JPS62252904A - 電圧非直線性抵抗体磁器組成物及びその製造方法 - 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５ｒ（ｊ　ｚ）ＣａｘＴｉ０５を主成分とする
、コンデンサとバリスタの両機能を有する電圧非直線性
抵抗体磁器組成物及びその製造方法に関する。

従来の技術 電子機器において、機器の内外部より伝播する異常電圧
やノイズ等によるトランジスタや集積回路等の破壊誤動
作を防止するため、各種のコンデンサやバリスタ等が使
用されているが、部品ではこれらノイズやサージパルス
等の吸収　ｉｌ／Ｉτ去が不完全である。近年登場した
容量性バリスタは、コンデンサとバリスタの両機能を有
するもので、ノイズやサージパルス等の吸収、除去、又
はバイパスとしての機能を単品で行うことができる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、従来のＳｒ　Ｔｉ　０５材に半導体化元素（Ｎ
ｄ２Ｏ３　、　Ｔａ２Ｏ３　、　ＣｅＯ２等）ならびに
粒界に析出する元素Ｂｉ、Ｃｕ、Ｍｎ等）を添加して作
製したものは、サージ耐量が１０〜６０人と小さいだめ
、信頼性が乏しく、利用範囲も限定されたものであった
。また、電子機器の高性能、多機能化に伴い、小型大容
量でなおかつサージ耐量の大きな、信頼性の高い容量性
バリスタが要求されている。

問題点を解決するだめの手段 本発明にかかわる磁器組成物は、Ｓｒ（＋−ｘ）””Ｔ
ｉＯ３（但しＸは０．０１４Ｘ　ｌ−（Ｊ　５の範囲）
成分が１００モル部、Ｎｂ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ３　、　Ｗ
Ｏ３、ＧｅＯ２。

”２Ｏ３　、Ｎｄ２　ｏ３　ｒ　Ｙ２Ｏ３　＊　”２Ｏ
３　ｒ　Ｄ３’２　ｏ５　＋　”２Ｏ３及びＰｒ６０，
１　　の内、少くとも１種の金属酸物成分が、０、ｏＯ
°６〜３．００モル部、Ｃｒ２Ｏ３成分が０．０１〜２
８００モル部、さらに、ＳｉＯ２．ＣｕＯ及びＭｎ　０
２の内、少くとも１種の酸化物成分が０．０１〜２．０
０モル部からなるものである。

作用 本発明は以上の手段よりなるため、５ｒ（１−ｘ）Ｃａ
ｘＴｉ０５成分の内Ｃ＆がバリスタ電圧の非直線係数を
大きくするとともにサージ耐量を向上させＮｂ２ｏ５な
どは、５ｒ（ｊ　ｚ）ＣａｘＴｉ０５を原子価制御の原
理により半導体化させるのに必要な成分であり、Ｃｒ２
Ｏ３は、結晶粒界での濃度が高く、バリスタ特性に寄与
し、さらにＳｉＯ２　、　（ｕｏ及びＭｎＯ□はバリス
タ電圧の非直線係数を改善する。

実施例 以下実施例をあげて、本発明につき詳細に説明する。

実施例１ Ｓｒ（、ｚ）ＣａｘＴｉ０５のＸが第１表の主成分の欄
のＸの値になるように、市販の工業用原料５ｒＣＯ５粉
末（純度９９係以上）、ＣａＣＯ３粉末（純度９９チ以
上）、及びＴｉＯ２粉末（純度９９％９％以上それぞれ
秤量配合し、ボールミルで２０時間（、ｉ＋’５合した
。これを乾燥した後、この粉末を１１５０℃の温度で２
時間仮焼した。その後ボールミルで湿式粉砕した。この
ようにして得られた５ｒ（１−２）ＣａｚＴ１０５粉末
１００モル部に対して、市販の試薬特級（純度９９．９
％以上）　Ｎｂ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ，、、ＷＯ３。

