[发明专利]电压非线性电阻体

说明书

技术领域

本发明涉及电压非线性电阻体。

背景技术

电压非线性电阻元件(压敏电阻元件)是具有电压非线性电阻体被夹在一对电极之间的结构的元件，作为从异常电压中保护电子电路等的元件，其被广泛用于各种传感器例如湿度传感器、温度传感器等、以及电源避雷器等中。电压非线性电阻体的电流电压特性如图2所示。具有优异的保护功能的电压非线性电阻体，其在图2的点线所封闭的高电流区中的电压VH较低。对于以氧化锌为主成分的电压非线性电阻体，已知其氧化锌晶粒内部的电阻率越小，电压VH越小，以及通过将Al、Ga、In等三价离子作为掺杂剂固溶于氧化锌中可减小氧化锌晶粒内部的电阻率等。此外，已知氧化锌因其六方晶系的晶体结构而具有各方异性的特性。

作为以氧化锌为主成分的电压非线性电阻体，专利文献1-2中有公开。专利文献1中公开了一种电压非线性电阻体，其通过沿c轴方向取向成形、烧结沿c轴方向结晶生长的针状氧化锌颗粒而制得，测定了该电压非线性电阻体的a轴方向和c轴方向的压敏电压。专利文献2中考虑到a轴方向的电导率较高，公开了(110)面取向的氧化锌烧结体。

[现有技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本专利特公平4-48746号公报

[专利文献2]日本专利特开2002-121067号公报

发明内容

本发明所要解决的问题

然而，在专利文献1中，虽然通过挤压成形使针状氧化锌颗粒取向，但不清楚针状氧化锌颗粒的与挤压方向平行的面内(专利文献1的图1的上面)如(100)面或(110) 面的取向程度。此外，虽然专利文献1公开了压敏电压(图2的虚线所封闭的平坦区中的电压)，但其没有公开或暗示高电流区中的电压VH。另一方面，在专利文献2中，虽然存在高电流区中的电压VH因氧化锌烧结体的(110)面取向而减小的可能性，但(110)面取向时需要在特定方向上施加高磁场，从而需要特殊设备用于制造该烧结体。

本发明的主要目的在于解决上述问题并提供在高电流区中的电压较低、容易制造的电压非线性电阻体。

用于解决技术问题的方案

本发明的电压非线性电阻体以氧化锌为主成分，其如下式所示的氧化锌(100)面的取向度f(100)为0.40以上。

f(100)＝I(100)/(I(100)+I(002)+I(101))

其中，I(hkl)表示(hkl)面的X线衍射峰的积分强度值。主成分是指占50重量％以上的重量比例的成分。

发明效果

根据本发明的电压非线性电阻体，因氧化锌的(100)面取向而沿着氧化锌的电导率较高的a轴方向取向。因此，氧化锌晶粒的内电阻变小，从而可能降低高电流区的电压。此外，本发明的电压非线性电阻体可通过如下工艺较容易地制造：通过对(100)面取向的板状氧化锌颗粒与助剂原料的混合物，采用使用了剪切力的方法获得使(100)面取向的成形体，然后对该成形体进行煅烧。

附图说明

图1所示为实施例1和对比例1的X射线衍射图。

图2所示为电压非线性电阻体的电流电压特性。

图3所示为压敏电阻元件10的截面图。

具体实施方式

本发明的电压非线性电阻体以氧化锌为主成分，该氧化锌的(100)面的取向度f(100)为0.40以上。在该情况下，由于使氧化锌的电导率较高的a轴方向取向，故氧化锌晶粒的内电阻减小，从而可能降低高电流区的电压。

本发明的电压非线性电阻体中，优选如下式所示的氧化锌的(002)面的取向度f(002)为0.10以下。在该情况中，由于未使氧化锌的电导率较低的c轴方向取向，故氧化锌晶粒的 内电阻变小。

f(002)＝I(002)/(I(100)+I(002)+I(101))

考虑到产生非线性电阻特性，本发明的电压非线性电阻体优选包含铋(Bi)和镨(Pr)中的任意一种作为副成分。