JPS635892B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPS635892B2 JPS635892B2 JP54152573A JP15257379A JPS635892B2 JP S635892 B2 JPS635892 B2 JP S635892B2 JP 54152573 A JP54152573 A JP 54152573A JP 15257379 A JP15257379 A JP 15257379A JP S635892 B2 JPS635892 B2 JP S635892B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- dielectric element
- batio
- grain size
- nonlinear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 8
- 229910010967 Ti—Sn Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 230000005055 memory storage Effects 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 101100513612 Microdochium nivale MnCO gene Proteins 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007716 flux method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/46—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates
- C04B35/462—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates
- C04B35/465—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates
- C04B35/468—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates
- C04B35/4682—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on titanium oxides or titanates based on titanates based on alkaline earth metal titanates based on barium titanates based on BaTiO3 perovskite phase
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Inorganic Insulating Materials (AREA)
- Circuit Arrangements For Discharge Lamps (AREA)
Description
本発明は非直線性誘電体素子にかかり、特に
BaTiO3系多結晶体からなる、非直線性特性及び
絶縁破壊電圧の優れた非直線性誘電体素子に関す
るものである。 一般にBaTiO3系磁器を中心とするベロブスカ
イト形構造を有するABO3系強誘電体の応用分野
としては、高誘電率の利用、圧電的性質の利用の
外に強誘電体の非直線性の応用が知られている。
つまり、誘電率が電界の強度によつて変化するこ
とを利用する非線形（可飽和）素子、ヒステリシ
ス特性を利用する記憶蓄積素子、論理演算素子等
の用途にBaTiO3単結晶を用いると、その使用周
波数の限界もあがり、消費電力も非常に小さく小
型大容量のものが容易に得られる等の大きな効果
が予想されて、この応用研究がすでにベル研究所
でAuderson等によつて発表されている。ところ
が疲労現象やしきい（threshold）の電場がない
等の欠点が明らかになり実用化に至つていない。 最近、新規の用途例として非線形（可飽和）素
子として螢光灯、水銀灯、ナトリウム放電灯類の
放電灯・無接点起動装置に用いることが特公昭48
−28726、更に強誘電体素体表面を鏡面加工、エ
ツチング処理によつて可飽和曲線の良好な非線形
素子が得られることは特開昭52−146069等で知ら
れている。 ところが、かかる用途に使用される非線形素子
（以下非直線性誘電体素子と称す）としてはＤ―
Ｅヒステリシス曲線の傾斜が急しゆんなこと、誘
電率が高い値でしかも温度に対して非直線性特性
が安定であること、Ｄ―Ｅヒステリシスの温度特
性が良好であること、つまりその電圧Ｖと電荷Ｑ
の関係が第１図Ａに示すようなＤ―Ｅヒステリシ
ス曲線が角形特性であり、温度に対して安定であ
ることが要求されている。 BaTiO3単結晶は、かかる曲線が角形特性を示
す為に非直線性誘電体素子としては有効であるが
温度変化に対して非直線特性が不安定である。又
