JP5306135B2 - Current-voltage nonlinear resistor and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、避雷器やサージアブソーバ等の過電圧保護装置に適用される酸化亜鉛(ZnO)を主成分とする電流−電圧非直線抵抗体およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a current-voltage nonlinear resistor mainly composed of zinc oxide (ZnO) applied to an overvoltage protection device such as a lightning arrester or a surge absorber, and a method for manufacturing the same.
一般に、電力系統や電子機器回路には、異常な電圧から電力系統や電子機器を保護するため、避雷器やサージアブソーバ等の過電圧保護装置が設置されている。この過電圧保護装置には、通常電圧ではほぼ絶縁特性を示し、過電圧では低抵抗値を示す電流−電圧非直線抵抗体が多用されている。 Generally, an overvoltage protection device such as a lightning arrester or a surge absorber is installed in a power system or electronic device circuit in order to protect the power system or electronic device from an abnormal voltage. In this overvoltage protection device, a current-voltage non-linear resistor that exhibits substantially insulation characteristics at a normal voltage and exhibits a low resistance value at an overvoltage is frequently used.
一般的な電流−電圧非直線抵抗体は、円盤状の焼結体と、この焼結体の側面に設けられた絶縁層と、両端面に設けられた電極とを備えている。電流−電圧非直線抵抗体を構成する焼結体は、酸化亜鉛(ZnO)を主成分としたセラミックス素子からなる。 A general current-voltage nonlinear resistor includes a disk-shaped sintered body, an insulating layer provided on a side surface of the sintered body, and electrodes provided on both end surfaces. The sintered body constituting the current-voltage nonlinear resistor is made of a ceramic element mainly composed of zinc oxide (ZnO).
電流−電圧非直線抵抗体には、電圧の変化により電流値が大きく変化する非直線抵抗特性、長期に電圧を印加し続けても劣化が生じ難い寿命特性、雷サージや開閉サージ印加時に破壊されずにサージのエネルギを吸収するエネルギ耐量特性などが要求される。 Current-voltage non-linear resistors have a non-linear resistance characteristic in which the current value changes greatly due to voltage changes, life characteristics that do not easily deteriorate even when voltage is applied for a long period of time, and are destroyed when lightning surges or switching surges are applied. Therefore, an energy resistance characteristic that absorbs the energy of the surge is required.
電流−電圧非直線抵抗体の焼結体は、酸化亜鉛(ZnO)を主成分とし、これに副成分として、Bi2O3、Co2O3、MnO、Sb2O3、NiOが添加されたものを原料としている(例えば、特許文献1参照。)。焼結体は、これらの原料を水およびバインダとともに十分に混合し、スプレードライヤなどで造粒し、成形および焼結して作製される。そして、この焼結体の側面にフラッシュオーバを防止するための絶縁物質が塗布され、熱処理されて絶縁層が形成される。また、焼結体の両端面を研磨して電極を取り付けて、電流−電圧非直線抵抗体が得られる。 The sintered body of the current-voltage non-linear resistor is composed mainly of zinc oxide (ZnO), and Bi 2 O 3 , Co 2 O 3 , MnO, Sb 2 O 3 , and NiO are added as subcomponents thereto. Is used as a raw material (for example, see Patent Document 1). The sintered body is produced by sufficiently mixing these raw materials together with water and a binder, granulating with a spray dryer or the like, molding and sintering. Then, an insulating material for preventing flashover is applied to the side surface of the sintered body, and heat treatment is performed to form an insulating layer. Moreover, the both ends of a sintered compact are grind | polished and an electrode is attached, and a current-voltage nonlinear resistor is obtained.
近年、製造コストの削減や環境調和を目的に、変電機器の小型化が求められている。電流−電圧非直線抵抗体は、その優れた非直線抵抗特性により、避雷器に用いられている。その電流−電圧非直線抵抗体の抵抗値を向上させると、避雷器に積層される電流−電圧非直線抵抗体の枚数を削減することができ、避雷器の小型化を図ることができる。 In recent years, there has been a demand for miniaturization of transformers for the purpose of reducing manufacturing costs and environmental harmony. Current-voltage nonlinear resistors are used in lightning arresters because of their excellent nonlinear resistance characteristics. When the resistance value of the current-voltage non-linear resistor is improved, the number of current-voltage non-linear resistors stacked on the lightning arrester can be reduced, and the lightning arrester can be downsized.
従来の電流−電圧非直線抵抗体を高抵抗化し、優れた非直線抵抗特性を得るために、例えば、Bi2O3、Co2O3、MnO、Sb2O3、NiO等の副成分の含有を限定し、ZnOを主成分とした焼結体に含まれるBi2O3の結晶相に限定する技術が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。 In order to increase the resistance of a conventional current-voltage nonlinear resistor and to obtain excellent nonlinear resistance characteristics, for example, Bi 2 O 3 , Co 2 O 3 , MnO, Sb 2 O 3 , NiO, etc. A technique for limiting the content to a crystal phase of Bi 2 O 3 contained in a sintered body containing ZnO as a main component is disclosed (for example, see Patent Document 2).
現在、電流−電圧非直線抵抗体に要求される非直線抵抗特性は、益々厳しくなっており、さらに優れた非直線抵抗特性を有する電流−電圧非直線抵抗体が求められている。 Currently, the non-linear resistance characteristics required for current-voltage non-linear resistors are becoming increasingly severe, and there is a need for current-voltage non-linear resistors having even better non-linear resistance characteristics.
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、非直線抵抗特性に優れた電流−電圧非直線抵抗体およびその製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a current-voltage nonlinear resistor excellent in nonlinear resistance characteristics and a method for manufacturing the same.
上記目的を達成するために、本発明の一態様によれば、酸化亜鉛を主成分とし、副成分として少なくとも、Bi、Sbを含んだ混合物の焼結体を備える電流−電圧非直線抵抗体であって、前記焼結体を形成するための前記混合物に、副成分として含まれる酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)が0.8μm以下であり、当該酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づく標準偏差(σ2)を前記酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)で除した値(σ2/X2)が0.3以下であり、前記焼結体の所定の断面における、前記焼結体の微細構造を主に構成する各酸化亜鉛粒子の断面において、断面に亘って最長となる最長直線の長さ(L)と、前記最長直線の中点で直交し、断面に亘る直交直線の長さ(S)との比(S/L)を平均した値が0.66以上、前記焼結体の所定の断面における各酸化ビスマス粒子の断面積を平均した値(X1)が1.15μm 2 以下であり、かつ前記各酸化ビスマス粒子の断面積の分布に基づく標準偏差(σ1)を前記各酸化ビスマス粒子の断面積を平均した値(X1)で除した値(σ1/X1)が0.95以下となるように前記焼結体が構成されていることを特徴とする電流−電圧非直線抵抗体が提供される。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a current-voltage nonlinear resistor comprising a sintered body of a mixture containing zinc oxide as a main component and at least Bi and Sb as subcomponents. The average particle diameter (X2) of the bismuth oxide particles contained as a subcomponent in the mixture for forming the sintered body is 0.8 μm or less, and the standard deviation based on the particle size distribution of the bismuth oxide particles A value (σ2 / X2) obtained by dividing (σ2) by the average particle diameter (X2) of the bismuth oxide particles is 0.3 or less, and the microstructure of the sintered body in a predetermined cross section of the sintered body In the cross section of each zinc oxide particle that mainly constitutes, the length (L) of the longest straight line that is the longest over the cross section, and the length of the orthogonal straight line across the cross section (S) that is orthogonal at the midpoint of the longest straight line the ratio of (S / L) average value is 0.66 or more, Serial ware value obtained by averaging the cross-sectional area of the bismuth oxide particles in a given cross-section of the sintered body (X1) is at 1.15 .mu.m 2 or less, and the standard deviation based on the distribution of the cross-sectional area of each of the bismuth oxide particles (.sigma.1) The sintered body is configured so that a value (σ1 / X1) obtained by dividing the cross-sectional area of each bismuth oxide particle by an average value (X1) becomes 0.95 or less. A voltage nonlinear resistor is provided.