ＣｅＯ２＋　Ｌ２Ｌ２　”５　＋　Ｎｄ２Ｏ３　ｒ　Ｙ
２Ｏ３−　”２　ｏ５　＊　Ｄ３’２Ｏ３　ｒＧｄ２ｏ
３及びＰｒ６Ｏ１１の内９、少くとも１種の金属酸化物
と、試薬特級（純度９９．９％以上）Ｃｒ２Ｏ３を第１
表に示すように秤量配合し、ボールミルで２０時時間式
混合した。乾燥後、５重量％のポリビニルアルコール水
溶液をバインダーとして１０重量係添加混合し、３２メ
ツシユバスに造粒した。

この造粒粉末を１０１００ｏ／ｃｍの圧力で円板形に成
形した。

これらの成形体を空気中において１０００℃の温度で加
熱処理した後、Ｎ２　（９５容積％）＋Ｈ２（６容積チ
）の還元性雰囲気中で１４００℃の温度で４時間焼成し
、直径約６’　ｍｍ、厚さ約０．’７　ｍｍの半導体磁
器を得た。次に、これを空気中で１１５０℃の温度で４
時間熱処理した。次にこの磁器の両面にオーミックＡｇ
ペーストを塗布し、６５０℃の温度で焼付けて容量性バ
リスタを得た。

次に容量性バリスタの特性評価を行うために、静電容量
（以下Ｃと略す）、誘電圧接（以下ｔａｎδと略す）、
バリスタ電圧ｖ＋　　＋非直線係数α、及びサージ耐量
を測定し、第２表に示す結果を得た。

Ｃおよびｔａｎδはブリッジ回路を用い２０℃。

１ＫＨｚで測定した。

また、バリスタ電圧ｖ１はバリスタに１ｍ人の電流を流
した時の電圧を測定し、非直線係数αはバリスタに１ｍ
ｍムラ０ｍ人の各電流を流した時のそれぞれの電圧ｖ＋
ｚｖＴｏを測定し、次式よシ求めた。

α＝１／βＯｇ（Ｌ＋ｏ／　ｖ４　） また、サージ耐量は、バリスタに８×２０μｓの電流波
形のサージを加え、その後バリスタ電圧ｖ１　を測定し
初期値に対して１０％変化した時の最大電流値を測定し
た。

また、寿命試験は、次に示す条件で湿空負荷寿命試験を
１０００時間行い、コンデンサ特性とバリスタ特性を前
述の方法で測定した。

湿空負荷寿命試験条件 ６５±２℃、９０〜９５チＲｈ、の恒温恒湿槽にてり、
Ｃ２０Ｖ連続印加を行った。

（以　下　余　白） 第　　　１　　　表 試料番号１はＳｒ（、ｚ）ＣａｘＴｉ０３のＸが０．０
１未満でバリスタ特性の改善に効果がなく、試料番号１
６はＸが０．５を超え、Ｃａｐが３４ｎＦと低くｔａｎ
δ　も３．２俤と高く、本発明の範囲外とした。

また試料番号８は、Ｎｂ２Ｏ５の成分量が０．００５モ
ル部未満でｔａｎδが８．１チと高く、試料番号１５は
Ｎｂ２Ｏ５の成分量が３．００モル部を超え、ｔａｎδ
が５チと高くサージ耐量も了ＯＡと低く本発明の範囲外
とした。また試料番号２，５はＣｒ２Ｏ５の成分量が０
．０１モル部未満でサージ耐量４０．００人と低く、試
料番号９はＣｒ２Ｏ５の成分量が２００モル部を超え、
ｔａｎδが３．２％と高く、サージ耐量も８０Ａと低く
本発明の範囲外とした。

実施例２ 実施例１で示した主成分、半導体化元素、Ｃｒ２Ｏ５か
らなる組成に第３表に示すように、市販の試薬特級（純
度９９．９％以上）　ＳｉＯ２　、　ＣｕＯ、及びＭｎ
Ｏ２の内、少くとも１種の酸化物を添加し、容量性バリ
スタを実施例１と同一方法で作成、測定した。

