JP2001155908A - Zinc oxide porcelain composition, manufacturing method therefor and zinc oxide varistor - Google Patents

Zinc oxide porcelain composition, manufacturing method therefor and zinc oxide varistor

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JP2001155908A JP34057299A JP34057299A JP2001155908A JP 2001155908 A JP2001155908 A JP 2001155908A JP 34057299 A JP34057299 A JP 34057299A JP 34057299 A JP34057299 A JP 34057299A JP 2001155908 A JP2001155908 A JP 2001155908A
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zinc oxide
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Atsushi Iga
篤志 伊賀
Takashi Miyamoto
敬 宮本
Daiki Miyamoto
大樹 宮本
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Osaka Prefecture
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ZUINKUTOPIA KK
Osaka Prefecture
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a zinc oxide porcelain composition and its manufacturing method, where zinc oxide varistor which has superior electrical characteristics and high reliability with respect to DC load and surge load, and is stable with respect to heat treatment and can be baked at 750-1,200 deg.C, especially at a low temperature at or lower than 1,000 deg.C. SOLUTION: A mixture, containing at least bismuth oxide and antimony oxide, is subjected to high-temperature heat treatment of sintering or melting, cooled and smashed, and oxide synthetic is obtained. Oxide synthetic is added in zinc oxide powder together with at least two kinds of oxides selected from among boron oxide, bismuth oxide, cobalt oxide, chromium oxide, germanium oxide, lanthanum oxide, magnesium oxide, manganese oxide, niobium oxide, neodymium oxide, nickel oxide, lead oxide, praseodymium oxide, antimony oxide, silicon oxide, tin oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tungsten oxide and yttrium oxide, and aluminum oxide, are mixed and pressure-molded into a disk shape and sintered, to obtain a zinc oxide porcelain composition. Electrodes are formed on both the surfaces of the disk, lead wires are attached to the electrodes, and the varistor of a disk type is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】 本発明は電気回路中のサー
ジ吸収などに用いられる酸化亜鉛バリスタ用磁器組成物
とその製造方法および酸化亜鉛バリスタに関する。
The present invention relates to a porcelain composition for a zinc oxide varistor used for absorbing surges in an electric circuit, a method for producing the same, and a zinc oxide varistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】酸化亜鉛バリスタは、ZnOと基本添加物
であるBi2O3、MnOおよびCoOと、さらに性能向上のため
に添加される各種の酸化物とを含む酸化亜鉛原料粉末を
成型し焼成することによって得られる酸化亜鉛系磁器組
成物に電極を形成して製造される。酸化亜鉛バリスタの
電流−電圧(I−V)特性は、しばしばI=(V/C)αの近似
式で表現される。この式でCとαは素子の定数であり、
非直線抵抗指数αが大きい値をもつときには、印加電圧
VがCの値を超えると電流 Iが急激に増大することを表
している。αは電流域によって異なった値をとり、一つ
の素子で必ずしも一定の値をとるとは限らぬ。そこで各
電流域におけるαということで、たとえば、0.1mAα1mA
などとあらわされることがある。バリスタにおける立ち
上がり電圧は、バリスタに1mAの電流を流した時の両端
子間の電圧をいい、しばしば、V1mAで表される。そして
厚みが1mmの試料に1mAの電流を流した時の両端子間の電
圧をこの材料の定数の一つとし、V1mA/mmで表される。
酸化亜鉛バリスタの立ち上がり電圧は、電極間に存在す
る酸化亜鉛焼結体中の酸化亜鉛と酸化亜鉛との粒界の数
にほぼ比例して上昇することが知られている。すなわ
ち、一つの粒界あたり立ち上がり電圧は3から4ボルト上
昇する。したがって、厚さ1mmあたり300〜400Vく
らいの高電圧用の酸化亜鉛バリスタを製造するために
は、平均粒径5〜20μm程度の粒径の小さいZnO粒子を
有する焼結体を製造することが必要である。そこで従来
は、高電圧用の酸化亜鉛バリスタはZnO粉体に少量のBi2
O3、Cr2O3、CoO、MnO、NiOなどの酸化物粉体を添加しさ
らにSb2O3粉体などのZnO粒子の粒成長抑制剤を添加して
焼成することによって、ZnO粒子の成長を抑制する方法
を用いて製造されてきた。Sb2O3は、酸化亜鉛バリスタ
の非直線抵抗特性を安定化させるという重要な働きも行
う。従来、高電圧用、高性能の酸化亜鉛バリスタは、1
150 ℃〜1300 ℃の高い焼結温度で焼成されかな
り優れた電気特性を有していた。
2. Description of the Related Art A zinc oxide varistor is formed by molding a zinc oxide raw material powder containing ZnO, basic additives Bi 2 O 3 , MnO and CoO, and various oxides added for improving the performance. It is manufactured by forming electrodes on a zinc oxide-based porcelain composition obtained by firing. The current-voltage (IV) characteristic of a zinc oxide varistor is often expressed by an approximate expression of I = (V / C) α. In this equation, C and α are element constants,
When the nonlinear resistance index α has a large value, the applied voltage
It shows that the current I increases rapidly when V exceeds the value of C. α takes different values depending on the current range, and does not always take a constant value for one element. Therefore, for each current range, for example, 0.1mA α 1mA
And so on. The rising voltage of a varistor refers to a voltage between both terminals when a current of 1 mA flows through the varistor, and is often expressed as V 1 mA . The voltage between both terminals when a current of 1 mA flows through a sample having a thickness of 1 mm is defined as one of the constants of this material, and is expressed as V 1 mA / mm.
It is known that the rising voltage of the zinc oxide varistor increases almost in proportion to the number of grain boundaries between zinc oxide and zinc oxide in the zinc oxide sintered body existing between the electrodes. That is, the rise voltage per grain boundary increases by 3 to 4 volts. Therefore, in order to manufacture a zinc oxide varistor for a high voltage of about 300 to 400 V per 1 mm in thickness, it is necessary to manufacture a sintered body having ZnO particles having a small average particle diameter of about 5 to 20 μm. It is. Therefore, conventionally, zinc oxide varistors for high voltage use a small amount of Bi 2
O 3 , Cr 2 O 3 , CoO, MnO, NiO and other oxide powders are added, and ZnO particles such as Sb 2 O 3 powder are added and a grain growth inhibitor is added and calcined. Manufactured using methods that inhibit growth. Sb 2 O 3 also plays an important role in stabilizing the nonlinear resistance characteristics of zinc oxide varistors. Conventionally, high-performance, high-performance zinc oxide varistors
It was fired at a high sintering temperature of 150 ° C. to 1300 ° C. and had considerably excellent electrical properties.

【0003】また、酸化亜鉛バリスタにおいて電気特性
が優れているとは、たとえば、非直線抵抗指数0.1mAα
1mAが高い値をもつなど非直線抵抗性が優れていて高電
流が流れても端子間電圧が急激に高くならないことであ
る。また、電圧を印加した際の漏れ電流が少ないことも
重要である。そのためには低電流域で非直線抵抗特性が
優れていて、非直線パラメータの一種であるV1mA/V
0.01mAがたとえば 1 に近い 1.045〜1.15の値をとる
などである。また、信頼性が優れているとは、長時間直
流電圧を印加した場合、または交流電圧を印加した場
合、あるいは高温下で長時間電力負荷を加えた場合、さ
らにはパルス印加した場合等においても、電気特性の低
下が少なく、もとの電気特性が維持されるなどの事項が
挙げられる。
[0003] In addition, a zinc oxide varistor has excellent electrical characteristics, for example, when it has a nonlinear resistance index of 0.1 mAα.
It has excellent non-linear resistance, such as a high value of 1 mA, so that the terminal voltage does not increase rapidly even when a high current flows. It is also important that the leakage current when applying a voltage is small. For this purpose, the nonlinear resistance characteristics are excellent in the low current range, and V 1 mA / V
0.01mA takes a value of 1.045 to 1.15 close for example 1, and the like. In addition, excellent reliability means that a DC voltage is applied for a long time, an AC voltage is applied, a power load is applied for a long time at a high temperature, and a pulse is applied. In addition, there is such a problem that the electric characteristics are hardly lowered and the original electric characteristics are maintained.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】 従来、高電圧用、
高性能の酸化亜鉛バリスタは、1150 ℃〜1300
℃の高い焼結温度で焼成された。このように高温で得ら
れるZnOバリスタにおいて二つの大きな解決すべき課題
があった。その一つは焼成温度が高温であるために生ず
る種々の問題で、焼成温度を低温化するという課題であ
った。そして他の一つは、電圧印加や加熱処理でバリス
タの電気特性が変動しやすく、不安定であるのでこれを
安定化するという課題であった。
Problems to be solved by the present invention
High performance zinc oxide varistors are 1150 ° C to 1300
It was fired at a high sintering temperature of ° C. There are two major problems to be solved in the ZnO varistor obtained at such a high temperature. One of the problems is that the firing temperature is high, and there is a problem that the firing temperature is lowered. Another problem is that the electrical characteristics of the varistor tend to fluctuate and become unstable due to voltage application or heat treatment, so that the varistor is stabilized.

