JP2002289408A - 電圧非直線抵抗体の製造法 - Google Patents
電圧非直線抵抗体の製造法Info
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 雷サージ耐量特性に優れた電圧非直線抵抗体
の製造法を提案する。 【解決手段】 酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスを
Bi2O3に換算して0.3〜0.5mol%、酸化コバルトをCoOに換
算して1.0〜1.5mol%、酸化マンガンをMnO2に換算して0.
3〜0.7mol%、酸化アンチモンをSb2O3に換算して1.0〜1.
6mol%、酸化クロムをCr2O3に換算して0.3〜0.6mol%、酸
化銀をAg2Oに換算して0.05〜0.1mol%、酸化ケイ素をSiO
2に換算して0.9〜3.0mol%、酸化ホウ素をB2O3に換算し
て0.05〜0.1mol%および酸化アルミニウムをAl2O3に換算
して0.005〜0.01mol%含有する電圧非直線抵抗体素体の
側面に酸化ケイ素を主成分とするペーストを塗布し焼成
して前記側面上に絶縁被覆層を一体的に設ける。
の製造法を提案する。 【解決手段】 酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスを
Bi2O3に換算して0.3〜0.5mol%、酸化コバルトをCoOに換
算して1.0〜1.5mol%、酸化マンガンをMnO2に換算して0.
3〜0.7mol%、酸化アンチモンをSb2O3に換算して1.0〜1.
6mol%、酸化クロムをCr2O3に換算して0.3〜0.6mol%、酸
化銀をAg2Oに換算して0.05〜0.1mol%、酸化ケイ素をSiO
2に換算して0.9〜3.0mol%、酸化ホウ素をB2O3に換算し
て0.05〜0.1mol%および酸化アルミニウムをAl2O3に換算
して0.005〜0.01mol%含有する電圧非直線抵抗体素体の
側面に酸化ケイ素を主成分とするペーストを塗布し焼成
して前記側面上に絶縁被覆層を一体的に設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、酸化亜鉛を主成分
とする電圧非直線抵抗体の製造法に関するものであり、
詳しくは雷サージ耐量特性に優れた電圧非直線抵抗体の
製造法に関する。
とする電圧非直線抵抗体の製造法に関するものであり、
詳しくは雷サージ耐量特性に優れた電圧非直線抵抗体の
製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、電圧安定素子、サージアブソー
バ、アレスタ等に広く利用されている電圧非直線抵抗体
の製造法としては、例えば、mol%で、Bi2O30.1〜3.0%、
Co2O30.1〜3.0%、MnO20.1〜3.0%、Sb2O30.1〜3.0%、Cr2
O30.05〜1.5%、NiO0.1〜3.0%、SiO20.1 〜10.0、Al2O
30.0005〜0.025%、B2O30.005〜0.3%および残部がZnOよ
りなる原料混合物を成形して焼成する電圧非直線抵抗体
の製造法が広く知られている。
バ、アレスタ等に広く利用されている電圧非直線抵抗体
の製造法としては、例えば、mol%で、Bi2O30.1〜3.0%、
Co2O30.1〜3.0%、MnO20.1〜3.0%、Sb2O30.1〜3.0%、Cr2
O30.05〜1.5%、NiO0.1〜3.0%、SiO20.1 〜10.0、Al2O
30.0005〜0.025%、B2O30.005〜0.3%および残部がZnOよ
りなる原料混合物を成形して焼成する電圧非直線抵抗体
の製造法が広く知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の製造法による電
圧非直線抵抗体の製造法は各部における均一性が悪いた
め、雷サージ等の印加により局部的に大電流が流れ、そ
れにより抵抗体が破壊することがあった。その結果、特
に碍子の保護において重要な雷サージ耐量特性におい
て、必ずしも満足できる電圧非直線抵抗体を得ることが