BaTiO3単結晶の育成にフラツクス法、溶融法等
が知られている。しかるに製造方法そのものがま
だ研究段階で実用化に至つていない。そこで、従
来のBaTiO3系多結晶体は一般に第１図Ｂに示す
ようなＤ―Ｅヒステリシス曲線がある程度の飽和
特性を示すが、残留分極のバラツキが大きく誘電
率が温度に対して不安定であり、かつＤ―Ｅヒス
テリシス曲線の傾斜が緩慢であり非直線性誘電体
素子として実用化に至つていないのが現状であ
る。 そこで本発明者らは、すでにBaTiO3系多結晶
体からなる非直線性誘電体素子を提案しているが
更に前述の問題点に対して鋭意研究の結果Ba（Ti
―Sn）O3系多結晶体の結晶粒径がＤ―Ｅヒステ
リシス形態や容量電圧特性、いわゆる容量の非直
線性および絶縁破壊電圧に多大の影響を与えるこ
とが判明した。ただし、ここでいう結晶粒径の大
小とは、焼結温度による結晶粒径の制御ではな
く、焼結体として得られたBa（Ti―Sn）O3系多
結晶体の結晶粒径を示すものである。 すなわち本発明は 「BaTiO3……90.00〜98.0mo％ BaSnO3……2.0〜10.0mo％の範囲からな
る基本組成物において焼結体の平均結晶粒径が
10μ〜60μの範囲にあることを特徴とする非直線
性誘電体素子」を第１の発明として「パルス発生
器、放電灯・点灯装置等の非直線性誘電体素子と
することを特徴とする前記第１発明記載の非直線
性誘電体素子」を第２の発明とするものである。 つまり、Ba（Ti―Sn）O3系多結晶体の平均結
晶粒径が10μ〜60μの範囲で容量電圧特性の非直
線性と絶縁破壊電圧が最も実用的であることを見
出したものである。 さらにBaTiO3のTiの一部をSnで置換した固溶
体Ba（Ti―Sn）O3がSnの添加量によつてキユリ
ー点が低温側に移行した状態の固溶体を選択して
実験を行なつた結果、容量電圧特性がもつとも非
直線性を示すことも見出した。 つまり、BaTiO3に対しBaSnO3 2.0〜10.0mo
％を固溶させた場合、最も実用的なものであつ
た。ただし、この場合も平均結晶粒径が、本特許
の請求範囲である10μ〜60μの範囲内でなければ
容量電圧特性の非直線性および絶縁破壊電圧が実
用的でないことはもちろんである。 すなわち、本発明の非直線性誘電体素子は新規
なものとして、Ｄ―Ｅヒステリシス曲線の傾斜が
急しゆんで残留分極のバラツキもなく誘電率が高
い値でしかも容量電圧特性の非直線性特性の温度
特性がBaTiO3単結晶等に比較しきわめて安定で
あり、誘電体損失の小さい絶縁破壊電圧の極めて
優れた特徴を有するものでありパルス発生器、放
電灯・点灯装置等の非直線性誘電体素子としての
実用化が可能となつたものである。 以下実施例をあげて本発明を詳細に説明する。
第１図ＡはBaTiO3単結晶体のＤ―Ｅヒステリシ
ス曲線例図であり、Ｂは従来のBaTiO3多結晶体
のＤ―Ｅヒステリシス曲線例図である。第２図は
本発明の実施例である非直線性誘電体素子のＤ―
Ｅヒステリシス曲線例図である。 第３図は本発明の非直線性誘電体素子を用いた
放電灯・無接点起動装置の回路図である。 第４〜５図は第３図に示す回路の動作原理を示
す回路および動作波形図である。 第６図は本発明によるBa（Ti―Sn）O3系多結
晶体の結晶粒径と第３図に示す回路での放電灯の
両端に加わるパルス電圧および絶縁破壊電圧との
関係を示すものである。 第７図はBaTiO3に対するBaSnO3の添加量別
のパルス電圧の温度特性を示す。 第８図は本発明の非直線性誘電体素子の磁器表
面の結晶写真で平均結晶粒径を示す。 実施例 １ 原料粉末BaCO3，TiO2，SnO2、鉱化剤として
MnCO3、粒土質物質を第一表の所望組成となる
ように磁製ポツト、メトーポールを用いて湿式混
合した。脱水乾燥後1150℃で２時間保持し、仮焼
成せしめ、その後ふたたび磁製ポツト、メノーボ
ールを用いて粉砕を行なつた。水分を蒸発させた
あとこれに適当量のバインダーを加え16.5φ，
0.60ｍ／ｍの円板に10トンプレスで加圧成型し
た。ついで1400〜1500℃で２時間焼成せしめた。 かくして得られた磁器を400倍の倍率で磁器表
面の結晶写真を撮り、単安長さ当りの結晶粒子を
数え平均結晶粒径を算出した。磁器表面の結晶写
真、および平均粒径を第８図に示す。 ついで磁器素子に銀電極を780℃で焼付、その
後、パルス電圧特性を第一表に示すように第３図
の回路で測定し、ついでそのＤ―Ｅヒステリシス
曲線を測定しその例図を第２図に示す。更に絶縁
破壊電圧特性を測定し第１表に示した。 パルス発生の簡単な動作原理については、以下
に動作原理図及び動作波形図を第４〜５図に示
す。 第３図は放電灯・無接点起動装置の回路図の一
例である。非直線性誘電体素子Cn、ダイオード
D1，D3、シヨツクレーダイオード等の一方向性
ブレークオーバ半導体スイツチD2および抵抗R1
〜R4を備えて構成される。基本的には放電灯FL
に対して並列的に接続される非直線性誘電体素子
Cnとフイラメントａ，ｂを予熱するスイツチン
グ回路４とを備えれば良いのであつて必らずしも
第３図に示すような回路構成に限定されない。 上記の回路構成において電源電圧ｅが端子Ｕ―
