VARISTOR MIT EINER ISOLIERENDEN SCHICHT AUS EINEM GRUNDGLAS MIT FÜLLSTOFF

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft einen Varistor.

[0002] Zinkoxid (ZnO)-Energievaristoren sind nicht-lineare spannungsabhängige Widerstandskörper, welche keramische Sinterkörper auf der Basis von Zinkoxid als Widerstandselement umfassen. Bei Varistoren nimmt der elektrischer Widerstand oberhalb einer Ansprechspannung mit steigender Spannung stark ab. Aufgrund dieses elektrischen Verhaltens werden Varistoren zum Schutz von elektrischen Anlagen und Geräten gegenüber Überspannungen und Spannungsspitzen verwendet. Der Varistor wird dabei parallel zur schützenden elektrischen Anlage geschaltet und begrenzt durch seine Strom-Spannungskennlinie die maximal an der elektrischen Anlage auftretende Spannung. Zur elektrischen Kontaktierung der Varistoren werden auf beiden Stirnseiten der zylindrischen Hauptkörper der Varistoren Elektroden aufgebracht.

[0003] Überspannungen und Spannungsspitzen können auf einer Zeitachse grob in Blitzschlag-Überspannung (Zeitbereich: Mikrosekunden), Schaltüberspannungen (Zeitbereich: Millisekunden) und temporäre Überspannungen (Zeitbereich: Sekunden) unterteilt werden. Insbesondere können Überspannungen im Mikrosekundenbereich sehr hohe Spannungsspitzen erreichen. Diese sehr schnellen und hohen Spannungsspitzen belasten nicht nur die Zinkoxidkeramik des Varistors sehr stark, sondern es kommt ohne geeignete Gegenmaßnahmen zu einem elektrischen Überschlag an der Außenseite bzw. Oberfläche des Varistors.

[0004] Aus US 5,294,909 ist ein Zinkoxid-Varistor bekannt, bei dem die Mantelfläche des keramischen Grundkörpers mit einer Schicht hohen Widerstands versehen ist. Die kristallisierte Glaszusammensetzung für die Benetzung des keramischen Grundkörpers weist als Hauptkomponente Bleioxid (PbO) auf und ist mit den Komponenten ZnO, B₂O₃, SiO₂, MoO₃, WO₃, TiO₂ und NiO angereichert, um die Kristallinität und die isolierende Eigenschaft der Schicht zu fördern. Die Zugabe größerer Mengen von PbO zur isolierenden Schicht erhöht ihren thermischen Ausdehnungskoeffizienten, wobei die Zugabe größere Mengen von ZnO die Kristallisation der Glaszusammensetzung der Schicht ermöglicht. Dagegen führt die Zugabe größerer Mengen von B₂O₃ zu einer Verminderung der Kristallisation der Schicht, insbesondere wenn der Gewichtsanteil der Schicht von B₂O₃ über 15% hinaus geht. Ferner führt die Erhöhung der SiO₂-Menge zur Verminderung der Kristallisation, wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient gleichzeitig erhöht wird.

[0005] Die Druckschrift DE 101 42 314 A1 offenbart einen nichtlinearen Widerstandskörper, der mit einer äußeren Hochwiderstandsschicht versehen ist. Die Hochwiderstandsschicht enthält ein Glasgemisch.

[0006] Ableiter bestehend aus Varistoren sind in der Anwendung Umwelteinflüssen wie Feuchte und chemischen Schadstoffen über lange Zeiträume (Lebensdauer ≥ 30 Jahre) ausgesetzt. Es besteht die Gefahr, dass diese Umwelteinflüsse zu einer Reduktion der ZnO-Keramik des Varistors führen und die Strom-Spannungskennlinie verändern. Die Schutzfunktion vor Umwelteinflüssen übernimmt dabei die Umhüllung.

[0007] Es liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, Mittel zur Erhöhung der Überschlagsfestigkeit eines Varistors anzugeben. Eine weitere Aufgabe besteht darin, Mittel anzugeben, mit denen die Keramik eines Varistors vor Umwelteinflüssen geschützt werden kann.