【0005】従来の製造法では、すなわち、ZnO粉体に
少量のBi2O3粉体、Cr2O3粉体、CoO粉体、MnO粉体、NiO
粉体、Sb2O3粉体などの酸化物粉体を添加し加圧成型し
て焼成する方法では、焼成温度を1150 ℃以下に低
くすると、十分な焼結がおこなわれず、非直線抵抗特性
が低くバリスタとしての電気特性が不安定であった。そ
こで高温で焼成されていた。高い焼結温度は焼成のため
の電力消費の増大を招くのみならず、Bi2O3などの激し
い飛散とそれに伴う炉材や容器の腐食をもたらすので、
焼結温度の低温度化が要望されていた。すなわち、これ
らの高い温度で焼成すると大気中において Bi2O3などの
蒸発は活発である。また、Bi2O3は多くの種類の物質と
反応しやすく、炉材や容器等のセラミックス材など多く
の物質を容易に腐食する。又、高温焼結では炉内の被焼
成物の置かれた場所により、温度・昇温速度などに差が
でやすく、さらにBi2O3やSb2O3の蒸気圧などに差が生じ
やすく、これを均一に保つことが困難であって、電気特
性などにバラツキを生じやすい。従来の製造方法で焼成
温度を1150 ℃以下に低くした場合、十分な焼結が
実施されない理由として、つぎのことが考えられる。す
なわち、Bi2O3を添加する系の酸化亜鉛バリスタにおい
ては、特性の向上と安定化のためにSb2O3が添加される
がSb2O3は焼成過程で低い温度で昇華してZnO粒子の表面
を覆い、昇温とともにZnOと反応してZnO−Sb2O3系ある
いはBi2O3−ZnO−Sb2O3系の皮膜を形成して、ZnO粒子と
ZnO粒子の接触を妨げZnOの粒成長を抑制する働きをす
る。これらのSb2O3を含む皮膜は1150 ℃付近の高温
になって粒状のスピネル相とBi2O3系の液相とになり、
ここではじめて粒成長が促進され、焼結が進む。かくし
て、従来の製造方法では、1150 ℃以下の温度では
良い焼結体を製造することが困難であった。
In the conventional production method, a small amount of Bi 2 O 3 powder, Cr 2 O 3 powder, CoO powder, MnO powder, NiO powder is added to ZnO powder.
In the method of adding powder, oxide powder such as Sb 2 O 3 powder and pressing and firing, if the firing temperature is lowered to 1150 ° C. or less, sufficient sintering is not performed and the nonlinear resistance characteristics And the electrical characteristics as a varistor were unstable. There it was fired at a high temperature. The high sintering temperature not only causes an increase in power consumption for firing, but also causes severe scattering of Bi 2 O 3 and the like and corrosion of furnace materials and containers, and thus,
There has been a demand for a lower sintering temperature. That is, when firing at these high temperatures, evaporation of Bi 2 O 3 and the like is active in the atmosphere. Further, Bi 2 O 3 easily reacts with many kinds of substances and easily corrodes many substances such as ceramic materials of furnace materials and containers. In addition, in high-temperature sintering, differences in temperature, temperature rising rate, etc. tend to occur depending on the location of the object to be fired in the furnace, and differences in the vapor pressure of Bi 2 O 3 and Sb 2 O 3 easily occur. However, it is difficult to keep this uniform, and the electrical characteristics and the like tend to vary. When the sintering temperature is lowered to 1150 ° C. or lower by the conventional manufacturing method, the following may be considered as reasons why sufficient sintering is not performed. That is, in the zinc oxide varistor of the system to which Bi 2 O 3 is added, Sb 2 O 3 is added for the purpose of improving and stabilizing the characteristics, but Sb 2 O 3 sublimates at a low temperature in the firing process and ZnO covering the surface of the particles and react with ZnO with heating to form a ZnO-Sb 2 O 3 system or Bi 2 O 3 -ZnO-Sb 2 O 3 based coating, and ZnO particles
It functions to hinder the contact of ZnO particles and suppress the grain growth of ZnO. When the film containing Sb 2 O 3 is heated to a high temperature of about 1150 ° C., it becomes a granular spinel phase and a Bi 2 O 3 liquid phase,
For the first time, grain growth is promoted and sintering proceeds. Thus, with the conventional manufacturing method, it has been difficult to manufacture a good sintered body at a temperature of 1150 ° C. or lower.

【0006】 次に高温度焼結法によって製造されるZn
Oバリスタにおいては、本質的に電気特性の不安定性を
伴っていた。その原因として次のことが考えられる。す
なわち、大気中高温で生成されたZnO粒子では、ZnO結晶
格子間にインタスティシャルZn原子が形成され、このイ
ンタスティシャルZn原子がドナーとして働いて伝導帯に
電子を供給して酸化亜鉛はn−型半導体となっている。Z
nO中のインタスティシャルZn原子の濃度は雰囲気中の酸
素分圧が高いと低くなり、雰囲気温度が高くなると増す
といわれている。かかるZnO粉体にBi2O3、CoO、MnOなど
を添加し、加圧成型して高温大気中で焼結すると、きわ
めて高い非直線抵抗特性をもったZnOバリスタが得られ
た。これらの焼結体の粒界では、粒界の両側のZnO中の
伝導電子が粒界に捕獲され、そのために粒界の両側に空
乏層が形成され、粒界の両側に電子の異動を阻止するバ
リアが形成される。いわゆるダブル・ショットキ・バリ
アが形成される。n−型ZnO半導体の主な電気伝導の担い
手はインタスティシャルZn原子より生じた伝導電子であ
るので、空乏層内にはプラス・チャージを持ったインタ
スティシャルZn原子が残っていることになる。焼結体に
外部から電圧が印加されていない場合においても、空乏
層内では強い電界が働いており、空乏層内のプラス・チ
ャージを持ったインタスティシャルZn原子は粒界に向け
て引力を受けている。このような焼結体に外部より電圧
が印加されると、電圧は薄い空乏層に対してのみ印加さ
れるので、一方の空乏層内ではさらに大きな電界が働く
ことになりインタスティシャルZn原子は比較的移動しや
すいので、その一部は粒界に向けて移動し、粒界に達す
る。そしてプラス・チャージを持ったインタスティシャ
ルZn原子はマイナス・チャージを持った酸素原子と結合
して中性のZnOとなる。同時に粒界に捕獲されていたマ
イナス・チャージが減少するので、バリスタ特性をもた
らせていたバリアが低くなって非直線抵抗特性が低下す
る。さきにも述べたように焼結体に外部から電圧が印加
されていない場合においても、空乏層内では強い電界が
働いており、空乏層内のプラス・チャージを持ったイン
タスティシャルZn原子は粒界に向けて引力を受けてい
る。このような状況において、素子が加熱されると、熱
のため、インタスティシャルZn原子は移動しやすくな
り、電界によって一部は粒界に向けて移動し、粒界でマ
イナス・チャージを持った酸素原子と結合して中性のZn
Oを形成し、バリスタの非直線抵抗特性を低下させる。
以上のように、ZnO結晶の半導体化は、主として製造プ
ロセスにおいて自然に生ずるインタスティシャルZn原子
によってもたらされ、それ故に電気的不安定性を伴って
いた。
Next, Zn produced by a high-temperature sintering method
O varistors were inherently accompanied by instability in electrical properties. The following can be considered as the cause. That is, in ZnO particles generated at a high temperature in the atmosphere, interstitial Zn atoms are formed between ZnO crystal lattices, and the interstitial Zn atoms act as donors to supply electrons to the conduction band, and zinc oxide becomes n. -Type semiconductor. Z
It is said that the concentration of interstitial Zn atoms in nO decreases as the oxygen partial pressure in the atmosphere increases, and increases as the atmosphere temperature increases. Such ZnO powder Bi 2 O 3, CoO, etc. was added MnO, when sintered at a high temperature atmosphere and pressure molding, ZnO varistors are obtained having a very high nonlinear resistance characteristics. At the grain boundaries of these sintered bodies, conduction electrons in ZnO on both sides of the grain boundaries are captured by the grain boundaries, so that a depletion layer is formed on both sides of the grain boundaries, preventing electron transfer on both sides of the grain boundaries A barrier is formed. A so-called double Schottky barrier is formed. Since the main electric conduction of n-type ZnO semiconductor is conduction electrons generated from interstitial Zn atoms, interstitial Zn atoms with positive charge remain in the depletion layer . Even when no voltage is applied to the sintered body from the outside, a strong electric field is acting in the depletion layer, and the positively charged interstitial Zn atoms in the depletion layer exert an attractive force toward the grain boundary. is recieving. When a voltage is applied to such a sintered body from the outside, the voltage is applied only to the thin depletion layer, so that a larger electric field acts in one depletion layer, and the interstitial Zn atom becomes Since it is relatively easy to move, a part thereof moves toward the grain boundary and reaches the grain boundary. Then, the positively charged interstitial Zn atoms combine with the negatively charged oxygen atoms to form neutral ZnO. At the same time, the negative charge trapped at the grain boundaries is reduced, so that the barrier that has provided the varistor characteristics is lowered, and the nonlinear resistance characteristics are reduced. As described above, even when no voltage is applied to the sintered body from the outside, a strong electric field is acting in the depletion layer, and the positively charged interstitial Zn atoms in the depletion layer are It is attracted to grain boundaries. In such a situation, when the element is heated, the interstitial Zn atoms are likely to move due to the heat, and a part of the element moves toward the grain boundary due to the electric field, and has a negative charge at the grain boundary. Neutral Zn bonded to oxygen atom
O is formed to reduce the nonlinear resistance characteristics of the varistor.
As described above, the conversion of ZnO crystal into a semiconductor was mainly caused by interstitial Zn atoms naturally occurring in the manufacturing process, and was accompanied by electrical instability.