また、本発明の一態様によれば、酸化亜鉛を主成分とし、副成分として少なくとも、Bi、Sb、Mn、Co、Niを含んだ混合物の焼結体を備える電流−電圧非直線抵抗体の製造方法であって、主成分である酸化亜鉛を85mol%以上含み、かつ副成分として、それぞれBi2O3、Sb2O3、Co2O3、MnO、NiOに換算して、Bi2O3を0.3〜2.5mol%、Sb2O3を0.2〜7mol%、Co2O3を0.2〜3mol%、MnOを0.2〜6mol%、NiOを0.5〜5mol%含む混合物、および有機溶剤を湿式粉砕装置に投入し、少なくとも、酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)が0.8μm以下で、かつ当該酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づく標準偏差(σ2)を前記酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)で除した値(σ2/X2)が0.3以下となるように前記混合物を粉砕しながら混合し、スラリーを作製する粉砕工程と、前記スラリーを噴霧して、所定の粒径の造粒粉を形成する造粒粉形成工程と、前記造粒粉に所定の圧力を負荷して所定の形状を有する成形体を形成する成形工程と、前記成形体を350〜500℃の第1の温度に加熱し、所定時間前記第1の温度を維持して前記有機溶剤を除去する第1の加熱工程と、前記有機溶剤が除去された成形体を1000〜1200℃の第2の温度に加熱し、所定時間前記第2の温度を維持して焼成する第2の加熱工程と、焼成された前記成形体を冷却する冷却工程とを具備し、焼成された前記成形体である焼結体の所定の断面における、前記焼結体の微細構造を主に構成する各酸化亜鉛粒子の断面において、断面に亘って最長となる最長直線の長さ(L)と、前記最長直線の中点で直交し、断面に亘る直交直線の長さ(S)との比(S/L)を平均した値が0.66以上であり、前記焼結体の所定の断面における各酸化ビスマス粒子の断面積を平均した値(X1)が1.15μm 2 以下であり、かつ前記各酸化ビスマス粒子の断面積の分布に基づく標準偏差(σ1)を前記各酸化ビスマス粒子の断面積を平均した値(X1)で除した値(σ1/X1)が0.95以下であることを特徴とする電流−電圧非直線抵抗体の製造方法が提供される。
Moreover, according to one aspect of the present invention, there is provided a current-voltage nonlinear resistor comprising a sintered body of a mixture containing zinc oxide as a main component and at least Bi, Sb, Mn, Co, and Ni as subcomponents. a manufacturing method, comprising zinc oxide as the main component than 85 mol%, and as an auxiliary component, respectively Bi 2 O 3, Sb 2 O 3, Co 2
本発明の電流−電圧非直線抵抗体によれば、非直線抵抗特性に優れている。また、本発明の電流−電圧非直線抵抗体の製造方法によれば、非直線抵抗特性に優れた電流−電圧非直線抵抗体を製造することができる。 According to the current-voltage nonlinear resistor of the present invention, the nonlinear resistance characteristic is excellent. In addition, according to the method for manufacturing a current-voltage nonlinear resistor of the present invention, a current-voltage nonlinear resistor having excellent nonlinear resistance characteristics can be manufactured.
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る電流−電圧非直線抵抗体10の断面を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a cross section of a current-voltage
図1に示すように、本発明に係る電流−電圧非直線抵抗体10は、酸化亜鉛(ZnO)を主成分とし、副成分として少なくともビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)を含んだ混合物の焼結体20を備えている。また、電流−電圧非直線抵抗体10は、焼結体20の側面を被覆する絶縁層30と、焼結体20の上下面に形成された電極40を備えている。
As shown in FIG. 1, a current-voltage
焼結体20は、焼結体20の所定の断面における、焼結体20の微細構造を主に構成する通電成分である各酸化亜鉛粒子の断面において、断面に亘って最長となる最長直線の長さ(L)と、この最長直線の中点で直交し、断面に亘る直交直線の長さ(S)との比(S/L)を平均した値が0.66以上となるように構成されている。
The sintered
ここで、上記した最長直線の長さ(L)および直交直線の長さ(S)について説明する。 Here, the length (L) of the longest straight line and the length (S) of the orthogonal straight line will be described.
図2は、酸化亜鉛(ZnO)を主成分とし、副成分として少なくともビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)を含んだ混合物の焼結体20の所定の断面における微細構造モデルを説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining a microstructure model in a predetermined cross section of a sintered
図2に示すように、焼結体20の断面には、主成分である酸化亜鉛粒子21と、その酸化亜鉛粒子21を取り囲むように、スピネル型粒子22、酸化ビスマス粒子23および気孔24とが存在する。なお、スピネル型粒子22は、アンチモン酸亜鉛(Zn7Sb2O12)が主成分である。このような微細構造の焼結体20において、電気が流れる部分は、酸化亜鉛粒子21のみであり、その他のスピネル型粒子22、酸化ビスマス粒子23および気孔24は、電気的絶縁成分であり、導電に寄与しない。そのため、電流は、酸化亜鉛粒子21のみを流れる。また、酸化亜鉛粒子21は、一定の抵抗値、すなわち直線抵抗特性を有し、酸化亜鉛粒子21どうしの界面である酸化亜鉛粒界が非直線抵抗特性を有している。そのため、電流−電圧非直線抵抗体は、非直線抵抗特性を有する。直線抵抗である酸化亜鉛粒子21と非直線抵抗である酸化亜鉛粒界の抵抗を比較すると、電流値が非常に高いインパルス電流領域においても、酸化亜鉛粒界の方が高抵抗である。なお、非直線抵抗特性とは、電圧が低い場合には抵抗値が高く、所定の電圧以上になると急激に抵抗値が低下する特性をいう。
As shown in FIG. 2, the cross section of the sintered
図2に示すように、視野内の各酸化亜鉛粒子の断面において、断面に亘って最長となる最長直線の長さ(L)と、この最長直線の中点で直交し、断面に亘る直交直線の長さ(S)とをそれぞれ測定し、各酸化亜鉛粒子の断面について、S/Lの値を求める。そして、各酸化亜鉛粒子の断面について求められたS/Lを算術平均して、平均された全体としてのS/Lが得られる。この平均されたS/Lの値(以下、平均S/Lという)が0.66以上になるように、焼結体20が構成されている。
As shown in FIG. 2, in the cross section of each zinc oxide particle in the field of view, the length (L) of the longest straight line that is the longest across the cross section is orthogonal to the midpoint of the longest straight line, The length (S) is measured, and the value of S / L is determined for the cross section of each zinc oxide particle. And S / L calculated | required about the cross section of each zinc oxide particle is arithmetically averaged, and S / L as the whole averaged is obtained. The sintered
なお、最長直線の長さ(L)および直交直線の長さ(S)の測定では、まず、焼結体20の内部を切り出し、その切り出した試料を鏡面研摩する。続いて、粒子を識別しやすくするために、焼結体20の鏡面研摩面を、例えば、塩酸溶液などでエッチングし、観察面に微小な凹凸を形成する。そして、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察し、最長直線の長さ(L)および直交直線の長さ(S)を測定する。なお、SEMによる観察においては、反射電子像にて観察することで、観察写真の色あいにより、酸化亜鉛粒子、スピネル型粒子、酸化ビスマス粒子、気孔などを識別することができる。
In the measurement of the length of the longest straight line (L) and the length of the orthogonal straight line (S), first, the inside of the
最長直線の長さ(L)および直交直線の長さ(S)の測定において、各試料について、異なる視野で数箇所のSEM写真を、例えば1000倍の倍率で撮り、例えば900〜1000個の酸化亜鉛粒子の断面における、最長直線の長さ(L)および直交直線の長さ(S)を測定する。そして、各酸化亜鉛粒子の断面におけるS/Lを算術平均して、平均S/Lを求める。 In the measurement of the length of the longest straight line (L) and the length of the orthogonal straight line (S), several SEM photographs were taken for each sample with different fields of view at a magnification of 1000 times, for example, 900 to 1000 oxidations. The longest straight line length (L) and the orthogonal straight line length (S) in the cross section of the zinc particles are measured. And S / L in the cross section of each zinc oxide particle is arithmetically averaged, and average S / L is calculated | required.
上記したように、焼結体20の所定の断面における各酸化亜鉛粒子の断面の平均S/Lが0.66以上となるように焼結体20を構成することで、電流−電圧非直線抵抗体10における通電パスが短縮化される。通電パスが短縮化されると、高電流域において電極40間の抵抗値が低くなり、非直線抵抗特性が向上する。この通電パスは、酸化亜鉛粒子21の粒成長を均一化することで微細構造が均一になり短縮化する。
As described above, by configuring the
ここで、酸化亜鉛粒子21は、均一に焼結反応をすると、粒子形状は球状に近づき、その断面形状は円に近づく。また、平均S/Lは、酸化亜鉛粒子21の粒成長の均一性を示す指標となる。そこで、平均S/Lが0.66以上になる焼結体20では、酸化亜鉛粒子21の粒成長が均一化し、通電パスが短縮化される。そのため、平均S/Lが0.66以上になる焼結体20を備える電流−電圧非直線抵抗体10では、優れた非直線抵抗特性が得られる。
Here, when the
また、本発明に係る電流−電圧非直線抵抗体10では、焼結体20の所定の断面における各酸化ビスマス粒子23の断面積を平均した値(以下、平均断面積という)(X1)が1.15μm2以下に構成され、かつ各酸化ビスマス粒子23の断面積の分布に基づく標準偏差(σ1)を各酸化ビスマス粒子23の平均断面積(X1)で除した値(σ1/X1)が0.95以下に構成されている。ここで、(σ1/X1)は、酸化ビスマス粒子23のばらつきを示す指標として用いている。
Further, in the current-
各酸化ビスマス粒子23の断面積は、上記した、各酸化亜鉛粒子21の断面においてS/Lを測定する場合と同様に、焼結体20の内部を切り出し、その切り出した試料に対して鏡面研摩処理、エッチング処理などを施す。そして、各試料について、異なる視野で数箇所のSEM写真を、例えば1000倍の倍率で撮り、例えば900〜1000個の酸化ビスマス粒子23の面積を画像処理により求める。そして、その求められた面積を算術平均して、各酸化ビスマス粒子23の平均断面積(X1)を求める。また、標準偏差(σ1)は、上記した各酸化ビスマス粒子23の断面積の分布に基づいて求められる。
The cross-sectional area of each
ここで、各酸化ビスマス粒子23の平均断面積(X1)を1.15μm2以下に構成し、各酸化ビスマス粒子23の断面積の分布に基づく標準偏差(σ1)を各酸化ビスマス粒子23の平均断面積(X1)で除した値(σ1/X1)を0.95以下に構成することで、焼結体20において、酸化ビスマス粒子23が均一に分散する。これによって、焼結体20の微細構造が均一化し、通電パスが短縮化され、優れた非直線抵抗特性が得られる。
Here, the average cross-sectional area (X1) of each
また、本発明に係る電流−電圧非直線抵抗体10の焼結体20を形成するための混合物は、酸化亜鉛を主成分とし、副成分として少なくとも、Bi、Sbを含んでいる。
Further, the mixture for forming the
Bi、Sbは、それぞれBi2O3、Sb2O3に換算して、Bi2O3を0.3〜2.5mol%、Sb2O3を0.2〜7mol%含むように含有されることが好ましい。なお、主成分である酸化亜鉛は、85mol%以上含まれることが好ましい。 Bi, Sb is in terms of Bi 2 O 3, Sb 2 O 3 , respectively, 0.3~2.5Mol% of Bi 2 O 3, are contained Sb 2 O 3 so as to include 0.2~7Mol% It is preferable. In addition, it is preferable that the zinc oxide which is a main component is contained 85 mol% or more.