Ｖ間に印加された場合、電源電圧ｅが正のサイク
ルにおいて上昇してゆくとき、半導体スイツチ
D2にはほぼその時の電源電圧が印加される。 そして電源電圧ｅが半導体スイツチD2のブレ
ークオーバ電圧に達すると半導体スイツチD2が
導通し、安定器Ｌ―フイラメントａ→ダイオード
D1→半導体スイツチD2→フイラメントｂのルー
プで予熱電源が流され、フイラメントａ，ｂが予
熱される。 予熱電流が減少し半導体スイツチD2の保持電
流以下になると半導体スイツチD2がオフ状態に
なる。 この時、安定器Ｌが誘電性負荷の為、安定器Ｌ
に流れる電流I2は電圧より位相が遅れるから半導
体スイツチD2がオフになる時、電圧は既に正の
サイクルに入つており、非直線性誘電体素子Cn
はＢ側を正、Ａ側を負にして急激に充電される。 この充電作用により、非直線性誘電体素子Cn
の蓄積電荷が飽和すると充電電流が急激に減少す
る。この結果、安定器Ｌを流れる電流I2も急激に
減少するので、そのインダクタンスに依存した高
周波値の逆起電力が発生し、これが放電灯FLの
トリガ（パルス）信号となる。 上述の一連の回路作用は、電源電圧ｅの１サイ
クル毎に継続して行なわれ、これによりフイラメ
ントａ，ｂが充分に予熱されると、安定器Ｌに生
ずる前述逆起電力によつて放電灯FLが点灯する。 第５図においてＡは通常のコンデンサの特性で
あり、ＤはＥに比例する。しかるにＢは本発明に
よる素子の特性でありEo以上ではＤがほぼ一定
となる。Ｄ＜Ｃ＞＝Ｃ（Ｆ）×Ｖ（Ｖ）であるから、
同図Ｂになる特性は電圧Eo以上では見掛上の容
量が急激に減少し、蓄積される電荷は飽和し結果
として、充電電流が急激に減少する。 このため、安定器では第４図に示す様にＬ×
di／dt／dtに比例した逆起電力が生じ、放電灯FLを 起動させるトリガー（パルス）電圧が発生する。 第４図中、di／dt／dtは非直線性誘電体素子Cnの 充電々流の変化である。di／dtを大きくとるために、 第５図に於けるEo（Ｖ）以下の充電々流の傾きと
Eo（Ｖ）以上で飽和充電々流の傾きの差が大きい
程トリガー（パルス）電圧が高くなり安定に起動
させることが出来る。故にCn素子のＤ―Ｅヒス
テリシスとしては角形特性に近いことが必要とな
る。このヒステリシス形態を定量的に表わすこと
は容量ではないが本実験では第３図に示す回路に
よるパルス電圧をこのヒステリシス形態の定量的
な尺度とした。第４図に於いて例えばEo（Ｖ）を
適当な値に設定し交流電圧をCn素子に印加した
時第５図に示されるようにEoに於て充電々流は
急激に変化し、前述の如く安定器のインダクタン
スＬに比例した逆起電力によるパルスが交流電圧
のEoに重畳される。このパルス電圧が第３図に
於ける放電灯の起動パルス即ちトリガーとなるも
のであるる。 以上、第１表からわかるように本発明範囲内の
ものはパルス電圧特性が700〜950Vの高い値を示
している。 更に第６図に示すようにBa（Ti―Sn）O3系の
結晶粒径が10〜60μの範囲内のものは第３図の回
路によるパルス電圧が770以上であり、パルス電
圧の温度特性が通常使用される−30〜＋60℃にお
いて50〜〜950Vと高電圧パルス発生する。尚、
比較の為試料No.１，７，８，13は本発明範囲外の
ものである。 以上第一表より、本発明の実施例におけるBa
（Ti―Sn）O3系の平均結晶粒径が10μ以下では第
６図に示すようにパルス電圧特性が400V以下と
なり温度特性も大巾に低下して不安定で実用的で
ない。 更に平均結晶粒径が60μ以上では、絶縁破壊電
圧が低下し、信頼性的に問題であり、且つ不安定
で実用的でない。 以上の理由に基づいて本発明はBa（Ti―Sn）
O3系多結晶体磁器の結晶粒径が10〜60μの範囲か
らなる非直線性誘電体素子に限定するものであ
る。
BaTiO3系多結晶体からなる、非直線性特性及び
絶縁破壊電圧の優れた非直線性誘電体素子に関す
るものである。 一般にBaTiO3系磁器を中心とするベロブスカ
イト形構造を有するABO3系強誘電体の応用分野
としては、高誘電率の利用、圧電的性質の利用の
外に強誘電体の非直線性の応用が知られている。
つまり、誘電率が電界の強度によつて変化するこ
とを利用する非線形（可飽和）素子、ヒステリシ
ス特性を利用する記憶蓄積素子、論理演算素子等
の用途にBaTiO3単結晶を用いると、その使用周
波数の限界もあがり、消費電力も非常に小さく小
型大容量のものが容易に得られる等の大きな効果
が予想されて、この応用研究がすでにベル研究所
でAuderson等によつて発表されている。ところ
が疲労現象やしきい（threshold）の電場がない
等の欠点が明らかになり実用化に至つていない。 最近、新規の用途例として非線形（可飽和）素
子として螢光灯、水銀灯、ナトリウム放電灯類の
放電灯・無接点起動装置に用いることが特公昭48
−28726、更に強誘電体素体表面を鏡面加工、エ
ツチング処理によつて可飽和曲線の良好な非線形
素子が得られることは特開昭52−146069等で知ら
れている。 ところが、かかる用途に使用される非線形素子
（以下非直線性誘電体素子と称す）としてはＤ―
Ｅヒステリシス曲線の傾斜が急しゆんなこと、誘