【0007】一方において、ZnO結晶のn−型半導体化は
Al2O3の添加によっても実施された。特に高電流域にお
ける電流−電圧非直線抵抗性の向上を計るべくAl2O3
添加された。高電流域における電流−電圧非直線抵抗性
の向上はZnO粒子内の電気抵抗を下げることによって達
成できる。そして、ZnO粒子内の電気抵抗の低下はn−型
半導体ZnOのドナーとしてAl2O3をドープすることによっ
ておこなわれたのである。Al2O3が添加されると高電流
域における非直線抵抗特性が向上するが、同時に低電流
域における非直線抵抗特性が低下する。 Al2O3が添加
された場合においても、空乏層内のプラス・チャージを
持ったインタスティシャルZn原子が存在すると、事態は
Al2O3が添加されない場合と同じで、電圧印加の際や熱
処理の際にはバリアの低下をもたらし、濡れ電流が増大
する問題をかかえていた。上述したように電流値の増大
は発熱のため温度上昇をもたらし、温度上昇は非直線抵
抗特性を低下させてさらに電流を増し、ついにはバリス
タの暴走をひきおこす危険性があった。特に、電極焼き
付けや側面コートのために熱処理を施した際には低電流
域における非直線抵抗特性の低下が大きいという問題を
もっていた。 ZnOバリスタの焼結体に予め500℃〜600℃
の熱処理を施しておくと,AC印加に対する安定性が増す
ので、劣化対策としてこの方法が採用されてきてはいる
が、不安定性が充分になくなったとは言えない。 50
0〜600℃の熱処理を施すことによって劣化の原因であっ
た空乏層内のinterstitial Znイオンが減少し, その結
果, I−V特性の不安定性が緩和されるというのであ
るが、本質的な解決には至っていない。 本発明は前記
二つの課題を解決することを目的とする。
On the other hand, the conversion of ZnO crystal into an n-type semiconductor is as follows.
It was also performed by the addition of Al 2 O 3 . In particular, Al 2 O 3 was added to improve the current-voltage nonlinear resistance in the high current region. Improvement of the current-voltage nonlinear resistance in the high current region can be achieved by lowering the electric resistance in the ZnO particles. The reduction of the electrical resistance in the ZnO particles was performed by doping Al 2 O 3 as a donor of the n − type semiconductor ZnO. When Al 2 O 3 is added, the nonlinear resistance characteristics in a high current region are improved, but at the same time, the nonlinear resistance characteristics in a low current region are reduced. Even when Al 2 O 3 is added, if there is a positively charged interstitial Zn atom in the depletion layer,
As in the case where Al 2 O 3 is not added, there is a problem that the barrier is lowered at the time of voltage application or heat treatment, and the wetting current is increased. As described above, an increase in the current value causes a rise in temperature due to heat generation, and the rise in temperature lowers the non-linear resistance characteristics, further increasing the current, and eventually causing a runaway of the varistor. In particular, when heat treatment is performed for electrode baking or side coating, there is a problem that the non-linear resistance characteristic in a low current region is greatly reduced. 500 ° C to 600 ° C beforehand on the sintered body of ZnO varistor
However, this method has been adopted as a measure against deterioration, but it cannot be said that the instability has been sufficiently eliminated. 50
By performing heat treatment at 0 to 600 ° C, interstitial Zn ions in the depletion layer, which caused the deterioration, are reduced, and as a result, the instability of the IV characteristics is reduced. Has not been reached. An object of the present invention is to solve the above two problems.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の酸化亜鉛磁器組成物は、少なくとも酸化ビ
スマスと酸化アンチモンとを含有する混合粉体に焼結ま
たは溶融の高温熱処理を施したあと冷却・粉砕して酸化
物合成粉末を作成し, 少なくとも酸化ホウ素、酸化ビ
スマス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化ゲルマニウ
ム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化マンガン、
酸化ニオブ、酸化ネオヂウム、酸化ニッケル、酸化鉛、
酸化プラセオヂウム、酸化アンチモン、酸化けい素、酸
化錫、酸化タンタル、酸化チタン、酸化タングステン、
および酸化イットリウムより選ばれた二種以上の酸化物
および酸化アルミニウムを前記の酸化物合成粉末と共に
酸化亜鉛に添加し・混合し、焼成して得る酸化亜鉛磁器
組成物であるという構成を備えたものである。
In order to achieve the above object, a zinc oxide porcelain composition of the present invention is obtained by subjecting a mixed powder containing at least bismuth oxide and antimony oxide to a high-temperature sintering or melting heat treatment. After cooling and pulverizing to produce an oxide synthetic powder, at least boron oxide, bismuth oxide, cobalt oxide, chromium oxide, germanium oxide, lanthanum oxide, magnesium oxide, manganese oxide,
Niobium oxide, neodymium oxide, nickel oxide, lead oxide,
Praseodymium oxide, antimony oxide, silicon oxide, tin oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tungsten oxide,
A zinc oxide porcelain composition obtained by adding and mixing two or more kinds of oxides selected from yttrium oxide and aluminum oxide together with the above-mentioned oxide synthetic powder to zinc oxide, and firing the mixture. It is.

【0009】さらに前記目的を達成するため、本発明の
酸化亜鉛磁器組成物は、少なくとも 酸化ビスマスと酸
化アンチモンの他に酸化亜鉛と酸化マンガンと酸化イッ
トリウムの3種の酸化物より選ばれた少なくとも1種以
上を含有する混合粉体に焼結または溶融の高温熱処理を
施したあと冷却・粉砕して酸化物合成粉末を作成し,
少なくとも酸化ホウ素、酸化ビスマス、酸化コバルト、
酸化クロム、酸化ゲルマニウム、酸化ランタン、酸化マ
グネシウム、酸化マンガン、酸化ニオブ、酸化ネオヂウ
ム、酸化ニッケル、酸化鉛、酸化プラセオヂウム、酸化
アンチモン、酸化けい素、酸化錫、酸化タンタル、酸化
チタン、酸化タングステン、および酸化イットリウムよ
り選ばれた二種以上の酸化物および酸化アルミニウムを
前記の酸化物合成粉末と共に酸化亜鉛に添加し・混合
し、焼成して得る酸化亜鉛磁器組成物であるという構成
を備えたものである。
In order to achieve the above object, the zinc oxide porcelain composition of the present invention comprises at least one oxide selected from the group consisting of zinc oxide, manganese oxide and yttrium oxide in addition to at least bismuth oxide and antimony oxide. A high-temperature heat treatment of sintering or melting is applied to the mixed powder containing more than one kind, and then cooled and pulverized to prepare an oxide synthetic powder.
At least boron oxide, bismuth oxide, cobalt oxide,
Chromium oxide, germanium oxide, lanthanum oxide, magnesium oxide, manganese oxide, niobium oxide, neodymium oxide, nickel oxide, lead oxide, praseodymium oxide, antimony oxide, silicon oxide, tin oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tungsten oxide, and It is a zinc oxide porcelain composition obtained by adding and mixing two or more kinds of oxides selected from yttrium oxide and aluminum oxide together with the above-mentioned oxide synthesis powder to zinc oxide, and firing the mixture. is there.

【0010】次に、前記目的を達成するため、本発明の
酸化亜鉛磁器組成物の製造方法は、少なくとも酸化ビス
マス粉体と酸化アンチモン粉体を含む粉体を混合して混
合粉体を作成する工程と、前記混合粉体に焼結または溶
融の高温熱処理を施して少なくとも酸化ビスマスと酸化
アンチモンとを含有した酸化物合成物を作成する工程
と、前記酸化物合成物を粉砕して少なくとも酸化ビスマ
スと酸化アンチモンとを含有した酸化物合成粉末を作成
する工程と、少なくとも酸化ホウ素、酸化ビスマス、酸
化コバルト、酸化クロム、酸化ゲルマニウム、酸化ラン
タン、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ニオブ、
酸化ネオヂウム、酸化ニッケル、酸化鉛、酸化プラセオ
ヂウム、酸化アンチモン、酸化けい素、酸化錫、酸化タ
ンタル、酸化チタン、酸化タングステン、および酸化イ
ットリウムより選ばれた二種以上の酸化物および酸化ア
ルミニウムを前記の酸化物合成粉末と共に酸化亜鉛に添
加・混合して酸化亜鉛混合粉を作成する工程と、前記酸
化亜鉛混合粉に加圧成形を施して酸化亜鉛成形体を作成
する工程と、前記酸化亜鉛成形体に焼成を施す工程とを
含有するという構成を備えたものである。
Next, in order to achieve the above object, a method for producing a zinc oxide porcelain composition according to the present invention comprises preparing a mixed powder by mixing at least a powder containing a bismuth oxide powder and an antimony oxide powder. A step of subjecting the mixed powder to a high-temperature heat treatment of sintering or melting to prepare an oxide composite containing at least bismuth oxide and antimony oxide; and grinding the oxide composite to at least bismuth oxide. And a step of preparing an oxide synthetic powder containing antimony oxide and at least boron oxide, bismuth oxide, cobalt oxide, chromium oxide, germanium oxide, lanthanum oxide, magnesium oxide, manganese oxide, niobium oxide,
Neodymium oxide, nickel oxide, lead oxide, praseodymium oxide, antimony oxide, silicon oxide, tin oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tungsten oxide, and yttrium oxide. A step of preparing a zinc oxide mixed powder by adding and mixing with zinc oxide together with an oxide synthetic powder; a step of forming a zinc oxide formed body by applying pressure molding to the zinc oxide mixed powder; And a step of firing.

【0011】さらに前記目的を達成するため、本発明の
酸化亜鉛磁器組成物の製造方法は、少なくとも 酸化ビ
スマスと酸化アンチモンの他に酸化亜鉛と酸化マンガン
と酸化イットリウムの3種の酸化物より選ばれた少なく
とも1種以上を含む粉体を混合して混合粉体を作成する
工程と、前記混合粉体に焼結または溶融の高温熱処理を
施して少なくとも酸化ビスマスと酸化アンチモンとを含
有した酸化物合成物を作成する工程と、前記酸化物合成
物を粉砕して少なくとも酸化ビスマスと酸化アンチモン
とを含有した酸化物合成粉末を作成する工程と、少なく
とも酸化ホウ素、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化ク
ロム、酸化ゲルマニウム、酸化ランタン、酸化マグネシ
ウム、酸化マンガン、酸化ニオブ、酸化ネオヂウム、酸
化ニッケル、酸化鉛、酸化プラセオヂウム、酸化アンチ
モン、酸化けい素、酸化錫、酸化タンタル、酸化チタ
ン、酸化タングステン、および酸化イットリウムより選
ばれた二種以上の酸化物および酸化アルミニウムを前記
の酸化物合成粉末と共に酸化亜鉛に添加・混合して酸化
亜鉛混合粉を作成する工程と、前記酸化亜鉛混合粉に加
圧成形を施して酸化亜鉛成形体を作成する工程と、前記
酸化亜鉛成形体に焼成を施す工程とを含有するという構
成を備えたものである。
Further, in order to achieve the above object, a method for producing a zinc oxide porcelain composition of the present invention is characterized in that at least bismuth oxide and antimony oxide, as well as zinc oxide, manganese oxide and yttrium oxide are selected. Preparing a mixed powder by mixing powders containing at least one or more of the above, and subjecting the mixed powder to sintering or melting high-temperature heat treatment to synthesize an oxide containing at least bismuth oxide and antimony oxide A step of preparing a product; a step of pulverizing the oxide composite to prepare an oxide synthetic powder containing at least bismuth oxide and antimony oxide; at least boron oxide, bismuth oxide, cobalt oxide, chromium oxide, oxide Germanium, lanthanum oxide, magnesium oxide, manganese oxide, niobium oxide, neodymium oxide, nickel oxide, lead oxide Two or more kinds of oxides selected from praseodymium oxide, antimony oxide, silicon oxide, tin oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tungsten oxide, and yttrium oxide and aluminum oxide together with the above-mentioned oxide synthesis powder to zinc oxide A step of adding and mixing to form a zinc oxide mixed powder, a step of subjecting the zinc oxide mixed powder to pressure molding to form a zinc oxide molded body, and a step of firing the zinc oxide molded body It is provided with a configuration of performing

