammensetzung von Glasbestandteilen eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in einem Bereich von 40,0 - 80,0 Gew.-% von PbO, 5,0 - 30,0 Gew.-% von B&sub2;O&sub3;, 5,0 - 30,0 Gew.-% von SiO&sub2; und 0,1 - 30,0 Gew.-% von MgO und 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% von mindestens einem chemischen Element, welches aus Al&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Ga&sub2;O&sub3;, und GeO&sub2; gewählt ist, optimal ist.
- Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) wurde in vorliegendem Arbeitsbeispiel verwendet. Es wurde jedoch bestätigt, daß ähnliche Ergebnisse auch durch Verwendung von Indi umoxid (In&sub2;O&sub3;), Galliumoxid (Ga&sub2;O&sub3;) und Germaniumoxid (GeO&sub2;) anstelle des Aluminiumoxids erhalten worden wären. Ebenso wurde bestätigt, daß bei Verwendung einer Kombination dieser Oxide ähnliche Ergebnisse erhalten worden wären.
- Nachstehend wird das achte Arbeitsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben.
- Gemäß der Zusammensetzungsliste der folgenden Tabelle 15 wurde PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, Y&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; jeweils in einer gegebenen Menge ausgewogen und dann Glas mittels einer ähnlichen Prozedur wie in den obigen Arbeitsbeispielen erzeugt. Charakteristische Merkmale des erhaltenen Glases sind in Tabelle 15 dargestellt. Dann wurde dieses Glas zur Herstellung eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in ähnlicher Weise wie in den obigen Arbeitsbeispielen verwendet, und weiter wurde das Material auf das im obigen Arbeitsbeispiel verwendete Varistorelement 1 aufgetragen, um eine Elektrode zu bilden, gefolgt von einer Bewertung durch ein ähnliches Verfahren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 16 dargestellt. Tabelle 15
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 16
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Zuerst wird aus den Tabellen 15 und 16 der Einfluß auf das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch den Gehalt an Y&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; betrachtet, welcher in einer Blei-Borsilikat-Glasfritte in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor enthalten ist. Ein Zusammensetzungssystem mit einem Y&sub2;O&sub3; Gehalt von 0,1 Gew.-% oder mehr, besitzt ein verbessertes Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) und Stoßstrom-Widerstandscharakteristik, jedoch verschlechtert sich bei denjenigen mit einem Y&sub2;O&sub3;-Gehalt von mehr als 30,0 Gew.-% sowohl das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) als auch die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik. Weiter verbessert sich in einem Zusammensetzungssystem mit einem Al&sub2;O&sub3;-Gehalt von 1,0 · 10&supmin;&sup4; Gew.-% oder mehr die Grenzspannungsverhältnischarakteristik, jedoch verschlechtert sich in einem Zusammensetzungssystem mit einem Al&sub2;O&sub3;-Gehalt oberhalb 1,0 Gew-% die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik.
- Demgemäß ist es eine notwendige Bedingung, daß ein Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für eine Zinkoxid-Varistor ein Zusammensetzungssystem ist, welches 0,1 - 30,0 Gew.-% von Y&sub2;O&sub3; und 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; enthält.
- Andererseits werden die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik und das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) durch den Gehalt an PbO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; zusätzlich zu dem Gehalt an Y&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; beeinflußt. Aus ähnlichen Gründen wie in den obigen Arbeitsbeispielen ist es verständlich, daß die Zusammensetzung von Glasbestandteilen eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in einem Bereich von 40,0 - 80,0 Gew.-% von PbO, 5,0 - 30,0 Gew.-% von B&sub2;O&sub3;, 5,0 - 30,0 Gew.-% von SiO&sub2; und 0,1 - 30,0 Gew.-% von Y&sub2;O&sub3; und 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% von mindestens einem chemischen Element, welches aus Al&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Ga&sub2;O&sub3;, und GeO&sub2; gewählt ist, optimal ist.
- Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) wurde in vorliegendem Arbeitsbeispiel verwendet. Jedoch wurde bestätigt, daß ähnliche Ergebnisse auch durch Verwendung von Indiumoxid (In&sub2;O&sub3;), Galliumoxid (Ga&sub2;O&sub3;) und Germaniumoxid (GeO&sub2;) anstelle des Aluminiumoxids erhalten worden wären. Ebenso wurde bestätigt, daß bei Verwendung einer Kombination dieser Oxide ähnliche Ergebnisse erhalten worden wären.
- Nachstehend wird das neunte Arbeitsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben.
- Gemäß der Zusammensetzungsliste der folgenden Tabelle 17 wurde PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, Sb&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; jeweils in einer gegebenen Menge ausgewogen und dann Glas mittels einer ähnlichen Prozedur wie in den obigen Arbeitsbeispielen erzeugt. Charakteristische Merkmale des erhaltenen Glases sind in Tabelle 17 dargestellt.