Biの含有量をBi2O3に換算して0.3〜2.5mol%とすることが好ましいのは、Bi2O3は、酸化亜鉛粒子21の粒成長を促進する効果があるが、含有量が0.3mol%未満では、焼結が十分に促進されず、緻密な焼結体が得られないからである。また、含有量が2.5mol%を超えると、酸化亜鉛粒子21が過剰に大きくなり、抵抗値が低下するからである。
The reason why it is preferable to have a 0.3~2.5Mol% content of Bi in terms of Bi 2 O 3 is Bi 2 O 3 has an effect of promoting the grain growth of
Sbの含有量をSb2O3に換算して0.2〜7mol%とすることが好ましいのは、Sb2O3は、酸化亜鉛とスピネル型粒子を形成して焼結中の酸化亜鉛粒子の粒成長を抑制し、均一化する働きを有するが、含有量が0.2mol%未満では、酸化亜鉛粒子21が過剰に大きくなり、抵抗値が低下するからである。また、含有量が7mol%を超えると、酸化亜鉛粒子の粒成長が抑制され、焼結が十分に促進されないからである。
The reason why it is preferable to have a content of Sb in terms of Sb 2 O 3 and 0.2~7Mol% is Sb 2 O 3 is the zinc oxide grains in the sintered to form a zinc oxide and spinel grains This is because, when the content is less than 0.2 mol%, the
主成分である酸化亜鉛が85mol%以上含まれることが好ましいのは、酸化亜鉛の含有量が85mol%よりも小さい場合には、通電部である酸化亜鉛の全体に対する比率が小さくなり、非直線性に悪影響を与えるからであるからである。 It is preferable that 85 mol% or more of zinc oxide as the main component is contained. When the content of zinc oxide is smaller than 85 mol%, the ratio of the zinc oxide as the current-carrying part to the whole becomes small, and non-linearity. It is because it adversely affects
また、混合物に副成分として含有される成分はBi、Sbのみに限られるものではない。副成分として、さらに、例えば、マンガン(Mn)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)などを含有してもよい。 Moreover, the component contained as a subcomponent in a mixture is not restricted only to Bi and Sb. Further, for example, manganese (Mn), cobalt (Co), nickel (Ni), or the like may be contained as a subcomponent.
この場合、Co、Mn、Niは、それぞれCo2O3、MnO、NiOに換算して、Co2O3を0.2〜3mol%、MnOを0.2〜6mol%、NiOを0.5〜5mol%含むように含有されることが好ましい。この場合においても、主成分である酸化亜鉛は、85mol%以上含まれることが好ましい。 In this case, Co, Mn, and Ni are converted into Co 2 O 3 , MnO, and NiO, respectively, Co 2 O 3 is 0.2 to 3 mol%, MnO is 0.2 to 6 mol%, and NiO is 0.5. It is preferable to contain so that it may contain ~ 5 mol%. Even in this case, it is preferable that 85 mol% or more of zinc oxide as a main component is contained.
Coの含有量をCo2O3に換算して0.2〜3mol%とすることが好ましいのは、Co2O3は、主にスピネル型粒子中に固溶して非直線抵抗特性を大きく向上させるために有効な成分であるが、含有量が0.2mol%未満の場合には、この非直線抵抗特性を向上させる効果を十分に得ることができないからである。また、含有量が3mol%を超える場合にも、非直線抵抗特性を向上させる効果を十分に得ることができないからである。 The content of Co is preferably 0.2 to 3 mol% in terms of Co 2 O 3 because Co 2 O 3 is mainly dissolved in spinel particles to increase nonlinear resistance characteristics. This is because it is an effective component for improving, but when the content is less than 0.2 mol%, the effect of improving the non-linear resistance characteristic cannot be sufficiently obtained. Further, even when the content exceeds 3 mol%, the effect of improving the non-linear resistance characteristics cannot be sufficiently obtained.
Mnの含有量をMnOに換算して0.2〜6mol%とすることが好ましいのは、MnOは、主にスピネル型粒子中に固溶して非直線抵抗特性を大きく向上させるために有効な成分であるが、含有量が0.2mol%未満の場合には、この非直線抵抗特性を向上させる効果を十分に得ることができないからである。また、含有量が6mol%を超える場合にも、非直線抵抗特性を向上させる効果を十分に得ることができないからである。 The content of Mn is preferably 0.2 to 6 mol% in terms of MnO because MnO is mainly effective for solid solution in spinel particles and greatly improving non-linear resistance characteristics. Although it is a component, when the content is less than 0.2 mol%, the effect of improving the nonlinear resistance characteristic cannot be sufficiently obtained. Further, even when the content exceeds 6 mol%, the effect of improving the non-linear resistance characteristics cannot be sufficiently obtained.
Niの含有量をNiOに換算して0.5〜5mol%とすることが好ましいのは、NiOは、主にスピネル型粒子中に固溶して非直線抵抗特性を大きく向上させるために有効な成分であるが、含有量が0.5mol%未満の場合には、この非直線抵抗特性を向上させる効果を十分に得ることができないからである。また、含有量が5mol%を超える場合にも、非直線抵抗特性を向上させる効果を十分に得ることができないからである。 The Ni content is preferably 0.5 to 5 mol% in terms of NiO, since NiO is effective mainly for solid solution in spinel particles and greatly improving non-linear resistance characteristics. Although it is a component, when the content is less than 0.5 mol%, the effect of improving this non-linear resistance characteristic cannot be obtained sufficiently. Further, even when the content exceeds 5 mol%, the effect of improving the non-linear resistance characteristics cannot be sufficiently obtained.
また、本発明に係る電流−電圧非直線抵抗体10の焼結体20を形成するための混合物に、副成分として含まれるBiは、酸化ビスマス粒子として含まれる。この酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)は、0.8μm以下であることが好ましい。また、この酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づく標準偏差(σ2)を酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)で除した値(σ2/X2)が0.3以下となるように酸化ビスマス粒子が構成されることが好ましい。ここで、(σ2/X2)は、酸化ビスマス粒子のばらつきを示す指標として用いている。
Moreover, Bi contained as a subcomponent in the mixture for forming the
なお、粉体である酸化ビスマス粒子の平均粒径は、例えば、焼結体20を作製する工程で、加圧形成により形成される成形体の底面をSEMによって観察し、得られたSEM写真から測定することができる。例えば、各試料について、異なる視野で数箇所のSEM写真を、例えば1000倍の倍率で撮り、成形体の底面に存在する、例えば900〜1000個の酸化ビスマス粒子の面積を画像処理により求める。そして、その求められた面積に相当する円の直径を各酸化ビスマス粒子の粒径とする。そして、各酸化ビスマス粒子の粒径を算術平均して、酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)とする。また、標準偏差(σ2)は、上記した各酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づいて求められる。
The average particle diameter of the bismuth oxide particles, which are powders, is determined from, for example, the SEM photograph obtained by observing the bottom surface of the molded body formed by pressure formation in the step of producing the
混合物に含まれる酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)が0.8μm以下であることが好ましいのは、平均粒径(X2)が0.8μmを超えると、焼結が不均一になり、通電パスが長くなり、非直線抵抗特性が悪化するからである。なお、混合物に含まれる酸化ビスマス粒子の平均粒径は、小さいほど好ましいが、混合物を粉砕する際の作製上の限界により、酸化ビスマス粒子の平均粒径の下限値は、0.05μm程度となる。 The average particle diameter (X2) of the bismuth oxide particles contained in the mixture is preferably 0.8 μm or less. If the average particle diameter (X2) exceeds 0.8 μm, the sintering becomes uneven, This is because the path becomes longer and the non-linear resistance characteristics deteriorate. The average particle size of the bismuth oxide particles contained in the mixture is preferably as small as possible. However, due to production limitations when the mixture is pulverized, the lower limit of the average particle size of the bismuth oxide particles is about 0.05 μm. .
