JPS6046004A - 電圧非直線抵抗体 - Google Patents
電圧非直線抵抗体Info
- Publication number
- JPS6046004A JPS6046004A JP58154683A JP15468383A JPS6046004A JP S6046004 A JPS6046004 A JP S6046004A JP 58154683 A JP58154683 A JP 58154683A JP 15468383 A JP15468383 A JP 15468383A JP S6046004 A JPS6046004 A JP S6046004A
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- Japan
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- voltage
- nonlinear resistor
- voltage nonlinear
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- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の属する技術分野]
本発明は電圧非直線抵抗体、さらに詳しくは過電圧保護
用素子として用いられる酸化亜鉛(ZnO)を主成分と
した電圧非直線抵抗体に関する。
用素子として用いられる酸化亜鉛(ZnO)を主成分と
した電圧非直線抵抗体に関する。
[従来技術とその欠点]
従来、電子機、器、電気機器の過電圧保護を目的として
シリコシカ−バイト(・5ac)、セレン(Se)、シ
リコン(St)またはZnOを主成分としたバリスタが
利用されている。なかでもZnOを主成分としたバリス
タは、一般に制限電圧が低く、電圧非直線係数が大きい
などの特徴を有している。このため半導体素子のような
過電流耐量の小さいもので構成される機器の過電圧に対
する保護に適しているので、SICよりなるバリスタな
どに代わって広く利用されるようになった。
シリコシカ−バイト(・5ac)、セレン(Se)、シ
リコン(St)またはZnOを主成分としたバリスタが
利用されている。なかでもZnOを主成分としたバリス
タは、一般に制限電圧が低く、電圧非直線係数が大きい
などの特徴を有している。このため半導体素子のような
過電流耐量の小さいもので構成される機器の過電圧に対
する保護に適しているので、SICよりなるバリスタな
どに代わって広く利用されるようになった。
−またZnOを主成分とし、副成分として希土類元素、
コバルト(CO)およびマグネシウム(Mg)。
コバルト(CO)およびマグネシウム(Mg)。
カルシウム(Ca)のうちから少なくとも一種、カリウ
ム(K)、セシウム(Cs)およびルビジウム(Rh)
のうち少なくとも一種ならびにクロム(Cr)を元素ま
たは化合物の形で添加して焼成することにより製造され
る電圧非直線抵抗体が電圧非直線性に優れていることが
知られている。
ム(K)、セシウム(Cs)およびルビジウム(Rh)
のうち少なくとも一種ならびにクロム(Cr)を元素ま
たは化合物の形で添加して焼成することにより製造され
る電圧非直線抵抗体が電圧非直線性に優れていることが
知られている。
しかしこの電圧非直線抵抗体は、制限電圧比特性(電圧
非直線抵抗体に1.mAの電流を流したときの電極間電
圧v、1八とXAの電流を流したときの電極間電圧Vい
の比vxA/vlユ八)と、課へ寿命特性を同時に優れ
たものにすることが困難であった。
非直線抵抗体に1.mAの電流を流したときの電極間電
圧v、1八とXAの電流を流したときの電極間電圧Vい
の比vxA/vlユ八)と、課へ寿命特性を同時に優れ
たものにすることが困難であった。