できなかった。本発明は上述した不具合を解消して雷サ
ージ耐量特性に優れた電圧非直線抵抗体の製造法を提供
すること課題とした。
圧非直線抵抗体の製造法は各部における均一性が悪いた
め、雷サージ等の印加により局部的に大電流が流れ、そ
れにより抵抗体が破壊することがあった。その結果、特
に碍子の保護において重要な雷サージ耐量特性におい
て、必ずしも満足できる電圧非直線抵抗体を得ることが
できなかった。本発明は上述した不具合を解消して雷サ
ージ耐量特性に優れた電圧非直線抵抗体の製造法を提供
すること課題とした。
【０００４】
【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために、本発明は、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビ
スマスをBi2O3に換算して0.3〜0.5mol%、酸化コバルト
をCoOに換算して1.0〜1.5mol%、酸化マンガンをMnO2に
換算して0.3〜0.7mol%、酸化アンチモンをSb2O3に換算
して1.0〜1.6mol%、酸化クロムをCr2O3に換算して0.3〜
0.6mol%、酸化銀をAg2Oに換算して0.05〜0.1mol%、酸化
ケイ素をSiO2に換算して0.9〜3.0mol%、酸化ホウ素をB2
O3に換算して0.05〜0.1mol%および酸化アルミニウムをA
l2O3に換算して0.005〜0.01mol%含有する電圧非直線抵
抗体素体の側面に酸化ケイ素を主成分とするペーストを
塗布し焼成して前記側面上に絶縁被覆層を一体的に設け
ることを特徴とする。
するために、本発明は、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビ
スマスをBi2O3に換算して0.3〜0.5mol%、酸化コバルト
をCoOに換算して1.0〜1.5mol%、酸化マンガンをMnO2に
換算して0.3〜0.7mol%、酸化アンチモンをSb2O3に換算
して1.0〜1.6mol%、酸化クロムをCr2O3に換算して0.3〜
0.6mol%、酸化銀をAg2Oに換算して0.05〜0.1mol%、酸化
ケイ素をSiO2に換算して0.9〜3.0mol%、酸化ホウ素をB2
O3に換算して0.05〜0.1mol%および酸化アルミニウムをA
l2O3に換算して0.005〜0.01mol%含有する電圧非直線抵
抗体素体の側面に酸化ケイ素を主成分とするペーストを
塗布し焼成して前記側面上に絶縁被覆層を一体的に設け
ることを特徴とする。
【０００５】本発明によれば、前述した特定の組成を採
用することにより、サージ耐量特性に優れた電圧非直線
抵抗体を提供できる。なお、電圧非直線抵抗体におい
て、各成分の含有量を制限する理由は以下の通りであ
る。
用することにより、サージ耐量特性に優れた電圧非直線
抵抗体を提供できる。なお、電圧非直線抵抗体におい
て、各成分の含有量を制限する理由は以下の通りであ
る。
【０００６】Bi2O3は粒界相としてZnO粒子間に微構造を
構成するとともにZnO粒子の粒成長を促進する作用があ
る。添加量が0.3mol%未満だと粒界相が充分に形成され
ず、この粒界相によって形成される電気的バリヤの高さ
が低下して漏洩電流が増加し、低電流域での非直線性が
悪化するとともに、添加量が0.5mol%を越えると粒界相
が厚くなりすぎたりZnO粒子の粒子成長が促進され、制
限電圧比が悪化するため、Bi2O3の添加量を0.3〜0.5mol
%と限定した。
構成するとともにZnO粒子の粒成長を促進する作用があ
る。添加量が0.3mol%未満だと粒界相が充分に形成され
ず、この粒界相によって形成される電気的バリヤの高さ
が低下して漏洩電流が増加し、低電流域での非直線性が
悪化するとともに、添加量が0.5mol%を越えると粒界相
が厚くなりすぎたりZnO粒子の粒子成長が促進され、制
限電圧比が悪化するため、Bi2O3の添加量を0.3〜0.5mol
%と限定した。
【０００７】CoOおよびMnO2は、その一部がZnO粒子内に
固溶するとともに一部は粒界相に析出して電気的バリヤ