【0012】さらに前記目的を達成するため、本発明に
おける酸化亜鉛バリスタは、少なくとも酸化ビスマスと
酸化アンチモンとを含有した混合粉体に焼結または溶融
の高温熱処理を施したあと冷却・粉砕して酸化物合成粉
末を作成し, 少なくとも酸化ホウ素、酸化ビスマス、
酸化コバルト、酸化クロム、酸化ゲルマニウム、酸化ラ
ンタン、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ニオ
ブ、酸化ネオヂウム、酸化ニッケル、酸化鉛、酸化プラ
セオヂウム、酸化アンチモン、酸化けい素、酸化錫、酸
化タンタル、酸化チタン、酸化タングステン、および酸
化イットリウムより選ばれた二種以上の酸化物と酸化ア
ルミニウムを前記の酸化物合成粉末と共に酸化亜鉛に添
加・混合し、焼成して酸化亜鉛磁器を得て,前記酸化亜
鉛磁器に電極を形成してなるという構成を備えたもので
ある。
In order to achieve the above object, the zinc oxide varistor according to the present invention is characterized in that a mixed powder containing at least bismuth oxide and antimony oxide is subjected to a high-temperature heat treatment of sintering or melting, followed by cooling and pulverization to obtain an oxide. Product synthetic powder, at least boron oxide, bismuth oxide,
Cobalt oxide, chromium oxide, germanium oxide, lanthanum oxide, magnesium oxide, manganese oxide, niobium oxide, neodymium oxide, nickel oxide, lead oxide, praseodymium oxide, antimony oxide, silicon oxide, tin oxide, tantalum oxide, titanium oxide, oxide Tungsten, and two or more oxides selected from yttrium oxide and aluminum oxide are added to and mixed with zinc oxide together with the above-mentioned oxide synthesis powder, and calcined to obtain a zinc oxide porcelain, and an electrode is formed on the zinc oxide porcelain. Is formed.

【0013】さらにまた前記目的を達成するため、本発
明における酸化亜鉛バリスタは、少なくとも酸化ビスマ
スと酸化アンチモンの他に酸化亜鉛と酸化マンガンと酸
化イットリウムの3種の酸化物より選ばれた少なくとも
1種以上を含む混合粉体に焼結または溶融の高温熱処理
を施したあと冷却・粉砕して酸化物合成粉末を作成し,
少なくとも酸化ホウ素、酸化ビスマス、酸化コバル
ト、酸化クロム、酸化ゲルマニウム、酸化ランタン、酸
化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ニオブ、酸化ネオ
ヂウム、酸化ニッケル、酸化鉛、酸化プラセオヂウム、
酸化アンチモン、酸化けい素、酸化錫、酸化タンタル、
酸化チタン、酸化タングステン、および酸化イットリウ
ムより選ばれた二種以上の酸化物と酸化アルミニウムを
前記の酸化物合成粉末と共に酸化亜鉛に添加・混合し、
焼成して酸化亜鉛磁器を得て,前記酸化亜鉛磁器に電極
を形成してなるという構成を備えたものである。
Further, in order to achieve the above object, the zinc oxide varistor according to the present invention comprises at least one oxide selected from the group consisting of zinc oxide, manganese oxide and yttrium oxide in addition to at least bismuth oxide and antimony oxide. The mixed powder containing the above is subjected to sintering or melting high-temperature heat treatment, and then cooled and pulverized to create an oxide synthetic powder.
At least boron oxide, bismuth oxide, cobalt oxide, chromium oxide, germanium oxide, lanthanum oxide, magnesium oxide, manganese oxide, niobium oxide, neodymium oxide, nickel oxide, lead oxide, praseodymium oxide,
Antimony oxide, silicon oxide, tin oxide, tantalum oxide,
Titanium oxide, tungsten oxide, and two or more oxides selected from yttrium oxide and aluminum oxide are added and mixed with zinc oxide together with the oxide synthesis powder,
It has a configuration in which a zinc oxide porcelain is obtained by firing and electrodes are formed on the zinc oxide porcelain.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】 酸化ビスマス粉体と酸化アンチ
モン粉体が他の酸化物と共に添加され製造される酸化亜
鉛バリスタにおいて、添加物中の酸化アンチモン粉体が
加熱されるとかなり低温で昇華してZnO粒子の表面に付
着し、ZnOと反応して、強固なアンチモン化合物薄膜を
形成し、ZnO粒子の粒成長を防げることが知られてい
る。しかるに酸化アンチモンと他の物質とを予め溶融を
施して反応させておき、ZnO粉体に他の添加物と共に添
加すると、昇温時の酸化アンチモンの昇華が抑制され、
ZnO粒子の表面には、強固なアンチモン化合物薄膜は形
成されず、低温においても焼結が進み、活発にZnO粒子
が粒成長することが明らかとなった。 従来において
も、酸化亜鉛バリスタの混合粉体の全体に予め熱処理を
施しておいてしかるのちに焼結する方法とか、酸化亜鉛
に対する添加物の全量に予め熱処理を施しておいてしか
るのちにZnOに添加し焼結する方法とか、各種試みられ
てきたが、低温焼結で優れた特性の酸化亜鉛バリスタは
容易には得られなかった。しかるに少なくとも酸化ビス
マスと酸化アンチモンとを含有した混合粉体に焼結また
は溶融の高温熱処理を施したあと冷却・粉砕して酸化物
合成粉末を作成し, 少なくとも酸化ホウ素、酸化ビス
マス、酸化コバルト、酸化クロム、酸化ゲルマニウム、
酸化ランタン、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化
ニオブ、酸化ネオヂウム、酸化ニッケル、酸化鉛、酸化
プラセオヂウム、酸化アンチモン、酸化けい素、酸化
錫、酸化タンタル、酸化チタン、酸化タングステン、お
よび酸化イットリウムより選ばれた二種以上の酸化物と
酸化アルミニウムを前記の酸化物合成粉末と共に酸化亜
鉛に添加し、混合し、焼成して得た酸化亜鉛磁器組成物
に電極を形成することによって容易に特性の優れた酸化
亜鉛バリスタが得られることが明らかとなった。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In a zinc oxide varistor produced by adding bismuth oxide powder and antimony oxide powder together with another oxide, when the antimony oxide powder in the additive is heated, it sublimates at a considerably low temperature. It is known that they adhere to the surface of ZnO particles and react with ZnO to form a strong antimony compound thin film, thereby preventing grain growth of ZnO particles. However, if antimony oxide and other substances are previously melted and reacted, and added to ZnO powder together with other additives, sublimation of antimony oxide at the time of temperature rise is suppressed,
No strong antimony compound thin film was formed on the surface of the ZnO particles, and sintering proceeded even at a low temperature, and it became clear that the ZnO particles grew actively. Conventionally, a method of sintering the mixed powder of the zinc oxide varistor beforehand as a whole beforehand, or a method of sintering the entire amount of the additive to zinc oxide beforehand, and then adding ZnO to the zinc oxide varistor Various attempts have been made, such as adding and sintering, but a zinc oxide varistor having excellent characteristics by low-temperature sintering has not been easily obtained. However, a mixed powder containing at least bismuth oxide and antimony oxide is subjected to high-temperature heat treatment of sintering or melting, and then cooled and pulverized to prepare an oxide synthetic powder, and at least boron oxide, bismuth oxide, cobalt oxide, oxide Chromium, germanium oxide,
Selected from lanthanum oxide, magnesium oxide, manganese oxide, niobium oxide, neodymium oxide, nickel oxide, lead oxide, praseodymium oxide, antimony oxide, silicon oxide, tin oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tungsten oxide, and yttrium oxide Two or more kinds of oxides and aluminum oxide are added to zinc oxide together with the above-mentioned oxide synthetic powder, mixed, and calcined to form an electrode on the zinc oxide porcelain composition, thereby easily producing an oxide having excellent properties. It was found that a zinc varistor could be obtained.

【0015】 本発明の酸化亜鉛磁器組成物は、つぎの
4種を混合し、所定の形状に加圧成型し、その成型体を
800℃以上の温度で焼成することによって得られる。
(1)酸化亜鉛、(2)少なくとも 酸化ビスマスと酸化
アンチモンとを含有する混合粉体を加熱して焼結または
溶融の高温熱処理を施した後に冷却・粉砕して得た酸化
物合成粉末、(3)酸化アルミニウム、(4)そのほかの
添加物。これらを焼結することによって得られた磁器組
成物に電極を形成すると、非直線抵抗特性などの電気特
性および信頼性に優れた酸化亜鉛バリスタを歩留り高く
製造することができる。なお、均質性を増すため、アル
ミニウム成分としてAl2O 3 の代わりにアルミニウム塩の
溶液を添加することも好ましい。
The zinc oxide porcelain composition of the present invention has the following
The four types are mixed and molded into a predetermined shape under pressure.
It is obtained by firing at a temperature of 800 ° C or higher.
(1) zinc oxide, (2) at least bismuth oxide and oxidation
Heat the mixed powder containing antimony and sinter or
Oxidation obtained by cooling and pulverizing after applying high temperature heat treatment of melting
Synthetic powder, (3) aluminum oxide, (4) other
Additive. Porcelain set obtained by sintering these
When electrodes are formed on the product, electrical characteristics such as nonlinear resistance characteristics
Yield of zinc oxide varistor with excellent performance and reliability
Can be manufactured. In order to increase the homogeneity,
Al as minium componentTwoO Three Instead of aluminum salt
It is also preferred to add a solution.