従来、例えば課電寿命特性を向上するために、特定の添
加成分の添加量を増減する方法をとってきた。しかしな
がら課電寿命特性が向上するような組成に変えた電圧非
直線抵抗体は、制限電圧比特性が低下するという欠点が
あった。
加成分の添加量を増減する方法をとってきた。しかしな
がら課電寿命特性が向上するような組成に変えた電圧非
直線抵抗体は、制限電圧比特性が低下するという欠点が
あった。
[発明の目的]
本発明は、優れた制限電圧比特性を保持したままで、課
電寿命特性を向上させた電圧非直線抵抗体を提供するこ
とを目的としている。
電寿命特性を向上させた電圧非直線抵抗体を提供するこ
とを目的としている。
[発明の要点]
ここに、本発明者は、ZnOを主成分とし、副成分とし
て希土類元素、CoのほかにMg、 Caのうち少なく
とも一種と、K+CsおよびRhのうち少なくとも一種
と、Crとを添加してなる従来技術の電圧非直線抵抗体
に、さらに副成分としてスカンジウム(Sc)を添加す
ることにより、優れた制限電圧比特性を保持したままで
、課電寿命特性を向上させ、かつ非直線特性も良好な電
圧非直線抵抗体が得られることを見出し、本発明を完成
した。
て希土類元素、CoのほかにMg、 Caのうち少なく
とも一種と、K+CsおよびRhのうち少なくとも一種
と、Crとを添加してなる従来技術の電圧非直線抵抗体
に、さらに副成分としてスカンジウム(Sc)を添加す
ることにより、優れた制限電圧比特性を保持したままで
、課電寿命特性を向上させ、かつ非直線特性も良好な電
圧非直線抵抗体が得られることを見出し、本発明を完成
した。
しかして本発明によれば、ZnOを主成分とし、副成分
として希土類元素、CoのほかにMg、 Caのうち少
なくとも一種と、K+CsおよびRhのうち少なくとも
一種と、Crとを含む電圧非直線抵抗体において、さら
に副成分としてSCを添加したことを特徴とする電圧非
直線抵抗体が提供される。本発明に従う電圧非直線抵抗
体は、一般には、添加成分の金属または化合物の混合物
を酸素含有雰囲気下で高温で焼成し焼結させることによ
って製造される。
として希土類元素、CoのほかにMg、 Caのうち少
なくとも一種と、K+CsおよびRhのうち少なくとも
一種と、Crとを含む電圧非直線抵抗体において、さら
に副成分としてSCを添加したことを特徴とする電圧非
直線抵抗体が提供される。本発明に従う電圧非直線抵抗
体は、一般には、添加成分の金属または化合物の混合物
を酸素含有雰囲気下で高温で焼成し焼結させることによ
って製造される。
通常添加成分は金属酸化物の形で添加されるが、焼成過
程で酸化物に成り得る化合物、例えばR酸塩、水酸化物
、弗化物なども用いることができ或いは単体元素の形で
用いて焼成過程で酸化物にすることもできる。
程で酸化物に成り得る化合物、例えばR酸塩、水酸化物
、弗化物なども用いることができ或いは単体元素の形で
用いて焼成過程で酸化物にすることもできる。
特に好ましい方法によれば、本発明の電圧非直線抵抗体
は、ZnO粉末と添加成分金属またはその化合物粉末を
十分に混合し、焼成前に空気中で500〜1000℃で
数時間仮焼し、仮焼物を十分に粉砕し、所定の形状に成
形し、次いで空気中で1100〜1450t程度の温度
で数時間焼成することにより製造される。 1100℃
より低い焼成温度では焼結が不十分で特性が不安定であ
る。また1450℃より高い温度では、均質な焼結体を
得ることが困難となり、非直線性が低下し、特性の制御
などの再現性に難点があり、実用に供する製品を得がた
い。
は、ZnO粉末と添加成分金属またはその化合物粉末を
十分に混合し、焼成前に空気中で500〜1000℃で
数時間仮焼し、仮焼物を十分に粉砕し、所定の形状に成
形し、次いで空気中で1100〜1450t程度の温度
で数時間焼成することにより製造される。 1100℃