[0008] Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

[0009] Erfindungsgemäß wird ein Varistor vorgeschlagen, welcher einen keramischen Grundkörper aufweist, dessen Oberfläche wenigstens teilweise mit einer isolierenden Schicht versehen ist, welche aus einem Grundglas und einem Füllstoff zusammengesetzt ist, wobei der Füllstoff 3Al₂O₃ 2SiO₂ enthält, dadurch gekennzeichnet, das die isolierende Schicht zusätzlich materialstärkende Fasern enthält.

[0010] Mit der genannten Zusammensetzung ist eine hohe elektrische Isolationsfähigkeit gegeben, welche für eine gute Überschlagsfestigkeit des Varistors mitverantwortlich ist.

[0011] Die isolierende Schicht ist zudem bezüglich ihrer Umweltverträglichkeit unbedenklich, da sie kein Blei enthalten muss. Vorteilhafterweise ist die Schicht frei von Blei.

[0012] Es wird bevorzugt, dass die Schicht einen Füllstoffanteil von 5 bis 40 % aufweist. Mit diesem Füllstoffanteil wird erreicht, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der isolierenden Schicht reduziert wird, um eine Rissbildung der Schicht zu vermeiden. Insbesondere kann mit einem Füllstoffanteil in diesem Bereich erreicht werden, dass der thermische Ausdehnungskoeffizient der Schicht niedriger ist als der des keramischen Grundkörpers des Varistors.

[0013] Es ist günstig, wenn Zinkoxid einen Gewichtsanteil von 30 bis 50 % des Grundglases ausmacht.

[0014] Es wird ein Varistor angegeben, der einen keramischen Grundkörper aufweist, wobei zumindest auf einen Teilbereich des keramischen Grundkörpers eine Schicht aufgebracht ist, welche erfindungsgemäß materialstärkende Fasern enthält.

[0015] Mit den materialstärkenden Fasern wird der Schicht eine hohe Festigkeit gegeben, sodass die Schicht bei erhöhten mechanischen oder thermischen Belastungen nicht aufreißt oder aufplatzt.

[0016] Vorzugsweise dichtet die Schicht den keramischen Grundkörper zumindest teilweise hermetisch nach außen ab, sodass der zur Entflammung des elektrischen Bauelements bzw. des keramischen Grundkörpers nötige Sauerstoff nicht zur heißen Zündquelle des Varistors bzw. des keramischen Grundkörpers vordringen kann. Mangels dieses Sauerstoffs kann der Varistor auch bei erheblicher Überspannung nicht zur Zündung kommen.

[0017] Es ist ein weiterer Vorteil der hochfesten Schicht, dass der Austritt von schädlichen Materialien des keramischen Grundkörpers nach außen vermieden wird. Das Vergiftungspotenzial wird damit für einen Nutzer abgesenkt.

[0018] Außerdem wird mittels der Schicht eine thermische Isolation des elektrischen Bauelements gegenüber der Umgebung gewährleistet, sodass ein Verbrennen eines Nutzers bei Berührung mit dem Varistor erschwert und damit das Gefahrenpotetial reduziert wird.

[0019] Es wird bevorzugt, dass die Schicht feuerfeste oder zumindest flammenhemmende Materialien aufweist. Sollte trotz der hohen Schichtfestigkeit, beispielsweise unter extremen Druck- oder Temperaturbedingungen, das elektrische Bauelement oder der keramische Grundkörper gezündet werden, können die flammenhemmenden Materialien der Schicht eine Ausbreitung des Brennens verlangsamen.

[0020] Ein Schutz vor einer Beflammung von außen wird mit einer solchen feuerfesten Schicht ebenfalls erreicht. Die Gefahr der Entflammung des gesamten elektrischen Bauelements, oder der Ausbreitung des Brennens auf eine Anordnung von mehreren elektrischen Bauelementen, kann mit dieser Maßnahme vorteilhafterweise reduziert werden.

[0021] Gemäß einer Ausführungsform werden die materialstärkenden Fasern der Mullitmischung zugesetzt. Somit entsteht eine Isolierschicht mit einer hohen Überschlags- und Materialfestigkeit. Wenn der Mullitmischung zusätzlich flammenhemmende Materialien zugesetzt werden, kann außerdem die Feuerfestigkeit des Varistors bzw. der isolierenden Schicht erhöht werden.