【0016】[0016]

【実施例】以下実施例を用いて本発明をさらに具体的に
説明する。なお、以下の実施例において「重量」は、[wt]
と表示することがある。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. In the following examples, “weight” refers to [wt]
May be displayed.

【0017】(実施例1)Bi2O3粉末と、Sb2O3粉末(各粉
末の粒径はそれぞれ、平均粒径が2〜3μm)をモル比を
変えながら混合した。この混合粉に大気雰囲気下、1000
℃で10時間の高温熱処理を施し冷却した後、機械的粉砕
を施し、さらにジェットミルで微粉砕することによって
合成粉末(平均粒径約0.5〜1.5μm)を得た。(なお高
温熱処理でBi2O3とSb2O3の混合粉は、一部の組成では融
解したが、残りの組成では焼結した)。以下、Bi2O3とS
b2O3 のこのようにして調整される合成粉末をBi2O3/Sb
2O3合成粉末と呼ぶこととする。ZnO粉末と、前記Bi2O3
/Sb2O3 合成粉末と、B2O3粉末と、Bi2O3 粉末と、Co3O
4粉末と、Cr2O3 粉末と、MnO2 粉末と、NiO粉末とを、
重量比が100:3.50:0.058:1.34:0.954:0.203:0.41
4:0.383となるように配合した配合粉末をモノマロンポ
ットと安定化ジルコニアボールを用いて18時間、湿式法
で混合粉砕し、42メッシュを通過するようにした。乾燥
して得られた配合粉末に硝酸アルミニウム(ZnO1molに
対してAl2O3に換算して0.0002mol)の水溶液を加えて乳
鉢で混合し、ディスク状に加圧成形した。次に得られた
成形体を大気中、950℃で10時間保持して焼結体を得
た。焼結体の試料サイズは厚さ2.3mm、直径14mmであっ
た。
Example 1 Bi 2 O 3 powder and Sb 2 O 3 powder (each powder having an average particle diameter of 2 to 3 μm) were mixed while changing the molar ratio. Add this mixed powder under air atmosphere to 1000
After high-temperature heat treatment at 10 ° C. for 10 hours and cooling, the mixture was mechanically pulverized and then finely pulverized by a jet mill to obtain a synthetic powder (average particle size: about 0.5 to 1.5 μm). (Note that the mixed powder of Bi 2 O 3 and Sb 2 O 3 melted in some compositions but sintered in the other compositions during the high-temperature heat treatment). Below, Bi 2 O 3 and S
The thus prepared synthetic powder of b 2 O 3 was converted to Bi 2 O 3 / Sb
It is referred to as 2 O 3 synthetic powder. ZnO powder and the Bi 2 O 3
/ Sb 2 O 3 synthetic powder, B 2 O 3 powder, Bi 2 O 3 powder, Co 3 O
4 powder, Cr 2 O 3 powder, MnO 2 powder, and NiO powder,
Weight ratio is 100: 3.50: 0.058: 1.34: 0.954: 0.203: 0.41
4: The compounded powder blended to be 0.383 was mixed and pulverized by a wet method using a monomalon pot and stabilized zirconia balls for 18 hours so as to pass through a 42 mesh. An aqueous solution of aluminum nitrate (0.0002 mol in terms of Al 2 O 3 with respect to 1 mol of ZnO) was added to the dried mixed powder, mixed in a mortar, and pressed into a disk. Next, the obtained molded body was kept at 950 ° C. for 10 hours in the atmosphere to obtain a sintered body. The sample size of the sintered body was 2.3 mm in thickness and 14 mm in diameter.

【0018】 次に、図1を参照しながら酸化亜鉛バリ
スタの作成方法を説明する。図1は本発明の酸化亜鉛系
磁器組成物を用いて作成したディスクタイプの酸化亜鉛
バリスタ10の概略斜視図である。前記のようにして得た
焼結体11の両面にアルミニウムを溶射することによっ
て、アルミニウム層(図示せず)を形成し、次に、この
両面に形成されたアルミニウム層の上に銅を溶射するこ
とによって電極12を形成した。電極12にハンダでリード
線13を付けた後、リード線以外の成形体をエポキシ授脂
塗装することによって酸化亜鉛バリスタを得た。一部の
磁器には、700℃、1時間の熱処理を施し、これを使っ
てバリスタを作成した。
Next, a method for manufacturing a zinc oxide varistor will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic perspective view of a disk-type zinc oxide varistor 10 prepared using the zinc oxide-based porcelain composition of the present invention. An aluminum layer (not shown) is formed by spraying aluminum on both surfaces of the sintered body 11 obtained as described above, and then copper is sprayed on the aluminum layer formed on both surfaces. Thus, the electrode 12 was formed. After the lead wire 13 was attached to the electrode 12 with solder, a molded body other than the lead wire was subjected to epoxy grease painting to obtain a zinc oxide varistor. Some porcelains were heat treated at 700 ° C for 1 hour, and varistors were made using this.

【0019】 このようにして得られた酸化亜鉛バリス
タの電気特性を評価した。 初期の電気特性として、立
ち上がり電圧V1mA/mm(1mAの電流を流した時の両端子
間の1mm厚みに対する電圧)および非直線抵抗指数0.1mA
α1mA(V1m AとV0.1mAとを用いて求めた値)を測定した
(なお、以下の記載においては、非直線抵抗指数0.1mA
α1mAを単にα値と略称することがある)。 V1mA/mmは
添加された合成粉末中の酸化アンチモンの割合が増加す
ると共に180Vから350Vまで増加した。非直線抵抗
指数が大きいほど、サージ吸収能力が大きくなる。α値
は熱処理前の何れの試料においても60をこえていた。
熱処理後の試料でも55以上の値を保った。 又、低電
流域における非直線抵抗特性は非直線抵抗パラメ-タ:V
1mA/V0.01mAで評価した。いずれの実施例の試料におい
てもこの値が1.15以下であった。次に直流負荷に対する
信頼性を評価した。80℃の高温雰囲気中で0.2ワットの
直流負荷を500時間印加し、バリスタ立ち上がり電圧V
1mAの変化率△V1mA/V1mA(直流負荷変化率)を測定し
た。バリスタ立ち上がり電圧V1mAの変化率△V1mA/V1mA
が小さいほど、酸化亜鉛バリスタの電気特性が安定して
おり、信頼性が高いことを示している。熱処理(700
℃、1時間)を施さないバリスタも施したバリスタも変
化率△V1mA/V1mA(直流負荷変化率)は5%以下であっ
た。 さらに、サージに対する信頼性を評価した。 8×
20μsec、0.5kAのパルスの10回印加によるバリスタ立ち
上がり電圧V1mAの変化率△V1mA/V1mA(パルス変化率)
を測定した。変化率△V1mA/V1mA(パルス変化率)は5
%以下であった。 表1に試料の組成を、表2に熱処理(7
00℃、1時間)を施さないバリスタと施したバリスタの
電気特性を示す。従来の製造方法によるバリスタは700
℃の熱処理によって電気特性が大幅に劣化したが、実施
例のバリスタは熱処理後も優れた電気特性をしめす。
The electrical characteristics of the zinc oxide varistor thus obtained were evaluated. The initial electrical characteristics include the rising voltage V 1mA / mm (voltage for 1mm thickness between both terminals when 1mA current is applied) and nonlinear resistance index 0.1mA
It was measured alpha 1 mA (a value obtained by using the V 1 m A and V 0.1mA) (In the following description, the non-linear resistance index 0.1mA
α 1 mA is sometimes simply referred to as α value). V 1 mA / mm increased from 180 V to 350 V as the proportion of antimony oxide in the added synthetic powder increased. The larger the nonlinear resistance index, the greater the surge absorbing ability. The α value exceeded 60 in any of the samples before the heat treatment.
The value of 55 or more was maintained in the sample after the heat treatment. The nonlinear resistance characteristic in the low current range is represented by the nonlinear resistance parameter: V
Evaluation was performed at 1 mA / V 0.01 mA . This value was 1.15 or less in each of the samples of Examples. Next, the reliability to DC load was evaluated. A DC load of 0.2 watts is applied for 500 hours in a high-temperature atmosphere of 80 ° C, and the varistor rise voltage V
Was measured 1mA rate of change △ V 1mA / V 1mA (DC load change rate). Varistor rising voltage V 1mA change rate △ V1mA / V1mA
The smaller the value, the more stable the electrical characteristics of the zinc oxide varistor and the higher the reliability. Heat treatment (700
° C., even varistor subjected also varistor not subjected to 1 hour) the rate of change △ V 1mA / V 1mA (DC load change rate) was 5% or less. Furthermore, the reliability against surge was evaluated. 8x
Variation rate of varistor rise voltage V 1mA by applying 20μsec, 0.5kA pulse 10 times △ V 1mA / V 1mA (pulse change rate)
Was measured. Change rate 変 V 1mA / V 1mA (pulse change rate) is 5
% Or less. Table 1 shows the composition of the sample, and Table 2 shows the heat treatment (7
The electrical characteristics of the varistor without (00 ° C, 1 hour) and the varistor with the varistor are shown. 700 varistors by conventional manufacturing method
Although the electrical properties were significantly degraded by the heat treatment at ℃, the varistors of the examples showed excellent electrical properties even after the heat treatment.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】 表1および表2より、本実施例の酸化亜
鉛系磁器を用いた酸化亜鉛バリスタは、極めて低い温度
で焼結することが可能となった。
From Tables 1 and 2, the zinc oxide varistor using the zinc oxide-based porcelain of this embodiment can be sintered at an extremely low temperature.