- Dann wurde dieses Glas zur Herstellung eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in ähnlicher Weise wie in den obigen Arbeitsbeispielen verwendet, und weiter wurde das Material auf das im obigen Arbeitsbeispiel verwendete Varistorelement 1 aufgetragen, um Elektroden 2 zu bilden, gefolgt von einer Bewertung durch ein ähnliches Verfahren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 18 dargestellt. Tabelle 17
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 18
- * sind Zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Zuerst wird aus den Tabellen 17 und 18 der Einfluß auf das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch den Gehalt an Sb&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; betrachtet, welcher in einer Blei-Borsilikat-Glasfritte in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor enthalten ist. Ein Zusammensetzungssystem mit einem Sb&sub2;O&sub3; Gehalt von 0,1 Gew-% oder mehr, besitzt ein verbessertes Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) und Stoßstrom-Widerstandscharakteristik, jedoch verschlechtert sich bei denjenigen mit einem Sb&sub2;O&sub3; Gehalt von mehr als 30,0 Gew.-% die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik. Weiter verbessert sich bei einem Zusammensetzungssystem mit einem Al&sub2;O&sub3;-Gehalt von 1,0 · 10&supmin;&sup4; Gew.-% oder mehr die Grenzspannungsverhältnischarakteristik, jedoch verschlechtert sich in einem Zusammensetzungssystem mit einem Al&sub2;O&sub3; Gehalt von mehr als 1,0 Gew.-% die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik.
- Demgemäß ist es eine notwendige Bedingung, daß ein Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für eine Zinkoxid-Varistor ein Zusammensetzungssystem ist, welches 0,1 - 30,0 Gew.-% von Sb&sub2;O&sub3; und 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; enthält.
- Andererseits werden die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik und das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) durch den Gehalt an PbO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; zusätzlich zu dem Gehalt an Sb&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; beeinflußt. Aus ähnlichen Gründen wie in den obigen Arbeitsbeispielen ist es verständlich, daß die Zusammensetzung von Glasbestandteilen eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in einem Bereich von 40,0 - 80,0 Gew-% von PbO, 5,0 - 30,0 Gew.-% von 11,03, 5,0 - 30,0 Gew - % von SiO&sub2; und 0,1 - 30,0 Gew -% von Sb&sub2;O&sub3; und 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% von mindestens einem chemischen Element, welches aus Al&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Ga&sub2;O&sub3;, und GeO&sub2; gewählt ist, optimal ist.
- Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) wurde in vorliegendem Arbeitsbeispiel verwendet. Es wurde bestätigt, daß ähnliche Ergebnisse ebenso sogar bei Verwendung von Indiu moxid (In&sub2;O&sub3;), Galliumoxid (Ga&sub2;O&sub3;) und Germaniumoxid (GeO&sub2;) anstelle des Aluminiumoxids erhalten worden wären. Ebenso wurde bestätigt, daß bei Verwendung einer Kombination dieser Oxide ähnliche Ergebnisse erhalten worden wären.
- Nachstehend wird das zehnte Arbeitsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben.
- Gemäß der Zusammensetzungsliste der folgenden Tabelle 19 wurde PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, MnO&sub2; und Al&sub2;O&sub3; jeweils in einer gegebenen Menge ausgewogen und dann Glas mittels einer ähnlichen Prozedur wie in den obigen Arbeitsbeispielen erzeugt. Charakteristische Merkmale des erhaltenen Glases sind in Tabelle 19 dargestellt.
- Dann wurde dieses Glas zur Herstellung eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in ähnlicher Weise wie in den obigen Arbeitsbeispielen verwendet, und weiter wurde das Material auf das im obigen Arbeitsbeispiel verwendete Varistorelement 1 aufgetragen, um Elektroden 2 zu bilden, gefolgt von einer Bewertung durch ein ähnliches Verfahren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 20 dargestellt. Tabelle 19
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 20
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Zuerst wird aus den Tabellen 19 und 20 der Einfluß auf das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch den Gehalt an MnO&sub2; und Al&sub2;O&sub3; betrachtet, welcher in einer Blei-Borsilikat-Glasfritte in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor enthalten ist. Ein Zusammensetzungssystem mit einem MnO&sub2;-Gehalt von 0,1 Gew -% oder mehr, besitzt ein verbessertes Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) und Stoßstrom-Widerstandscharakteristik, jedoch verschlechtert sich bei denjenigen mit einem MnO&sub2;-Gehalt von mehr als 30,0 Gew.-% sowohl das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) als auch der Stoßstrom-Widerstand. Weiter verbessert sich in einem Zusammensetzungssystem mit einem Al&sub2;O&sub3;-Gehalt von 1,0 · 10&supmin;&sup4; Gew.-% oder mehr die Grenzspannungsverhältnischarakteristik, jedoch verschlechtert sich in einem Zusammensetzungssystem mit einem Al&sub2;O&sub3; Gehalt von mehr als 1,0 Gew.-% die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik.
- Demgemäß ist es eine notwendige Bedingung, daß ein Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für eine Zinkoxid-Varistor ein Zusammensetzungssystem ist, welches 0,1 - 30,0 Gew.-% von MnO&sub2; und 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% Al&sub2;O&sub3; enthält.