その結果を第４表に示す。

試料番号７は、ＳｉＯ２　、　ＣｕＯ、及びＭｎＯ２の
添加の効果を調べるための比較試料である。試料番号５
３．６３．７３は、それぞれＳｉＯ２　、　Ｃｕ　Ｏ、
ＭｎＯ２の成分量が、２．００モル部を超え、ｔａｎδ
が３チ以上あり、サージ耐量も５０Å以下と低く、本発
明の範囲外とした。

実施例３ 実施例１における試料番号７，４，１０．２９、実施例
２における試料番号６！５．９０の組成を用いて、実施
例１と同一方法で成形体を作成した。

これら成形体を空気中において、１０００℃の温度で加
熱処理した後、Ｍ２（ｓ　ｓ容積係）＋Ｈ２（６容積係
）の還元性雰囲気中で第６表に示す温度で４時間焼成し
、直径約ｅｍｍ、厚さ約０．７　ｍｍの半導体磁器を得
た。次にこれを空気中で第５表に示す再酸化温度で４時
間、熱処理した。次にこの磁器の両面にオーミックＡｇ
ペーストを！で布し、５５０℃の温度で焼付けて容量性
バリスタを心また〇測定は、実施例１と同一方法で行な
い、その結果を第ぢ表に併せて示す。

試料番号１０１は雰囲気焼成温度が１３００℃未満で焼
結不足となり半導体化が充分性なわれず、コンデンサ特
性、バリスタ特性共に悪く、また試料番号１０５は雰囲
気焼成温度が１６００℃を超え、１００μｍ以上の粗大
粒子ができ、サージ耐量が５０Ａ以下であるので本発明
の範囲外とした。

また試料番号１０６は再酸化温度が８００℃未満で、結
晶粒界の絶縁化が不充分で、ｔａｎδが３係以上、サー
ジ耐量が５０Å以下になるので本発明の範囲外とした。

また、試料番号１１１は再酸化温度が１３００℃を超え
、結晶粒子内部まで再酸化が進行し、サージ耐量が５０
Å以下になるので本発明の範囲外とした。

尚、本発明での実施例では、金属酸化物を使用したが、
最終的に金属酸化物が得られれば本発明の目的が達成さ
れるので、金属元素　Ｈ；、Ｈ、ｒｌ塩、水酸化物、硝
酸塩９シユウ酸塩を用いてもさしつかえない。

発明の効果 本発明の電圧非直線性抵抗体は以上のように、Ｓ　ｒ　
（１ｚ　）　（：　ａ　Ｘ　Ｔ　１０５　（但しＸは０
．０１４）（≦０．０５の範囲）の成分が１００モル部
、Ｎｂ２Ｏ５＋　Ｔ’２Ｏ３　。