また、酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づく標準偏差(σ2)を酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)で除した値(σ2/X2)が0.3以下であることが好ましいのは、σ2/X2が0.3を超えると、焼結が不均一になり、通電パスが長くなり、非直線抵抗特性が悪化するからである。 The value (σ2 / X2) obtained by dividing the standard deviation (σ2) based on the particle size distribution of the bismuth oxide particles by the average particle size (X2) of the bismuth oxide particles is preferably 0.3 or less. This is because if X2 exceeds 0.3, the sintering becomes non-uniform, the energization path becomes long, and the non-linear resistance characteristics deteriorate.
焼結体20の側面を被覆する絶縁層30は、例えば、電気絶縁材料であるガラスなどの無機絶縁物などで構成される。この絶縁層30は、焼結体20の側面に、例えば、上記した電気絶縁材料を塗布や吹き付けし、熱処理を施すことで形成される。なお、絶縁層30の厚さは、その絶縁性能および機械的強度の観点から、0.03〜0.5mm程度に形成されることが好ましい。
The insulating
焼結体20の上下面に形成された電極40は、例えば、電気導電性を有する、アルミニウムなどの金属材料で構成される。電極40は、焼結体20の上下面に、例えば、上記した導電性材料を溶射などすることで形成される。なお、電極40の厚さは、電極40の導電性、密着強度の観点から、0.03〜0.4mm程度に形成されることが好ましい。
The
ここで、本発明に係る電流−電圧非直線抵抗体10は、例えば、直径が20〜150mm、厚さが1〜50mmの円柱状の形状を有している。なお、電流−電圧非直線抵抗体10の形状は、これに限られるものではない。
Here, the current-
次に、本発明に係る電流−電圧非直線抵抗体10の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the current-
まず、主成分である酸化亜鉛を85mol%以上含み、かつ副成分として、それぞれBi2O3、Sb2O3、Co2O3、MnO、NiOに換算して、Bi2O3を0.3〜2.5mol%、Sb2O3を0.2〜7mol%、Co2O3を0.2〜3mol%、MnOを0.2〜6mol%、NiOを0.5〜5mol%含むように秤量する。
First, it comprises zinc oxide as the main component than 85 mol%, and as an auxiliary component, respectively Bi 2 O 3, Sb 2 O 3, Co 2
続いて、秤量された混合物、およびこの混合物の含有率が35〜60重量%となるような量の純水とポリビニルアルコールなどの有機バインダを湿式粉砕装置に投入し、少なくとも、酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)が0.8μm以下で、かつこの酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づく標準偏差(σ2)を酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)で除した値(σ2/X2)が0.3以下となるように混合物を粉砕しながら混合し、スラリーを作製する。 Subsequently, the weighed mixture, and pure water and an organic binder such as polyvinyl alcohol in an amount such that the content of the mixture is 35 to 60% by weight are put into a wet pulverizer, and at least the average of bismuth oxide particles The particle diameter (X2) is 0.8 μm or less, and the value (σ2 / X2) obtained by dividing the standard deviation (σ2) based on the particle size distribution of the bismuth oxide particles by the average particle diameter (X2) of the bismuth oxide particles is 0.00. The mixture is mixed while being pulverized so as to be 3 or less to prepare a slurry.
ここで、湿式粉砕装置として、例えば、ジルコニアビーズを粉砕および混合のために用いた循環方式の装置などが用いられる。なお、ジルコニアビーズの粒径、ベッセル内のビーズ充填率、攪拌用ロータの周速、循環流量、混合時間などは適宜変更可能である。 Here, as the wet pulverization apparatus, for example, a circulation apparatus using zirconia beads for pulverization and mixing is used. The particle size of the zirconia beads, the bead filling rate in the vessel, the peripheral speed of the stirring rotor, the circulation flow rate, the mixing time, and the like can be appropriately changed.
続いて、作製されたスラリーを回転円盤方式または加圧ノズル方式により、噴霧して造粒して造粒粉を作製する。ここで、造粒粉の粒径は50〜150μmとすることが好ましい。なお、この際の粒径は、例えば、前述した湿式のレーザ回折法を用いた粒度分布測定装置などを用いて測定される。ここで、造粒粉の粒径を50〜150μmとするのが好ましいのは、金型への充填性に優れているからである。 Subsequently, the produced slurry is sprayed and granulated by a rotating disk method or a pressure nozzle method to produce a granulated powder. Here, the particle size of the granulated powder is preferably 50 to 150 μm. The particle size at this time is measured using, for example, a particle size distribution measuring apparatus using the wet laser diffraction method described above. Here, the reason why the particle size of the granulated powder is preferably 50 to 150 μm is that it is excellent in filling property into the mold.
得られた造粒粉を、例えば油圧式のプレス成形機によって、円柱状に成形し、成形体を作製する。 The obtained granulated powder is molded into a columnar shape by, for example, a hydraulic press molding machine to produce a molded body.
続いて、この成形体を350〜500℃の温度に加熱し、この温度に、例えば、1〜5時間維持して有機溶剤を除去する。 Subsequently, this molded body is heated to a temperature of 350 to 500 ° C., and maintained at this temperature for 1 to 5 hours, for example, to remove the organic solvent.
続いて、成形体を、1000〜1200℃の温度に加熱し、この温度に、例えば、2時間以上維持して焼成する。なお、焼成は、有機溶剤を除去する温度(350〜500℃)から一旦常温に冷却した後に焼成温度まで加熱して行ってもよいし、有機溶剤を除去する温度(350〜500℃)から焼成温度に加熱して行ってもよい。また、焼成は、例えば、トンネル式の連続炉を使用して、アルミナやムライトなどの耐火物容器に成形体を設置して行われる。また、焼成温度までの加熱速度は、被焼成物内の温度均一性と焼成プロセスリードタイムの観点から、50〜200℃/時であることが好ましい。 Subsequently, the molded body is heated to a temperature of 1000 to 1200 ° C., and is fired at this temperature, for example, for 2 hours or more. In addition, baking may be performed by heating to a baking temperature after once cooling to room temperature from a temperature (350 to 500 ° C.) for removing the organic solvent, or baking from a temperature (350 to 500 ° C.) for removing the organic solvent. You may carry out by heating to temperature. In addition, the firing is performed, for example, by using a tunnel-type continuous furnace and placing the molded body in a refractory container such as alumina or mullite. Moreover, it is preferable that the heating rate to baking temperature is 50-200 degreeC / hour from a viewpoint of the temperature uniformity in a to-be-baked thing, and a baking process lead time.
焼成温度(1000〜1200℃)の維持時間経過後、焼成された成形体を冷却する。なお、冷却する際の冷却速度は、被焼成物内の温度均一性と焼成プロセスリードタイムの観点から、100〜200℃/時であることが好ましい。この冷却工程を経て、焼結体20が得られる。
After the elapse of the maintenance time at the firing temperature (1000 to 1200 ° C.), the fired molded body is cooled. In addition, it is preferable that the cooling rate at the time of cooling is 100-200 degreeC / hour from a viewpoint of the temperature uniformity in a to-be-baked thing, and a baking process lead time. Through this cooling step, the
冷却された成形体である焼結体20の側面に、前述した無機絶縁物を塗布または吹き付け、400〜500℃の温度で、1〜5時間熱処理して、絶縁層30を形成する。
The inorganic insulating material described above is applied or sprayed onto the side surface of the
さらに、焼結体20の上下両端面を研磨し、この研磨面に、前述した導電性材料を、例えば溶射などして、電極40を形成する。
Further, the upper and lower end surfaces of the
なお、絶縁層30を形成する工程および電極40を形成する工程を行う順番は、特に限定されるものではなく、いずれを先に行ってもよい。
In addition, the order which performs the process of forming the insulating
このように、上記した工程を経ることで、電流−電圧非直線抵抗体10が作製される。
Thus, the current-
上記したように、電流−電圧非直線抵抗体10を作製することで、優れた非直線抵抗特性を有する電流−電圧非直線抵抗体を得ることができる。
As described above, by producing the current-
次に、本発明に係る電流−電圧非直線抵抗体10が優れた非直線抵抗特性を有することを以下に具体的に説明する。
Next, it will be specifically described below that the current-
(酸化亜鉛粒子の断面における平均S/Lの影響)
ここでは、焼結体20の所定の断面における、各酸化亜鉛粒子21の断面において、断面に亘って最長となる最長直線の長さ(L)と、この最長直線の中点で直交し、断面に亘る直交直線の長さ(S)との比(S/L)を平均した平均S/Lが非直線抵抗特性に及ぼす影響について説明する。
(Influence of average S / L in the cross section of zinc oxide particles)
Here, in the cross section of each
まず、主成分として酸化亜鉛(ZnO)を用いた。副成分として、酸化ビスマス(Bi2O3)を0.6mol%、酸化マンガン(MnO)、酸化コバルト(Co2O3)をそれぞれ1.5mol%、三酸化アンチモン(Sb2O3)、酸化ニッケル(NiO)をそれぞれ2.5mol%、水酸化アルミニウム(Al(OH)3)水溶液をアルミニウムイオン(Al3+)に換算して0.005mol%添加するように調整した。なお、残部は、酸化亜鉛である。 First, zinc oxide (ZnO) was used as a main component. As subcomponents, bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) is 0.6 mol%, manganese oxide (MnO), cobalt oxide (Co 2 O 3 ) is 1.5 mol%, antimony trioxide (Sb 2 O 3 ), and oxidation. Each was adjusted so that nickel (NiO) was added in an amount of 2.5 mol% and an aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ) aqueous solution was added in an amount of 0.005 mol% in terms of aluminum ions (Al 3+ ). The balance is zinc oxide.