電率が高い値でしかも温度に対して非直線性特性
が安定であること、Ｄ―Ｅヒステリシスの温度特
性が良好であること、つまりその電圧Ｖと電荷Ｑ
の関係が第１図Ａに示すようなＤ―Ｅヒステリシ
ス曲線が角形特性であり、温度に対して安定であ
ることが要求されている。 BaTiO3単結晶は、かかる曲線が角形特性を示
す為に非直線性誘電体素子としては有効であるが
温度変化に対して非直線特性が不安定である。又
BaTiO3単結晶の育成にフラツクス法、溶融法等
が知られている。しかるに製造方法そのものがま
だ研究段階で実用化に至つていない。そこで、従
来のBaTiO3系多結晶体は一般に第１図Ｂに示す
ようなＤ―Ｅヒステリシス曲線がある程度の飽和
特性を示すが、残留分極のバラツキが大きく誘電
率が温度に対して不安定であり、かつＤ―Ｅヒス
テリシス曲線の傾斜が緩慢であり非直線性誘電体
素子として実用化に至つていないのが現状であ
る。 そこで本発明者らは、すでにBaTiO3系多結晶
体からなる非直線性誘電体素子を提案しているが
更に前述の問題点に対して鋭意研究の結果Ba（Ti
―Sn）O3系多結晶体の結晶粒径がＤ―Ｅヒステ
リシス形態や容量電圧特性、いわゆる容量の非直
線性および絶縁破壊電圧に多大の影響を与えるこ
とが判明した。ただし、ここでいう結晶粒径の大
小とは、焼結温度による結晶粒径の制御ではな
く、焼結体として得られたBa（Ti―Sn）O3系多
結晶体の結晶粒径を示すものである。 すなわち本発明は 「BaTiO3……90.00〜98.0mo％ BaSnO3……2.0〜10.0mo％の範囲からな
る基本組成物において焼結体の平均結晶粒径が
10μ〜60μの範囲にあることを特徴とする非直線
性誘電体素子」を第１の発明として「パルス発生
器、放電灯・点灯装置等の非直線性誘電体素子と
することを特徴とする前記第１発明記載の非直線
性誘電体素子」を第２の発明とするものである。 つまり、Ba（Ti―Sn）O3系多結晶体の平均結
晶粒径が10μ〜60μの範囲で容量電圧特性の非直
線性と絶縁破壊電圧が最も実用的であることを見
出したものである。 さらにBaTiO3のTiの一部をSnで置換した固溶
体Ba（Ti―Sn）O3がSnの添加量によつてキユリ
ー点が低温側に移行した状態の固溶体を選択して
実験を行なつた結果、容量電圧特性がもつとも非
直線性を示すことも見出した。 つまり、BaTiO3に対しBaSnO3 2.0〜10.0mo
％を固溶させた場合、最も実用的なものであつ
た。ただし、この場合も平均結晶粒径が、本特許
の請求範囲である10μ〜60μの範囲内でなければ
容量電圧特性の非直線性および絶縁破壊電圧が実
用的でないことはもちろんである。 すなわち、本発明の非直線性誘電体素子は新規
なものとして、Ｄ―Ｅヒステリシス曲線の傾斜が
急しゆんで残留分極のバラツキもなく誘電率が高
い値でしかも容量電圧特性の非直線性特性の温度
特性がBaTiO3単結晶等に比較しきわめて安定で
あり、誘電体損失の小さい絶縁破壊電圧の極めて
優れた特徴を有するものでありパルス発生器、放
電灯・点灯装置等の非直線性誘電体素子としての
実用化が可能となつたものである。 以下実施例をあげて本発明を詳細に説明する。
第１図ＡはBaTiO3単結晶体のＤ―Ｅヒステリシ
ス曲線例図であり、Ｂは従来のBaTiO3多結晶体
のＤ―Ｅヒステリシス曲線例図である。第２図は
本発明の実施例である非直線性誘電体素子のＤ―
Ｅヒステリシス曲線例図である。 第３図は本発明の非直線性誘電体素子を用いた
放電灯・無接点起動装置の回路図である。 第４〜５図は第３図に示す回路の動作原理を示
す回路および動作波形図である。 第６図は本発明によるBa（Ti―Sn）O3系多結
晶体の結晶粒径と第３図に示す回路での放電灯の
両端に加わるパルス電圧および絶縁破壊電圧との
関係を示すものである。 第７図はBaTiO3に対するBaSnO3の添加量別
のパルス電圧の温度特性を示す。 第８図は本発明の非直線性誘電体素子の磁器表
面の結晶写真で平均結晶粒径を示す。 実施例 １ 原料粉末BaCO3，TiO2，SnO2、鉱化剤として
MnCO3、粒土質物質を第一表の所望組成となる
ように磁製ポツト、メトーポールを用いて湿式混
合した。脱水乾燥後1150℃で２時間保持し、仮焼
成せしめ、その後ふたたび磁製ポツト、メノーボ
ールを用いて粉砕を行なつた。水分を蒸発させた
あとこれに適当量のバインダーを加え16.5φ，
0.60ｍ／ｍの円板に10トンプレスで加圧成型し
た。ついで1400〜1500℃で２時間焼成せしめた。 かくして得られた磁器を400倍の倍率で磁器表
面の結晶写真を撮り、単安長さ当りの結晶粒子を
数え平均結晶粒径を算出した。磁器表面の結晶写
真、および平均粒径を第８図に示す。 ついで磁器素子に銀電極を780℃で焼付、その
後、パルス電圧特性を第一表に示すように第３図
の回路で測定し、ついでそのＤ―Ｅヒステリシス
曲線を測定しその例図を第２図に示す。更に絶縁
破壊電圧特性を測定し第１表に示した。 パルス発生の簡単な動作原理については、以下
に動作原理図及び動作波形図を第４〜５図に示
す。 第３図は放電灯・無接点起動装置の回路図の一
