JP3036128B2 - 粒界酸化型電圧非直線抵抗組成物 - Google Patents
粒界酸化型電圧非直線抵抗組成物Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は粒界酸化型電圧非直線
抵抗組成物に関し、特にたとえば、電子機器や電気機器
で発生する異常電圧やノイズなどを吸収または除去する
ために用いられるバリスタなどの材料となる粒界酸化型
電圧非直線抵抗組成物に関する。
抵抗組成物に関し、特にたとえば、電子機器や電気機器
で発生する異常電圧やノイズなどを吸収または除去する
ために用いられるバリスタなどの材料となる粒界酸化型
電圧非直線抵抗組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】チタン酸ストロンチウムを主成分とする
電圧非直線抵抗体は、異常電圧やノイズを吸収するバリ
スタとしての機能のほか、コンデンサとしての機能も有
している。このようなバリスタの材料としては、たとえ
ば特開昭５８−１６５０４号公報や特開昭５８−９１６
０２号公報に開示されているように、ＳｒＴｉＯ3 ある
いはＳｒ1-x Ｃａx ＴｉＯ3 （０．０１≦ｘ≦０．５）
を主成分とし、これに半導体化のための成分としてＮｂ
2 Ｏ5 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，ＣｅＯ2 ，
Ｎｄ2 Ｏ3 ，Ｙ2 Ｏ3 などの金属酸化物およびバリスタ
特性を与えるためのＮａ2 Ｏを含有したものがあった。
電圧非直線抵抗体は、異常電圧やノイズを吸収するバリ
スタとしての機能のほか、コンデンサとしての機能も有
している。このようなバリスタの材料としては、たとえ
ば特開昭５８−１６５０４号公報や特開昭５８−９１６
０２号公報に開示されているように、ＳｒＴｉＯ3 ある
いはＳｒ1-x Ｃａx ＴｉＯ3 （０．０１≦ｘ≦０．５）
を主成分とし、これに半導体化のための成分としてＮｂ
2 Ｏ5 ，Ｔａ2 Ｏ5 ，ＷＯ3 ，Ｌａ2 Ｏ3 ，ＣｅＯ2 ，
Ｎｄ2 Ｏ3 ，Ｙ2 Ｏ3 などの金属酸化物およびバリスタ
特性を与えるためのＮａ2 Ｏを含有したものがあった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】これらの従来の組成物
では、アルカリ金属酸化物であるＮａ2 Ｏを粒界に拡散
させることによって非直線係数や、サージ耐量などのバ
リスタ特性を向上させることが可能である。その反面、
これらの組成物を用いたバリスタでは、耐湿性、特に高
湿度雰囲気中における特性の経時変化が大きいという欠
点がある。これは、アルカリ金属のイオン化傾向が大き
く、このため高湿度雰囲気中で外部電極あるいは電極中
のガラスフリットと反応して電極を腐食させたり、腐食
によって抵抗が大きくなり、特性が変化するためであ
る。
では、アルカリ金属酸化物であるＮａ2 Ｏを粒界に拡散
させることによって非直線係数や、サージ耐量などのバ
リスタ特性を向上させることが可能である。その反面、
これらの組成物を用いたバリスタでは、耐湿性、特に高
湿度雰囲気中における特性の経時変化が大きいという欠
点がある。これは、アルカリ金属のイオン化傾向が大き
く、このため高湿度雰囲気中で外部電極あるいは電極中
のガラスフリットと反応して電極を腐食させたり、腐食
によって抵抗が大きくなり、特性が変化するためであ
る。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、高
湿度雰囲気中で使用しても特性の経時変化の少ない電圧
非直線抵抗体を得ることができる粒界酸化型電圧非直線
抵抗組成物を提供することである。
湿度雰囲気中で使用しても特性の経時変化の少ない電圧
非直線抵抗体を得ることができる粒界酸化型電圧非直線
抵抗組成物を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、（Ｓｒ
1-x-y Ｂａx Ｃａy ）ＴｉＯ3 （ただし、０＜ｘ≦０．
３、ｙ≦０．２５）を９８．０〜９９．９モル％と、Ｎ
ｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｉｎおよび希土類元素の中から選ばれる
少なくとも１種類の酸化物を０．１〜２．０モル％とか
らなる主成分に対して、ＣｕＯ，ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，
Ｓｂ2 Ｏ3 ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＭｏＯ3 の中から選ばれる少な
くとも１種類とＮａp Ｍq Ｏr （ただし、ＭはＭｏ，Ｗ