より低い焼成温度では焼結が不十分で特性が不安定であ
る。また1450℃より高い温度では、均質な焼結体を
得ることが困難となり、非直線性が低下し、特性の制御
などの再現性に難点があり、実用に供する製品を得がた
い。
[発明の実施例コ
ここで、本発明をさらに例示するために実施例を示す。
哀ム耽
ZnO粉末ニPr6O11+CG3%+に2CO3+C
r2%+MgO+CaOおよび5cJ03粉末を第1表
に記載の所定の原子%に相当する量で添加し、十分に混
合したi& 500〜1000℃で数時間仮焼した。次
いで仮焼物を十分に粉砕し、金型を用いて直径17+n
iの円板状に成形し、空気中で1100〜1450tで
1時間焼成して焼結体を得た。このようにして得られた
焼結体を、厚さ2■の試料に研磨し、その両面に電極を
焼付けて素子を作り、その電気的特性を測定した。
r2%+MgO+CaOおよび5cJ03粉末を第1表
に記載の所定の原子%に相当する量で添加し、十分に混
合したi& 500〜1000℃で数時間仮焼した。次
いで仮焼物を十分に粉砕し、金型を用いて直径17+n
iの円板状に成形し、空気中で1100〜1450tで
1時間焼成して焼結体を得た。このようにして得られた
焼結体を、厚さ2■の試料に研磨し、その両面に電極を
焼付けて素子を作り、その電気的特性を測定した。
電気的特性としては、25℃において素子に1mAの電
流を流したときの電極間電圧V 、、、 A、1mA〜
fhAでの非直線係数α、40Aの8×20μs波電流
を流したときの電極間電圧ち幅と’LAから制限電圧比
特性舅へ/Vle Aをめた。
流を流したときの電極間電圧V 、、、 A、1mA〜
fhAでの非直線係数α、40Aの8×20μs波電流
を流したときの電極間電圧ち幅と’LAから制限電圧比
特性舅へ/Vle Aをめた。
また、課電寿命特性として、Vl、6の100%にあた
る直流定電圧を500時間通電し、前後でlμAの電流
を流した時の電1flrm電圧v1アへの変化をめた。
る直流定電圧を500時間通電し、前後でlμAの電流
を流した時の電1flrm電圧v1アへの変化をめた。
非直線係数αは、素子の電流Iの電圧Vに対する変化を
次式に近似したときに得られる。
次式に近似したときに得られる。
■=<v/cf
ここで、Cは電流密度が1 mA/−のときの素子1鶴
当りの電圧である。
当りの電圧である。
電圧非直線抵抗体の配合組成を種々変えたときの電気的
特性の測定結果を第1表に示す。表に示した配合組成は
、配合された原料中の各成分金属元素の原子数の総和に
対する添加元素の原子数の比から算出される原子九で示
されている。
特性の測定結果を第1表に示す。表に示した配合組成は
、配合された原料中の各成分金属元素の原子数の総和に
対する添加元素の原子数の比から算出される原子九で示
されている。
ff11表
第1表に示す試料阻1は、ZnOにPr、 Go、 K
。
。
Cr+ Mgのみを添加して製造した従来の電圧非直線
抵抗体に相当し、その制限電圧比特性は1.45、課電
圧寿命特性は−32,7%、非直線係数αは41である
。本発明の目的である、優れた制限電圧比特性を保持し
たままで、課電圧寿命特性が良好である、即ちVψ^の
変化率が−32,7%よりも0%に近い試料は、第1表
おいてl1h3〜l1h6. Na9〜11h12.
Th15〜嵐18.阻21〜患23.隘26〜嵐29お
よび隘32〜Na38である。従って、Prは0.08
〜5.0原子%、C。
抵抗体に相当し、その制限電圧比特性は1.45、課電
圧寿命特性は−32,7%、非直線係数αは41である
。本発明の目的である、優れた制限電圧比特性を保持し
たままで、課電圧寿命特性が良好である、即ちVψ^の
変化率が−32,7%よりも0%に近い試料は、第1表
おいてl1h3〜l1h6. Na9〜11h12.