上記したように調整した混合物、およびこの混合物の含有率が40質量%となるように調整された、純水および有機バインダの結合材を循環方式の湿式粉砕装置に投入した。湿式粉砕装置において、ジルコニアビーズの粒径(3mm、0.5mm、0.3mm)、混合時間(0.3時間、0.5時間、1.5時間)を異ならせることにより、4種類のスラリーを得た。なお、ポンプ流量は、15L/分で一定とした。 The mixture prepared as described above and a binder of pure water and an organic binder adjusted so that the content of the mixture was 40% by mass were put into a circulation type wet pulverizer. Four kinds of slurries are obtained by changing the particle size (3 mm, 0.5 mm, 0.3 mm) and mixing time (0.3 hours, 0.5 hours, 1.5 hours) of zirconia beads in a wet pulverizer. Got. The pump flow rate was constant at 15 L / min.
続いて、各スラリーをスプレードライヤで、粒径が100μmとなるように噴霧造粒した。得られた造粒粉を、油圧式のプレス成形機によって、直径が81mm、厚さが30mmの円柱状の成形体とした。 Subsequently, each slurry was spray-granulated with a spray dryer so that the particle size was 100 μm. The obtained granulated powder was formed into a cylindrical shaped body having a diameter of 81 mm and a thickness of 30 mm by a hydraulic press molding machine.
続いて、この成形体を500℃の温度に加熱し、この温度に1時間維持して有機溶剤である有機バインダなどを除去した。 Subsequently, the molded body was heated to a temperature of 500 ° C. and maintained at this temperature for 1 hour to remove an organic binder as an organic solvent.
続いて、成形体の温度を一旦常温まで冷却した後、成形体を1150℃の焼成温度に加熱し、この温度に2時間維持して焼成した。また、焼成温度にするまでの加熱速度を100℃/時とした。 Subsequently, after the temperature of the molded body was once cooled to room temperature, the molded body was heated to a firing temperature of 1150 ° C. and maintained at this temperature for 2 hours for firing. The heating rate until the firing temperature was reached was 100 ° C./hour.
焼成温度(1150℃)の維持時間経過後、焼成された成形体を冷却した。なお、冷却する際の冷却速度を100℃/時程度とした。この冷却工程を経て、焼結体を得た。 After the maintaining time of the firing temperature (1150 ° C.), the fired molded body was cooled. In addition, the cooling rate at the time of cooling was set to about 100 ° C./hour. Through this cooling process, a sintered body was obtained.
得られた4種類の焼結体の所定の断面における、各酸化亜鉛粒子の断面において、断面に亘って最長となる最長直線の長さ(L)と、この最長直線の中点で直交し、断面に亘る直交直線の長さ(S)とを測定した。そして、各酸化亜鉛粒子の断面における最長直線の長さ(L)と直交直線の長さ(S)の比(S/L)を求め、各酸化亜鉛粒子の断面におけるS/Lを算術平均して平均S/Lを求めた。 In the cross section of each zinc oxide particle in a predetermined cross section of the obtained four kinds of sintered bodies, the length of the longest straight line (L) that is the longest across the cross section is orthogonal to the midpoint of the longest straight line, The length (S) of the orthogonal straight line across the cross section was measured. Then, the ratio (S / L) of the length (L) of the longest straight line in the cross section of each zinc oxide particle and the length (S) of the orthogonal straight line is obtained, and the S / L in the cross section of each zinc oxide particle is arithmetically averaged. Average S / L.
具体的には、まず、焼結体の内部を切り出し、その切り出した試料を鏡面研摩し、走査型電子顕微鏡(SEM)で観察するための試料を作製した。ここで、焼結体の鏡面研摩面を、粒子を識別しやすくするために、0.5%塩酸溶液でエッチングし、観察面に微小な凹凸を形成した。SEMによる観察においては、反射電子像にて観察することで、観察写真の色あいにより、酸化亜鉛粒子、スピネル型粒子、酸化ビスマス層、気孔を識別した。 Specifically, first, the inside of the sintered body was cut out, the cut sample was mirror-polished, and a sample for observation with a scanning electron microscope (SEM) was produced. Here, the mirror-polished surface of the sintered body was etched with a 0.5% hydrochloric acid solution in order to make it easy to identify the particles, thereby forming minute irregularities on the observation surface. In observation by SEM, zinc oxide particles, spinel-type particles, bismuth oxide layers, and pores were identified by the color of the observation photograph by observing with a reflected electron image.
続いて、各試料について、異なる視野10箇所のSEM写真を1000倍の倍率で撮り、それぞれの写真において、各酸化亜鉛粒子の断面において、断面に亘って最長となる最長直線の長さ(L)、およびこの最長直線の中点で直交し、断面に亘る直交直線の長さ(S)を測定した。そして、最長直線の長さ(L)と直交直線の長さ(S)との比(S/L)を各酸化亜鉛粒子(1000個程度)の断面について求め、それらを算術平均して平均S/Lを求めた。 Subsequently, for each sample, SEM photographs of 10 different fields of view were taken at a magnification of 1000 times. In each photograph, the length of the longest straight line (L) that is the longest across the cross section of each zinc oxide particle cross section. And the length (S) of the orthogonal straight line across the cross-section at a midpoint of the longest straight line. Then, the ratio (S / L) between the length of the longest straight line (L) and the length of the orthogonal straight line (S) (S / L) is obtained for the cross section of each zinc oxide particle (about 1000), and the average S is obtained by arithmetically averaging them. / L was determined.
続いて、各焼結体の側面に、ガラスフリットを塗布し、500℃の温度で、1時間熱処理して、絶縁層を形成した。さらに、各焼結体の上下両端面を研磨し、この研磨面に、アルミニウムを溶射して電極を形成し、4種類の電流−電圧非直線抵抗体を得た。ここで、得られた4種類の電流−電圧非直線抵抗体をそれぞれ試料1〜試料4とする。なお、各試料をそれぞれ25ピース作製した。
Subsequently, a glass frit was applied to the side surface of each sintered body and heat treated at a temperature of 500 ° C. for 1 hour to form an insulating layer. Further, the upper and lower end surfaces of each sintered body were polished, and aluminum was sprayed on the polished surface to form an electrode, whereby four types of current-voltage nonlinear resistors were obtained. Here, the obtained four types of current-voltage nonlinear resistors are referred to as
次に、試料1〜試料4について非直線抵抗特性を評価した。
Next, the non-linear resistance characteristics of
非直線抵抗特性の評価において、1mAの商用周波の交流電流を通電したときの電圧であるバリスタ電圧(V1mA)と、8×20μsインパルス電流を10kA流したときの電圧(V10kA)とを測定し、これらの比(V10kA/V1mA)を非直線性係数として評価した。この非直線性係数の値が小さいほど、非直線抵抗特性が優れていることを示す。なお、バリスタ電圧(V1mA)をJEC0202−1994に準じて測定した。 In the evaluation of non-linear resistance characteristics, the varistor voltage (V 1 mA ), which is a voltage when an AC current of 1 mA commercial frequency is applied, and the voltage (V 10 kA ) when an 8 × 20 μs impulse current flows through 10 kA are measured. These ratios (V 10 kA / V 1 mA ) were evaluated as non-linearity coefficients. It shows that the nonlinear resistance characteristic is excellent, so that the value of this nonlinear coefficient is small. The varistor voltage (V 1 mA ) was measured according to JEC0202-1994.
図3は、試料1〜試料4における非直線抵抗特性試験の結果を示す図である。なお、図3の横軸には、平均S/Lが示されている。
FIG. 3 is a diagram showing the results of nonlinear resistance characteristic tests on
図3に示すように、平均S/Lが大きくなるに伴って、非直線性係数(V10kA/V1mA)が小さくなることがわかった。特に、平均S/Lが0.66以上では、すでに非直線性係数が1.5よりも小さくなり、優れた非直線抵抗特性が得られることがわかった。 As shown in FIG. 3, it was found that the non-linearity coefficient (V 10 kA / V 1 mA ) decreases as the average S / L increases. In particular, it was found that when the average S / L was 0.66 or more, the nonlinearity coefficient was already smaller than 1.5, and excellent nonlinear resistance characteristics could be obtained.
なお、避雷器の仕様上、非直線性係数が1.5よりも小さな酸化亜鉛素子を用いた場合に、優れた非直線抵抗特性を有する避雷器が得られる。そのため、非直線性係数が1.5よりも小さいときに、優れた非直線抵抗特性が得られるとした。 In addition, in the specification of the lightning arrester, when a zinc oxide element having a nonlinear coefficient smaller than 1.5 is used, a lightning arrester having excellent nonlinear resistance characteristics can be obtained. Therefore, when the nonlinear coefficient is smaller than 1.5, excellent nonlinear resistance characteristics are obtained.
(酸化ビスマス粒子の平均断面積(X1)、および酸化ビスマス粒子の断面積の分布に基づく標準偏差(σ1)の影響)
ここでは、焼結体20の所定の断面における各酸化ビスマス粒子23の断面積を平均した平均断面積(X1)が非直線抵抗特性に及ぼす影響について説明する。さらに、各酸化ビスマス粒子23の断面積の分布に基づく標準偏差(σ1)を酸化ビスマス粒子23の平均断面積(X1)で除した値(σ1/X1)が非直線抵抗特性に及ぼす影響について説明する。
(Influence of standard deviation (σ1) based on average cross-sectional area (X1) of bismuth oxide particles and cross-sectional area distribution of bismuth oxide particles)
Here, the influence of the average cross-sectional area (X1) obtained by averaging the cross-sectional areas of the
ここでは、前述した平均S/Lの影響を説明する際に作製した4種類の焼結体(試料1〜試料4)を使用した。したがって、これらの4種類の焼結体のそれぞれは、上記した平均S/Lに基づく非直線抵抗特性を有している。
Here, four types of sintered bodies (
酸化ビスマス粒子の平均断面積(X1)を測定する際、前述した各酸化亜鉛粒子の断面を観察する方法と同様の方法で、酸化亜鉛粒子、スピネル型粒子、酸化ビスマス層、気孔を識別した。 When measuring the average cross-sectional area (X1) of bismuth oxide particles, zinc oxide particles, spinel particles, bismuth oxide layers, and pores were identified by the same method as the method for observing the cross section of each zinc oxide particle described above.
そして、各試料について、異なる視野10箇所のSEM写真を1000倍の倍率で撮り、それぞれの写真において、各酸化ビスマス粒子23(1000個程度)の面積をプラニメータを用いた画像処理により求めた。そして、その求められた面積を算術平均して、各酸化ビスマス粒子23の平均断面積(X1)を求めた。
And about each sample, the SEM photograph of 10 different visual fields was taken by 1000 time magnification, and the area of each bismuth oxide particle 23 (about 1000 pieces) was calculated | required by the image processing using a planimeter in each photograph. And the calculated | required area was arithmetically averaged and the average cross-sectional area (X1) of each
また、上記した画像処理による解析データの、各酸化ビスマス粒子23の断面積の分布に基づいて、標準偏差(σ1)を求めた。さらに、この標準偏差(σ1)を酸化ビスマス粒子の平均断面積(X1)で除して(σ1/X1)を求めた。
The standard deviation (σ1) was obtained based on the distribution of the cross-sectional area of each
次に、試料1〜試料4について非直線抵抗特性を評価した。
Next, the non-linear resistance characteristics of
図4および図5は、試料1〜試料4における非直線抵抗特性試験の結果を示す図である。なお、図4の横軸には、酸化ビスマス粒子23の平均断面積(X1)が示されている。図5の横軸には、各酸化ビスマス粒子23の断面積の分布に基づく標準偏差(σ1)を酸化ビスマス粒子23の平均断面積(X1)で除した値(σ1/X1)が示されている。
4 and 5 are diagrams showing the results of the nonlinear resistance characteristic test in
ここでは、試料1〜試料4を用いて非直線抵抗特性を評価しているので、非直線性係数(V10kA/V1mA)は、前述した平均S/Lの影響を説明する際に説明した試料1〜試料4における非直線性係数(V10kA/V1mA)と同じである。
Here, since the non-linear resistance characteristics are evaluated using the
図4に示すように、酸化ビスマス粒子23の平均断面積(X1)が小さくなるに伴って、非直線性係数(V10kA/V1mA)が小さくなることがわかった。特に、酸化ビスマス粒子23の平均断面積(X1)が1.15μm2以下では、すでに非直線性係数が1.5よりも小さくなり、優れた電流−電圧非直線特性が得られることがわかった。
As shown in FIG. 4, it was found that the non-linearity coefficient (V 10 kA / V 1 mA ) decreases as the average cross-sectional area (X1) of the
また、図5に示すように、(σ1/X1)が小さくなるに伴って、非直線性係数(V10kA/V1mA)が小さくなることがわかった。特に、(σ1/X1)が0.95以下では、すでに非直線性係数が1.5よりも小さくなり、優れた電流−電圧非直線特性が得られることがわかった。 Further, as shown in FIG. 5, it was found that the non-linearity coefficient (V 10 kA / V 1 mA ) decreases as (σ1 / X1) decreases. In particular, it was found that when (σ1 / X1) is 0.95 or less, the nonlinearity coefficient is already smaller than 1.5, and excellent current-voltage nonlinear characteristics can be obtained.
(混合物に副成分として含まれる酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)、および酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づく標準偏差(σ2)の影響)
ここでは、電流−電圧非直線抵抗体10の焼結体20を形成するための混合物に、副成分として含まれる酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)が非直線抵抗特性に及ぼす影響について説明する。さらに、この酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づく標準偏差(σ2)を酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)で除した値(σ2/X2)が非直線抵抗特性に及ぼす影響について説明する。
(Influence of average particle diameter (X2) of bismuth oxide particles contained as a subcomponent in the mixture and standard deviation (σ2) based on particle size distribution of bismuth oxide particles)
Here, the influence of the average particle diameter (X2) of bismuth oxide particles contained as a subcomponent in the mixture for forming the
酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)は、前述した平均S/Lの影響を説明する際に作製した、4種類のスラリーからなる造粒粉をそれぞれ加圧形成して得られた、直径が81mm、厚さが30mmの円柱状の4種類の成形体を用いて測定された。なお、成形体では、加圧形成により、造粒粉の形状は変形するが、それに含まれる各混合物自体は、変形しない。 The average particle diameter (X2) of the bismuth oxide particles is obtained by pressurizing and forming granulated powder composed of four types of slurries prepared when explaining the influence of the above-described average S / L. It was measured using four types of cylindrical shaped bodies having a thickness of 81 mm and a thickness of 30 mm. In addition, in a molded object, although the shape of granulated powder deform | transforms by press formation, each mixture itself contained in it does not deform | transform.
具体的には、成形体の底面の異なる視野10箇所のSEM写真を1000倍の倍率で撮り、それぞれの写真において、各酸化ビスマス粒子(1000個程度)の面積をプラニメータを用いた画像処理により求めた。 Specifically, SEM photographs of 10 different fields of view on the bottom surface of the molded body were taken at a magnification of 1000 times, and in each photograph, the area of each bismuth oxide particle (about 1000 particles) was obtained by image processing using a planimeter. It was.
そして、求められた各酸化ビスマス粒子の面積に相当する円の直径を各酸化ビスマス粒子の粒径とした。そして、各酸化ビスマス粒子の粒径を算術平均して、酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)とした。 And the diameter of the circle | round | yen equivalent to the area | region of each calculated | required each bismuth oxide particle was made into the particle size of each bismuth oxide particle. And the particle diameter of each bismuth oxide particle was arithmetically averaged, and it was set as the average particle diameter (X2) of bismuth oxide particle.
また、各酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づいて、標準偏差(σ2)を求めた。さらに、この標準偏差(σ2)を酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)で除して(σ2/X2)を求めた。 Further, the standard deviation (σ2) was determined based on the particle size distribution of each bismuth oxide particle. Further, (σ2 / X2) was determined by dividing the standard deviation (σ2) by the average particle diameter (X2) of the bismuth oxide particles.
次に、試料1〜試料4について非直線抵抗特性を評価した。
Next, the non-linear resistance characteristics of
図6および図7は、試料1〜試料4における非直線抵抗特性試験の結果を示す図である。なお、図6の横軸には、酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)が示されている。図7の横軸には、各酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づく標準偏差(σ2)を酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)で除した値(σ2/X2)が示されている。
6 and 7 are diagrams showing the results of the nonlinear resistance characteristic test in
ここでは、試料1〜試料4を用いて非直線抵抗特性を評価しているので、非直線性係数(V10kA/V1mA)は、前述した平均S/Lの影響を説明する際に説明した試料1〜試料4における非直線性係数(V10kA/V1mA)と同じである。
Here, since the non-linear resistance characteristics are evaluated using the
図6に示すように、酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)が小さくなるに伴って、非直線性係数(V10kA/V1mA)が小さくなることがわかった。特に、酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)が0.8μm以下では、すでに非直線性係数が1.5よりも小さくなり、優れた非直線抵抗特性が得られることがわかった。 As shown in FIG. 6, it was found that the non-linearity coefficient (V 10 kA / V 1 mA ) decreases as the average particle diameter (X2) of the bismuth oxide particles decreases. In particular, it was found that when the average particle diameter (X2) of the bismuth oxide particles is 0.8 μm or less, the nonlinearity coefficient is already smaller than 1.5, and excellent nonlinear resistance characteristics can be obtained.