例である。非直線性誘電体素子Cn、ダイオード
D1，D3、シヨツクレーダイオード等の一方向性
ブレークオーバ半導体スイツチD2および抵抗R1
〜R4を備えて構成される。基本的には放電灯FL
に対して並列的に接続される非直線性誘電体素子
Cnとフイラメントａ，ｂを予熱するスイツチン
グ回路４とを備えれば良いのであつて必らずしも
第３図に示すような回路構成に限定されない。 上記の回路構成において電源電圧ｅが端子Ｕ―
Ｖ間に印加された場合、電源電圧ｅが正のサイク
ルにおいて上昇してゆくとき、半導体スイツチ
D2にはほぼその時の電源電圧が印加される。 そして電源電圧ｅが半導体スイツチD2のブレ
ークオーバ電圧に達すると半導体スイツチD2が
導通し、安定器Ｌ―フイラメントａ→ダイオード
D1→半導体スイツチD2→フイラメントｂのルー
プで予熱電源が流され、フイラメントａ，ｂが予
熱される。 予熱電流が減少し半導体スイツチD2の保持電
流以下になると半導体スイツチD2がオフ状態に
なる。 この時、安定器Ｌが誘電性負荷の為、安定器Ｌ
に流れる電流I2は電圧より位相が遅れるから半導
体スイツチD2がオフになる時、電圧は既に正の
サイクルに入つており、非直線性誘電体素子Cn
はＢ側を正、Ａ側を負にして急激に充電される。 この充電作用により、非直線性誘電体素子Cn
の蓄積電荷が飽和すると充電電流が急激に減少す
る。この結果、安定器Ｌを流れる電流I2も急激に
減少するので、そのインダクタンスに依存した高
周波値の逆起電力が発生し、これが放電灯FLの
トリガ（パルス）信号となる。 上述の一連の回路作用は、電源電圧ｅの１サイ
クル毎に継続して行なわれ、これによりフイラメ
ントａ，ｂが充分に予熱されると、安定器Ｌに生
ずる前述逆起電力によつて放電灯FLが点灯する。 第５図においてＡは通常のコンデンサの特性で
あり、ＤはＥに比例する。しかるにＢは本発明に
よる素子の特性でありEo以上ではＤがほぼ一定
となる。Ｄ＜Ｃ＞＝Ｃ（Ｆ）×Ｖ（Ｖ）であるから、
同図Ｂになる特性は電圧Eo以上では見掛上の容
量が急激に減少し、蓄積される電荷は飽和し結果
として、充電電流が急激に減少する。 このため、安定器では第４図に示す様にＬ×
di／dt／dtに比例した逆起電力が生じ、放電灯FLを 起動させるトリガー（パルス）電圧が発生する。 第４図中、di／dt／dtは非直線性誘電体素子Cnの 充電々流の変化である。di／dtを大きくとるために、 第５図に於けるEo（Ｖ）以下の充電々流の傾きと
Eo（Ｖ）以上で飽和充電々流の傾きの差が大きい
程トリガー（パルス）電圧が高くなり安定に起動
させることが出来る。故にCn素子のＤ―Ｅヒス
テリシスとしては角形特性に近いことが必要とな
る。このヒステリシス形態を定量的に表わすこと
は容量ではないが本実験では第３図に示す回路に
よるパルス電圧をこのヒステリシス形態の定量的
な尺度とした。第４図に於いて例えばEo（Ｖ）を
適当な値に設定し交流電圧をCn素子に印加した
時第５図に示されるようにEoに於て充電々流は
急激に変化し、前述の如く安定器のインダクタン
スＬに比例した逆起電力によるパルスが交流電圧
のEoに重畳される。このパルス電圧が第３図に
於ける放電灯の起動パルス即ちトリガーとなるも
のであるる。 以上、第１表からわかるように本発明範囲内の
ものはパルス電圧特性が700〜950Vの高い値を示
している。 更に第６図に示すようにBa（Ti―Sn）O3系の
結晶粒径が10〜60μの範囲内のものは第３図の回
路によるパルス電圧が770以上であり、パルス電
圧の温度特性が通常使用される−30〜＋60℃にお
いて50〜〜950Vと高電圧パルス発生する。尚、
比較の為試料No.１，７，８，13は本発明範囲外の
ものである。 以上第一表より、本発明の実施例におけるBa
（Ti―Sn）O3系の平均結晶粒径が10μ以下では第
６図に示すようにパルス電圧特性が400V以下と
なり温度特性も大巾に低下して不安定で実用的で
ない。 更に平均結晶粒径が60μ以上では、絶縁破壊電
圧が低下し、信頼性的に問題であり、且つ不安定
で実用的でない。 以上の理由に基づいて本発明はBa（Ti―Sn）
O3系多結晶体磁器の結晶粒径が10〜60μの範囲か
らなる非直線性誘電体素子に限定するものであ
る。
【表】
以上の様に本発明の非直線性誘電体素子は第２
図に示すようなＤ―Ｅヒステリシス曲線の傾斜が
急しゆんで誘電率が高く、残留分極のバラツキも
なくしかも誘電体損失の小さな、温度に対して非
直線性特性の安定したしかも絶縁破壊電圧の高い
極めて優れた特徴を有するものであり、非直線性
誘電体素子として、従来の欠点を解消した新規の
ものとして本発明によつて始めて実用化が可能と
なつたものである。 したがつて非直線性誘電体素子として用いる前
述の放電灯・無接点起動装置のほか高圧電源のス
イツチング素子、トリガー用高電圧発生回路素
子、記憶蓄積素子、論理演算素子等への用途に実
用化が可能となり、今後この非直線性を積極的に
利用した用途開発も課題となつた。このように本
発明による非直線性誘電体素子の電子工業界にお
ける有用性は多大なるものがある。
図に示すようなＤ―Ｅヒステリシス曲線の傾斜が