- Andererseits werden die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik und das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) durch den Gehalt an PbO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; zusätzlich zu dem Gehalt an MnO&sub2; und Al&sub2;O&sub3; beeinflußt. Aus ähnlichen Gründen wie in den obigen Arbeitsbeispielen ist es verständlich, daß die Zusammensetzung von Glasbestandteilen eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in einem Bereich von 40,0 - 80,0 Gew.-% von PbO, 5,0 - 30,0 Gew.-% von B&sub2;O&sub3;, 5,0 - 30,0 Gew.-% von SiO&sub2; und 0,1 - 30,0 Gew.-% von MnO&sub2; und 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% von mindestens einem chemischen Element, welches aus Al&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Ga&sub2;O&sub3; und GeO&sub2; gewählt ist, optimal ist.
- Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) wurde in vorliegendem Arbeitsbeispiel verwendet. Es wurde bestätigt, daß ähnliche Ergebnisse auch durch Verwendung von mindestens einem von Indiumoxid (In&sub2;O&sub3;), Galliumoxid (Ga&sub2;O&sub3;) und Germaniumoxid (GeO&sub2;) anstelle des Aluminiumoxids erhalten worden wären. Ebenso wurde bestätigt, daß bei Verwendung einer Kombination dieser Oxide ähnliche Ergebnisse erhalten worden wären.
- Weiter wurde Bleioxid, Boroxid, Siliziumoxid, Manganoxid, Aluminiumoxid und Indiumoxid als Material des Blei-Borsilikatglases in Form von PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; MnO&sub2;, Al&sub2;O&sub3; bzw. In&sub2;O&sub3; in den vorliegenden Arbeitsbeispielen 6-10 verwendet. Jedoch wurde bestätigt, daß ähnliche physikalische Eigenschaften auch durch Verwendung der anderen Oxidformen erzielt worden wären. Weiter betrafen die vorliegenden Arbeitsbeispiele 6 - 10 lediglich den Fall, bei welchem der Blei- Borsilikatglas-Gehalt im Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor 5,0 Gew.- % betrug, aber sofern dieser Gehalt im Bereich von 1,0 - 30,0 Gew.-% liegt, keine Änderung bei der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung beobachtet werden. Weiter wurden die Zinkoxid-Varistoren der Systeme, welche aus ZnO, Bi&sub2;O&sub3;, Co&sub2;O&sub3;, MnO&sub2;, NiO, TiO&sub2;, Sb&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; bestehen, als Sinterkörper (Varistorelement 1) zur Auswertung verwendet. Jedoch wird, sogar wenn das Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor gemäß der Erfindung auf einen Zinkoxid- Varistor aufgebracht wird, welcher Pr&sub6;O&sub1;&sub1;, CaO, BaO, MgO, K&sub2;O, SiO&sub2; etc. enthält, in der Wirksamkeit keine Änderung beobachtet.
- Nachstehend wird das elfte Arbeitsbeispiel der Erfindung detailliert erläutert.
- Zuerst betrifft die Beschreibung die Formulierung der dem Elektrodenmaterial des Zinkoxid-Varistors zuzusetzenden Glasfritte. Gemäß der Zusammensetzungsliste der folgenden Tabelle 21 werden PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; und TeO-&sub2;, welche jeweils in einer gegebenen Menge ausgewogen wurden, in einer Kugelmühle vermischt und gleich zeitig zermahlen, und dann bei einer Temperatur von 1.000ºC - 1.500ºC in einem Pt-Schmelztiegel geschmolzen, gefolgt von einem Abschrecken, um glasartig zu werden. Das auf diese Weise erhaltene Glas wurde vorzerkleinert und dann in einer Kugelmühle feingemahlen, um eine Blei-Borsilikat-Glasfritte zu erhalten. Ebenso wurde Glaspulver, welches aus 70,0 Gew -% PbO, 15,0 Gew.-% B&sub2;O&sub3; und Gew.-% SiO&sub2; bestand, als herkömmliches Beispiel von Blei-Borsilikatglas mittels eines ähnlichen Verfahrens hergestellt. Der Glasübergangspunkt (Tg) des auf diese Weise erhaltenen Glases ist in der folgenden Tabelle 21 gezeigt. Hierbei wurde der Glasübergangspunkt (Tg) unter Verwendung eines thermischen Analysegerätes bestimmt.
- Dann wurde die Blei-Borsilikat-Glasfritte in einer gegebenen Menge (5,0 Gew.-%) eingewogen, gefolgt von einem Einmahlen in die oben erwähnte Ag-Paste (65 Gew. - % Ag-Pulver sind in 30 Gew.-% eines Vehikels gelöst, in welchem Ethyl-Cellulose in Butylcarbitol gelöst ist), um Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor zu erzeugen.
- Um das Elektrodenmaterial für den Zinkoxid-Varistor, welcher wie obenstehend beschrieben erzeugt wurde, zu bewerten, wurde ein Zinkoxid-Varistor-Sinterkörper (Varistorelement 1) (scheibenförmig mit 13 mm Durchmesser und 1,5 mm Dicke) bereitgestellt, wobei der Sinterkörper aus je 0,50 Mol-% von Wismutoxid (Bi&sub2;O&sub3;), Kobaltoxid (Co&sub3;O&sub4;), Manganoxid (MnO&sub2;), Nickeloxid (NiO), Antimonoxid (Sb&sub2;O&sub3;) und Chromoxid (Cr&sub2;O&sub3;), und 0,005 Mol-% von Al&sub2;O&sub3; bestand, und der Rest Zinkoxid (ZnO) war. Auf beide Flächen des Sinterkörpers wurde ein Elektrodenmaterial für den Zinkoxid-Varistor siebgedruckt, und zwar auf einen Durchmesser von 10 mm, und dann bei 750ºC 10 Minuten lang gebrannt, um Elektroden 2 zu erzeugen, gefolgt vom Auflöten von Leiterdrähten 3 und nachfolgendem Beschichten mit Isolierharz 4, um eine Probe zu erhalten.