ＷＯ３、ＣｅＯ２，Ｌａ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３
、Ｙ２Ｏ３、Ｓｍ２Ｏ３、Ｄｙ２Ｏ３゜Ｇｄ２Ｏ３及び
Ｐｒ６Ｏ１１の内、少くとも１種の金属酸化物成分がＯ
１○０６〜：１ＪＯＯモル部、ｃｒ２ｏ、成分が０．０
１〜２．０Ｑモル部、ＳｉＯ２　、　ＣｕＯ及びＭｎＯ
２の内、少くとも１種の酸化物成分が０．０１〜２．０
０モル部からなるだめサージ耐圧が高くまだバリスタ電
圧の非直線性係数が大きくなる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｓｒ＿（＿１＿−＿ｘ＿）Ｃａ＿ｘＴｉＯ＿３（
   但しｘは０．０１≦ｘ≦０．５の範囲）が１００モル部
   と、Ｎｂ＿２Ｏ＿５、Ｔａ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、Ｇｅ
   Ｏ＿２、Ｌａ＿２Ｏ＿３、Ｎｄ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿
   ３、Ｓｍ＿２Ｏ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｇｄ＿２Ｏ＿３
   及びＰｒ＿６Ｏ＿１＿１の内少くとも１種の金属酸化物
   ０．００５〜３．００モル部と、Ｃｒ＿２Ｏ＿３が０．
   ０１〜２．００モル部とを含む電圧非直線性抵抗体磁器
   組成物。
2. （２）Ｓｒ＿（＿１＿−＿ｘ＿）Ｃａ＿ｘＴｉＯ＿３（
   但しｘは０．０１≦ｘ≦０．５の範囲）が１００モル部
   と、Ｎｂ＿２Ｏ＿５、Ｔａ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、Ｃｅ
   Ｏ＿２、Ｌａ＿２Ｏ＿３、Ｎｄ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿
   ３、Ｓｍ＿２Ｏ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｇｄ＿２Ｏ＿３
   及びＰｒ＿６Ｏ＿１＿１の内、少くとも１種の金属酸化
   物０．００５〜３．００モル部と、Ｃｒ＿２Ｏ＿３が０
   ．０１〜２．００モル部とを含む組成物を成形体としこ
   れを還元性雰囲気中において、１３００〜１５００℃の
   範囲内の温度で焼結させ、得られた半導体磁器をさらに
   酸化性雰囲気中において８００〜１３００℃の範囲内の
   温度で加熱することを特徴とする電圧非直線性抵抗体磁
   器組成物の製造方法。
3. （３）Ｓｒ＿（＿１＿−＿ｘ＿）Ｃａ＿ｘＴｉＯ＿３（
   但しｘは０．０１≦ｘ≦０．５の範囲）が１００モル部
   と、Ｎｂ＿２Ｏ＿５、Ｔａ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、Ｃｅ
   Ｏ＿２、Ｌａ＿２Ｏ＿３、Ｎｄ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿
   ３、Ｓｍ＿２Ｏ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｇｄ＿２Ｏ＿３
   及びＰｒ＿６Ｏ＿１＿１の内、少くとも１種の金属酸化
   物０．００５〜３．００モル部と、Ｃｒ＿２Ｏ＿３が０
   ．０１〜２．００モル部と、ＳｉＯ＿２、ＣｕＯ及びＭ
   ｎＯ＿２の内少くとも１種の酸化物０．０１〜２．００
   モル部を含む電圧非直線性抵抗体磁器組成物。
4. （４）Ｓｒ＿（＿１＿−＿ｘ＿）Ｃａ＿ｘＴｉＯ＿３（
   但しｘは０．０１≦ｘ≦０．５の範囲）が１００モル部
   と、Ｎｂ＿２Ｏ＿５、Ｔａ＿２Ｏ＿５、ＷＯ＿３、Ｃｅ
   Ｏ＿２、Ｌａ＿２Ｏ＿３、Ｎｄ＿２Ｏ＿３、Ｙ＿２Ｏ＿
   ３、Ｓｍ＿２Ｏ＿３、Ｄｙ＿２Ｏ＿３、Ｇｄ＿２Ｏ＿３
   及びＰｒ＿６Ｏ＿１＿１の内、少くとも１種の金属酸化
   物０．００５〜３．００モル部と、Ｃｒ＿２Ｏ＿３が０
   ．０１〜２．００モル部と、ＳｉＯ＿２、ＣｕＯ及びＭ
   ｎＯ＿２の内、少くとも１種の酸化物０．０１〜２．０
   ０モル部とから成る組成物を成形体とし、これを還元性
   雰囲気中で１３００〜１５００℃の範囲内の温度で焼結
   させ、得られた半導体磁器を、さらに酸化性雰囲気中に
   おいて８００〜１３００℃の範囲内の温度で加熱して再
   酸化することを特徴とする電圧非直線性抵抗体磁器組成
   物の製造方法。