JPS607701A - 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は各種電気機器、電子機器において異常電圧吸収
用及びノイズ除去用などに利用される電圧依存性非直線
抵抗体（以下バリスタと呼ぶ）を作るのに好適な電圧依
存性非直線抵抗体磁器組成物に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来、各種電気機器、電子機器における異常高電圧（以
下サージと呼ぶ）の吸収、雑音の除去。

火花消去などのために電圧依存性非直線抵抗特性を有す
るＳｉＣバリスタやＺｎＯ系バリスタなどが使用されて
いた。このようなバリスタの電圧−電流特性は近似的に
次式のように表わすことができる。

Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）“ ここで、工は電流、Ｖは電圧、Ｃはバリスタ固有の定数
であり、αは電圧非直線指数である。

８１Ｃバリスタのαは２〜７程度、ＺｎＯ系ハ＋）スタ
ではαが６０にもおよぶものがある。このようなバリス
タはサージのように比較的高い電圧の吸収に優れた性能
を有しているが、誘電率が低く固有静電容量が小さいた
め、バリスタ電圧以下の低い電圧の吸収（例えばノイズ
など）に対してはほとんど効果を示さず、捷だ誘電損失
角（ｔａｎδ）も５〜１０チと大きい。

一方、これらのノイズなどの除去には組成や焼成条件を
適当に選択することにより、見かけの誘電率が５　Ｘ　
１０’〜６×１０４程度でｔａｎδが１チ前後の半導体
磁器コンデンサが利用されている。

しかし、この半導体磁器コンデンサはサージなどにより
ある限度以上の電流が素子に印加されると破壊したり、
コンデンサとしての機能を果たさなくなったりする。

上記のような理由で電気機器、電子機器においては、サ
ージ吸収やノイズ除去などの目的のためには、通常バリ
スタとコンデンサ及び他の部品（例えばコイル）とを組
み合わせて使用され、例えばノイズフィルタはこのよう
な構成になっている。

第１図は一般的な従来のノイズフィルタ回路を示し、第
２図はバリスタとコンデンサ及びコイルを組み合わせて
構成された従来のノイズフィルタ回路を示しており、１
はコイノペ２はコンデンサ、３はバリスタである。

しかし、このような第２図に示す構成は機器内部におけ
る部品点数が多くなる上に機器の小形化動向に相反する
という欠点を有していた。

発明の目的 本発明は上記のような従来のサージ吸収、ノイズ除去に
おける欠点を除去し、バリスタとコンデンサの両方の機
能を有し、１個の素子でサージ吸収、ノイズ除去が可能
な複合機能を有するバリスタを作るのに好適な磁器組成
物を提供することを目的としている。

発明の構成 本発明は上記のような目的を達成するだめに、５ｒＴｉ
０３と、半導体化促進用金属酸化物としてＮｂ２Ｏ５と
Ｔａ２０５　、さらに添加物としてＭｎＯ２と、Ｇａ、
　Ｐｔ、　ＴＩ、　Ｓｉ、　Ｔｉ、　Ｌｉ、　Ｌａ、　
Ｃｕ　からなる群から選択された少なくとも１種類以上
の元素を所定量含有する構成とした電圧依存性非直線抵
抗体磁器組成物を提案するものである。

実施例の説明 以下に本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。

５ｒＴｉ０３とＮｂ２０５　、　Ｔａ２０５とＭｎＯ２
、ＴｈＯを下記の表に示した組成比になるように秤量し
た後、ボールミルなどにより湿式で６時間混合し、乾燥
させた後空気中で１０ｏｏ〜１２６ｏ０Ｃ１１〜６時間
仮焼する。その後、ボールミルなどにより湿式で４時間
粉砕し、乾燥させた後、何機バインダー（例えばポリビ
ニルアルコール々ど）を８ｗｔ％加え造粒した後、８．
０πｍφ×１．Ｑｆｆｌｆｆｔの形状にプレス圧１．ｏ
ｔ／２で加圧成型した。この成型体を還元ｍ 雰囲気（例えばＮ２：Ｈ２＝１０　：　１）にて１３０
０〜１４５０’Ｃで１〜６時間焼成した。こうして得ら
れた焼成体の比抵抗は０．１〜ｏ、８Ω・ぼで、平均粒
径は２０〜６０μｍであった。次に、この焼成体を空気
中で１０００〜１３００’Ｃで０．５〜６時間焼成し、
第３図の焼結体４を得た。さらに、上記焼結体４の側平
面をＳｉＣなどの研磨剤で研磨し、Ａｇなどの導電性金
属を用いて電極６，６を形成した。

上記電極６．６の径はｅｉ　、ｏ　ｍｍφとした。

このようにして得られた素子の特性を下記の表に併せて
示す。

ここで、素子のバリスタとしての特性評価は上述した電
圧−電流特性式 ％式％ （ただし、工は電流、■は電圧、Ｃｉｄバリスタ固有の
定数、αは非直線指数）におけるαとＣによって行うこ
とが可能である。−しかし、Ｃの正確な測定が困幡であ
るため、本発明においては１７７ＬＡのバリスタ電流を
流した時の単位厚み当りのバリスタ電圧（以下ｖ１ｍＡ
／π７ｊと呼ぶ）の値と、ｔｘ　＝　１／ｉｏｇ（Ｖｘ
ｏｍＡ／Ｖ１ｍＡ）　（ただし、ｖｌＯｍＡばＩＱｍＡ
のバリスタ電流を流した時のバリスタ電圧、ＶｌｍＡは
１７７ＬＡのバリスタ電流を流した時のバリスタ電圧）
の値によりバリスタとしての特性評価を行っている。ま
た、コンデンサとしての特性評価は測定周波数１ＫＨｚ
における誘電率ε。

