JPH04254464A - 半導体磁器物質 - Google Patents

半導体磁器物質

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Publication number
JPH04254464A
JPH04254464A JP3031836A JP3183691A JPH04254464A JP H04254464 A JPH04254464 A JP H04254464A JP 3031836 A JP3031836 A JP 3031836A JP 3183691 A JP3183691 A JP 3183691A JP H04254464 A JPH04254464 A JP H04254464A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sno2
zno
mol
porcelain material
powder
Prior art date
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Pending
Application number
JP3031836A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Masuyama
増山 勝
Yoshiaki Iguchi
井口 喜章
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Taiyo Yuden Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Yuden Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、電圧依存非直線抵抗特
性を有する半導体磁器物質に係り、特に従来品に比して
安価に提供することを可能とした磁器物質に関するもの
である。 【0002】 【従来の技術】小型モータのノイズ防止用リングバリス
タに使用される半導体磁器物質は、一般にSrTiO3
 を主成分とする系統に属する物質と、SnO2 を主
成分とする系統の物質に分類される。後者に属するSn
O2 系については、主成分であるSnO2 にSb2
 O5 、Bi2 O3 、CoOを副成分として含有
する非直線性抵抗体に関する特許(特公昭52−407
60、特公昭52−47158)が公告され実用化され
ている。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】上述のSrTiO3 
を主成分とする磁器物質においては、非直線係数αは極
めて高いという優位性を有するが、該磁器物質はその成
分に起因する焼結性の劣化により脆く、したがってモー
タに取り付ける際に割れが発生し易いなどの欠点を有し
ているために、特にパーツの小型化は困難である。 【0004】一方、SnO2 を主成分とする磁器物質
は、非直線係数αは前者程ではないが、実用上差し支え
のない程度の値を有する反面、焼結体の強度が前者に比
して極めて高く、十分前者の欠点を償うことができると
いう利点を有する。 【0005】しかしながら後者においては磁器物質の原
料にSnO2 、Sb2 O5 、Bi2 O3 およ
びCoOという高価な粉末を使用するために、必然的に
製品の価格は相当上昇するなどの問題点を有している。 【0006】 【課題を解決するための手段】本発明者らは、斯る課題
を解決するため、SnO2 を主成分とする磁器物質の
主原料である高価なSnO2 粉末の少なくとも一部を
、はるかに安価なZnOに代替えすることを考え、鋭意
研究の結果、SnO2 20〜99.5モル%、ZnO
 0.5〜70モル%、Sb2 O5 0.05〜20
モル%、CoO 0.1〜40モル%からなり、合計1
00 モル%となるように配合された磁器物質が従来の
SnO2 を主成分とする焼結品と同等以上の非直線係
数を示し、しかも靭性(抗折強度)を有すること、並び
に従来のSnO2 主成分品より安価に製造できること
を見い出したのである。 【0007】 【作用】焼結体の電気特性はその結晶構造に関連性を有
すると考えられる。ZnOは六方格子を形成することが
SnO2 と類似している。すなわちSnO2 は、正
方格子、三斜晶形格子を形成すると同時に六方格子を形
成する。 【0008】したがって、SnO2 を主成分とする磁
器組成物のSnO2 を同一六方格子を形成するZnO
に代えてもその焼結体の電気特性にはそれ程変化が無い
とも考えられる。また、Sb2 O5 、Bi2 O3
 は焼結体のバインダの働きも兼ねると考えられる。S
b2 O5 は 350℃で熱分解して、 656℃の
融点を有するSb2 O3 となる。Bi2 O3 の
融点は 820℃である。SnO2 、ZnOの融点は
焼結温度より高いため、少なくともSb2 O5 およ
びBi2 O3 のいずれか一方をを混合する必要があ
るが両方を同時に加える必要はない。Sb2 O5 の
適量使用によりBi2 O3 の使用は省略できること
が確かめられた。ZnOはSnO2 よりバインダによ
り結合される効果が小さいと考えられるので、ZnOを
SnO2 に多量に代替えした場合は、焼結は不完全に
なることが予想されたが、70モル%までのZnOを含
ませ得ることがわかった。バインダの混合比が小さけれ
ば焼結は不完全になる。焼結が不完全な場合には磁器物
質のバリスタ電圧は上昇し、非直線係数、機械強度は低
下する。一方バインダの混合比を高くすれば、SnO2
 、ZnO粒子間にバインダ層が幅広く発生すると共に
、SnO2 、ZnO両粒子の内部までバインダ成分が
浸透してバリスタ電圧の上昇、非直線性の低下を引き起
こす原因となるであろうし、さらにこれらの層が脆いた
めに機械強度は低下するであろう。したがって、上記Z
nOによりSnO2 を置換するための条件を理論的に
導き出すことは必ずしも容易ではなく、数多くの実験に
よる試行錯誤を経る必要があった。 【0009】すなわち、本発明者らは、種々の異なる組
成の磁器物質についての実験の繰り返しによってSnO
2 を主成分とする磁器物質のSnO2 の一部をZn
Oに代えても非直線抵抗値αおよび抗折強度τ(kg/
cm2 )が同等以上となる特定組成の半導体磁器物質
が得られることを知り、高価なSnO2 粉末を安価な
ZnOにより置換して、製造コストの大幅な低減をもた
らすことになった。 【0010】以下実施例により本発明をさらに詳細に説