[0022] Die Erfindung wird anhand der folgenden Ausführungsbeispiele und Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Figur 1

einen Varistor, welcher stirnseitig mit Metallisierungen und an seiner Mantelfläche mit einer isolierenden Schicht versehen ist,

Figur 2

eine Grafik zur Darstellung der Ausfallquote von Varistoren mit und ohne einer 3Al₂O₃ 2SiO₂ aufweisenden isolierenden Schicht bei unterschiedlichen Strombelastungen,

Figur 3

einen Varistor mit einer faseraufweisenden Außenschicht,

Figur 4

einen Varistor nach Figur 3 mit stirnseitig aufgebrachten Kontaktkörpern,

Figur 5

ein elektrisches Bauelement mit mehreren Innenelektroden und einer faseraufweisenden Außenschicht.

[0023] Belastungsfälle im Sinne eines direkten Blitzschlags sind standardisiert als 4/10 µs-Tests im IEC-Standard 60099-4 verankert. Der 4/10 µs-Test weist eine Anstiegszeit bis zum Scheitelstrom von 4 µs auf, wobei die Abklingzeit einen 50%-Wert des Scheitelwerts 10 µs beträgt. Für Ableiter der 10kA und 20kA-Klasse ist dabei die Belastung mit zwei Impulsen mit einem Scheitelstrom von jeweils 100 kA vorgeschrieben, ohne dass es zu einem Überschlag am Ableiter bzw. Varistor kommt. Belastungen entsprechend dem 4/10-Test werden im Weiteren innerhalb dieser Schrift als Impulsbelastungen bezeichnet.

[0024] Figur 1 zeigt einen Varistor mit einem keramischen Grundkörper 1, dessen Oberfläche mit einer isolierenden Schicht 2 und dessen Stirnseiten mit Metallisierungen bzw. Elektroden 3 versehen ist. Insbesondere wird die Mantelfläche des Grundkörpers 1 mit der isolierenden Schicht versehen. Für die isolierende Schicht wird eine Komposit-Glasur, bestehend aus einem Grundglas und einem Füllstoff, vorgeschlagen. Das Grundglas enthält 30 bis 50 % ZnO, 30 bis 40 % B₂O₃, 0 bis 10 % CuO und 0 bis 10 % P₂O₅. Als Füllstoff des Gemisches wird Mullit (3Al₂O₃ 2SiO₂) im Bereich von 5 bis 40 % eingesetzt. Der Füllstoff ist in Pulverform (Körnung 0 bis 200 µm) der Glasschicht bzw. der Glasur beigemengt.

[0025] Während des Glaseinbrands schmilzt das Grundglas bzw. die Glasfritte, verrinnt und bildet eine glasartige Umhüllung des Varistors. Für die enthaltenen Füllstoffkörner ist die verwendete Temperatur des Glaseinbrands weit unterhalb des Schmelzpunkts der Füllstoffkörner, weshalb diese nicht schmelzen und unverändert in das Grundglas eingebettet werden können.

[0026] Als vorteilhaft für die Komposit-Glasur bzw. der isolierenden Schicht hat sich ein Füllstoffgehalt zwischen 5 bis 40 % herausgestellt.

[0027] Das Auftragen der isolierenden Schicht kann beispielsweise mit den folgenden Schritten ausgeführt werden:

1) Mischen der Grundglas-Glasfritte mit dem Füllstoff Mullit, Wasser und einem Binder.

2) Aufbringen der resultierenden Paste mittels Sprühtechnik oder Pasten-Drucktechnik.

3) Einbrennen der Glaspaste bei 600 bis 680 °C, wobei hiermit zugleich ein Temperierungsschritt für die Varistorkeramik erreicht und die Langzeitstabilität der Keramik verbessert wird.

