JPS607703A - 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系ノくリスクなどが使用され
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。

ニー（ｖ／Ｃ）ａ ここで、工は電流、■は電圧、Ｃはノ（リスク固有の定
数であり、αは電圧非直線指数である。

ＳｉＣバリスタのαは２〜７程度、　ＺｎＯ系）くリス
クではαが６ｏ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、・（リスク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、また誘電
損失角（ｔａｎδ）も５〜１０％と太きい。

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５×１ｏ
４〜６Ｘ１０’程度でｆａｎδが１φ前後の半導体磁器
コンデンサが利用さｎ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ｔ′した従来のノイズフィルタ回路を示しており
、１はコイル、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０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
物を提供するとと金目的としている。

発明の構成 本発明は上記のような目的を達成するために、５ｒＴｉ
０５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、Ｎａ、
Ｋ。

Ｃａ、　ＣＡ、　Ｉｎ、　Ｂａ、　Ｐｂ　からなる群か
ら選択さｆ”Ｌ　ｆｃ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　トＮｂ２Ｏ５、Ｔａ２０５とＭｎＯ２、
ＢａＯ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１ＱＯｏ〜１２６０℃、１〜５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、有機ノくインダー（ψ１］えはポリ
ビニルアルコールなど）を８ｗｔ％加え造粒した後、　
８．（Ｂｉｌｌφ×１．（ｌｌｌｆｆｔの形状にプレス
圧１０ｔ／ＣＴＡで加圧成型した。この成型体を還元雰
囲気（例えばＮ２：Ｈ２＝１０：１）にて１３００〜１
４５０　℃で１〜６時間焼成した。こうして得らｔｌ、
ｆｔ焼成体の比抵抗は０．１〜０．８Ω・ｃｍで、平均
粒径は２０〜６０１１ｍであった。次に、この焼成体を
空気中で１０００〜１３００℃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の両
半部を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５，６を形成した。

上記電極６，６の径は５．□　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。

（以　下　余　白） ここで、素子のバリスタとしての特性評価は−上述Ｌ７
た電圧−電流特性式 ％式％） （ただし、■は電流、■は電圧、Ｃはバリスタ固有の定
数、αは非直線指数）におけろαとＣによって行うこと
が可能である。しかし、Ｃの正確な測定が困難であるた
め、本発明においては１ｍＡの／＜ＩＪ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／ｍ
ｙと呼ぶ）の値と。

α＝　１／　ｌｏｇ（Ｖ＋ｏｍＡ　／ｆｆ＋ｍＡ　）　
（ｒｃだし％ｖＩＯｍＡはＩＱｍＡのバリスタ電流を流
した時のバリスタ電圧、　Ｖ＋ｍＡは１ｍＡ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。−！、ｆ？ｃｏ　コンデ
ンサとしての特性評価は測定周波数１　ｋＨｚ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２時間を１４００℃
、２時間、空気中での焼成温度２時間を１２００℃、３
時間で行ったものである。

以上述べたようにＮｂ２Ｏ５，Ｔａ２０５は還元焼成時
に５ｒＴｉ０５　を主体とする結晶中に固溶し、原子側
割（財）により焼結体の比抵抗を１．０Ω・ａ〃前後に
下げることができるため、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ｎバリスタ特性を
示す。

”！Ｉ’ｃ、　Ｎｔ）２０５は原料中のＴｉＯ２中に混
存して含１ｎるものであシ、通常工業的に精製さ几る原
料中には０．００１〜０．２００モ＃％含１几る。Ｎｂ
２Ｏ５だけで５ｒＴｉ０５　を半導体化した場合比抵抗
はやや高くな！ｌ１％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。Ｔａ２０５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．ｏ○１〜５．　ＯＯＯモル係が
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、ＢａＯを同時に添加するとα、誘電率共に大き
くなり、　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モル係が
適当である。

ＢａＯ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モル係が適当である。

従って、上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ＢａＯについてのみ単独で用いる場合
について説明したが、これに代えてに、Ｃａ。

Ｃｄ、　Ｉｎ、　Ｂａ、　Ｐｂの酸化物をそれぞｎ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
とを確認しり。また、こｎらＢａ、に、（ａ、Ｃｄ、Ｉ
ｎ。

Ｂａ、Ｐｂの酸化物を２種類以上、合計での添加量が上
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。

上記の素子を使用して第４図に示すような回路を作り、
第５図に示すようなノイズ入カムに対して出力状況を調
べた結果、第５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５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。マタ、第２図に示すバリスタを含む従来
のフィルタ回路では１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 以上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重重）＜リスクとコンデンサ
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
極めて太きい。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそ几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５図は本発明と従来
のノ・ｒズフイルり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 １ 第２図 第３図 、５ 第４図 第５図 一同液壊２　（が〃ど）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ５ｒＴｉＯ３を９９．９９６〜９０．ＥｊＯＯモ＃％、
   半導体化促進用金属酸化物としてＮｂ２Ｏ５を０・００
   １〜０−２００モル％％Ｔａ２０５をｏ、Ｏｏ１〜５．
   ｏｏｏモルチ含み、　Ｍｎ　ｔ−ＭｎＯ２（７）形にし
   て０．００１〜２．０００モル％、　Ｎａ、　Ｋ、　Ｃ
   ａ、　Ｃｄ、　Ｉｎ、　Ｂａ、　Ｐｂからなる群から選
   択さ几た少なくとも１種類以上の元素をＮａ２Ｏ。 Ｋ２Ｏ、ＣａＯ、ＣｄＯ、Ｉｎ２０Ｂ　、　ＢａＯ、Ｐ
   ｂＯＯ形にして０．００１〜２．０００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。