- Bezüglich der auf diese Weise erhaltenen Proben sind das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) (V1mA/V10uA), die Grenzspannungsverhältnis-Charakteristik (V50A/V1mA) und die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik in der folgenden Tabelle 22 gezeigt. Hierbei wurden das Spannungsverhältnis (V1mA/V10uA) und das Grenzspannungsverhältnis (V50A/V1mA) durch eine Bestimmung unter Verwendung einer Konstantstrom-Gleichspannungsquelle erhalten. Weiter wurde die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik durch Bestimmen des Änderungsverhältnisses der Varistorspannung (V1mA) erhalten, welche auftritt, wenn ein Stoßstrom von einer 8/20 uS Standard-Wellenform und einem Spitzenwert von 5.000 A zweimal in der gleichen Richtung angelegt wurde. Die Anzahl der Proben betrug 10 pro Los. Tabelle 21
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 22
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Zuerst wird aus den Tabellen 21 und 22 der Einfluß auf das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik des TeO&sub2;-Gehalts betrachtet, der in einer Blei-Borsilikat-Glasfritte eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid- Varistor enthalten ist. Wie in Probe Nr. 6 in Tabelle 22 gezeigt, weist ein Zusammensetzungssystem mit einem TeO&sub2; Gehalt von 0,1 Gew.-% oder mehr ein verbessertes Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) auf, jedoch das mit einem TeO&sub2;-Gehalt von mehr als 30,0 Gew.-% eine verschlechterte Grenzspannungscharakteristik und Stoßstrom-Widerstandscharakteristik. Demgemäß ist es eine notwendige Bedingung, daß ein Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor ein Zusammensetzungssystem ist, welches mindestens 0,1 - Gew.-% TeO&sub2; enthält.
- Da andererseits die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch den Gehalt an PbO, B&sub2;O&sub3; und SiO&sub2; zusätzlich zum TeO&sub2; -Gehalt beeinflußt werden, müssen diese Zusammensetzungen berücksichtigt werden.
- Daher wird der Einfluß auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch die Bestandteile des Blei- Borsilikatglases, das in einem Elektrodenmaterial enthalten ist, basierend auf den Tabellen 21 und 22 betrachtet.
- Glas eines Zusammensetzungssystems mit einem PbO-Gehalt von weniger als 40 Gew.-%, wie etwa Glas G in Tabelle 21, besitzt einen höheren Glasübergangspunkt und eine zu geringe Fluidität, was zu einer geringeren Benetzungsfähigkeit des Glases führt. Im Gegensatz dazu besitzt Glas eines Zusammensetzungssystems mit einem PbO-Gehalt von mehr als 80,0 Gew.-%, wie etwa Glas I in Tabelle 21, einen niedrigeren Glasübergangspunkt und eine zu hohe Fluidität des Glases, was zu einer niedrigeren Adhäsionsfestigkeit der Elektrode 2 führt. Daher bewirkt dies mangelnde Zuverlässigkeit. In einem Zusammensetzungssystem mit einem B&sub2;O&sub3;- Gehalt von weniger als 5 Gew.-%, wie in Probe Nr. 10 in Tabelle 22 gezeigt, wird das Spannungsverhältnis (Spanungs-Nichtlinearität) verschlechtert. Andererseits wird in einem Zusammensetzungssystem mit einem B&sub2;O&sub3;-Gehalt oberhalb 30 Gew.- %, wie in Probe Nr. 14 in Tabelle 22 gezeigt, die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert. In einem Zusammensetzungssystem mit einem SiO&sub2; Gehalt von weniger als 5,0 Gew.-%, wie in Probe Nr. 13 in Tabelle 22 gezeigt, wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik ebenfalls verschlechtert. In einem Zusammensetzungssystem mit einem SiO&sub2;-Gehalt oberhalb 30,0 Gew.-%, wie in Probe Nr. 12 in Tabelle 22 gezeigt, wird die Stoßstrom- Widerstandscharakteristik ebenfalls geringer.
- Aus den obigen Ergebnissen läßt sich entnehmen, daß eine Zusammensetzung von Glaskomponenten eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in einem Bereich von 40,0 - 80,0 Gew-% von PbO, 5,0 - 30,0 Gew-% von B&sub2;O&sub3;, 5,0 - 30,0 Gew.-% von SiO&sub2; und 0,1 - 30,0 Gew.-% von TeO&sub2; optimal ist.
- Nachfolgend wird das zwölfte Arbeitsbeispiel der Erfindung detailliert beschrieben.