[0028] Um die Strom-Spannungskennlinie von Varistoren nicht oder nur geringfügig zu beeinflussen, darf beim Fertigungsschritt der Umhüllung der ZnO-Keramik die Temperatur nicht zu hoch sein. Es sollten daher nur Gläser mit niedrigen Schmelzpunkten verwendet werden. Gläser mit niedrigem Schmelzpunkt und gutem Isolationsvermögen für Energievaristoren sind aber in der Vergangenheit nur durch bleihaltige Gläser oder Wismut basierende Gläser verwirklicht wurde, wobei bleihaltige Gläser Umweltschutzanforderungen nicht erfüllen können und Wismut basierende Gläser aufgrund der hohen Wismut-Rohstoffkosten teuer sind. Organische Lacke dagegen stellen eine kostengünstige Möglichkeit der Umhüllung dar, sind jedoch in Bezug auf die erwünschte Langzeitstabilität von Energievaristoren mit Schwachstellen behaftet.

[0029] Ein wichtiger Punkt für die Impulsfestigkeit von Umhüllungen bzw. isolierenden Schichten ist die Temperaturschockbeständigkeit. Bei einer Impulsbelastung kann die Temperatur des Energievaristors innerhalb von Mikrosekunden um bis zu 150 °C steigen. Ist der thermische Ausdehnungskoeffizient der Umhüllung größer als jener der Keramik, kommt es durch diese Belastung verstärkt zu einer Rissebildung in der Umhüllung und damit zu einer schlechten Impulsfestigkeit. Niedrig schmalzende Gläser weisen durchgehend einen zu hohen thermischen Ausdehnungskoeffizienten gegenüber einer Zinkoxid-Keramik auf, sodass damit die Impulsfestigkeit unbefriedigend bleibt.

[0030] Die Zumischung von Füllstoff mit sehr niedrigem thermischen Ausdehnungskoeffizienten ins Grundglas führt dagegen zu einem geringeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten der isolierenden Schicht. Durch die Zugabe des Füllstoffs Mullit wird also der thermische Ausdehnungskoeffizient der Glasur verkleinert. Durch Optimierung des Ausdehnungskoeffizienten der Komposit-Glasur kann dieser auf etwa den Wert der Ausdehnungskoeffizienten der Zinkoxid-Keramik des Varistors angepasst werden.

[0031] Die folgende Tabelle zeigt den thermischen Ausdehnungskoeffizienten von Varistorkeramik und einer Komposit-Glasur für verschiedene Temperaturen.

T	α1	α2
(°C)	10-7 (K-1)	10-7 (K-1)
150	59,7	56,0
200	64,3	57,7
250	67,0	60,1
300	68,2	61,2
350	69,6	62,4
400	70,8	63,6
450	71,9	64,9
500	72,4	66,4
550	71,5	87,5

[0032] Die Werte T, α1, α2 stellen jeweils die Temperatur, den Ausdehnungskoeffizienten der Varistorkeramik und den Ausdehnungskoeffizienten der isolierenden Schicht bzw. Komposit-Glasur dar.

[0033] Der Varistor kann als Vielschichtvaristor mit integrierten Innenelektroden ausgebildet sein, wobei in diesem Falle die Kontaktkörper vorzugsweise an der Seitenfläche des Grundkörpers angeordnet sind. Jeder Kontaktkörper wird dabei mit einem Ende einer Innenelektrode eines Innenelektrodensatzes kontaktiert, siehe hierzu auch Figur 5.

[0034] Figur 2 ist eine grafische Darstellung der Ausfallquote von Varistoren mit und ohne einer mit Mullit verstehenden isolierenden Schicht bei steigender Strom-Impulsbelastung. Die vertikale Achse stellt die kummulierte Ausfallrate der Varistoren in Prozent dar, die horizontale Achse dagegen den auf die Varistoren angelegten Impuls-Strom in Ampere. Die dunklen Balken zeigen das Verhalten von Varistoren, welche mit einer Mullit aufweisenden isolierenden Schicht versehen sind. Dabei ist deutlich erkennbar, wie die Ausfallquoten solcher Varistoren erst bei einem relativ hohen Wert von 110 kA (Kiloampère) beginnen zu steigen, insbesondere wenn in kurzen Zeitspannen hintereinander dieser Impuls angewandt wird. Dagegen steigt die Ausfallquote von Varistoren ohne einer Mullit aufweisenden isolierenden Schicht schon bei 90 kA an. Der Gewichtsanteil von Mullit der isolierenden Schicht der durch die grauen Balken dargestellten Varistoren beträgt 20 %. Es wurden Energievaristoren mit einer Höhe von 44 mm und einem Durchmesser von 43,5 mm verwendet.