の中の少なくとも１種類、ｐ＝２ｎ、ｑ＝２ｎ’、ｒ＝
ｎ＋３ｎ’であり、ｎおよびｎ’は１または２）を合わ
せて０．０１〜２．０モル％含有されてなる、粒界酸化
型電圧非直線抵抗組成物である。
1-x-y Ｂａx Ｃａy ）ＴｉＯ3 （ただし、０＜ｘ≦０．
３、ｙ≦０．２５）を９８．０〜９９．９モル％と、Ｎ
ｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｉｎおよび希土類元素の中から選ばれる
少なくとも１種類の酸化物を０．１〜２．０モル％とか
らなる主成分に対して、ＣｕＯ，ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，
Ｓｂ2 Ｏ3 ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＭｏＯ3 の中から選ばれる少な
くとも１種類とＮａp Ｍq Ｏr （ただし、ＭはＭｏ，Ｗ
の中の少なくとも１種類、ｐ＝２ｎ、ｑ＝２ｎ’、ｒ＝
ｎ＋３ｎ’であり、ｎおよびｎ’は１または２）を合わ
せて０．０１〜２．０モル％含有されてなる、粒界酸化
型電圧非直線抵抗組成物である。
【０００６】
【発明の効果】この発明の粒界酸化型電圧非直線抵抗組
成物を用いれば、高湿度雰囲気中で使用しても特性の経
時変化の少ない電圧非直線抵抗体を得ることができる。
成物を用いれば、高湿度雰囲気中で使用しても特性の経
時変化の少ない電圧非直線抵抗体を得ることができる。
【０００７】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【０００８】
【実施例】まず、主成分を得るために、ＳｒＣＯ3 ，Ｔ
ｉＯ2 ，ＣａＣＯ3 ，ＢａＣＯ3 と、半導体化剤として
Ｎｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｉｎおよび希土類元素の酸化物とを準
備した。これらの各原料粉末を表１および表２に示す組
成比のものが得られるように秤量し、湿式混合して混合
物を得た。
ｉＯ2 ，ＣａＣＯ3 ，ＢａＣＯ3 と、半導体化剤として
Ｎｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｉｎおよび希土類元素の酸化物とを準
備した。これらの各原料粉末を表１および表２に示す組
成比のものが得られるように秤量し、湿式混合して混合
物を得た。
【０００９】
【表１】
【表２】
【００１０】得られた混合物を乾燥後、１１５０℃で２
時間仮焼し、粉砕して粉砕物を得た。この粉砕物に酢酸
ビニル系樹脂を５重量％添加して造粒し、この造粒物を
１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で成形し、直径１０ｍｍ，厚さ
１．５ｍｍのペレット状の成形体を得た。得られた成形
体を空気中において１０００℃で２時間焼成したのち、
体積比でＨ2 ：Ｎ2 ＝１：１００の混合ガス雰囲気中に
おいて１４５０℃で２時間焼成して、半導体磁器を得
た。
時間仮焼し、粉砕して粉砕物を得た。この粉砕物に酢酸
ビニル系樹脂を５重量％添加して造粒し、この造粒物を
１ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で成形し、直径１０ｍｍ，厚さ
１．５ｍｍのペレット状の成形体を得た。得られた成形
体を空気中において１０００℃で２時間焼成したのち、
体積比でＨ2 ：Ｎ2 ＝１：１００の混合ガス雰囲気中に
おいて１４５０℃で２時間焼成して、半導体磁器を得
た。
【００１１】一方、Ｎａ2 Ｏと、ＭｏあるいはＷの酸化
物とを一定比で溶融させて、Ｎａ2 ＭｏＯ4 ，Ｎａ2 Ｍ
ｏ2 Ｏ7 ，Ｎａ4 ＭｏＯ5 ，Ｎａ2ＷＯ4 ，Ｎａ2 Ｗ2
Ｏ7 などの化合物を得た。これらの化合物と、ＣｕＯ，
ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3，Ｓｂ2 Ｏ3 ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＭｏＯ3
などの添加物を混合し、粉砕して混合物粉末を得た。そ
して、半導体磁器と混合物粉末とを混合し、１２００℃
で２時間熱処理して、磁器ユニットを得た。
物とを一定比で溶融させて、Ｎａ2 ＭｏＯ4 ，Ｎａ2 Ｍ
ｏ2 Ｏ7 ，Ｎａ4 ＭｏＯ5 ，Ｎａ2ＷＯ4 ，Ｎａ2 Ｗ2
Ｏ7 などの化合物を得た。これらの化合物と、ＣｕＯ，
ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3，Ｓｂ2 Ｏ3 ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＭｏＯ3