の高さを高める作用を有する。CoOの添加量が1.0mol%未
満であって、MnO2の添加量が0.3mol%未満であると電気
的バリヤの高さが低下して低電流域での非直線性が悪化
するとともに、CoOの添加量が1.5mol%を越え、MnO2の添
加量が0.7mol%を越えると粒界相が厚くなりすぎて制限
電圧比が悪化するため、CoOの添加量を1.0〜1.5mol%と
限定し、MnO2の添加量を0.3〜0.7mol%と限定した。
固溶するとともに一部は粒界相に析出して電気的バリヤ
の高さを高める作用を有する。CoOの添加量が1.0mol%未
満であって、MnO2の添加量が0.3mol%未満であると電気
的バリヤの高さが低下して低電流域での非直線性が悪化
するとともに、CoOの添加量が1.5mol%を越え、MnO2の添
加量が0.7mol%を越えると粒界相が厚くなりすぎて制限
電圧比が悪化するため、CoOの添加量を1.0〜1.5mol%と
限定し、MnO2の添加量を0.3〜0.7mol%と限定した。
【０００８】Sb2O3およびCr2O3は、ZnOと反応してスピ
ネル相を形成することにより、ZnO粒子の異常粒成長を
抑制して焼成体の均一性を向上する作用を有する。Sb2O
3の添加量が1.0mol%未満であって、Cr2O3の添加量が0.3
mol%未満であると、ZnO粒子の異常粒成長が発生して焼
成体の電流分布が不均一になるとともに、Sb2O3の添加
量が1.6mol%を越え、Cr2O3の添加量が0.6mol%を越える
と、絶縁性のスピネル相が多くなりすぎて焼成体の電流
分布が不均一になるため、Sb2O3の添加量を1.0〜1.6mol
%と限定し、Cr2O3の添加量を0.3〜0.6mol%と限定した。
ネル相を形成することにより、ZnO粒子の異常粒成長を
抑制して焼成体の均一性を向上する作用を有する。Sb2O
3の添加量が1.0mol%未満であって、Cr2O3の添加量が0.3
mol%未満であると、ZnO粒子の異常粒成長が発生して焼
成体の電流分布が不均一になるとともに、Sb2O3の添加
量が1.6mol%を越え、Cr2O3の添加量が0.6mol%を越える
と、絶縁性のスピネル相が多くなりすぎて焼成体の電流
分布が不均一になるため、Sb2O3の添加量を1.0〜1.6mol
%と限定し、Cr2O3の添加量を0.3〜0.6mol%と限定した。
【０００９】Ag2Oは粒界相に析出して課電によって起こ
るイオン移動を抑制して粒界相を安定化する作用を有す
る。添加量が0.05未満であると粒界相を安定する効果が
不充分であるとともに、0.1mol%を越えると逆に粒界相
が不安定になり制限電圧比が悪化するため、Ag2Oの添加
量を0.05〜0.1mol%と限定した。
るイオン移動を抑制して粒界相を安定化する作用を有す
る。添加量が0.05未満であると粒界相を安定する効果が
不充分であるとともに、0.1mol%を越えると逆に粒界相
が不安定になり制限電圧比が悪化するため、Ag2Oの添加
量を0.05〜0.1mol%と限定した。
【００１０】SiO2はBi2O3とともに粒界中に析出してZnO
粒子の粒成長を抑制し、バリスタ電圧を上げる作用を有
する。添加量が0.9mol%未満であるとZnO粒子の粒成長の
抑制効果が不充分であるとともに粒界相中に不均一に析
出する。その結果素子の均一性が悪化し、雷サージによ
り電流集中が起きやすくなる。また側面の絶縁被覆層と
の密着性も悪いため雷サージ耐量特性が低下するととも
に、3.0mol%を越えると粒界相が厚くなりすぎて特性が
悪化するため、SiO2の添加量を0.9〜3.0mol%と限定し
た。
粒子の粒成長を抑制し、バリスタ電圧を上げる作用を有
する。添加量が0.9mol%未満であるとZnO粒子の粒成長の
抑制効果が不充分であるとともに粒界相中に不均一に析
出する。その結果素子の均一性が悪化し、雷サージによ
り電流集中が起きやすくなる。また側面の絶縁被覆層と
の密着性も悪いため雷サージ耐量特性が低下するととも
に、3.0mol%を越えると粒界相が厚くなりすぎて特性が
悪化するため、SiO2の添加量を0.9〜3.0mol%と限定し
た。