【0023】(実施例2)Bi2O3 の粉末(50mol部)と、
ZnO粉末(10mol部)と、Sb2O3 の粉末(40mol部)を混
合し、この混合粉を大気雰囲気下、るつぼ内で溶融し、
融液を冷水中に流し込み、機械的粉砕のあと安定化ジル
コニアを玉石とするモノマロンポットのボールミルで微
粉砕して合成粉末(平均粒径約0.5〜1.5μm)を得た。
以下、Bi2O3と、ZnOと、Sb2O3 のこのようにして調整さ
れる合成粉末をBi2O3/ZnO/Sb2O3 合成粉末と呼ぶこと
とする。同様の方法でBi2O3 の粉末(50mol部)とMnO粉
末(10mol部)とSb2O3 の粉末(40mol部)を混合・溶融
・冷却・粉砕してBi2O3/MnO/Sb2O3合成粉末を、またB
i2O3 の粉末(50mol部)とY2O3粉末(20mol部)とSb2O
3 の粉末(30mol部)を混合・溶融・冷却・粉砕して Bi
2O3/Y2O3/Sb2O3 合成粉末を得た。次に、実施例1と類
似の方法で試料を作成した。
Example 2 Bi 2 O 3 powder (50 mol part)
ZnO powder (10 mol part) and Sb 2 O 3 powder (40 mol part) are mixed, and this mixed powder is melted in a crucible under an air atmosphere,
The melt was poured into cold water, mechanically pulverized, and then finely pulverized with a ball mill of a monomalon pot using stabilized zirconia as a cobblestone to obtain a synthetic powder (average particle size: about 0.5 to 1.5 μm).
Hereinafter referred to as Bi 2 O 3, and ZnO, and that the synthetic powder to be adjusted in this way of Sb 2 O 3 is referred to as Bi 2 O 3 / ZnO / Sb 2 O 3 synthetic powder. In the same manner, Bi 2 O 3 powder (50 mol parts), MnO powder (10 mol parts) and Sb 2 O 3 powder (40 mol parts) are mixed, melted, cooled and pulverized to obtain Bi 2 O 3 / MnO / Sb. 2 O 3 synthetic powder and B
i 2 O 3 powder (50 mol part), Y 2 O 3 powder (20 mol part) and Sb 2 O
3 powder (30 mol parts) mixed and melted, cooled and ground to a Bi
2 O 3 / Y 2 O 3 / Sb 2 O 3 synthetic powder was obtained. Next, a sample was prepared in the same manner as in Example 1.

【0024】 ZnO粉末と、前記Bi2O3/ZnO/Sb2O3
成粉末と、B2O3粉末と、Bi2O3 粉末と、CoO粉末と、Cr2
O3 粉末と、MnO2 粉末、NiO粉末とを重量比で100:3.
5:0.058:1.34:0.954:0.203:0.414:0.383となるよ
うに配合し、湿式法で18時間混合粉砕した。得られた配
合粉末に、硝酸アルミニウムの水溶液を加えて乳鉢で混
合し、実施例1と類似の方法で900℃で焼成して酸化亜
鉛バリスタを得た。同じような方法で上記Bi2O3/MnO/
Sb2O3合成粉末を用いた系および 上記Bi2O3/Y2O3/Sb2
O3 合成粉末を用いた系で酸化亜鉛バリスタを得た。表3
に試料の組成を、表4に電気特性の評価結果を示す。
A ZnO powder, the above-mentioned Bi 2 O 3 / ZnO / Sb 2 O 3 synthetic powder, a B 2 O 3 powder, a Bi 2 O 3 powder, a CoO powder, a Cr 2 powder
O 3 powder, MnO 2 powder, NiO powder in a weight ratio of 100: 3.
5: 0.058: 1.34: 0.954: 0.203: 0.414: 0.383, and the mixture was pulverized by a wet method for 18 hours. An aqueous solution of aluminum nitrate was added to the obtained blended powder, mixed in a mortar, and fired at 900 ° C. in the same manner as in Example 1 to obtain a zinc oxide varistor. Bi 2 O 3 / MnO /
The system using Sb 2 O 3 synthetic powder and the above Bi 2 O 3 / Y 2 O 3 / Sb 2
A zinc oxide varistor was obtained in a system using O 3 synthetic powder. Table 3
Table 4 shows the composition of the sample, and Table 4 shows the evaluation results of the electrical characteristics.

【0025】[0025]

【表3】 [Table 3]

【0026】[0026]

【表4】 [Table 4]

【0027】 表3および表4より、本実施例の酸化亜鉛
系磁器を用いた酸化亜鉛バリスタは、熱処理の前後にお
いて非直線抵抗特性がよく、長時間の直流負荷印加に対
してもまたパルス印加に対しても、立ち上がり電圧V1mA
の変化率(△V1mA / V1mA )の絶対値が5%以下であ
り、信頼性が優れていた。
According to Tables 3 and 4, the zinc oxide varistor using the zinc oxide-based porcelain of the present embodiment has good non-linear resistance characteristics before and after the heat treatment, and the pulse is applied even when the DC load is applied for a long time. Also the rising voltage V 1mA
The absolute value of the rate of change (ΔV 1mA / V 1mA ) was 5% or less, and the reliability was excellent.

【0028】(実施例3)Bi2O3 の粉末と、ZnO粉末
と、Sb2O3の粉末とをmol比で45:10:45となるように混
合した。この混合粉を大気雰囲気下、1000℃で5時間の
焼成を施した後、機械的粉砕を施し、さらにジェットミ
ルで微粉砕することによって合成粉末Bi2O3/ZnO/Sb2O
3 を得た。次に、実施例1と類似の方法で酸化亜鉛バリ
スタを得た。すなわち、ZnO粉末と前記Bi2O3/ZnO/Sb2
O3 合成粉末と、B2O3粉末と、Bi2O3粉末 と、CoO粉末
と、Cr2O3粉末と、MnO2 粉末と、NiO粉末とを、重量比
が、100:2.42:0.058:1.48:0.954:0.203、0.414:
0.383となるように配合し、18時間、湿式法で混合粉砕
した。得られた配合粉末を乾燥し、硝酸アルミニウムの
水溶液を加えて乳鉢で混合し、ディスク状に加圧成形し
た。次に、得られた成形体を大気中、800℃〜1200℃で2
0時間保持して焼結体を得た。次に、実施例1と類似の方
法で酸化亜鉛バリスタを得た。かくして得た酸化亜鉛バ
リスタの電気特性を、実施例1と類似の方法で評価し
た。表5に試料の組成を、表6に焼成温度と電気特性の評
価結果を示す。
Example 3 Bi 2 O 3 powder, ZnO powder, and Sb 2 O 3 powder were mixed at a molar ratio of 45:10:45. After baking this mixed powder at 1000 ° C. for 5 hours in an air atmosphere, it is subjected to mechanical pulverization and further finely pulverized by a jet mill to obtain a synthetic powder Bi 2 O 3 / ZnO / Sb 2 O
Got three . Next, a zinc oxide varistor was obtained in the same manner as in Example 1. That is, the ZnO powder and the Bi 2 O 3 / ZnO / Sb 2
O 3 synthetic powder, B 2 O 3 powder, Bi 2 O 3 powder, CoO powder, Cr 2 O 3 powder, MnO 2 powder, and NiO powder, weight ratio of 100: 2.42: 0.058 : 1.48: 0.954: 0.203, 0.414:
It was blended to 0.383 and mixed and pulverized by a wet method for 18 hours. The obtained compounded powder was dried, an aqueous solution of aluminum nitrate was added, mixed in a mortar, and pressed into a disk. Next, the obtained molded body is heated at 800 ° C. to 1200 ° C. in air for 2 hours.
After holding for 0 hour, a sintered body was obtained. Next, a zinc oxide varistor was obtained in the same manner as in Example 1. The electrical characteristics of the zinc oxide varistor thus obtained were evaluated in the same manner as in Example 1. Table 5 shows the composition of the sample, and Table 6 shows the evaluation results of the firing temperature and the electrical characteristics.

【0029】[0029]

【表5】 [Table 5]

【0030】[0030]

【表6】 [Table 6]

【0031】 表5および表6より明らかなように、本実
施例の酸化亜鉛系磁器を用いた酸化亜鉛バリスタは、立
ち上がり電圧V1mA/mmが900℃から1200℃へと焼成温度が
上昇するとともに460Vから120Vまで低くなった。何れの
試料においても非直線抵抗特性がよく、長時間の直流負
荷に対してもまたサージに対しても、立ち上がり電圧V
1mAの変化率(△V1mA/V1mA)の絶対値が5%以下で、信
頼性が優れていた。焼成温度が800℃と850℃の#201と#2
02は電圧が高くて測定不能であった。
As is evident from Tables 5 and 6, the zinc oxide varistor using the zinc oxide-based porcelain of the present embodiment has a rising voltage V 1 mA / mm from 900 ° C. to 1200 ° C., and the firing temperature increases. It went down from 460V to 120V. All samples have good non-linear resistance characteristics, and have a rising voltage V for both long-term DC loads and surges.
The absolute value of the rate of change of 1mA (△ V1mA / V1mA ) was 5% or less, indicating excellent reliability. # 201 and # 2 with firing temperature of 800 ℃ and 850 ℃
02 was too high to measure.