明する。 【0011】 【実施例】高純度SnO2 、ZnO、Sb2 O5 
、CoOを表1の試料番号1〜14に示すモル%の混合
比に秤量配合し、その各々につきボールミルにより10
時間湿式撹拌を行い、乾燥後粉砕した。次に、これら1
4試料粉砕物の各々を、1,100 ℃×2時間大気中
で仮焼し、再粉砕を行って14種類の原料粉末を得た。 さらに、これら原料粉末に10〜15重量%のポリビニ
ールアルコールを有機結合剤として混合して造粒し、約
1ton/cm2 の圧力で圧縮して、直径10mm、
厚さ1.0mm の円板に成形した。 【0012】これら円板を大気中、表1に示す温度でそ
れぞれ4時間焼成して、磁器試料を得た。 【0013】次に、これら試料円板の各々につき表裏面
に銀ペーストを塗布し、 800℃に加温して焼き付け
、銀電極を形成した。 【0014】以上の方法により作製された試料につき、
バリスタ電圧V1 、並びに非直線係数α、抗折強度τ
(kg/cm2 )を測定した。各試料につき、SnO
2 、ZnO、Sb2 O5 、CoOの混合比とバリ
スタ電圧V1 、非直線係数αおよび抗折強度τ(kg
/cm2 )との関係を表に示す。 【0015】なお、バリスタ電圧の測定法、非直線係数
および抗折強度の算出式を以下に記述する。 【0016】(1) バリスタ電圧V1 の測定法試料
の接点に直流定電流電源および直流電流計を直列に接続
する。また、試料の接点の両端に直流電圧計を並列に接
続して、直流定電流電源より試料に1mAの電流を流す
ために要する電圧を直流電圧計で測定してバリスタ電圧
V1(V) とした。 【0017】(2) 非直線係数αの測定法1mAの電
流を流すのに要する電圧V1 および10mAの電流を
流すのに要する電圧V10を測定して、各々の測定値を
次式に代入して非直線係数αを算出する。 α=1/log (V10/V1 ) 【0018】(3) 抗折強度τ(kg/cm2 )の
測定法一般に脆性物質の機械的強度の目安として、抗折
強度が用いられるため、試料の抗折強度を測定した。 【0019】幅 0.4cm、厚さ0.1cm の方形
断面を有する試料を上述の14枚の円板試料の作製過程
において、同時に作製して、磁器試料(銀ペースト塗布
、焼き付けは行わず)を用意した。この試料を支点間距
離1.2cm の2つの支点上に水平に置き、中央部に
毎秒約5kgの速さで荷重を加え、最大破壊荷重Pmを
測定し、次式により抗折強度を算出した。 τ= 3/2 ×(1.2 ×Pm)/(0.4 ×0
.1) kg/cm2 【0020】組成粉末SnO2
 、ZnO、Sb2 O5、CoOの混合比と、これよ
り作製した磁器物質のバリスタ電圧V1 、非直線係数
α、および抗折強度τとの関係を総括して表に示す。た
だし、試料番号14は比較例としてZnOを含まない従
来品である。 【表1】 【0021】同表の結果を考察して次の知見を得た。 【0022】(1) 特許請求の範囲に明記した組成(
試料番号 1、3 、5 、7 、9 、10、12、
13)の磁器物質は従来品(試料番号14)に比してバ
リスタ電圧V1 (V) 、非直線係数αおよび抗折強
度τが同等もしくは優れている。 【0023】(2) SnO2 が30モル%未満、Z
nOが70モルを超える場合はバリスタ電圧が極端に高
い反面、非直線係数αおよび抗折強度τ(kg/cm2
 )は低い(試料番号2)。 【0024】(3) またSb2 O5 が20モル%
を超える場合では抗折強度τ(kg/cm2 )が低い
(試料番号4)。 【0025】(4) 一方CoOが40モル%を超える
場合(試料番号6)およびSb2 O5 が0.05モ
ル%未満(試料番号8)では両者共バリスタ電圧V1 
(V) が高い。 【0026】(5) さらにCoOが 0.1モル%未
満では逆にバリスタ電圧V1 (V) が低い(試料番
号11)。 【0027】(6) なお、ZnOが 0.5モル%未
満の場合には、バリスタ電圧V1 (V) 、非直線係
数α、抗折強度τ(kg/cm2 )共満足できる値で
あるが、製造コストは従来品と同等となり、低減の効果
が得られない(試料番号14)。 【0028】上述のように、SnO2 30〜99.5
モル%、ZnO 0.5〜70モル%、Sb2 O5 
0.05〜20モル%、CoO 0.1〜40モル%か
らなり合計が 100モル%となる如き組成を有する半
導体磁器物質がバリスタ電圧V1 (V)、非直線係数
α、抗折強度τ(kg/cm2 )共満足できる値を示
すため、小型モータのノイズ防止用リングバリスタ用素
材として十分利用できる。すなわち、ZnOを主成分の
一部に代替えしても従来のSnO2 を主成分とするバ
リスタと同等以上の非直線係数および機械的強度を有す
ることが明らかであることが判明した。 【0029】 【発明の効果】本発明の開発により、高価なSnO2 
粉末を安価なZnOに代替えして従来のSnO2 を主
成分とするバリスタと同等以上の非直線係数および機械
強度を有するバリスタを製造することを可能とした。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  SnO2 30〜99.5モル%、Z
    nO 0.5〜70モル%、Sb2 O5 0.05〜
    20モル%、CoO 0.1〜40モル%からなり、そ
    の合計が 100モル%となる各成分から構成される半
    導体磁器組成物。
JP3031836A 1991-01-31 1991-01-31 半導体磁器物質 Pending JPH04254464A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007128785A1 (fr) * 2006-05-05 2007-11-15 Areva T&D Sa Utilisation de b2o3 dans une ceramique semiconductrice a base d'oxyde d'etain pour en diminuer le courant de fuite et eventuellement pour en stabiliser les proprietes electriques

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS502194A (ja) * 1973-05-14 1975-01-10

Patent Citations (1)

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19951212