【００１１】B2O3はBi2O3,SiO2とともに粒界相に析出し
てZnO粒子の粒成長を促進するとともに、粒界相をガラ
ス化して安定にする作用を有する。添加量が0.05mol%未
満であると粒界相を安定化させる効果が不充分であると
ともに、0.1mol%を越えると粒界相が厚くなりすぎて制
限電圧比が悪化するため、B2O3の添加量を0.05〜0.1mol
%と限定した。
てZnO粒子の粒成長を促進するとともに、粒界相をガラ
ス化して安定にする作用を有する。添加量が0.05mol%未
満であると粒界相を安定化させる効果が不充分であると
ともに、0.1mol%を越えると粒界相が厚くなりすぎて制
限電圧比が悪化するため、B2O3の添加量を0.05〜0.1mol
%と限定した。
【００１２】Al2O3はZnOに固溶してZnOからなる素子の
抵抗を下げる作用を有している。添加量が0.005mol%未
満では素子の抵抗を充分小さくできないため制限電圧比
が悪化するとともに、0.01mol%を越えると電気的バリヤ
の高さが低下し低電流域での比直線性が悪化するため、
Al2O3の添加量を0.005〜0.01mol%と限定した。
抵抗を下げる作用を有している。添加量が0.005mol%未
満では素子の抵抗を充分小さくできないため制限電圧比
が悪化するとともに、0.01mol%を越えると電気的バリヤ
の高さが低下し低電流域での比直線性が悪化するため、
Al2O3の添加量を0.005〜0.01mol%と限定した。
【００１３】
【発明の実施の形態】酸化亜鉛を主成分とする電圧非直
線抵抗体を得るには、所定の粒度に調整した酸化亜鉛原
料に所定の粒度に調整したBi2O3,CoO,MnO2,Sb2O3,Cr
2O3,Ag2O,SiO2,B 2O3,Al2O3よりなる所定量の添加物と、
ポリビニルアルコール(PVA)等の結合剤を所定量加え
て、ボールミルを用いて充分に混合する。次いでスプレ
ードライヤで顆粒状にして34×106Pa程度の圧力を加え
て円盤状およびバルク形に圧縮成形する。次いで、700
〜1000°Cで仮焼成をして結合剤を飛散除去する。次
に、1000〜1300°Cの空気中で焼成をした後、焼成体側
面にSiO2を主成分とするペーストを塗布し400〜700°C
に加熱して側面をガラス化する。その後、平面部を研磨
してアルミニウム電極を設ける。最後に、ZnO素子単体
の試験を経て完成する。表１は、こうして製造した電圧
非直線抵抗体の試験結果を示すものである。
線抵抗体を得るには、所定の粒度に調整した酸化亜鉛原
料に所定の粒度に調整したBi2O3,CoO,MnO2,Sb2O3,Cr
2O3,Ag2O,SiO2,B 2O3,Al2O3よりなる所定量の添加物と、
ポリビニルアルコール(PVA)等の結合剤を所定量加え
て、ボールミルを用いて充分に混合する。次いでスプレ
ードライヤで顆粒状にして34×106Pa程度の圧力を加え
て円盤状およびバルク形に圧縮成形する。次いで、700
〜1000°Cで仮焼成をして結合剤を飛散除去する。次
に、1000〜1300°Cの空気中で焼成をした後、焼成体側
面にSiO2を主成分とするペーストを塗布し400〜700°C
に加熱して側面をガラス化する。その後、平面部を研磨
してアルミニウム電極を設ける。最後に、ZnO素子単体
の試験を経て完成する。表１は、こうして製造した電圧
非直線抵抗体の試験結果を示すものである。
【００１４】
【表１】
【００１５】表中の配合Ａ，配合Ｂは本発明の組成から
なる電圧非直線抵抗体であり、配合Ｃ〜Ｅは比較のため
本発明の組成と異なる組成としたものである。試験は、
焼成後の電圧非直線抵抗体の寸法をφ30×3.5mmとして
φ15のアルミニウム電極を設けて実施した。配合Ａ、配
合Ｂは、動作開始電圧、非直線指数、制限電圧比の各特
性とも良好な結果が得られた。反面、本発明と異なる組
成の配合Ｃ〜Ｅでは、必要な性能が得られなかった。
なる電圧非直線抵抗体であり、配合Ｃ〜Ｅは比較のため
本発明の組成と異なる組成としたものである。試験は、
焼成後の電圧非直線抵抗体の寸法をφ30×3.5mmとして
φ15のアルミニウム電極を設けて実施した。配合Ａ、配