【0032】[0032]

【発明の効果】 酸化亜鉛粉末に対し、少なくとも酸化
ビスマスと酸化アンチモンの二者を含有する混合粉体に
焼結または溶融の高温熱処理を施したあと冷却・粉砕し
て得た合成粉末と、酸化ホウ素、酸化ビスマス、酸化コ
バルト、酸化クロム、酸化ゲルマニウム、酸化ランタ
ン、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ニオブ、酸
化ネオヂウム、酸化ニッケル、酸化鉛、酸化プラセオヂ
ウム、酸化アンチモン、酸化けい素、酸化錫、酸化タン
タル、酸化チタン、酸化タングステン、および酸化イッ
トリウムのそれぞれから選ばれる少なくとも二つ以上の
金属酸化物と、酸化アルミニウムとを添加し、加圧成形
したものは、750℃〜1200℃でバリスタ用酸化亜鉛磁器
組成物が焼結でき、これから得たバリスタは優れた電気
特性を持つことが明らかとなった。これらの焼結温度の
うちでも、特に焼結温度が低い場合は、高い温度での焼
結に対して種々の点において優位性を持つ。すなわち、
(1)焼成温度が大幅に低くなって電力消費量が少なく
なる。(2)電気的負荷および熱処理に対し電気特性の
安定性が向上する。(3)炉材・容器の寿命が延びる。
(4)公害が少なくなる。(5)歩留まりが向上する。
(6)銀を内電極とする高性能の積層型の酸化亜鉛バリ
スタを製造できる。(7)研究開発が容易になる。
According to the present invention, a synthetic powder obtained by subjecting a mixed powder containing at least two of bismuth oxide and antimony oxide to a zinc oxide powder to a high-temperature heat treatment of sintering or melting, and then cooling and pulverizing the mixed powder, Boron, bismuth oxide, cobalt oxide, chromium oxide, germanium oxide, lanthanum oxide, magnesium oxide, manganese oxide, niobium oxide, neodymium oxide, nickel oxide, lead oxide, praseodymium oxide, antimony oxide, silicon oxide, tin oxide, tantalum oxide , Titanium oxide, tungsten oxide, and at least two or more metal oxides selected from each of yttrium oxide, and aluminum oxide added, and pressed and molded at 750 ° C to 1200 ° C, zinc oxide porcelain for varistors The composition can be sintered, and the varistors obtained from this show excellent electrical properties It became. Among these sintering temperatures, especially when the sintering temperature is low, there are various advantages over sintering at a high temperature. That is,
(1) The firing temperature is greatly reduced, and the power consumption is reduced. (2) The stability of electrical characteristics against electrical load and heat treatment is improved. (3) The life of furnace materials and containers is extended.
(4) Pollution is reduced. (5) The yield is improved.
(6) A high-performance laminated zinc oxide varistor using silver as an internal electrode can be manufactured. (7) Research and development are facilitated.

【0033】電気特性およびその安定性において低温焼
結法に優位性が認められるが、さらに詳しくのべると、
(a)低電流域から高電流域にわたって非直線抵抗特性
が優れた酸化亜鉛バリスタが得られる。漏れ電流が少な
く安定性が優れているので熱暴走の危険がない。(b)
電気特性の安定性に優れ電圧印加による電気特性の変動
がない。(c)高電圧化が容易になった。単位厚み当た
りの電圧が300V〜500Vの材料が安定して得られる。
(d)加熱による電気特性の劣化が小さい。たとえ、電
流が流れて発熱しても、熱による劣化の加速が小さい。
側面コート材や電極材の焼き付けが容易にできる。
Although the low-temperature sintering method is superior in electrical characteristics and its stability, more specifically,
(A) A zinc oxide varistor having excellent non-linear resistance characteristics over a low current range to a high current range can be obtained. There is no danger of thermal runaway due to low leakage current and excellent stability. (B)
Excellent electrical characteristics with no fluctuation in electrical characteristics due to voltage application. (C) Higher voltage has become easier. A material having a voltage per unit thickness of 300 V to 500 V can be obtained stably.
(D) Deterioration of electrical characteristics due to heating is small. Even if current flows and heat is generated, acceleration of deterioration due to heat is small.
The baking of the side coat material and the electrode material can be easily performed.

【0034】 これら酸化亜鉛磁器組成物をシート状に
成型し、電極材料と交互に積層し、焼結し、電極を所定
の接続方法でつなぐと、積層型のバリスタが得られる。
その際、従来の積層型のバリスタで、良特性のものを得
ようとすると1100℃以上の焼成温度を必要としたが、そ
のためには電極材料として白金などの貴金属を用いる必
要があった。しかるに、本発明の酸化亜鉛磁器組成物に
は950℃以下の温度で焼結して優れた電気特性を有する
ものが含まれているので、電極材料として低価格の銀を
用いることが可能となり、バリスタ普及に大きく寄与す
ることができる。積層型のバリスタでは20V以下の低電
圧用が容易に得られ、小型にもかかわらず電流の流れる
断面積が大きいので優れた非直線抵抗特性を有する。す
なわち、本発明のZnOバリスタは、小型の積層型のもの
およびディスクタイプの小型のものから径の大きい柱状
のものまで、また低電圧の電子回路用から高電圧の送電
・配電用のものまで広範囲の用途に対応できる。そして
電圧印加、加熱に対してきわめて特性が安定しているの
で、得られた酸化亜鉛磁器組成物に700℃近傍の温度に
おける銀電極の焼き付けが容易である。
When the zinc oxide porcelain composition is formed into a sheet, alternately laminated with an electrode material, sintered, and the electrodes are connected by a predetermined connection method, a laminated varistor is obtained.
In this case, a firing temperature of 1100 ° C. or higher was required in order to obtain good characteristics with a conventional laminated varistor, but it was necessary to use a noble metal such as platinum as an electrode material. However, since the zinc oxide porcelain composition of the present invention includes a material having excellent electrical properties sintered at a temperature of 950 ° C. or less, it is possible to use low-cost silver as an electrode material, This can greatly contribute to the spread of varistors. A laminated varistor can easily be used for low voltages of 20 V or less, and has excellent non-linear resistance characteristics because of the large cross-sectional area through which current flows despite its small size. That is, the ZnO varistors of the present invention can be used in a wide range from small stacked type and disk type small type to large diameter columnar type, and from low voltage electronic circuits to high voltage power transmission and distribution. Can be used for Since the characteristics are extremely stable with respect to application of voltage and heating, baking of a silver electrode at a temperature of around 700 ° C. is easy on the obtained zinc oxide porcelain composition.

【0035】 なお、データの比較検討を容易にするた
め、実施例ではCoO、MnO、NiOの三者の添加量の比を一
定にして添加したが、本発明の酸化亜鉛系磁器組成物
は、これらの量を限定するものではない。また、実施例
では、900−1200℃の焼成のデータを示したが、B2O3、C
r2O3などの添加量を調整することにより、750℃まで焼
成温度を下げても、良特性のバリスタが得られている。
なお、酸化亜鉛バリスタでは、高電流域における比直線
抵抗特性をよくするため、しばしばAl2O3が添加される
が、(実施例ではいずれにおいてもZnO 100wt 部に対し
てAl2O3、0.0026wt部)、その添加量はバリスタの用途
によってきまるので0.0026wt部に限定されるものではな
い。
In addition, in order to facilitate comparison of data, in the examples, CoO, MnO, and NiO were added while keeping the ratio of the three addition amounts constant. However, the zinc oxide-based porcelain composition of the present invention is: These amounts are not limited. Further, in the examples, data of firing at 900 to 1200 ° C. is shown, but B 2 O 3 , C
By adjusting the addition amount of r 2 O 3 and the like, a varistor with good characteristics can be obtained even when the firing temperature is lowered to 750 ° C.
In addition, in a zinc oxide varistor, Al 2 O 3 is often added in order to improve the specific linear resistance characteristic in a high current region. In each of the examples, Al 2 O 3 and 0.0026 wt parts are added to 100 wt parts of ZnO. However, the amount of addition depends on the use of the varistor and is not limited to 0.0026 wt part.

【0036】本発明のZnOバリスタの電気特性が安定化
した原因として次のことが考えられる。すなわち、焼成
過程において何らかの作用によって焼結体内部に高酸素
圧の状態が発生し、インタスティシャルZn原子の密度が
低下したことが考えられる。そしてその場合、ZnOの半
導体化は主にAlによって行われていると考えられる。
The following can be considered as a cause of stabilization of the electrical characteristics of the ZnO varistor of the present invention. That is, it is conceivable that a high oxygen pressure state was generated inside the sintered body by some action during the firing process, and the density of interstitial Zn atoms was reduced. And in that case, it is considered that the conversion of ZnO into a semiconductor is mainly performed by Al.

【0037】以上説明したように、本発明は、低温度焼
結で非直線抵抗特性などの電気特性および信頼性に優れ
た酸化亜鉛バリスタを高い歩留りで製造することが可能
な酸化亜鉛磁器組成物を提供できる。本発明の酸化亜鉛
磁器組成物は、その焼結体を製造する場合焼成温度を75
0〜1000℃まで低くしても、均一に焼結し、バリスタに
とって重要な粒径を均一に成長させることが可能であ
る。又、高電流パルスにも十分耐えることができ、交流
印加に対しても高性能をもちつづけることができる。
As described above, the present invention provides a zinc oxide porcelain composition capable of producing a zinc oxide varistor excellent in electrical characteristics such as non-linear resistance characteristics and reliability at low temperature sintering with a high yield. Can be provided. The zinc oxide porcelain composition of the present invention has a firing temperature of 75 when producing the sintered body.
Even if the temperature is lowered to 100 to 1000 ° C., the particles can be sintered uniformly and the particle size important for the varistor can be uniformly grown. In addition, it can withstand high current pulses sufficiently, and can maintain high performance with respect to AC application.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1の酸化亜鉛磁器組成物を用いて
作成したディスクタイプの酸化亜鉛バリスタの概略を示
した斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a disk-type zinc oxide varistor prepared using the zinc oxide porcelain composition of Example 1 of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ディスクタイプの酸化亜鉛バリスタ 11 酸化亜鉛焼結体 12 電極 13 リード線 10 Zinc oxide varistor of disk type 11 Sintered zinc oxide 12 Electrode 13 Lead wire