[0035] Eine Mullit aufweisende Komposit-Glasur weist daher einen per Design optimierten thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf. Die Glasur weist auch eine sehr gute mechanische Festigkeit auf, welche sich ebenfalls positiv auf die Impulsfestigkeit auswirkt. So beträgt die Biegezugfestigkeit bei 20 % Gewichtsanteil von Mullit 78 MPa.

[0036] Die vorliegende Komposit-Glasur schützt vorteilhafterweise auch die Keramik aufgrund des glasigen Verschmelzens zuverlässig vor Umwelteinflüssen. Sie ist auch ungiftig und unbedenklich im Sinne der Umweltverträglichkeit, da sie insbesondere auch bleifrei zusammengesetzt sein kann. Ebenfalls muss die Komposit-Glasur kein Wismut enthalten, sodass sie wesentlich kostengünstiger als derzeit verwendete Alternativen ist. Der verwendete Füllstoff Mullit weist einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten im Bereich von 40 * 10^-7(K^-1) und einen hohen Schmelzpunkt bei > 1800 °C auf. Durch den hohen Schmelzpunkt ist sichergestellt, dass während des Einbrennens der Glasur keine oder zumindest nur eine äußerst geringe chemische und/oder physikalische Umwandlung des Füllstoffs erfolgt.

[0037] Figur 3 zeigt einen Varistor, dessen Oberfläche zumindest teilweise mit einer isolierenden Schicht 2 versehen ist, welche Faserverbundwerkstoffe 4 enthält. Die Faserverbundwerkstoffe werden vorzugsweise der vorhergehend beschriebenen Mullitmischung beigement. Die Schicht dichtet einen Innenbereich des keramischen Grundkörpers vorzugsweise hermetisch nach außen ab.

[0038] Mittels der Faserverbundwerkstoffe wird eine wesentliche Erhöhung der Festigkeit der isolierenden Umhüllung 2 des Varistors erreicht. Dadurch kann die Umhüllung hohen Belastungen standhalten, wie beispielsweise eine thermisch induzierte Ausdehnung des keramischen Grundkörpers, ohne dass sie Risse oder Öffnungen bildet. Die thermisch induzierte Ausdehnung des keramischen Körpers kann beispielsweise durch Anlegen einer erhöhten Betriebsspannung ausgelöst werden, die lokal zu einem Schmelzen der Varistorkeramik mit explosionsartigem Austritt von Keramikmaterial und diversen Reaktionsprodukten und damit zur Zündung der Varistorumhüllung führen kann. In Folge kann dies zur Entflammung ganzer Geräte bzw. Anlagenteile führen, in denen der Varistor eingesetzt wird. Mittels der Fasern enthaltenden Schicht wird vermieden, dass die vom keramischen Grundkörper abgegebenen, gegebenenfalls schädlichen Materialien nach außen entweichen, oder dass der zum Entflammen nötige Sauerstoff in den Innenbereich des keramischen Grundkörpers dringt.

[0039] Eine erhöhte Festigkeit der Varistorumhüllung 2 wird mit dem Zusatz von faserförmigen Verstärkungsmaterialien unterschiedlicher Länge organischer sowie anorganischer Natur, sowie mit dem Zusatz von organischen sowie anorganischen Matrixelementen bzw. Verbundstoffen erreicht.

[0040] Als Faser 4 organischer Natur werden Aramidfaser bevorzugt. Als Faser anorganischer Natur kommen vorzugsweise Glasfasern, Kohlefasern oder Mineralwolle zum Einsatz. Diese haben den Vorteil, dass sie flammenhemmend wirken.