などの添加物を混合し、粉砕して混合物粉末を得た。そ
して、半導体磁器と混合物粉末とを混合し、１２００℃
で２時間熱処理して、磁器ユニットを得た。
【００１２】この磁器ユニットの対向面に銀電極を設け
て、電圧非直線抵抗体素子を得た。そして、得られた電
圧非直線抵抗体素子の電気的特性を測定した。ここで
は、素子に１ｍＡの電流を流したときのバリスタ電圧Ｖ
1mA （Ｖ），非直線係数α，静電容量（ｎＦ），５００
０Ａ／ｃｍ2 のサージ電流を印加した時のバリスタ電圧
の変化率ΔＶ1mA （％）と非直線係数の変化率Δα
（％）を測定し、表３および表４に示した。
て、電圧非直線抵抗体素子を得た。そして、得られた電
圧非直線抵抗体素子の電気的特性を測定した。ここで
は、素子に１ｍＡの電流を流したときのバリスタ電圧Ｖ
1mA （Ｖ），非直線係数α，静電容量（ｎＦ），５００
０Ａ／ｃｍ2 のサージ電流を印加した時のバリスタ電圧
の変化率ΔＶ1mA （％）と非直線係数の変化率Δα
（％）を測定し、表３および表４に示した。
【００１３】
【表３】
【表４】
【００１４】また、表１の試料番号４に示す材料で作製
した電圧非直線抵抗体素子と、Ｓｒ0.80Ｃａ0.20ＴｉＯ
3 ９９．０モル％，Ｙ2 Ｏ3 ０．５モル％，Ｎａ2 Ｏ
０．５モル％からなる従来の電圧非直線抵抗体素子と
を、温度６０℃，相対湿度９５％ＲＨの雰囲気中に放置
し、誘電損失の経時変化を調べて、図１に示した。
した電圧非直線抵抗体素子と、Ｓｒ0.80Ｃａ0.20ＴｉＯ
3 ９９．０モル％，Ｙ2 Ｏ3 ０．５モル％，Ｎａ2 Ｏ
０．５モル％からなる従来の電圧非直線抵抗体素子と
を、温度６０℃，相対湿度９５％ＲＨの雰囲気中に放置
し、誘電損失の経時変化を調べて、図１に示した。
【００１５】次に、各成分の割合を制限した理由につい
て説明する。主成分の（Ｓｒ1-x-y Ｂａx Ｃａy ）Ｔｉ
Ｏ3 において、Ｂａの量すなわちｘを０＜ｘ≦０．３０
とし、Ｃａの量すなわちｙを０．２５以下としたのは、
試料番号７および試料番号１６，１７のように、ｘおよ
びｙがそれらの範囲を超えると、サージ耐量が低下して
好ましくないためである。
て説明する。主成分の（Ｓｒ1-x-y Ｂａx Ｃａy ）Ｔｉ
Ｏ3 において、Ｂａの量すなわちｘを０＜ｘ≦０．３０
とし、Ｃａの量すなわちｙを０．２５以下としたのは、
試料番号７および試料番号１６，１７のように、ｘおよ
びｙがそれらの範囲を超えると、サージ耐量が低下して
好ましくないためである。
【００１６】また、半導体化剤としてのＮｂ，Ｗ，Ｔ
ａ，Ｉｎあるいは希土類元素の酸化物の量を０．１〜
２．０モル％とするのは、試料番号２２のように、これ
らの酸化物が０モル％では、バリスタ特性を示さないた
めである。さらに、試料番号１８のように、これらの酸
化物が２．０モル％を超えると、サージ耐量が低下して
好ましくないためである。
ａ，Ｉｎあるいは希土類元素の酸化物の量を０．１〜
２．０モル％とするのは、試料番号２２のように、これ
らの酸化物が０モル％では、バリスタ特性を示さないた
めである。さらに、試料番号１８のように、これらの酸
化物が２．０モル％を超えると、サージ耐量が低下して
好ましくないためである。
【００１７】また、酸化剤として用いるＣｕＯ，Ｐｂ
Ｏ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｓｂ2 Ｏ3 ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＭｏＯ3 の中
から選ばれる少なくとも１種類とＮａp Ｍq Ｏr で表さ
れる化合物の量が合わせて０．０１モル％未満になる
か、試料番号３０，４３のように酸化剤の一方が含まれ
ていないと、バリスタ電圧および非直線係数が小さくな
り、好ましくないためである。さらに、試料番号３６，
３７，４８，４９のように、これらの量が２．０モル％
を超えると、サージ耐量が低下して、好ましくないため
である。
Ｏ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｓｂ2 Ｏ3 ，Ｖ2 Ｏ5 ，ＭｏＯ3 の中
から選ばれる少なくとも１種類とＮａp Ｍq Ｏr で表さ
れる化合物の量が合わせて０．０１モル％未満になる
か、試料番号３０，４３のように酸化剤の一方が含まれ
ていないと、バリスタ電圧および非直線係数が小さくな
り、好ましくないためである。さらに、試料番号３６，
３７，４８，４９のように、これらの量が２．０モル％
を超えると、サージ耐量が低下して、好ましくないため
である。
【００１８】それに対して、この発明の粒界酸化型電圧
非直線抵抗組成物を用いると、５０００Ａ／ｃｍ2 のサ
ージ電流印加後のサージ耐量に優れ、非直線係数がα＞