急しゆんで誘電率が高く、残留分極のバラツキも
なくしかも誘電体損失の小さな、温度に対して非
直線性特性の安定したしかも絶縁破壊電圧の高い
極めて優れた特徴を有するものであり、非直線性
誘電体素子として、従来の欠点を解消した新規の
ものとして本発明によつて始めて実用化が可能と
なつたものである。 したがつて非直線性誘電体素子として用いる前
述の放電灯・無接点起動装置のほか高圧電源のス
イツチング素子、トリガー用高電圧発生回路素
子、記憶蓄積素子、論理演算素子等への用途に実
用化が可能となり、今後この非直線性を積極的に
利用した用途開発も課題となつた。このように本
発明による非直線性誘電体素子の電子工業界にお
ける有用性は多大なるものがある。
第１図は従来例の説明でａはBaTiO3単結晶体
の結晶Ｄ―Ｅヒステリシス曲線例図、ｂは
BaTiO3多結晶体のＤ―Ｅヒステリシス曲線例図
である。第２図は本発明による実施例である非直
線性誘電体素子のＤ―Ｅヒステリシス曲線例図で
あり、第３図は放電灯・無接点起動装置の回路図
である。第４〜５図は図中の動作原理を示す回路
および動作波形図である。第６図は本発明による
Ba（Ti―Sn）O3系多結晶体の結晶粒径と第３図
に示す回路での放電灯の両端に加わるパルス電圧
との関係を示すものである。第７図は同じく本発
明の実施例であるBaTiO3に対するBaSnO3添加
量別のパルス電圧の温度特性を示す。第８図は本
発明である非直線性誘電体素子の磁器表面の結晶
写真で平均結晶粒径を示す。
の結晶Ｄ―Ｅヒステリシス曲線例図、ｂは
BaTiO3多結晶体のＤ―Ｅヒステリシス曲線例図
である。第２図は本発明による実施例である非直
線性誘電体素子のＤ―Ｅヒステリシス曲線例図で
あり、第３図は放電灯・無接点起動装置の回路図
である。第４〜５図は図中の動作原理を示す回路
および動作波形図である。第６図は本発明による
Ba（Ti―Sn）O3系多結晶体の結晶粒径と第３図
に示す回路での放電灯の両端に加わるパルス電圧
との関係を示すものである。第７図は同じく本発
明の実施例であるBaTiO3に対するBaSnO3添加
量別のパルス電圧の温度特性を示す。第８図は本
発明である非直線性誘電体素子の磁器表面の結晶
写真で平均結晶粒径を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ BaTiO3……90.00〜98.00mo％ BaSnO3……2.00〜10.00mo％ の範囲か
らなる基本組成物において焼結体の平均結晶粒径
が10μ〜60μの範囲にあることを特徴とする非直
線性誘電体素子。 ２ パルス発生器、放電灯・点灯装置等の非直線
性誘電体素子とすることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の非直線性誘電体素子。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15257379A JPS5674917A (en) | 1979-11-26 | 1979-11-26 | Nonnlinear dielectric element |
| FR8024976A FR2470434A1 (fr) | 1979-11-26 | 1980-11-25 | Element dielectrique non lineaire |
| GB8037850A GB2066801B (en) | 1979-11-26 | 1980-11-26 | Non-linear dielectric element |
| DE3044559A DE3044559C2 (de) | 1979-11-26 | 1980-11-26 | Nichtlineares, dielektrisches Bauelement |
| NL8006436A NL8006436A (nl) | 1979-11-26 | 1980-11-26 | Niet-lineair dieelectrisch element. |
| US06/350,379 US4404029A (en) | 1979-11-26 | 1982-02-19 | Non-linear polycrystalline barium titanate-type dielectric element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15257379A JPS5674917A (en) | 1979-11-26 | 1979-11-26 | Nonnlinear dielectric element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5674917A JPS5674917A (en) | 1981-06-20 |
| JPS635892B2 true JPS635892B2 (ja) | 1988-02-05 |
Family