- Gemäß der Zusammensetzungsliste der folgenden Tabelle 23 wurde PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, TeO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Ga&sub2;O&sub3; und GeO&sub2; jeweils in einer gegebenen Menge ausgewogen und dann Glas mittels einer ähnlichen Prozedur wie in den obigen Arbeitsbeispielen erzeugt. Charakteristische Merkmale des erhaltenen Glases sind in Tabelle 23 dargestellt.
- Dann wurde dieses Glas zur Herstellung eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor in ähnlicher Weise wie in den obigen Arbeitsbeispielen verwendet. Dieses Material wurde auf das im obigen Arbeitsbeispiel verwendete Varistorelement 1 aufgetragen. Eine Beurteilung erfolgte in ähnlicher Weise. Die Ergebnisse sind in Tabelle 24 dargestellt. Tabelle 23
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 24
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Zuerst wird aus den Tabellen 23 und 24 der Einfluß auf das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität), auf die Grenzspannungsverhältnischarakteristik und auf die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch den Gehalt an Al&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Ga&sub2;O&sub3; und GeO&sub2; betrachtet, welcher in einer Blei-Borsilikat-Glasfritte in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor enthalten ist. Wie bei den Proben Nr. 15 bis 20 in Tabelle 24 dargestellt, besitzt ein Zusammensetzungssystem, welches 1,0 · 10&supmin;&sup4; Gew.-% von mindestens einem chemischen Element enthält, welches aus Al&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Ga&sub2;O&sub3; und GeO&sub2; gewählt ist, verbesserte Grenzspannungsverhältnischarakteristiken. Jedoch erfährt, wie in den Proben Nr. 21 und 22 in Tabelle 24, ein Zusammensetzungssystem, bei welchem die Menge der zuzusetzenden obigen chemischen Elemente insgesamt 1,0 Gew.-% übersteigt, eine Verschlechterung des Spannungsverhältnisses (Spannungs-Nichtlinearität) und der Stoßstrom-Widerstandscharakteristik.
- Demgemäß ist es eine notwendige Bedingung, daß Blei-Borsilikatglas in einem Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor ein Zusammensetzungssystem ist, welches 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% von mindestens einem chemischen Element enthält, welches ausgewählt ist aus Al&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Ga&sub2;O&sub3; und GeO&sub2;.
- Andererseits wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik durch den Gehalt an PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2; und TeO&sub2;, zusätzlich zu den Gehalten an Al&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Ga&sub2;O&sub3; und GeO&sub2;, beeinflußt.
- Aus ähnlichen Gründen wie in den obigen Arbeitsbeispielen ist es verständlich, daß eine Zusammensetzung von Glasbestandteilen eines Elektrodenmaterials für einen Zinkoxid-Varistor optimal ist in einem Bereich von 40,0 - 80,0 Gew.-% von PbO, 5,0 - 30,0 Gew.-% von B&sub2;O&sub3;, 5,0 - 30,0 Gew.-% von SiO&sub2;, 0,1 - 30,0 Gew.-% von TeO&sub2; und 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% von mindestens einem chemischen Element, welches aus Al&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Ga&sub2;O&sub3; und GeO&sub2; gewählt ist.
- Weiter wurde bestätigt, wie dargestellt bei Probe Nr. 17 in Tabelle 17, daß, sogar bei Verwendung einer Kombination von Oxiden, wie etwa Al&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, Ga&sub2;O&sub3; und GeO&sub2; und dergleichen, dieselben Ergebnisse wie obenstehend erhalten worden wären.
- Auch wenn in vorliegendem Arbeitsbeispiel Bleioxid, Boroxid, Siliziumoxid, Telluroxid, Aluminiumoxid und Indiumoxid als Material des Blei-Borsilikatglases in Form von PbO, B&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, TeO&sub2;, Al&sub2;O&sub3; bzw. In&sub2;O&sub3; verwendet wurden, wurde bestätigt, daß gleiche pysikalische Eigenschaften auch durch Verwendung der anderen Oxidformen erzielt worden wären. Weiter betraf das vorliegende Arbeitsbeispiel lediglich den Fall, bei welchem der Blei-Borsilikatglas-Gehalt im Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor 5,0 Gew.-% betrug. Jedoch kann, sofern dieser Gehalt im Bereich von 1,0 - 30,0 Gew.-% liegt, keine Änderung bei der Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung beobachtet werden. Weiter wurde der Zinkoxid- Varistor des Systems, welches aus ZnO, Bi&sub2;O&sub3;, Co&sub3;O&sub4;, MnO&sub2;, NiO, Sb&sub2;O&sub3;, Cr&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; besteht, als Sinterkörper (Varistorelement 1) zur Auswertung verwendet. Jedoch wird, sogar wenn das Elektrodenmaterial für einen Zinkoxid-Varistor gemäß der Erfindung auf einen Zinkoxid-Varistor aufgebracht wird, welcher Pr&sub6;O&sub1;&sub1;, CaO, BaO, MgO, K&sub2;O, SiO&sub2; etc. enthält, in der Wirksamkeit keine Änderung beobachtet.
