JPS609103A - 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ｆｌｌ電気機器電電子機器おける異常高電圧（
以トサージと呼ぶ）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＝（Ｖ２Ｏ：ｉα ここで、Ｉ　ｒ、ｉ電流、ｖＦｉ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。

ＳｉＣバリスタのαは２〜７程度、ＺｎＯ系バリスタで
はαが６０にもおよぶものがある。このようなバリスタ
ａ：サージのように比較的高い電圧の吸収に優れ／ζ性
能をイイしているが、防電率が低く固有静電容計が小さ
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、また誘電
損失角（鵬δ）も５〜１ｏ％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５Ｘ１０
’〜６Ｘ１０’程度でｌａ＋＋δ　が１％前後の半導体
磁器コンデンサが利用さとている。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「１的のだめには、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
けコイル、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。

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１］的とドアている。

発明の構成 本発明ｉｄ：　Ｉ″記のような目的を達成するために、
５ｒＴｉＯ，と、半導体化促進用金属酸化物としてＮｂ
２Ｏ，とＴａ２Ｏ，、、さらに添加物としてＭｎＯ２と
、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｗからなるツバから選択さ
れた少なくとも１ｆ！１１類以」二の元素を所定量含有
する構成とした’ＦＣ圧依存１／１−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−トに本発明を実施例を挙げて具体的に説明する。

５ｒＴｊ−０３とＮｂ２Ｏ５，Ｔａ２０５とＭｎＯ２，
ＺｒＯ２を下記の表に示した組成比に力るように秤量し
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１０００−１２５０’Ｃ’　、　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、有機ノくインタ。

−（例エバポリビニルアル、コールなど）　ヲｓ　ｗ　
を係加え造粒した後、Ｂ、ＯｍｒｒｔφＸ　１　、Ｏｒ
ｒｎｎ　ｊ；の形状にプレス圧１．０シロにで加圧成型
しプこ。この成型体を還元雰囲気（例えばＮ２：　Ｈ２
＝１０　：　１）にて１３０ｏ〜１４５０’（、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
．１〜０，８Ω−ａｒｔで、平均粒径は２０〜５Ｑμｍ
であて）だ。次に、この焼成体を空気中で１０００〜１
３ｏＯ℃で焼 ０．６〜５時間熟成し、第３図の焼結体４を得た。

さらに、上記焼結体４の周平面を５ｉＣ７どの研磨剤で
研磨し、Ａｇ７１どの導電性金満を用いて電極５．６を
形成した。」二記電＆　６＋　６の径は６．α〃φ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［２、■は電流、■は電圧、Ｃはバリスフ同右の
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ｊす能である。しかし、Ｃの正確な６１１ｊ定か困
菓１１であるだめ、本発明においては１ｍＡ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ｖ
１ｍＡＺπｍと呼ぶ）の値と、α−１／　ｌｏｇ（Ｖ　
＋　ｎ　ｍＡ／Ｖ＋ｍＡ　）〔ただし、”＋ｏｍＡは１
０１ｎ人の）・リヌタ電流を流した時のバリスタ電圧、
Ｖ＋ｍＡは１ｍＡのノクリスタ電流を流した時のバリス
タ電圧うの値によりバリスタとしての特性評価を行って
いる。丑だ、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、誘電捌失角１ｏｕｔδで
行っている。上記のデータｄ、還元νｆ囲気（Ｃおける
焼成温度７時間を１４００’ｃ、２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」二述べたようにＮｂ２Ｏ５，Ｔａ２０５は還元焼成
時にＳｒＴｉＯ３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−Ｃｍ前後に下げ
ることができるため、空気中で再焼成するこ２とにより
焼結体粒子境界に高抵抗層か形成きれノ（１ノスタ特性
を示す。

また、Ｎｂ２Ｏ５は原料中のＴｉＯ２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〜Ｑ、２００モル係含まれる。Ｎｂ２Ｏ５だ
けでＳｒＴｉＯ３を半導体化した場合比抵抗はやや高く
なり、バリスタ特性は示すものの肋骨が不安定である。

しかし、Ｎｂ２Ｏ５にＴａ２Ｏ，を加えると比抵抗を低
くすることかてき、安定し／こ特性がイ↓Ｉられる。Ｔ
ａ、、０５の添加量（、、Ｊ、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φが
適当である。

ＭｎＯ２を添加するとバリスタ！１カ性を示すようにな
るが、誘電率が小さく　ｔａｎδも大きくなる。

しかし、ＺｒＯ２を同時に添加するとα、誘電率共に犬
きくなり、―δは小さくなるだめ、特性は大幅に改善さ
れる。

ＭｎＯ２は添加量が多くなると−δ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。

ＺｒＯ，、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、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（ｒＪＨｚｒｏ２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Ｍｇ。

Ｓｎ、Ｓｂ、Ｗ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証シ、だ
。寸た、これらＭｇ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｗ　の酸化物
を２　ｆ、ｌｊ類以−１−１金側での添加量が」二重所
定量の範囲になるようにして用いても同様の効果か（４
％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人力Ａ　Ｋ−ｔ＝ｔ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り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。また、第２図に示すバリスタを含む従来
のフィルり回路では、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有し、ノｑ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４）レタ回路を簡７化し７、小形、高性能、
低コスト化に寄−／ｊ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４）レ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 第４図 第５図 −Ｍ　シ皮数（ｔｆｎｔ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｓ　ｒ　Ｔ　ｉ　０３を９９．９９６−９０．８００モ
   ル％、半導体化促進用金属酸化物としてＮｂ２Ｏ，を０
   ．Ｏｏ１〜０．２００モル％、Ｔａ２０５を０．００１
   −５．０００モル％含み、ＭｎをＭｎＯ２の形にして０
   ．００１−２．Ｑ○０モル％、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｓｂ
   、Ｗ　からナル群カラ選択された少なくとも１種類以上
   の元素をＭｇＯ。 ＺｒＯ２，ＳｎＯ２，５ｂ２０３　、　ＷＯ３の形にし
   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。