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮本 大樹 大阪府和泉市あゆみ野2丁目7番1号大阪 府立産業技術総合研究所内 Fターム(参考) 4G030 AA07 AA11 AA12 AA13 AA16 AA20 AA21 AA22 AA24 AA25 AA28 AA29 AA32 AA34 AA35 AA36 AA37 AA40 AA42 AA43 BA04 5E034 CB01 CC03 DA03 DE01 DE03 DE05 DE07 DE20  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Daiki Miyamoto 2-7-1, Ayumino, Izumi-shi, Osaka F-term in Osaka Prefectural Institute of Advanced Industrial Science and Technology (reference) 4G030 AA07 AA11 AA12 AA13 AA16 AA20 AA21 AA22 AA24 AA25 AA28 AA29 AA32 AA34 AA35 AA36 AA37 AA40 AA42 AA43 BA04 5E034 CB01 CC03 DA03 DE01 DE03 DE05 DE07 DE20

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも酸化ビスマス(Bi2O3)と酸化ア
ンチモン(Sb2O3又はSb2O4又はSb2O5)とを含有する混合
粉体に焼結または溶融の高温熱処理を施したあと冷却・
粉砕して酸化物合成粉末を作成し, 少なくとも酸化ホ
ウ素(B2O3)、酸化ビスマス(Bi2O3)、酸化コバルト
(CoO又はCo3O4)、酸化クロム(Cr2O 3)、酸化ゲルマニ
ウム(GeO2)、酸化ランタン(La2O3)、酸化マグネシ
ウム(MgO)、酸化マンガン(MnO、又はMn2O3、又はMnO
2)、酸化ニオブ(Nb2O5)、酸化ネオヂウム(Nd2O3)、
酸化ニッケル(NiO)、酸化鉛(PbO)、酸化プラセオヂ
ウム(Pr2O3)、酸化アンチモン(Sb2O3又はSb2O4又はS
b2O5)、酸化けい素(SiO 2)、酸化錫(SnO2)、酸化タ
ンタル(Ta2O5)、酸化チタン(TiO2)、酸化タングス
テン(WO3)、および酸化イットリウム(Y2O3)より選
ばれた二種以上の酸化物および酸化アルミニウム(Al2O
3)を前記の酸化物合成粉末と共に酸化亜鉛に添加・混
合し、焼成して得る酸化亜鉛磁器組成物。
Claims 1. At least bismuth oxide (BiTwoOThree) And oxide
Nchimon (SbTwoOThreeOr SbTwoOFourOr SbTwoOFive) And a mixture containing
After subjecting the powder to high temperature heat treatment of sintering or melting,
Pulverized to produce an oxide synthetic powder, at least
Udine (BTwoOThree), Bismuth oxide (BiTwoOThree), Cobalt oxide
(CoO or CoThreeOFour), Chromium oxide (CrTwoO Three), Germanic oxide
Um (GeOTwo), Lanthanum oxide (LaTwoOThree), Magnesium oxide
(MgO), manganese oxide (MnO or MnTwoOThreeOr MnO
Two), Niobium oxide (NbTwoOFive), Neodymium oxide (NdTwoOThree),
Nickel oxide (NiO), lead oxide (PbO), praseo oxide
Um (PrTwoOThree), Antimony oxide (SbTwoOThreeOr SbTwoOFourOr S
bTwoOFive), Silicon oxide (SiO Two), Tin oxide (SnOTwo), Oxidation
(TaTwoOFive), Titanium oxide (TiOTwo), Oxidized tongue
Ten (WOThree), And yttrium oxide (YTwoOThree)
Two or more oxides and aluminum oxide (AlTwoO
Three) Is added and mixed with zinc oxide together with the above-mentioned oxide synthetic powder.
A zinc oxide porcelain composition obtained by combining and firing.
【請求項2】少なくとも酸化ビスマスと酸化アンチモン
とを含有する混合粉体が、 酸化ビスマスと酸化アンチ
モンの他に酸化亜鉛と酸化マンガンと酸化イットリウム
の3種の酸化物より選ばれた少なくとも1種以上を含有
する混合粉体であることを特徴とする請求項1記載の酸
化亜鉛磁器組成物。
2. A mixed powder containing at least bismuth oxide and antimony oxide, wherein at least one oxide selected from zinc oxide, manganese oxide, and yttrium oxide in addition to bismuth oxide and antimony oxide The zinc oxide porcelain composition according to claim 1, which is a mixed powder containing:
【請求項3】少なくとも酸化ビスマス粉体と酸化アンチ
モン粉体を含む粉体を混合して混合粉体を作成する工程
と、前記混合粉体に焼結または溶融の高温熱処理を施し
て少なくとも酸化ビスマスと酸化アンチモンとを含有す
る酸化物合成物を作成する工程と、前記酸化物合成物を
粉砕して少なくとも酸化ビスマスと酸化アンチモンとを
含有する酸化物合成粉末を作成する工程と、少なくとも
酸化ホウ素、酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化クロ
ム、酸化ゲルマニウム、酸化ランタン、酸化マグネシウ
ム、酸化マンガン、酸化ニオブ、酸化ネオヂウム、酸化
ニッケル、酸化鉛、酸化プラセオヂウム、酸化アンチモ
ン、酸化けい素、酸化錫、酸化タンタル、酸化チタン、
酸化タングステン、および酸化イットリウムより選ばれ
た二種以上の酸化物および酸化アルミニウムを前記の酸
化物合成粉末と共に酸化亜鉛に添加・混合して酸化亜鉛
混合粉を作成する工程と、前記酸化亜鉛混合粉に加圧成
形を施して酸化亜鉛成形体を作成する工程と、前記酸化
亜鉛成形体に焼成を施して酸化亜鉛磁器組成物を得る工
程を含有する酸化亜鉛磁器組成物の製造方法。
3. A step of mixing a powder containing at least a bismuth oxide powder and an antimony oxide powder to form a mixed powder, and subjecting the mixed powder to a high-temperature heat treatment of sintering or melting to obtain at least a bismuth oxide powder. A step of preparing an oxide composite containing and antimony oxide, and a step of pulverizing the oxide composite to prepare an oxide composite powder containing at least bismuth oxide and antimony oxide, at least boron oxide, Bismuth oxide, cobalt oxide, chromium oxide, germanium oxide, lanthanum oxide, magnesium oxide, manganese oxide, niobium oxide, neodymium oxide, nickel oxide, lead oxide, praseodymium oxide, antimony oxide, silicon oxide, tin oxide, tantalum oxide, oxide Titanium,
A step of adding and mixing two or more kinds of oxides selected from tungsten oxide and yttrium oxide and aluminum oxide together with the oxide synthetic powder to zinc oxide to form a zinc oxide mixed powder; A method for producing a zinc oxide porcelain composition, comprising the steps of: forming a zinc oxide porcelain body by applying pressure molding to the mixture; and sintering the zinc oxide porcelain body to obtain a zinc oxide porcelain composition.
【請求項4】少なくとも酸化ビスマス粉体と酸化アンチ
モン粉体を含む粉体を混合して混合粉体を作成する工程
が、少なくとも 酸化ビスマスと酸化アンチモンの他に
酸化亜鉛と酸化マンガンと酸化イットリウムの3種の酸
化物より選ばれた少なくとも1種以上を含む粉体を混合
して混合粉体を作成する工程であることを特徴とする請
求項3記載の酸化亜鉛磁器組成物の製造方法。
4. A step of preparing a mixed powder by mixing at least a powder containing bismuth oxide powder and antimony oxide powder, wherein at least bismuth oxide and antimony oxide, zinc oxide, manganese oxide, and yttrium oxide are mixed. 4. The method for producing a zinc oxide porcelain composition according to claim 3, wherein the step is a step of mixing powders containing at least one selected from three oxides to prepare a mixed powder.
【請求項5】少なくとも酸化ビスマスと酸化アンチモン
とを含有した混合粉体に焼結または溶融の高温熱処理を
施したあと冷却・粉砕して酸化物合成粉末を作成し,
少なくとも酸化ホウ素、酸化ビスマス、酸化コバルト、
酸化クロム、酸化ゲルマニウム、酸化ランタン、酸化マ
グネシウム、酸化マンガン、酸化ニオブ、酸化ネオヂウ
ム、酸化ニッケル、酸化鉛、酸化プラセオヂウム、酸化
アンチモン、酸化けい素、酸化錫、酸化タンタル、酸化
チタン、酸化タングステン、および酸化イットリウムよ
り選ばれた二種以上の酸化物と酸化アルミニウムとを前
記の酸化物合成粉末と共に酸化亜鉛に添加・混合し、焼
成して得た酸化亜鉛磁器組成物に電極を形成してなる酸
化亜鉛バリスタ。
5. A mixed powder containing at least bismuth oxide and antimony oxide is subjected to sintering or melting high-temperature heat treatment, and then cooled and pulverized to prepare an oxide synthetic powder.
At least boron oxide, bismuth oxide, cobalt oxide,
Chromium oxide, germanium oxide, lanthanum oxide, magnesium oxide, manganese oxide, niobium oxide, neodymium oxide, nickel oxide, lead oxide, praseodymium oxide, antimony oxide, silicon oxide, tin oxide, tantalum oxide, titanium oxide, tungsten oxide, and An oxide formed by adding and mixing two or more kinds of oxides selected from yttrium oxide and aluminum oxide with zinc oxide together with the above-mentioned oxide synthetic powder, and calcining to form an electrode on a zinc oxide porcelain composition obtained. Zinc varistor.
【請求項6】少なくとも酸化ビスマスと酸化アンチモン
とを含有した混合粉体が、 酸化ビスマスと酸化アンチ
モンの他に酸化亜鉛と酸化マンガンと酸化イットリウム
の3種の酸化物より選ばれた少なくとも1種以上を含有
する混合粉体であることを特徴とする請求項5記載の酸
化亜鉛バリスタ。
6. A mixed powder containing at least bismuth oxide and antimony oxide, wherein at least one selected from oxides of zinc oxide, manganese oxide and yttrium oxide in addition to bismuth oxide and antimony oxide The zinc oxide varistor according to claim 5, which is a mixed powder containing:
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