JPH02302001A - 電圧非直線抵抗体およびその製造方法 - Google Patents
電圧非直線抵抗体およびその製造方法Info
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- JPH02302001A JPH02302001A JP1122183A JP12218389A JPH02302001A JP H02302001 A JPH02302001 A JP H02302001A JP 1122183 A JP1122183 A JP 1122183A JP 12218389 A JP12218389 A JP 12218389A JP H02302001 A JPH02302001 A JP H02302001A
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は主として電力分野に用いられる酸化亜鉛を主成
分とする電圧非直線抵抗体およびその製造方法に関する
ものである。
分とする電圧非直線抵抗体およびその製造方法に関する
ものである。
従来の技術
電圧非直線抵抗体は一般にバリスタと呼ばれ、電圧安定
化やサージ吸収素子として広く用いられている。中でも
、酸化亜鉛を主成分とし、これに少量のＢｉ２０３ 、
Ｃｏ２Ｏ３，ＭｎＯ２、Ｓｂ ２０３゜Ｃｒ２Ｏ３など
の金属酸化物を添加した酸化亜鉛形バリスタは、その大
きなサージ電流耐量と優れた電圧非直線性から、近年ギ
ャップレスアレスタ用の素子として従来のシリコンカー
バイトバリスタにとって代わり広く利用されている。
化やサージ吸収素子として広く用いられている。中でも
、酸化亜鉛を主成分とし、これに少量のＢｉ２０３ 、
Ｃｏ２Ｏ３，ＭｎＯ２、Ｓｂ ２０３゜Ｃｒ２Ｏ３など
の金属酸化物を添加した酸化亜鉛形バリスタは、その大
きなサージ電流耐量と優れた電圧非直線性から、近年ギ
ャップレスアレスタ用の素子として従来のシリコンカー
バイトバリスタにとって代わり広く利用されている。
この酸化亜鉛形バリスタをアレスタとして用いる場合、
放電耐量特性２課電寿命特性がきわめて重要な特性要素
となる。ここで、放電耐量特性は４／１０μｓの衝撃電
流を５分間隔で同一方向に２回印加できる電流の限界値
である。また、課電寿命特性は酸化亜鉛形バリスタ素子
に定格電圧を印加して使用した場合に推定されるバリス
タ素子の寿命で、通常温度および課電率を上げる加速試
験が行われる。
放電耐量特性２課電寿命特性がきわめて重要な特性要素
となる。ここで、放電耐量特性は４／１０μｓの衝撃電
流を５分間隔で同一方向に２回印加できる電流の限界値
である。また、課電寿命特性は酸化亜鉛形バリスタ素子
に定格電圧を印加して使用した場合に推定されるバリス
タ素子の寿命で、通常温度および課電率を上げる加速試
験が行われる。
従来より、電圧非直線抵抗体の製造方法として、例えば
特公昭５３−２９３７５号公報などに記載されたように
、酸化亜鉛を主成分とし、Ｂｉ２Ｏ３を始めとする数種
の金属酸化物を加えた原料粉を適゛ 当な形状に圧縮、
成形した後、８００℃〜１０００℃の温度範囲で仮焼し
、得られた仮焼体側面にＢ Ｉ ２０ｓ ＋ Ｓ ｂ
２０３ ！ Ｓ ｉ０２などからなる゛ ペースト状
側面剤を塗布し、この仮焼体を１１００℃〜１３００℃
で焼成することにより、側面剤と素子が反応し、焼結体
側面にＺｎ２ＳｉＯ４とＺｎ７Ｓｂ２０＋２からなる側
面高抵抗層を形成し、電圧非直線抵抗体を得るものであ
った。
特公昭５３−２９３７５号公報などに記載されたように
、酸化亜鉛を主成分とし、Ｂｉ２Ｏ３を始めとする数種
の金属酸化物を加えた原料粉を適゛ 当な形状に圧縮、
成形した後、８００℃〜１０００℃の温度範囲で仮焼し
、得られた仮焼体側面にＢ Ｉ ２０ｓ ＋ Ｓ ｂ
２０３ ！ Ｓ ｉ０２などからなる゛ ペースト状
側面剤を塗布し、この仮焼体を１１００℃〜１３００℃
で焼成することにより、側面剤と素子が反応し、焼結体
側面にＺｎ２ＳｉＯ４とＺｎ７Ｓｂ２０＋２からなる側
面高抵抗層を形成し、電圧非直線抵抗体を得るものであ
った。
発明が解決しようとする課題
しかし、以上のような側面剤と素子を反応させて高抵抗
層を形成する場合、側面剤と素子との反応のコントロー
ルが難しく、均一な厚みを持ち、しかも欠陥の少ない側
面高抵抗層が得られに（く、この結果、放電耐量特性が