１５と高い値を得ることができ、高温高湿中における誘
電損失の経時変化が小さい、すなわち耐湿特性に優れた
電圧非直線抵抗体を得ることができる。また、Ｂａを添
加することにより静電容量が大きくなることから、Ｂａ
の添加量によって静電容量をコントロールすることがで
きる。
非直線抵抗組成物を用いると、５０００Ａ／ｃｍ2 のサ
ージ電流印加後のサージ耐量に優れ、非直線係数がα＞
１５と高い値を得ることができ、高温高湿中における誘
電損失の経時変化が小さい、すなわち耐湿特性に優れた
電圧非直線抵抗体を得ることができる。また、Ｂａを添
加することにより静電容量が大きくなることから、Ｂａ
の添加量によって静電容量をコントロールすることがで
きる。
【図１】この発明の粒界酸化型電圧非直線抵抗組成物お
よび従来の電圧非直線抵抗組成物を用いた電圧非直線抵
抗体の高温高湿中での誘電損失の経時変化を示すグラフ
である。
よび従来の電圧非直線抵抗組成物を用いた電圧非直線抵
抗体の高温高湿中での誘電損失の経時変化を示すグラフ
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米 田 康 信 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社 村田製作所内 (72)発明者 坂 部 行 雄 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社 村田製作所内 (56)参考文献 特開 平２−180750（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−45559（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−91602（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/46
Claims (1)
- 【請求項１】 （Ｓｒ1-x-y Ｂａx Ｃａy ）ＴｉＯ
3 （ただし、０＜ｘ≦０．３、ｙ≦０．２５）を９８．
０〜９９．９モル％と、Ｎｂ，Ｗ，Ｔａ，Ｉｎおよび希
土類元素の中から選ばれる少なくとも１種類の酸化物を
０．１〜２．０モル％とからなる主成分に対して、Ｃｕ
Ｏ，ＰｂＯ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｓｂ2 Ｏ3，Ｖ2 Ｏ5 ，Ｍｏ
Ｏ3 の中から選ばれる少なくとも１種類とＮａp Ｍq Ｏ
r （ただし、ＭはＭｏ，Ｗの中の少なくとも１種類、ｐ
＝２ｎ、ｑ＝２ｎ’、ｒ＝ｎ＋３ｎ’であり、ｎおよび
ｎ’は１または２）を合わせて０．０１〜２．０モル％
含有されてなる、粒界酸化型電圧非直線抵抗組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185267A JP3036128B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 粒界酸化型電圧非直線抵抗組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3185267A JP3036128B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 粒界酸化型電圧非直線抵抗組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH059071A JPH059071A (ja) | 1993-01-19 |
| JP3036128B2 true JP3036128B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=16167838
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3185267A Expired - Fee Related JP3036128B2 (ja) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | 粒界酸化型電圧非直線抵抗組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3036128B2 (ja) |
-
1991
- 1991-06-28 JP JP3185267A patent/JP3036128B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH059071A (ja) | 1993-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |