JP2572852B2 - 電圧非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents
電圧非直線抵抗体の製造方法Info
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- JP2572852B2 JP2572852B2 JP1182582A JP18258289A JP2572852B2 JP 2572852 B2 JP2572852 B2 JP 2572852B2 JP 1182582 A JP1182582 A JP 1182582A JP 18258289 A JP18258289 A JP 18258289A JP 2572852 B2 JP2572852 B2 JP 2572852B2
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- linear resistor
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、酸化亜鉛を主成分とし、電圧非直線性を発
現させる添加物を含有してなる電圧非直線抵抗体の製造
方法に関するものである。
現させる添加物を含有してなる電圧非直線抵抗体の製造
方法に関するものである。
（従来の技術） 酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体は、そのす
ぐれた非直線電圧−電流特性から電圧安定化あるいはサ
ージ吸収を目的とした避雷器やサージアブソーバに広く
利用されている。この電圧非直線抵抗体は、主成分の酸
化亜鉛に電圧非直線性を発現する少量のビスマス、アン
チモン、コバルト、マンガン等の酸化物を添加し、混
合、造粒、成形したのち焼成し、好ましくは側面高抵抗
層を形成するため無機物質を塗布した後再度焼成し、そ
の焼結体に電極を取り付けることにより作製することが
できる。
ぐれた非直線電圧−電流特性から電圧安定化あるいはサ
ージ吸収を目的とした避雷器やサージアブソーバに広く
利用されている。この電圧非直線抵抗体は、主成分の酸
化亜鉛に電圧非直線性を発現する少量のビスマス、アン
チモン、コバルト、マンガン等の酸化物を添加し、混
合、造粒、成形したのち焼成し、好ましくは側面高抵抗
層を形成するため無機物質を塗布した後再度焼成し、そ
の焼結体に電極を取り付けることにより作製することが
できる。
上述した従来構造の電圧非直線抵抗体における電極
は、円筒体形状の焼結体の両端面の全面に設けることも
できるが、沿面閃絡防止のため、電極を円周端面から内
部へ1.5mm以上控えて形成するのが一般的である。
は、円筒体形状の焼結体の両端面の全面に設けることも
できるが、沿面閃絡防止のため、電極を円周端面から内
部へ1.5mm以上控えて形成するのが一般的である。
その一例として、特開昭62−97303号公報において
は、電極の控え量を電極面積が焼結体端面面積の95〜9
9.5％になるように規定することにより、電極周長を増
し、電極端での電位傾度を緩和し、電流集中を小さくす
る技術が開示されている。
は、電極の控え量を電極面積が焼結体端面面積の95〜9
9.5％になるように規定することにより、電極周長を増
し、電極端での電位傾度を緩和し、電流集中を小さくす
る技術が開示されている。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述した特開昭62−97303号公報で開
示されているように、電圧非直線抵抗体の電極周長を増
すだけでは、電極端での電流集中を小さくするにも限度
があり、インパルス耐量向上の効果はまだ十分でない問
題があった。特に、電流の継続時間が長い開閉サージに
対しては、依然として電極端の電流集中に起因する貫通
破壊が多発し、開閉サージ耐量の向上がみられない問題
もあった。
示されているように、電圧非直線抵抗体の電極周長を増
すだけでは、電極端での電流集中を小さくするにも限度
があり、インパルス耐量向上の効果はまだ十分でない問
題があった。特に、電流の継続時間が長い開閉サージに
対しては、依然として電極端の電流集中に起因する貫通
破壊が多発し、開閉サージ耐量の向上がみられない問題
もあった。
本発明の目的は上述した課題を解消して、電極を控え
て形成しても開閉サージ耐量を向上することができる電
圧非直線抵抗体の製造方法を提供しようとするものであ
る。
て形成しても開閉サージ耐量を向上することができる電
圧非直線抵抗体の製造方法を提供しようとするものであ
る。
（課題を解決するための手段） 本発明の電圧非直線抵抗体の製造方法は、酸化亜鉛を
主成分とし、電圧非直線性を発現させる第１の添加物の
少なくとも１種類以上を添加、混合、成形、焼成してな
る電圧非直線抵抗体の製造方法において、成形体を予じ
め700〜950℃の温度で熱処理したのち、該成形体の外周
側面から、珪化物からなる液体であって粒成長抑制作用
および機械的強度を増大させる作用を有する第２の添加
物を含浸させ、加水分解したのち焼成することを特徴と
するものである。
主成分とし、電圧非直線性を発現させる第１の添加物の
少なくとも１種類以上を添加、混合、成形、焼成してな
る電圧非直線抵抗体の製造方法において、成形体を予じ
め700〜950℃の温度で熱処理したのち、該成形体の外周
側面から、珪化物からなる液体であって粒成長抑制作用
および機械的強度を増大させる作用を有する第２の添加
物を含浸させ、加水分解したのち焼成することを特徴と
するものである。
（作 用） 上述した構成において、成形体の外周側面から粒成長
抑制作用および機械的強度を増大させる作用を有する珪
化物からなる液体である第２の添加物を含浸させて加水
分解した後焼成することにより、抵抗体にV1mAおよび機
械的強度が内部から外周部に向かって漸増する径方向分
布を持たせることができる。その結果、焼結体に上述し
たV1mA分布があるため、電極を控えても電極端での電流
集中が緩和され、開閉サージ耐量が向上するとともに、
焼結体に機械的強度分布すなわち外周部を強くできるた
め、電極端の電流集中による熱応力破壊を抑制すること
ができる。
抑制作用および機械的強度を増大させる作用を有する珪
化物からなる液体である第２の添加物を含浸させて加水
分解した後焼成することにより、抵抗体にV1mAおよび機
械的強度が内部から外周部に向かって漸増する径方向分
布を持たせることができる。その結果、焼結体に上述し
たV1mA分布があるため、電極を控えても電極端での電流
集中が緩和され、開閉サージ耐量が向上するとともに、
焼結体に機械的強度分布すなわち外周部を強くできるた
め、電極端の電流集中による熱応力破壊を抑制すること
ができる。
なお、成形体の熱処理温度を700〜950℃と限定するの
は、後述する実施例からも明らかなように、700℃未満
であると焼成時のクラック発生が生じやすくなり、950
℃を越えると2ms矩形波による開閉サージ耐量が劣化し
てしまうためである。
は、後述する実施例からも明らかなように、700℃未満
であると焼成時のクラック発生が生じやすくなり、950
℃を越えると2ms矩形波による開閉サージ耐量が劣化し
てしまうためである。
また、本発明で使用する粒成長抑制作用および機械的
強度を増大させる作用を有する第２の添加物としては、
珪酸エチル（テトラエトキシシラン）、ヘキサメチルジ
シロキサン等の有機金属化合物、あるいは塩化水素等の
塩化物などの液体化合物が好適である。しかし、フッ化
珪素のような気体化合物を含浸させてももちろん良い。
強度を増大させる作用を有する第２の添加物としては、
珪酸エチル（テトラエトキシシラン）、ヘキサメチルジ
シロキサン等の有機金属化合物、あるいは塩化水素等の
塩化物などの液体化合物が好適である。しかし、フッ化
珪素のような気体化合物を含浸させてももちろん良い。
（実施例） 以下、実際の例について説明する。
ZnOを主成分とし、電圧非直線性を発現させる第１の
添加物としてBi2O3、Sb2O3、Cr2O3、MnO2、Co2O3を、ま
たさらにSiO2、NiOを所定量添加し、これに有機バイン
ダ、分散剤及び水を加えて混合しスラリー化した。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥、造粒し、直径
60mmの円板状に成形して成形体を得た。次いで該成形体
を500℃で熱処理して脱脂したのち、温度700℃〜950℃
で予備焼成した。その後、成形体の両端面をマスキング
し、珪酸エチルに浸漬した。端面マスキングは成形体外
周側面からのみ含浸させるためのものである。含浸深さ
は浸漬時間により調節した。また、含浸深さは成形体側
面からの液の浸透による変色を肉眼観察する方法により
測定した。
添加物としてBi2O3、Sb2O3、Cr2O3、MnO2、Co2O3を、ま
たさらにSiO2、NiOを所定量添加し、これに有機バイン
ダ、分散剤及び水を加えて混合しスラリー化した。この
スラリーをスプレードライヤーにて乾燥、造粒し、直径
60mmの円板状に成形して成形体を得た。次いで該成形体
を500℃で熱処理して脱脂したのち、温度700℃〜950℃
で予備焼成した。その後、成形体の両端面をマスキング
し、珪酸エチルに浸漬した。端面マスキングは成形体外
周側面からのみ含浸させるためのものである。含浸深さ
は浸漬時間により調節した。また、含浸深さは成形体側
面からの液の浸透による変色を肉眼観察する方法により
測定した。
次いで、珪酸エチルを含浸させた成形体を、底面にア
ンモニアと水を入れたガラスデシケータ中に48時間放置
し、成形体中に含浸した珪酸エチルを加水分解した。本
実施例では第２の添加物として、加水分解して珪化物を
生じる珪酸エチルを用いたが、加水分解性を有する他の
珪化物も使用することができる。
ンモニアと水を入れたガラスデシケータ中に48時間放置
し、成形体中に含浸した珪酸エチルを加水分解した。本
実施例では第２の添加物として、加水分解して珪化物を
生じる珪酸エチルを用いたが、加水分解性を有する他の
珪化物も使用することができる。
加水分解の後、該成形体をおよそ1Torrの真空中にて2
4時間乾燥した。乾燥後、該成形体を980℃で５時間仮焼
したのち、側面に高抵抗層を形成するための無機物質を
ペースト状にして塗布し、次いで温度1150℃で５時間焼
成した。その後、焼結体の両端面を研磨し、端面にアル
ミニウム溶射電極を付与して電圧非直線抵抗体を得た。
4時間乾燥した。乾燥後、該成形体を980℃で５時間仮焼
したのち、側面に高抵抗層を形成するための無機物質を
ペースト状にして塗布し、次いで温度1150℃で５時間焼
成した。その後、焼結体の両端面を研磨し、端面にアル
ミニウム溶射電極を付与して電圧非直線抵抗体を得た。
こうして得た電圧非直線抵抗体について、電流1mA通
電時の単位厚さあたりの制限電圧V1mA、電流0.1mAと1mA
通電時の制限電圧から計算される非直線指数α、および
2ms矩形波を２分間隔で20回通電したときの放電耐量を
それぞれ測定した。2ms矩形波放電耐量は局部的電流集
中により素子が溶融貫通するまでの耐破壊強さを表わ
す。電圧非直線抵抗体の製造条件とV1mA、αおよび放電
耐量の測定結果を第１表に示す。また、第１表の実施例
No.3,5,6および比較例のNo.10,11の半径方向のV1mA分布
測定結果を第１図に示す。さらに、珪酸エチルの含浸に
よる機械的強度の向上を確認するため、60×60×7mmの
成形体を作製し、上記と同様に予備焼成後に珪酸エチル
を含浸させ、加水分解したのち焼成したものと、含浸さ
せずにそのまま焼成したものについて、JIS R 1601 198
1に準じて曲げ強度を測定し比較した。珪酸エチルを含
浸させた焼成体の曲げ強度は130±10MPaで、含浸しない
焼結体の110±7MPaより20％ほど向上していた。
電時の単位厚さあたりの制限電圧V1mA、電流0.1mAと1mA
通電時の制限電圧から計算される非直線指数α、および
2ms矩形波を２分間隔で20回通電したときの放電耐量を
それぞれ測定した。2ms矩形波放電耐量は局部的電流集
中により素子が溶融貫通するまでの耐破壊強さを表わ
す。電圧非直線抵抗体の製造条件とV1mA、αおよび放電
耐量の測定結果を第１表に示す。また、第１表の実施例
No.3,5,6および比較例のNo.10,11の半径方向のV1mA分布
測定結果を第１図に示す。さらに、珪酸エチルの含浸に
よる機械的強度の向上を確認するため、60×60×7mmの
成形体を作製し、上記と同様に予備焼成後に珪酸エチル
を含浸させ、加水分解したのち焼成したものと、含浸さ
せずにそのまま焼成したものについて、JIS R 1601 198
1に準じて曲げ強度を測定し比較した。珪酸エチルを含
浸させた焼成体の曲げ強度は130±10MPaで、含浸しない
焼結体の110±7MPaより20％ほど向上していた。
第１表からわかるように、成形体の予備焼成温度は70
0〜950℃が好ましい。予備焼成温度が600℃の場合は、
珪酸エチルの含浸により成形体の焼成時にクラックが発
生する。また、1000℃の予備焼成は、成形体の収縮が進
んで開気孔がなくなるためほとんど含浸されない。本実
施例のように、成形体を予め700〜950℃で予備焼成し、
外周側面から珪酸エチル液を含浸させた場合は、焼成時
のクラックの発生がなく2ms矩形波放電耐量が高い。
0〜950℃が好ましい。予備焼成温度が600℃の場合は、
珪酸エチルの含浸により成形体の焼成時にクラックが発
生する。また、1000℃の予備焼成は、成形体の収縮が進
んで開気孔がなくなるためほとんど含浸されない。本実
施例のように、成形体を予め700〜950℃で予備焼成し、
外周側面から珪酸エチル液を含浸させた場合は、焼成時
のクラックの発生がなく2ms矩形波放電耐量が高い。
本発明の実施例が比較例に比べて高い放電耐量を示し
た理由は次のように考えることが出来る。電圧非直線抵
抗体の端面に付与した電極は、沿面閃絡を防止するため
外周より1mm程度控えて形成している。このため電極端
近傍で電位傾度が最大となり、電流集中を生じる。この
電流集中が原因となって、2ms矩形波電流を通電した時
に貫通破壊や割れを生じる。ところで、電流集中はまた
V1mA分布にも関係し、V1mAの低いところに電流が集中す
る。他方、V1mAは粒界の数すなわち粒径に依存し、粒径
が小さいほど高い。従って、本発明のように外周近傍に
おいて珪素量を多くして粒成長を抑制してやれば、V1mA
分布は内部より外周部で高いものとなり、電極端での電
流集中が緩和される。また、機械的強度は珪素量が多い
ほど高いことから、電極端での電流集中による熱応力発
生に対して破壊を生じにくくなる。その結果、矩形波放
電耐量が含浸しない場合より向上するものと考えられ
る。
た理由は次のように考えることが出来る。電圧非直線抵
抗体の端面に付与した電極は、沿面閃絡を防止するため
外周より1mm程度控えて形成している。このため電極端
近傍で電位傾度が最大となり、電流集中を生じる。この
電流集中が原因となって、2ms矩形波電流を通電した時
に貫通破壊や割れを生じる。ところで、電流集中はまた
V1mA分布にも関係し、V1mAの低いところに電流が集中す
る。他方、V1mAは粒界の数すなわち粒径に依存し、粒径
が小さいほど高い。従って、本発明のように外周近傍に
おいて珪素量を多くして粒成長を抑制してやれば、V1mA
分布は内部より外周部で高いものとなり、電極端での電
流集中が緩和される。また、機械的強度は珪素量が多い
ほど高いことから、電極端での電流集中による熱応力発
生に対して破壊を生じにくくなる。その結果、矩形波放
電耐量が含浸しない場合より向上するものと考えられ
る。
なお、上述した本発明の効果は、いずれの酸化亜鉛と
添加剤の組成についても生じており、本発明は添加剤の
種類に限定されるものでないことはもちろんである。
添加剤の組成についても生じており、本発明は添加剤の
種類に限定されるものでないことはもちろんである。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の電圧非直線
抵抗体の製造方法によれば、所定の仮焼体の外周側面か
ら粒成長抑制作用および機械的強度を増大させる作用を
有する添加物を浸透させた後焼成することにより、電極
を控えて形成しても、電極端での電流集中が大きく緩和
されるため、開閉サージ耐量の向上した電圧非直線抵抗
体を得ることができる。
抵抗体の製造方法によれば、所定の仮焼体の外周側面か
ら粒成長抑制作用および機械的強度を増大させる作用を
有する添加物を浸透させた後焼成することにより、電極
を控えて形成しても、電極端での電流集中が大きく緩和
されるため、開閉サージ耐量の向上した電圧非直線抵抗
体を得ることができる。
第１図は本発明例および比較例における半径方向のV1mA
の分布を示すグラフである。
の分布を示すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項１】酸化亜鉛を主成分とし、電圧非直線性を発
現させる第１の添加物の少なくとも１種類以上を添加、
混合、成形、焼成してなる電圧非直線抵抗体の製造方法
において、成形体を予じめ700〜950℃の温度で熱処理し
たのち、該成形体の外周側面から、珪化物からなる液体
であって粒成長抑制作用および機械的強度を増大させる
作用を有する第２の添加物を含浸させ、加水分解したの
ち焼成することを特徴とする電圧非直線抵抗体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182582A JP2572852B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1182582A JP2572852B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0348401A JPH0348401A (ja) | 1991-03-01 |
| JP2572852B2 true JP2572852B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=16120806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1182582A Expired - Lifetime JP2572852B2 (ja) | 1989-07-17 | 1989-07-17 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2572852B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3453857B2 (ja) * | 1994-07-20 | 2003-10-06 | 松下電器産業株式会社 | 積層型バリスタの製造方法 |
| JP5152798B2 (ja) * | 2008-06-27 | 2013-02-27 | 学校法人同志社 | アンチモン添加酸化亜鉛バリスタの製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5386499A (en) * | 1977-01-10 | 1978-07-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing for voltage non-linear resistors |
| JPS629602A (ja) * | 1985-07-08 | 1987-01-17 | 富士電機株式会社 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
| JPS63146408A (ja) * | 1986-12-10 | 1988-06-18 | 松下電器産業株式会社 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
-
1989
- 1989-07-17 JP JP1182582A patent/JP2572852B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0348401A (ja) | 1991-03-01 |
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Legal Events
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