Th15〜嵐18.阻21〜患23.隘26〜嵐29お
よび隘32〜Na38である。従って、Prは0.08
〜5.0原子%、C。
は0.1〜10.0原子%、Mgは0.01〜5.0原
子%、Kは0.01〜1.0原子%、Crは0.01〜
1.0原子%、Scは0.001〜0.5原子%の範囲
で添加する必要がある。以上第1表から明らかなように
、副成分としてPr、 Co、 K、 Cr+ Mgを
含む系にさらにScを添加することにより、優れた制限
電圧比特性を保持したままで、課電圧寿命特性が大幅に
改良される。
子%、Kは0.01〜1.0原子%、Crは0.01〜
1.0原子%、Scは0.001〜0.5原子%の範囲
で添加する必要がある。以上第1表から明らかなように
、副成分としてPr、 Co、 K、 Cr+ Mgを
含む系にさらにScを添加することにより、優れた制限
電圧比特性を保持したままで、課電圧寿命特性が大幅に
改良される。
これは、ZnOにPr+ Co、 K+ Cr、 Mg
、Scが共存して初めて達成されるものである。これら
副成分を単独で添加すると、電圧非直線性は極めて悪く
、□ はぼオーミンクな特性しか得られず、実用に供すること
ができない。
、Scが共存して初めて達成されるものである。これら
副成分を単独で添加すると、電圧非直線性は極めて悪く
、□ はぼオーミンクな特性しか得られず、実用に供すること
ができない。
第1表においては、希土類元素としてPrについてのみ
例示した。第2表にPr以外の希土類元素あるいは2種
類以上の希土類元素を用いた系についてのScの添加に
よる効果を示した。Pr以外の希土類元素においても、
優れた非直線性と制限電圧比特性を保持したままで課電
圧寿命特性が大幅に改良される。
例示した。第2表にPr以外の希土類元素あるいは2種
類以上の希土類元素を用いた系についてのScの添加に
よる効果を示した。Pr以外の希土類元素においても、
優れた非直線性と制限電圧比特性を保持したままで課電
圧寿命特性が大幅に改良される。
第3表に、Mgの代わりにCaを添加して製造した場合
の非直線抵抗体の特性を示した。
の非直線抵抗体の特性を示した。
第4表には、MglCa+KJbおよびCsを添加した
場合の非直線抵抗体の特性を示した。
場合の非直線抵抗体の特性を示した。
第2表
第3表
第4表
いずれの場合も、Scの添加の効果は、M、単独の場合
およびに単独の場合と同様に優れた非直線性と制限電圧
比特性を保持したままで課電圧寿命特性が大幅に改良さ
れることにある。この場合も、希土類元素は0.08〜
5.0原子%、COは0.1〜10.0原子%、Mg、
Caのうち少なくとも一種は0.01〜5.0原子%
、K、C:a、Rhのうち少なくとも一種は総量で0.
01N1.0原子%、Crは0.01〜1.0原子%、
Scは0.001〜0.5原子%の範囲で添加する必要
がある。
およびに単独の場合と同様に優れた非直線性と制限電圧
比特性を保持したままで課電圧寿命特性が大幅に改良さ
れることにある。この場合も、希土類元素は0.08〜
5.0原子%、COは0.1〜10.0原子%、Mg、
Caのうち少なくとも一種は0.01〜5.0原子%
、K、C:a、Rhのうち少なくとも一種は総量で0.
01N1.0原子%、Crは0.01〜1.0原子%、
Scは0.001〜0.5原子%の範囲で添加する必要
がある。
これらの場合、ZnOに希土類元素、CoおよびMg、
Caのうち少な(とも一種、K、Cs、Rhのうち少な
くとも一種、CrおよびScが共存して初めて達成され
るものであり、これらの副成分を単独に添加すると電圧
非直線性は極めて悪く、はぼオーミンクな特性しか得ら
れず、実用に供することができない。
Caのうち少な(とも一種、K、Cs、Rhのうち少な
くとも一種、CrおよびScが共存して初めて達成され
るものであり、これらの副成分を単独に添加すると電圧
非直線性は極めて悪く、はぼオーミンクな特性しか得ら
れず、実用に供することができない。
[発明の効果]
Claims (1)
- 酸化亜鉛を主成分とし、これに副成分として少なくとも
一種の希土類元素を総量で0.08〜5.0原子%、コ
バルトを0.1〜10.0原子%、マグネシウム、カル
シウムのうち少なくとも一種をo、oi〜5.0原子%
、カリウム、セシウムおよびルビジウムのうち少なくと
も一種を総量で0.01〜1.0原子%、クロムを0.
01〜1.0原子2、スカンジウムを0.001〜0.
5原子%の範囲で添加し焼成してなることを特徴とする
電圧非直線抵抗体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58154683A JPS6046004A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 電圧非直線抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58154683A JPS6046004A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 電圧非直線抵抗体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6046004A true JPS6046004A (ja) | 1985-03-12 |
Family
ID=15589632
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58154683A Pending JPS6046004A (ja) | 1983-08-24 | 1983-08-24 | 電圧非直線抵抗体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6046004A (ja) |
-
1983
- 1983-08-24 JP JP58154683A patent/JPS6046004A/ja active Pending
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