合Ｂは、動作開始電圧、非直線指数、制限電圧比の各特
性とも良好な結果が得られた。反面、本発明と異なる組
成の配合Ｃ〜Ｅでは、必要な性能が得られなかった。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、雷サ
ージ耐量特性に優れた電圧非直線抵抗体を得ることがで
きる。
ージ耐量特性に優れた電圧非直線抵抗体を得ることがで
きる。
Claims (1)
- 【請求項１】 酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマスを
Bi2O3に換算して0.3〜0.5mol%、酸化コバルトをCoOに換
算して1.0〜1.5mol%、酸化マンガンをMnO2に換算して0.
3〜0.7mol%、酸化アンチモンをSb2O3に換算して1.0〜1.
6mol%、酸化クロムをCr2O3に換算して0.3〜0.6mol%、酸
化銀をAg2Oに換算して0.05〜0.1mol%、酸化ケイ素をSiO
2に換算して0.9〜3.0mol%、酸化ホウ素をB2O3に換算し
て0.05〜0.1mol%および酸化アルミニウムをAl2O3に換算
して0.005〜0.01mol%含有する電圧非直線抵抗体素体の
側面に酸化ケイ素を主成分とするペーストを塗布し焼成
して前記側面上に絶縁被覆層を一体的に設けることを特
徴とした電圧非直線抵抗体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001092250A JP3830354B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 電圧非直線抵抗体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001092250A JP3830354B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 電圧非直線抵抗体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002289408A true JP2002289408A (ja) | 2002-10-04 |
| JP3830354B2 JP3830354B2 (ja) | 2006-10-04 |
Family
ID=18946749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001092250A Expired - Fee Related JP3830354B2 (ja) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | 電圧非直線抵抗体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3830354B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100812425B1 (ko) | 2005-12-19 | 2008-03-10 | 가부시끼가이샤 도시바 | 전류-전압 비직선 저항체 |
| WO2020019274A1 (zh) * | 2018-07-27 | 2020-01-30 | 清华大学 | 氧化锌压敏电阻的优化方法 |
-
2001
- 2001-03-28 JP JP2001092250A patent/JP3830354B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| KR100812425B1 (ko) | 2005-12-19 | 2008-03-10 | 가부시끼가이샤 도시바 | 전류-전압 비직선 저항체 |
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| JP3830354B2 (ja) | 2006-10-04 |
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