- Als nächstes wurde ein Blei-Borsilikatglas, welches Oxide der Lanthanoiden-Reihe enthielt, in der gleichen Weise wie in den obigen Arbeitsbeispielen gefrittet. Diese Glasfritte wurde in die Ag-Paste eingemahlen, in gleicher Weise wie in den obigen Arbeitsbeispielen, gefolgt vom Aufbringen auf ein gebranntes Varistorelement 1, um Elektroden 2 zu bilden. Nachstehend wird dies erläutert.
- Das Blei-Borsilikatglas enthält in diesem Fall Oxide der Lanthanoiden-Reihe (0,1 - 30,0 Gew.-%), Boroxid (5,0 - 40,0 Gew.-%), Siliziumoxid (5,0 - 30,0 Gew.-%) und Bleioxid (40,0 - 80,0 Gew.-%).
- Die folgenden Tabellen 25 und 26 betreffen Fälle, bei welchen Lanthanoxid (LaO&sub3;) verwendet wurde, wobei ein Gehalt von 0,1 Gew.-% oder mehr das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) verbessert. Wenn weiter der Gehalt mehr als 30 Gew.-% beträgt, wird der Glasübergangspunkt Tg höher und die Diffusion in das Varistorelement 1 schwierig, wodurch die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik verschlechtert wird.
- Wenn weiter die Menge von Boroxid weniger als 5 Gew -% beträgt, wird das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) niedriger, und wenn sie mehr als 30 Gew.-% beträgt, verschlechtert sich die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik.
- Wenn weiter der Siliziumoxid-Gehalt weniger als 5 Gew.-% beträgt, wird die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik niedriger, und wenn er mehr als 30 Gew.-% beträgt, verschlechtern sich das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) und die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik. Tabelle 25
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 26
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Als nächstes sind die Charakteristiken bezüglich der Fälle dargestellt, in welchen andere Oxide anstelle des Lanthanoxids verwendet werden: Zeroxid in den Tabellen 27 und 28, ebenso Praseodymoxid in den Tabellen 29 und 30, weiter Neodymoxid in den Tabellen 31 und 32, Samariumoxid in den Tabellen 33 und 34, Europiumoxid in den Tabellen 35 und 36, Gadoliniumoxid in den Tabellen 37 und 38, Terbiumoxid in den Tabellen 39 und 40, Dysprosiumoxid in den Tabellen 41 und 42, Holmiumoxid in den Tabellen 43 und 44, Erbiumoxid in den Tabellen 45 und 46, Thuliumoxid in den Tabellen 47 und 48, Ytterbiumoxid in den Tabellen 49 und 50 und Lutetiumoxid in den Tabellen 51 und 52.
- In allen obigen Fällen wird das Spannungsverhältnis (Spannungs-Nichtlinearität) besser, wenn jedes Oxid der Lanthanoiden-Reihe in einer Menge von 0,1 Gew. - oder mehr enthalten ist. Wenn es weiter mehr als 30 Gew.-% beträgt, verschlechtert sich die Stoßstrom-Widerstandscharakteristik. Tabelle 27
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 28
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 29
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 30
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 31
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 32
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 33
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 34
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 35
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 36
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 37
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 38
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 39
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 40
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 41
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 42
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 43
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 44
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 45
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 46
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 47
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 48
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 49
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 50
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 51
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen. Tabelle 52
- * sind zu Vergleichszwecken dienende Kontrollbeispiele, die außerhalb der beanspruchten Erfindung liegen.
- Die obigen Arbeitsbeispiele gaben die Fälle an, bei denen eine Blei-Borsilikat- Glasfritte in eine Ag-Paste eingemahlen und dann auf ein Varistorelement 1 aufgebracht wird, um Elektroden 2 zu bilden, und beim Brennen der Elektroden 2 chemische Elemente, welche die Blei-Borsilikat-Glasfritte bilden, in das Varistorelement 1 diffundiert werden. Jedoch ist die Erfindung nicht auf diese Prozedur begrenzt. Ein ähnlicher Effekt betreffend das Spannungsverhältnis (Spannungs- Nichtlinearität) wurde auch durch die folgende Prozedur erzielt, bei welcher vor der Bildung der Elektroden 2 eine Paste, welche die Blei-Borsilikat Typ-Glasfritte enthält, auf die Oberfläche eines gebrannten Varistorelements 1 aufgetragen wird und das entstandene Varistor-Element in diesem unveränderten Zustand erwärmt wird, wodurch ermöglicht wird, daß die chemischen Elemente, welche die Blei- Borsilikat-Glasfritte aufbauen, in das Varistorelement 1 eindringen, und danach eine Ag-Paste, welche keine Blei-Borsilikat-Glasfritte enthält, verwendet wird, um Elektroden 2 zu bilden.
- Weiter ist ein Elektrodenmaterial zur Bildung von Elektroden 2 nicht auf eine Ag-Paste eingeschränkt, sondern dieses kann durch Pasten aus anderen Metallen, wie etwa Pd, etc., ersetzt werden.
- Wie oben erwähnt, wird gemäß der vorliegenden Erfindung wie durch die Ansprüche definiert, von der Oberfläche eines gebrannten Varistorelements ein Blei- Borsilikatglas diffundiert, welches mindestens ein Metalloxid enthält, welches gewählt ist aus Kobaltoxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid, Antimonoxid, Manganoxid, Telluroxid, Lanthanoxid, Zeroxid, Praseodymoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Europiumoxid, Gadoliniumoxid, Terbiumoxid, Dysprosiumoxid, Holmiumoxid, Erbiumoxid, Thuliumoxid, Ytterbiumoxid und Lutetiumoxid.
- Auf diese Weise ist, wenn die Spannungs-Nichtlinearität so verbessert wurde, eine Energieeinsparung und eine Verbesserung des Wirkungsgrades für verschiedene Arten von zu verwendenden elektronischen Instrumenten zu ersehen, bedingt dadurch, daß in diesen ein geringerer Leckstrom auftritt.
Claims (29)
1. Zinkoxid-Varistor, dadurch gekennzeichnet, daß ein Varistorelement,
dessen Hauptbestandteil Zinkoxid ist, mit mindestens zwei am
Varistorelement angebrachten Elektroden versehen ist, und daß das folgende Blei-
Borsilikatglas von der Oberfläche des gebrannten Varistorelements in das
Varistorelement diffundiert ist; wobei das Blei-Borsilikatglas eine
Boroxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine
Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-% in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von
40,0 - 80 Gew.-% in Form von PbO und eine Menge von mindestens
einem Metalloxid von 0,1-30 Gew.-% enthält, und das mindestens eine
Metalloxid gewählt ist aus Kobaltoxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid,
Antimonoxid, Manganoxid, Telluroxid, Lanthanoxid, Zeroxid,
Praseodymoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Europiumoxid, Gadoliniumoxid,
Terbiumoxid, Dysprosiumoxid, Holmiumoxid, Erbiumoxid, Thuliumoxid,
Ytterbiumoxid und Lutetiumoxid.
2. Zinkoxid-Varistor nach Anspruch 1, welcher eine Menge von mindestens
einem weiteren Metalloxid enthält, die 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-% beträgt,
wobei das mindestens eine weitere Metalloxid gewählt ist aus
Aluminiumoxid, Indiumoxid, Galliumoxid und Germaniumoxid.
3. Zinkoxid-Varistor nach Anspruch 2, welcher dadurch gekennzeichnet ist,
daß das mindestens eine weitere Metalloxid gewählt ist aus
Aluminiumoxid in Form von Al&sub2;O&sub3;, Indiumoxid in Form von In&sub2;O&sub3;, Galliumoxid in
Form von Ga&sub2;O&sub3; und Germaniumoxid in Form von GeO&sub2;, und zwar in
einer Menge von 1,0 · 10&supmin;&sup4; - 1,0 Gew.-%.
4. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Kobaltoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von Co&sub3;O&sub4;
enthält.
5. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Magnesiumoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
MgO enthält.
6. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Yttriumoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von Y&sub2;O&sub3;
enthält.
7. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Antimonoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
Sb&sub2;O&sub3; enthält.
8. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew. -%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Manganoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
MnO&sub2; enthält.
9. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Telluroxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von TeO&sub2;
enthält.
10. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abge
schreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Lanthanoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
La&sub2;O&sub3; enthält.
11. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0-80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Zeroxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von CeO&sub2;
enthält.
12. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Praseodymoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
Pr&sub6;O&sub1;&sub1; enthält.
13. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Neodymoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
Nd&sub2;O&sub3; enthält.
14. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Samariumoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
Sm&sub2;O&sub3; enthält.
15. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Europiumoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
Eu&sub2;O&sub3; enthält.
16. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Gadoliniumoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
Gd&sub2;O&sub3; enthält.
17. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Terbiumoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
Tb&sub4;O&sub7; enthält.
18. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Dysprosiumoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
Dy&sub2;O&sub3; enthält.
19. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Holmiumoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
Ho&sub2;O&sub3; enthält.
20. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abge
schreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0-30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Erbiumoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von Er&sub2;O&sub3;
enthält.
21. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Thuliumoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
Tm&sub2;O&sub3; enthält.
22. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Ytterbiumoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
Yb&sub2;O&sub3; enthält.
23. Verfahren zur Herstellung des Zinkoxid-Varistors nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, bei welchem Boroxid, Siliciumoxid, Bleioxid, und Kobaltoxid
vermischt werden, und dann die Mischung geschmolzen und danach
abgeschreckt wird, wobei die Mischung eine Boroxidmenge von 5,0 - 30
Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-%
in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von
PbO und eine Luthetiumoxidmenge von 0,1 - 30 Gew.-%, in Form von
Lu&sub2;O&sub3; enthält.
24. Prozeß zur Herstellung eines Zinkoxid-Varistors, dadurch gekennzeichnet,
daß das folgende Blei-Borsilikatglas in ein Zinkoxid-Varistorelement von
einer Oberfläche des gebrannten Zinkoxid-Varistorelements aus
diffundiert wird, und danach das Zinkoxid-Varistorelement mit mindestens zwei
Elektroden versehen wird, wobei das Blei-Borsilikatglas eine
Boroxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine
Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-% in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge von
40,0 - 80 Gew.-% in Form von PbO und eine Menge von mindestens
einem Metalloxid von 0,1 - 30 Gew.-% enthält, und das mindestens eine
Metalloxid gewählt ist aus Kobaltoxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid,
Antimonoxid, Manganoxid, Telluroxid, Lanthanoxid, Zeroxid,
Praseodymoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Europiumoxid, Gadoliniumoxid,
Terbiumoxid, Dysprosiumoxid, Holmiumoxid, Erbiumoxid, Thuliumoxid,
Ytterbiumoxid und Lutetiumoxid.