[0041] Geeignete organische Matrixelemente bzw. Verbundstoffe sind Silikonharze, Phenolharze oder Epoxyharze. Als anorganische Matrixelemente werden vorzugsweise hydraulisch abbindende Keramiken und Zemente verwendet.

[0042] Es werden vorzugsweise Glasfaserschnitze 4 mit einer Länge von 0,2 mm in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen mit einer Silikonharz-Lackrezeptur oder Phenolharz-Lackrezeptur vermischt, sodass eine tauchfähige oder spritzfähige Mischung entsteht, welche auf den keramischen Grundkörper aufgebracht werden kann. Die Auftragung der Umhüllung 2 kann mehrschichtig erfolgen, bis die geforderte Umhüllungsdicke erreicht wird. Dabei werden 3 bis 7, insbesondere 5 Tauchgänge bevorzugt um eine Umhüllungsdicke von zwischen 7 und 9 mm zu erreichen, da sich herausgestellt hat, dass diese Dicke eine besonders gute Festigkeit ergibt, wobei aber nur eine verhältnismäßig kurze Herstellungszeit erforderlich ist.

[0043] Nach einem mit einer Temperaturerhöhung gekennzeichneten Härtungsverfahren, beispielsweise durch das Passieren des Varistors durch einen Ofen, wird die mit den Zusätzen angereicherte Umhüllung 2 auf die gewünschte hohe Festigkeit gebracht.

[0044] In Figur 4 ist ein Varistor 1 gezeigt, welcher stirnseitig mit Kontaktkörpern 3 versehen ist. Es wird bevorzugt, dass die Auftragung der Umhüllung 2 vor dem Einbrennen der Kontaktkörper erfolgt, sodass durch die extrem hohe Temperatur während des Einbrennens der Kontaktkörper die auf den Stirnseiten des Varistors aufgebrachte Schicht erweicht und anschießend weggedrückt bzw. abgeführt wird. Damit weisen die Kontaktkörper 3 jeweils eine nach außen gerichtete, freie Fläche auf, welche mit einem weiteren Kontaktkörper kontaktierbar ist. Es ist jedoch auch möglich, die Kontaktkörper 3 auf die Stirnseiten des keramischen Grundkörpers 1 aufzubringen und anschließend den Varistor in eine Umhüllungsmasse bzw. -flüssigkeit einzutauchen, wobei anschließend, beispielsweise nach dem Härtungsverfahren, die Umhüllung mittels eines Ätzverfahrens von den Stellen abgeschieden wird, wo keine Umhüllung erwünscht ist, insbesondere oberhalb der Kontaktkörper.

[0045] Figur 5 zeigt einen Vielschichtvaristor mit einem keramischen Grundkörper 1, in dessen Innerem Innenelektroden 5 angeordnet sind, welche jeweils mit einem Ende mit einem auf die Ober- bzw. Seitenfläche des keramischen Grundkörpers aufgebrachten Kontaktkörper bzw. Metallisierung 3 verbunden sind. Der Vielschichtvaristor weist eine Mullit enthaltende Außenschicht 2 gemäß der vorhergehenden Ausführungsbeispiele auf, welche mit materialstärkenden Fasern angereichtert sein kann. Somit wird ein Vielschichtvaristor bereitgestellt, welcher mittels einer hochfesten, vorzugsweise flammenhemmenden Umhüllung 2 auch bei zufälligen oder versehentlichen Überspannungen nicht oder zumindest nur schwer in Brand gesetzt werden kann. Wie zu Figur 4 beschrieben wird bevorzugt, dass die Metallisierungen 3 frei von Umhüllungsmaterialien sind.

Bezugszeichenliste

[0046] 

1

keramische Grundkörper eines Varistors

2

isolierende Schicht

3

Metallisierung

4

Faser

5

Innenelektroden

Ansprüche

1. Varistor, aufweisend
einen keramischen Grundkörper (1), dessen Oberfläche wenigstens teilweise mit einer isolierenden Schicht (2) versehen ist, welche aus einem Grundglas und einem Füllstoff zusammengesetzt ist, wobei der Füllstoff 3Al₂O₃ 2SiO₂ enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die isolierende Schicht (2) zusätzlich materialstärkende Fasern (4) enthält.