また、図7に示すように、(σ2/X2)が小さくなるに伴って、非直線性係数(V10kA/V1mA)が小さくなることがわかった。特に、(σ2/X2)が0.3以下では、すでに非直線性係数が1.5よりも小さくなり、優れた非直線抵抗特性が得られることがわかった。 Further, as shown in FIG. 7, it was found that the non-linearity coefficient (V 10 kA / V 1 mA ) decreases as (σ2 / X2) decreases. In particular, it was found that when (σ2 / X2) is 0.3 or less, the nonlinear coefficient is already smaller than 1.5, and excellent nonlinear resistance characteristics can be obtained.
(焼結体の焼成温度の影響)
ここでは、電流−電圧非直線抵抗体10の焼結体20を形成するための焼成温度が非直線抵抗特性に及ぼす影響について説明する。
(Effect of sintering temperature of sintered body)
Here, the influence of the firing temperature for forming the
ここでは、前述した平均S/Lの影響を説明する際に作製した試料のうち、試料4を構成する焼結体20を形成する際の焼成温度を変えて、非直線抵抗特性を調べた。焼成温度は、950、1000、1050、1100、1150、1200、1250℃の7条件で行った。
Here, the non-linear resistance characteristics were examined by changing the firing temperature at the time of forming the
試料4の焼結体20を形成するための成形体を500℃の温度に加熱し、この温度に1時間維持して有機溶剤を除去した。
The molded body for forming the
続いて、成形体の温度を一旦常温まで冷却した後、成形体を上記した焼成温度に加熱し、この温度に、2時間維持して焼成した。また、焼成温度までの加熱速度は、100℃/時とした。 Subsequently, after the temperature of the molded body was once cooled to room temperature, the molded body was heated to the above-described firing temperature, and maintained at this temperature for 2 hours for firing. The heating rate up to the firing temperature was 100 ° C./hour.
以後の作製方法は、前述した平均S/Lの影響を説明する際に作製した電流−電圧非直線抵抗体10の場合と同じである。
The subsequent manufacturing method is the same as that of the current-
上記した作製方法により7種類の電流−電圧非直線抵抗体10(試料5〜試料11)を得た。なお、各試料をそれぞれ3ピース作製した。 Seven types of current-voltage nonlinear resistors 10 (sample 5 to sample 11) were obtained by the above-described manufacturing method. Three pieces of each sample were produced.
次に、試料5〜試料11について非直線抵抗特性を評価した。なお、非直線抵抗特性の評価における実験条件や実験方法は、前述した平均S/Lの影響を調べる際の実験条件や実験方法と同じとした。 Next, the non-linear resistance characteristics of Sample 5 to Sample 11 were evaluated. Note that the experimental conditions and experimental methods in the evaluation of the non-linear resistance characteristics were the same as the experimental conditions and experimental methods for examining the influence of the average S / L described above.
図8は、試料5〜試料11における非直線抵抗特性試験の結果を示す図である。なお、図8の横軸には、焼成温度が示されている。 FIG. 8 is a diagram showing the results of nonlinear resistance characteristic tests on Samples 5 to 11. The horizontal axis in FIG. 8 shows the firing temperature.
図8に示すように、焼成温度が950℃の場合(試料5)、非直線性係数(V10kA/V1mA)が1.5よりも大きく、非直線抵抗特性に劣ることがわかった。これは、焼結体20が緻密化していないことが原因と考えられる。また、焼成温度が1250℃の場合(試料11)、非直線性係数(V10kA/V1mA)が1.5よりも大きく、非直線抵抗特性に劣ることがわかった。
As shown in FIG. 8, when the firing temperature was 950 ° C. (sample 5), the non-linearity coefficient (V 10 kA / V 1 mA ) was larger than 1.5, indicating that the non-linear resistance characteristics were inferior. This is probably because the
一方、焼成温度が1000〜1200℃の場合(試料6〜試料10)、非直線性係数(V10kA/V1mA)が1.5よりも小さく、優れた非直線抵抗特性が得られることがわかった。 On the other hand, when the firing temperature is 1000 to 1200 ° C. (sample 6 to sample 10), the nonlinearity coefficient (V 10 kA / V 1 mA ) is smaller than 1.5, and it is understood that excellent nonlinear resistance characteristics can be obtained. It was.
(混合物の各組成成分の含有量の影響)
ここでは、酸化亜鉛(ZnO)を主成分とし、副成分としてビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)、マンガン(Mn)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)を含んだ混合物の各組成成分の含有量が、非直線抵抗特性に及ぼす影響について説明する。
(Influence of the content of each component of the mixture)
Here, each component of a mixture containing zinc oxide (ZnO) as a main component and bismuth (Bi), antimony (Sb), manganese (Mn), cobalt (Co), and nickel (Ni) as subcomponents is contained. The influence of the amount on the non-linear resistance characteristic will be described.
表1には、試料12〜試料46の電流−電圧非直線抵抗体における、混合物の組成成分および非直線性係数(V10kA/V1mA)を示す。なお、表1において、*印は、本発明の範囲外である試料を示すための符号であり、この符号が付された試料は、比較例である。 Table 1 shows the composition components of the mixture and the nonlinearity coefficient (V 10 kA / V 1 mA ) in the current-voltage nonlinear resistors of Sample 12 to Sample 46. In Table 1, an asterisk is a symbol for indicating a sample that is outside the scope of the present invention, and the sample to which this symbol is attached is a comparative example.
まず、酸化亜鉛(ZnO)を主成分とし、副成分としてビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)、マンガン(Mn)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)を含んだ混合物の各組成成分の含有量を、表1に示す試料12〜試料46の値となるように調整した。 First, content of each component of a mixture containing zinc oxide (ZnO) as a main component and bismuth (Bi), antimony (Sb), manganese (Mn), cobalt (Co), and nickel (Ni) as subcomponents Were adjusted to the values of Sample 12 to Sample 46 shown in Table 1.
上記したように調整した混合物、およびこの混合物の含有率が40質量%となるように調整された、純水および有機バインダの結合材を循環方式の湿式粉砕装置に投入した。湿式粉砕装置において、直径が0.3mmのジルコニアビーズを用い、ポンプ流量を15L/分、混合時間を0.5時間として粉砕および混合を行った。 The mixture prepared as described above and a binder of pure water and an organic binder adjusted so that the content of the mixture was 40% by mass were put into a circulation type wet pulverizer. In a wet pulverizer, zirconia beads having a diameter of 0.3 mm were used, pulverization and mixing were performed at a pump flow rate of 15 L / min and a mixing time of 0.5 hours.
ここで、湿式粉砕装置において、副成分として含まれる酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)を0.8μm以下、かつこの酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づく標準偏差(σ2)を酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)で除した値(σ2/X2)が0.3以下となるように酸化ビスマス粒子を粉砕した。 Here, in the wet pulverization apparatus, the average particle diameter (X2) of the bismuth oxide particles contained as subcomponents is 0.8 μm or less, and the standard deviation (σ2) based on the particle size distribution of the bismuth oxide particles is the average of the bismuth oxide particles. The bismuth oxide particles were pulverized so that the value (σ2 / X2) divided by the particle size (X2) was 0.3 or less.
この湿式粉砕装置における粉砕および混合処理によって、均一に混合されたスラリーを得た。 A uniformly mixed slurry was obtained by pulverization and mixing in the wet pulverizer.
続いて、各スラリーをスプレードライヤで、粒径が100μmとなるように噴霧造粒した。得られた造粒粉を、油圧式のプレス成形機によって、直径が81mm、厚さが30mmの円柱状の成形体とした。 Subsequently, each slurry was spray-granulated with a spray dryer so that the particle size was 100 μm. The obtained granulated powder was formed into a cylindrical shaped body having a diameter of 81 mm and a thickness of 30 mm by a hydraulic press molding machine.
続いて、この成形体を500℃の温度に加熱し、この温度に1時間維持して有機溶剤である有機バインダなどを除去した。 Subsequently, the molded body was heated to a temperature of 500 ° C. and maintained at this temperature for 1 hour to remove an organic binder as an organic solvent.
続いて、成形体の温度を一旦常温まで冷却した後、成形体を1150℃の焼成温度に加熱し、この温度に2時間維持して焼成した。また、焼成温度にするまでの加熱速度を100℃/時とした。 Subsequently, after the temperature of the molded body was once cooled to room temperature, the molded body was heated to a firing temperature of 1150 ° C. and maintained at this temperature for 2 hours for firing. The heating rate until the firing temperature was reached was 100 ° C./hour.
焼成温度(1150℃)の維持時間経過後、焼成された成形体を冷却した。なお、冷却する際の冷却速度を100℃/時程度とした。この冷却工程を経て、焼結体を得た。 After the maintaining time of the firing temperature (1150 ° C.), the fired molded body was cooled. In addition, the cooling rate at the time of cooling was set to about 100 ° C./hour. Through this cooling process, a sintered body was obtained.