誘電損失角ｔａｎδで行っている。上記のデータは還元
雰囲気における焼成温度１時間を１４００°Ｃ９２時間
、空気中での焼成温度１時間を１２００′Ｃ。

３時間で行ったものである。

以上述べたようにＮｂ２０５　、　Ｔａ２０５は還元焼
成時Ｋ　５ｒＴｉ０３を主体とする結晶中に固溶し、原
子価制御により焼結体の比抵抗を１．０Ω・α前後に下
げることができるだめ、空気中で再焼成することにより
焼結体粒子境界に高抵抗層が形成され・くリスタ特性を
示す。

また、Ｎｂ２Ｏ５は原料中のＴｌＯ２中に混存して含ま
れるものであり、通常工業的に精製される原料中には０
．００１〜０．２００モル多含捷れる。

Ｎｂ２Ｏ５だけで５ｒＴｉ０３を半導体化した場合比抵
抗はやや高く々す、バリスタ特性は示すものの特性が不
安定である。しかし、Ｎｂ２Ｏ５にＴａ２０５を加える
と比抵抗を低くすることができ、安定した特性が得られ
る。Ｔａ２　ｏ、、の添加量は多過ぎると他の添加物の
固溶を阻害するため、０．００１〜５．０００モルチが
適当である。

ＭｎＯ２を添加するとバリスタ特性を示すようになるが
、誘電率が小さく　ｔａｎδも大きくなる。

しかし、Ｔｅ２０を同時に添加するとα、誘電率共に大
きくなり１．ｔａｎδは小さくなるため、特性は大幅に
改善される。

ＭｎＯ２は添加量が多くなるとｔａｎδが大きくなり、
特性が劣化するため、０．００１〜２．０００モル％が
適当である。

Ｔｅ２０は添加量が多くなると誘電率が小さくなるため
、０．００１〜２．０００モル％が適当である。

従って、」二記組成範囲で得た焼結体はバリスタとコン
デンサの両方の機能を持つことができる。

なお、実施例ではＴ６２０についてのみ単独で用いる場
合について説明したが、これに代えてＧａ。

Ｐｔ　、Ｓｉ　、Ｔｉ　、Ｌｉ　、Ｌａ　、Ｃｕの酸化
物をそれぞれ単独で上記所定量の範囲で用いても同様の
効果が得られることを確認した。また、これらＧａ　、
Ｐｔ　。

Ｔ７Ｉ、Ｓｉ　、Ｔｉ　、Ｌｉ　、Ｌａ　、Ｃｕの酸化
物を２種類以上、合計での１へ加量が上記所定量の範囲
になるようにして用いても同様の効果が得られることを
確認した。

」二記の素子を使用して第４図に示すような回路を作り
、第６図に示すようなノイズ入力人に対して出力状況を
調べた結果、第６図の出力状況曲線Ｂに示すようにノイ
ズをおさえることができた。

第６図で７は本発明の素子、８はコイルである。

なお、第１図に示す従来のフィルタ回路の出力状況は第
６図の出力状況曲線Ｃの通りであり、十分にノイズを除
去していない。捷た、第２図に示すバリスタを含む従来
のフィルタ回路では、本発明による素子を用いた第４図
の回路に類似した効果が得られるが、バリスタを別個に
必要とするだけ部品点数が多くなる。

発明の効果 以」二述べたように本発明による磁器組成物を利用した
素子は従来にない複合機能を有し、バリスタとコンデン
サの２つの役割を同時に果たすことが可能であり、従来
のノイズフィルタ回路を簡略化し、小形、高性能、低コ
スト化に寄与するものであり、各種電気機器、電子機器
のサージ吸収。

ノイズ除去へと広げることができ、その実用上の価値は
極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ従来におけるノイズフィルタ
回路を示す回路図、第３図は本発明による磁器組成物を
用いた素子の断面図、第４図は第３図の素子を用いたノ
イズフィルタ回路を示す回路図、第６図は本発明と従来
のノイズフィルタ回路による入力ノイズと出力ノイズの
状況を示す特性図である。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 Ｉ 第３図 、６ 第４図 第５図 一燭液数ＩＭＨｚ） ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ５ｒＴｉ０３を９９．９９６〜９０．８００モルチ、半
   導体化促進用金属酸化物としてＮｂ２Ｏ５を０．００１
   〜０．２００　モ＃％、Ｔａ２０５を○、ｏｏ１〜５．
   Ｏｏ○モルチ含み、ＭｎをＭｎＯ２の形にして○、○０
   １〜２、ＯＯＯ％ル％　、　Ｇａ　、Ｐｔ　、Ｔ　Ｉ　
   、Ｓｉ　、Ｔｉ　、Ｌｉ　。 Ｌａ、Ｃｕからなる群から選択された少なくとも１種類
   風゛上の元素をＧａ２　ｏ３．ｐ　ｔｏ　、’ｒ　７！
   ２０　、５ｉ０２　。 ＴｉＯ２，Ｌｉ２Ｏ、Ｌａ２Ｏ３，ＣｕＯの形にして０
   ．ｏｏ１〜２．０００モルチ含有することを特徴とする
   電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物。