2. Varistor nach Anspruch 1, bei dem die isolierende Schicht (2) einen Füllstoffgewichtsanteil von 5 bis 40% aufweist.

3. Varistor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem das Grundglas einen ZnO-Gewichtsanteil von 30 bis 50% aufweist.

4. Varistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Grundglas einen B₂O₃-Gewichtsanteil von 30 bis 40% aufweist.

5. Varistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Grundglas einen CuO-Gewichtsanteil von bis zu 10% aufweist.

6. Varistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Grundglas einen P₂O₅-Gewichtsanteil von bis zu 10% aufweist.

7. Varistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stirnseiten des keramischen Grundkörpers (1) mit Metallisierungen (3) versehen sind.

8. Varistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die materialstärkende Fasern (4) organisch und/oder anorganisch sind.

9. Varistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die isolierende Schicht (2) einen organischen Verbundstoff (4) enthält.

10. Varistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die isolierende Schicht (2) einen anorganischen Verbundstoff (4) enthält.

11. Varistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die isolierende Schicht (2) durch Temperaturerhöhung verfestigt ist.

12. Varistor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Varistor ein Vielschichtvaristor ist.

Claims

1. Varistor, comprising
a ceramic base body (1), the surface of which is provided at least in parts with an insulating layer (2) composed of a base glass and a filler, wherein the filler contains 3Al₂O₃ 2SiO₂, characterized in that the insulating layer (2) additionally contains material-strengthening fibres (4).

2. Varistor according to Claim 1, in which the insulating layer (2) has a filler content of 5 to 40% by weight.

3. Varistor according to either of Claims 1 and 2, in which the base glass has a ZnO content of 30 to 50% by weight.

4. Varistor according to one of the preceding claims, in which the base glass has a B₂O₃ content of 30 to 40% by weight.

5. Varistor according to one of the preceding claims, in which the base glass has a CuO content of up to 10% by weight.

6. Varistor according to one of the preceding claims, in which the base glass has a P₂O₅ content of up to 10% by weight.

7. Varistor according to one of the preceding claims, in which the end faces of the ceramic base body (1) are provided with metallizations (3).

8. Varistor according to one of the preceding claims, in which the material-strengthening fibres (4) are organic and/or inorganic.

9. Varistor according to one of the preceding claims, in which the insulating layer (2) contains an organic composite material (4).

10. Varistor according to one of the preceding claims, in which the insulating layer (2) contains an inorganic composite material (4).

11. Varistor according to one of the preceding claims, in which the insulating layer (2) is strengthened by an increase in temperature.

12. Varistor according to one of the preceding claims, in which the varistor is a multilayer varistor.

Revendications

1. Varistor présentant un corps de base (1) en céramique dont au moins une partie de la surface est dotée d'une couche isolante (2) constituée d'un verre de base et d'une charge, la charge contenant du 3Al₂O₃ 2SiO₂,
caractérisé en ce que
la couche isolante (2) contient en supplément des fibres (4) de renfort du matériau.

2. Varistor selon la revendication 1, dans lequel la couche isolante (2) présente une teneur pondérale en charge de 5 à 40 %.

3. Varistor selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel le verre de base présente une teneur pondérale en ZnO de 30 à 50 %.

4. Varistor selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le verre de base présente une teneur pondérale en B₂O₃ de 30 à 40 %.

5. Varistor selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le verre de base présente une teneur pondérale en CuO pouvant atteindre 10 %.

6. Varistor selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le verre de base présente une teneur pondérale en P₂O₅ pouvant atteindre 10 %.

7. Varistor selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les faces frontales du corps de base (1) en céramique sont dotées d'une métallisation (3).

8. Varistor selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les fibres (4) de renfort du matériau sont des fibres organiques et/ou minérales.

9. Varistor selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la couche isolante (2) contient un matériau composite organique (4).

10. Varistor selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la couche isolante (2) contient un matériau composite minéral (4).

11. Varistor selon l'une des revendications précédentes, dans lequel la couche isolante (2) est solidifiée par augmentation de température.

12. Varistor selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le varistor est un varistor multicouche.

Zeichnung