25. Prozeß zur Herstellung eines Zinkoxid-Varistors nach Anspruch 24,
welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Blei-Borsilikatglas auf eine
Oberfläche eines Varistorelements aufgebracht wird, und dieses dann erwärmt
wird, wodurch ermöglicht wird, daß das Blei-Borsilikatglas in das
Varistorelement diffundiert.
26. Prozeß zur Herstellung eines Zinkoxid-Varistors nach Anspruch 24,
welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Blei-Borsilikatglas mindestens
eines von Aluminiumoxid, Indiumoxid, Galliumoxid und Germaniumoxid
enthält.
27. Prozeß zur Herstellung eines Zinkoxid-Varistors nach Anspruch 24,
welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Blei-Borsilikatglas auf eine
Oberfläche eines Varistorelements aufgebracht wird und dann mindestens eines
von Aluminiumoxid, Indiumoxid, Galliumoxid und Germaniumoxid auf
der Oberfläche des Blei-Borsilikatglases zugesetzt wird.
28. Prozeß zur Herstellung eines Zinkoxid-Varistors, dadurch gekennzeichnet,
daß das folgende Blei-Borsilikatglas zu einer Elektroden-Paste zugesetzt
wird, die entstandene Elektroden-Paste auf die Oberfläche eines
gebrannten Zinkoxid-Varistorelements aufgebracht wird und diese nachfolgend
gebrannt wird, um eine Elektrode zu bilden, wobei das Blei-Borsilikatglas
eine Boroxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-% in Form von B&sub2;O&sub3;, eine
Siliciumoxidmenge von 5,0 - 30 Gew.-% in Form von SiO&sub2;, eine Bleioxidmenge
von 40,0 - 80 Gew.-% in Form von PbO und eine Menge von mindestens
einem Metalloxid von 0,1 - 30 Gew.-% enthält, und das mindestens eine
Metalloxid gewählt ist aus Kobaltoxid, Magnesiumoxid, Yttriumoxid,
Antimonoxid, Manganoxid, Telluroxid, Lanthanoxid, Zeroxid,
Praseodymoxid, Neodymoxid, Samariumoxid, Europiumoxid, Gadoliniumoxid,
Terbiumoxid, Dysprosiumoxid, Holmiumoxid, Erbiumoxid, Thuliumoxid,
Ytterbiumoxid und Lutetiumoxid.
29. Prozeß zur Herstellung eines Zinkoxid-Varistors nach Anspruch 28,
welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens ein chemisches Element
von Aluminium, Indium, Gallium und Germanium zugesetzt wird, und
zwar in die Elektrodenpaste, welche dieser zuvor aufgewiesen hat.
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| US20090143216A1 (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-04 | General Electric Company | Composition and method |
| US20090142590A1 (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-04 | General Electric Company | Composition and method |
| US8693012B2 (en) * | 2008-09-04 | 2014-04-08 | Xerox Corporation | Run cost optimization for multi-engine printing system |
| US20100157492A1 (en) * | 2008-12-23 | 2010-06-24 | General Electric Company | Electronic device and associated method |
| US8895843B2 (en) * | 2010-05-04 | 2014-11-25 | E I Du Pont De Nemours And Company | Thick-film pastes containing lead-tellurium-boron-oxides, and their use in the manufacture of semiconductor devices |
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|---|---|---|---|---|
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| JPS54162199A (en) * | 1978-06-13 | 1979-12-22 | Nec Corp | Voltage nonlinear resistance |
| JPS5827643B2 (ja) * | 1979-07-13 | 1983-06-10 | 株式会社日立製作所 | 非直線抵抗体およびその製法 |
| US4460623A (en) * | 1981-11-02 | 1984-07-17 | General Electric Company | Method of varistor capacitance reduction by boron diffusion |
| DE3231118C1 (de) * | 1982-08-20 | 1983-11-03 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Kombinierte Schaltungsanordnung mit Varistor und Verfahren zu ihrer Herstellung |
| JP2523665B2 (ja) * | 1987-07-24 | 1996-08-14 | 松下電器産業株式会社 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
| US4959262A (en) * | 1988-08-31 | 1990-09-25 | General Electric Company | Zinc oxide varistor structure |
| GB2226966B (en) * | 1988-12-19 | 1992-09-30 | Murata Manufacturing Co | Method and apparatus for forming electrode on electronic component |
| JP2546726B2 (ja) * | 1989-12-06 | 1996-10-23 | 北陸電気工業株式会社 | 電圧非直線抵抗体 |
| JPH03201503A (ja) * | 1989-12-28 | 1991-09-03 | Tdk Corp | 電圧非直線性抵抗体磁器組成物 |
| DE4005011C1 (de) * | 1990-02-19 | 1991-04-25 | Schott Glaswerke, 6500 Mainz, De |
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Legal Events
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