ID=15543424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15257379A Granted JPS5674917A (en) | 1979-11-26 | 1979-11-26 | Nonnlinear dielectric element |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4404029A (ja) |
| JP (1) | JPS5674917A (ja) |
| DE (1) | DE3044559C2 (ja) |
| FR (1) | FR2470434A1 (ja) |
| GB (1) | GB2066801B (ja) |
| NL (1) | NL8006436A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3047367C2 (de) * | 1979-12-21 | 1987-03-12 | Mitsubishi Denki K.K., Tokio/Tokyo | Starter-Schalter für eine Leuchtstofflampe |
| JPS6022451B2 (ja) * | 1981-12-17 | 1985-06-01 | 三菱鉱業セメント株式会社 | 誘電体磁器組成物 |
| JPS5954107A (ja) * | 1982-09-20 | 1984-03-28 | 松下電器産業株式会社 | 高誘電率磁器組成物 |
| US4523795A (en) * | 1982-09-30 | 1985-06-18 | Gte Products Corporation | Discharge lamp operating apparatus and method |
| US4647819A (en) * | 1985-01-16 | 1987-03-03 | Gte Products Corporation | Metal vapor lamp starting and operating apparatus |
| JPS61219753A (ja) * | 1985-03-22 | 1986-09-30 | 山井 巌 | 低熱膨張性リン酸ジルコニルセラミツクスの製造法 |
| US4808888A (en) * | 1986-11-28 | 1989-02-28 | Gte Products Corporation | Starting circuit for gaseous discharge lamps |
| US4950961A (en) * | 1986-11-28 | 1990-08-21 | Gte Products Corporation | Starting circuit for gaseous discharge lamps |
| US4858066A (en) * | 1988-12-22 | 1989-08-15 | Gte Products Corporation | Nonlinear dielectric capacitor for pulse generation applications |
| US5032559A (en) * | 1989-05-05 | 1991-07-16 | Gte Products Corporation | Method of preparing barium, titanium, zirconium oxide ferroelectric ceramic compositions |
| US6147448A (en) * | 1998-07-13 | 2000-11-14 | Huang; Hsien-Jung | Piezolelectric porcelain step-up discharge tube |
| DE102008032509A1 (de) * | 2008-07-10 | 2010-01-14 | Epcos Ag | Heizungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung der Heizungsvorrichtung |
| KR100997379B1 (ko) * | 2008-08-08 | 2010-11-30 | 한국과학기술연구원 | 선형적 유전특성을 나타내는 유전체 박막 조성물 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1287995B (ja) * | ||||
| SU47904A1 (ru) * | 1934-03-21 | 1936-07-31 | П.А. Оружинский | Аэростат дл подъема и выпуска ракет в стратосфере |
| US2402515A (en) * | 1943-06-11 | 1946-06-18 | Titanium Alloy Mfg Co | High dielectric material and method of making same |
| NL277007A (ja) * | 1961-04-17 | |||