続いて、各焼結体の側面に、ガラスフリットを塗布し、500℃の温度で、1時間熱処理して、絶縁層を形成した。さらに、各焼結体の上下両端面を研磨し、この研磨面に、アルミニウムを溶射して電極を形成し、35種類の電流−電圧非直線抵抗体を得た。ここで、得られた35種類の電流−電圧非直線抵抗体をそれぞれ試料12〜試料46とする。なお、各試料をそれぞれ10ピース作製した。 Subsequently, a glass frit was applied to the side surface of each sintered body and heat treated at a temperature of 500 ° C. for 1 hour to form an insulating layer. Further, the upper and lower end surfaces of each sintered body were polished, and aluminum was sprayed on the polished surface to form electrodes, to obtain 35 types of current-voltage nonlinear resistors. Here, the obtained 35 types of current-voltage nonlinear resistors are referred to as Sample 12 to Sample 46, respectively. In addition, 10 pieces of each sample were produced.
次に、試料12〜試料46について非直線抵抗特性を評価した。なお、非直線抵抗特性の評価における実験条件や実験方法は、前述した平均S/Lの影響を調べる際の実験条件や実験方法と同じとした。 Next, the nonlinear resistance characteristics of Sample 12 to Sample 46 were evaluated. Note that the experimental conditions and experimental methods in the evaluation of the non-linear resistance characteristics were the same as the experimental conditions and experimental methods for examining the influence of the average S / L described above.
表1には、試料12〜試料46における非直線抵抗特性試験の結果は示されている。なお、表1に示された非直線性係数(V10kA/V1mA)は、各試料における10ピースの結果を算術平均した値である。 Table 1 shows the results of the non-linear resistance characteristic test in Samples 12 to 46. In addition, the non-linearity coefficient (V 10 kA / V 1 mA ) shown in Table 1 is a value obtained by arithmetically averaging the results of 10 pieces in each sample.
表1に示すように、本発明に係る電流−電圧非直線抵抗体においては、いずれも、非直線性係数(V10kA/V1mA)が1.5より小さくなることがわかった。 As shown in Table 1, in the current-voltage nonlinear resistor according to the present invention, it was found that the nonlinearity coefficient (V 10 kA / V 1 mA ) was smaller than 1.5.
以上の結果から、主成分である酸化亜鉛を85mol%以上含み、かつ副成分として、それぞれBi2O3、Sb2O3、Co2O3、MnO、NiOに換算して、Bi2O3を0.3〜2.5mol%、Sb2O3を0.2〜7mol%、Co2O3を0.2〜3mol%、MnOを0.2〜6mol%、NiOを0.5〜5mol%含む混合物の焼結体を備える、本発明に係る電流−電圧非直線抵抗体10では、優れた非直線抵抗特性が得られることがわかった。
From the above results, including zinc oxide as the main component than 85 mol%, and as an auxiliary component, respectively Bi 2 O 3, Sb 2 O 3, Co 2
以上、本発明を一実施の形態により具体的に説明したが、本発明はこれらの実施の形態にのみ限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 Although the present invention has been specifically described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
10…電流−電圧非直線抵抗体、20…焼結体、21…酸化亜鉛粒子、22…スピネル型粒子、23…酸化ビスマス層、24…気孔、30…絶縁層、40…電極。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記焼結体を形成するための前記混合物に、副成分として含まれる酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)が0.8μm以下であり、当該酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づく標準偏差(σ2)を前記酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)で除した値(σ2/X2)が0.3以下であり、
前記焼結体の所定の断面における、前記焼結体の微細構造を主に構成する各酸化亜鉛粒子の断面において、断面に亘って最長となる最長直線の長さ(L)と、前記最長直線の中点で直交し、断面に亘る直交直線の長さ(S)との比(S/L)を平均した値が0.66以上、
前記焼結体の所定の断面における各酸化ビスマス粒子の断面積を平均した値(X1)が1.15μm 2 以下であり、かつ前記各酸化ビスマス粒子の断面積の分布に基づく標準偏差(σ1)を前記各酸化ビスマス粒子の断面積を平均した値(X1)で除した値(σ1/X1)が0.95以下となるように前記焼結体が構成されていることを特徴とする電流−電圧非直線抵抗体。 A current-voltage nonlinear resistor comprising a sintered body of a mixture containing zinc oxide as a main component and at least Bi and Sb as subcomponents,
The average particle size (X2) of the bismuth oxide particles contained as a subcomponent in the mixture for forming the sintered body is 0.8 μm or less, and the standard deviation (σ2) based on the particle size distribution of the bismuth oxide particles (Σ2 / X2) obtained by dividing by the average particle size (X2) of the bismuth oxide particles is 0.3 or less,
In the cross section of each zinc oxide particle that mainly constitutes the microstructure of the sintered body in a predetermined cross section of the sintered body, the longest straight line length (L) that is the longest across the cross section and the longest straight line The average value of the ratio (S / L) to the length (S) of the orthogonal straight line across the cross-section is 0.66 or more ,
A value (X1) obtained by averaging the cross-sectional areas of the bismuth oxide particles in a predetermined cross section of the sintered body is 1.15 μm 2 or less, and the standard deviation (σ1) based on the cross-sectional area distribution of the bismuth oxide particles. The sintered body is configured so that a value (σ1 / X1) obtained by dividing the cross-sectional area of each bismuth oxide particle by an average value (X1) becomes 0.95 or less. Voltage nonlinear resistor.
主成分である酸化亜鉛を85mol%以上含み、かつ副成分として、それぞれBiIt contains 85 mol% or more of zinc oxide as the main component, and Bi 22 OO 33 、Sb, Sb 22 OO 33 、Co, Co 22 OO 33 、MnO、NiOに換算して、BiBi in terms of MnO and NiO 22 OO 33 を0.3〜2.5mol%、Sb0.3 to 2.5 mol%, Sb 22 OO 33 を0.2〜7mol%、Co0.2-7 mol%, Co 22 OO 33 を0.2〜3mol%、MnOを0.2〜6mol%、NiOを0.5〜5mol%含む混合物、および有機溶剤を湿式粉砕装置に投入し、少なくとも、酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)が0.8μm以下で、かつ当該酸化ビスマス粒子の粒度分布に基づく標準偏差(σ2)を前記酸化ビスマス粒子の平均粒径(X2)で除した値(σ2/X2)が0.3以下となるように前記混合物を粉砕しながら混合し、スラリーを作製する粉砕工程と、0.2 to 3 mol%, MnO 0.2 to 6 mol%, NiO 0.5 to 5 mol% of the mixture and organic solvent were charged into a wet pulverizer, and at least the average particle size of bismuth oxide particles (X2 ) Is 0.8 μm or less, and the value (σ2 / X2) obtained by dividing the standard deviation (σ2) based on the particle size distribution of the bismuth oxide particles by the average particle size (X2) of the bismuth oxide particles is 0.3 or less. Mixing while pulverizing the mixture so as to produce a slurry,
前記スラリーを噴霧して、所定の粒径の造粒粉を形成する造粒粉形成工程と、Spraying the slurry to form a granulated powder having a predetermined particle diameter; and
前記造粒粉に所定の圧力を負荷して所定の形状を有する成形体を形成する成形工程と、A molding step of applying a predetermined pressure to the granulated powder to form a molded body having a predetermined shape;
前記成形体を350〜500℃の第1の温度に加熱し、所定時間前記第1の温度を維持して前記有機溶剤を除去する第1の加熱工程と、Heating the molded body to a first temperature of 350 to 500 ° C., maintaining the first temperature for a predetermined time to remove the organic solvent; and
前記有機溶剤が除去された成形体を1000〜1200℃の第2の温度に加熱し、所定時間前記第2の温度を維持して焼成する第2の加熱工程と、A second heating step of heating the molded body from which the organic solvent has been removed to a second temperature of 1000 to 1200 ° C. and maintaining the second temperature for a predetermined time;
焼成された前記成形体を冷却する冷却工程とA cooling step for cooling the fired molded body;
を具備し、Comprising
焼成された前記成形体である焼結体の所定の断面における、前記焼結体の微細構造を主に構成する各酸化亜鉛粒子の断面において、断面に亘って最長となる最長直線の長さ(L)と、前記最長直線の中点で直交し、断面に亘る直交直線の長さ(S)との比(S/L)を平均した値が0.66以上であり、In the cross section of each zinc oxide particle that mainly constitutes the microstructure of the sintered body in the predetermined cross section of the sintered body that is the fired molded body, the length of the longest straight line that is the longest across the cross section ( L) and the average of the ratio (S / L) of the length (S) of the orthogonal straight line across the cross section orthogonal to the midpoint of the longest straight line is 0.66 or more,
前記焼結体の所定の断面における各酸化ビスマス粒子の断面積を平均した値(X1)が1.15μmA value (X1) obtained by averaging the cross-sectional areas of the bismuth oxide particles in the predetermined cross section of the sintered body is 1.15 μm. 22 以下であり、かつ前記各酸化ビスマス粒子の断面積の分布に基づく標準偏差(σ1)を前記各酸化ビスマス粒子の断面積を平均した値(X1)で除した値(σ1/X1)が0.95以下であることを特徴とする電流−電圧非直線抵抗体の製造方法。The value (σ1 / X1) obtained by dividing the standard deviation (σ1) based on the distribution of the cross-sectional area of each bismuth oxide particle by the value (X1) obtained by averaging the cross-sectional areas of the bismuth oxide particles is 0.00. A method for producing a current-voltage nonlinear resistor, wherein the current-voltage nonlinear resistor is 95 or less.
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