| US3268783A (en) * | 1965-10-05 | 1966-08-23 | Murata Manufacturing Co | Capacitor comprising an nu-type semiconductor metallic oxide and a layer of compensated material |
| US4119886A (en) * | 1976-01-06 | 1978-10-10 | Hitachi, Ltd. | Pulse generator |
| JPS59125B2 (ja) * | 1978-10-20 | 1984-01-05 | ティーディーケイ株式会社 | 非直線性誘電体素子 |
-
1979
- 1979-11-26 JP JP15257379A patent/JPS5674917A/ja active Granted
-
1980
- 1980-11-25 FR FR8024976A patent/FR2470434A1/fr active Granted
- 1980-11-26 GB GB8037850A patent/GB2066801B/en not_active Expired
- 1980-11-26 DE DE3044559A patent/DE3044559C2/de not_active Expired
- 1980-11-26 NL NL8006436A patent/NL8006436A/nl not_active Application Discontinuation
-
1982
- 1982-02-19 US US06/350,379 patent/US4404029A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3044559C2 (de) | 1986-10-09 |
| US4404029A (en) | 1983-09-13 |
| NL8006436A (nl) | 1981-06-16 |
| JPS5674917A (en) | 1981-06-20 |
| DE3044559A1 (de) | 1981-09-03 |
| FR2470434A1 (fr) | 1981-05-29 |
| GB2066801B (en) | 1983-05-11 |
| GB2066801A (en) | 1981-07-15 |
| FR2470434B1 (ja) | 1983-07-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Burn et al. | Energy storage in ceramic dielectrics | |
| US4447549A (en) | Non-linear dielectric element | |
| JPS635892B2 (ja) | ||
| Cao et al. | Excellent thermal stability, high efficiency and high power density of (Sr0. 7Ba0. 3) 5LaNb7Ti3O30–based tungsten bronze ceramics | |
| JP3606079B2 (ja) | 非直線性誘電体磁器、パルス発生用コンデンサ、高圧蒸気放電灯回路および高圧蒸気放電灯 | |
| US4119886A (en) | Pulse generator | |
| JPS6230682B2 (ja) | ||
| US4517496A (en) | Lighting apparatus for a discharge lamp | |
| JPS6312324B2 (ja) | ||
| US2989481A (en) | Plastic titanate piezoelectric composition | |
| JPS5950083B2 (ja) | パルス発生器 | |
| CN116947487A (zh) | 一种具有高饱和极化的反铁电陶瓷材料及其制备方法和应用 | |
| JPH0132647B2 (ja) | ||
| JPS63221504A (ja) | 非直線性誘電体素子 | |
| JPH0419687B2 (ja) | ||
| JPS58188122A (ja) | 非線形セラミツクコンデンサ | |
| JPS6243522B2 (ja) | ||
| JPS5954666A (ja) | 高誘電率磁器組成物 | |
| JPS61142975A (ja) | パルス発生回路 | |
| US3359133A (en) | Ceramic dielectrics | |
| JPH01136324A (ja) | 非直線性誘電体素子の製造方法 | |
| KR870001658B1 (ko) | 전압 감응성 전류 제한소자 | |
| JPS63221505A (ja) | 非直線性誘電体素子 | |
| CA1201760A (en) | Lighting apparatus for a discharge lamp | |
| JPS59116174A (ja) | 高誘電率系磁器組成物 |