低く、バラツキも大きいという問題点があった。
層を形成する場合、側面剤と素子との反応のコントロー
ルが難しく、均一な厚みを持ち、しかも欠陥の少ない側
面高抵抗層が得られに（く、この結果、放電耐量特性が
低く、バラツキも大きいという問題点があった。
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、電
圧非直線抵抗体の高性能化、すなわち放電耐量特性の大
幅な向上と品質の安定化を目的とするものである。
圧非直線抵抗体の高性能化、すなわち放電耐量特性の大
幅な向上と品質の安定化を目的とするものである。
課題を解決するための手段
本発明では前記従来の課題を解決するため、酸化亜鉛を
主成分とする焼結体の側面に、５ｉ０２゜Ａｅ ２０３
、Ｚ ｒ（）＋ 、ＭｇＯの中から選ばれた少なくと
も１種類以上の酸化物を主成分とし、ＡｅＰＯ４を１．
０〜２５．０モル％含む側面高抵抗層を有するものであ
る。また、前記焼結体を４５０℃〜７００℃の温度範囲
で熱処理した後、前記焼結体の側面にＳ ｉ０２．Ａｅ
２０３ 、ＺｒＯ２゜ＭｇＯの中から選ばれた少なく
とも１種類以上の酸化物を主成分とし、リン酸アルミニ
ウム塩を含む側面高抵抗剤を塗布し、２００℃〜７００
℃の温度範囲で焼付処理を行い、側面高抵抗層を形成し
たものである。
主成分とする焼結体の側面に、５ｉ０２゜Ａｅ ２０３
、Ｚ ｒ（）＋ 、ＭｇＯの中から選ばれた少なくと
も１種類以上の酸化物を主成分とし、ＡｅＰＯ４を１．
０〜２５．０モル％含む側面高抵抗層を有するものであ
る。また、前記焼結体を４５０℃〜７００℃の温度範囲
で熱処理した後、前記焼結体の側面にＳ ｉ０２．Ａｅ
２０３ 、ＺｒＯ２゜ＭｇＯの中から選ばれた少なく
とも１種類以上の酸化物を主成分とし、リン酸アルミニ
ウム塩を含む側面高抵抗剤を塗布し、２００℃〜７００
℃の温度範囲で焼付処理を行い、側面高抵抗層を形成し
たものである。
作用
本発明によれば、仮焼工程や側面高抵抗層の形成に焼成
時の雰囲気、昇降温カーブの微妙なコントロールが不必
要であり、さらにＳ ｉ０２ 、Ａｅ２０３゜Ｚ ｒ０
２ 、ＭｇＯなどの酸化物は高絶縁性を有し、ＡｅＰＯ
４と焼結体の密着性もよいため、安定した品質でしかも
高い放電耐量特性の電圧非直線抵抗体を得ることができ
る。
時の雰囲気、昇降温カーブの微妙なコントロールが不必
要であり、さらにＳ ｉ０２ 、Ａｅ２０３゜Ｚ ｒ０
２ 、ＭｇＯなどの酸化物は高絶縁性を有し、ＡｅＰＯ
４と焼結体の密着性もよいため、安定した品質でしかも
高い放電耐量特性の電圧非直線抵抗体を得ることができ
る。
実施例
以下、本発明の電圧非直線抵抗体およびその製造方法に
ついて実施例に基づき詳細に説明する。
ついて実施例に基づき詳細に説明する。
まず、ＺｎＯの粉末に、合計量に対しＢｉ２０３０．５
モル％、ＣＯ２Ｏ３０，５モル％、Ｍｎ０２０．５モル
％、５ｂ２０３ １．Ｑモル％、Ｃｒ２０３０．５モル
％、ＮｉＯＯ，５モル％を加え、充分に粉砕、混合した
後、造粒して原料粉を得た。この原料粉を直径４０ ｍ
ｍ 、厚さ３０ｎｎ＋＋の大きさに圧縮成形した。次に
、この成形体を１１００℃〜１２５０℃の温度範囲で焼
成し焼結体を得た。この焼結体を４５０℃〜７００℃の
温度範囲で熱処理を行った。次いで、前記熱処理を施し
た焼結体の側面にＡｅ２０３を主成分とし、リン酸アル
ミニウム塩を適当量含む側面高抵抗剤をディップ法によ
り塗布した。ここで、側面高抵抗剤の塗布量は１２０℃
で３０分以上焼結体を乾燥した後に測定した。このよう
にして得られた側面高低抗剤塗布剤の焼結体を２００℃
〜７００℃の温度範囲で焼付処理を行った。その後、焼
結体の両端面を平面研磨し、アルミニウムの溶射電極を
形成し電圧非直線抵抗体を得た。第１図は以上のように
して得た電圧非直線抵抗体の断面図で、１は酸化亜鉛を
主成分とする焼結体、２はＡｅ２０３を主成分としてＡ
ｅＰＯ＋を副成分とする側面高抵抗層、３はアルミニウ
ムの溶射電極−である。
モル％、ＣＯ２Ｏ３０，５モル％、Ｍｎ０２０．５モル
％、５ｂ２０３ １．Ｑモル％、Ｃｒ２０３０．５モル
％、ＮｉＯＯ，５モル％を加え、充分に粉砕、混合した
後、造粒して原料粉を得た。この原料粉を直径４０ ｍ
ｍ 、厚さ３０ｎｎ＋＋の大きさに圧縮成形した。次に
、この成形体を１１００℃〜１２５０℃の温度範囲で焼
成し焼結体を得た。この焼結体を４５０℃〜７００℃の
温度範囲で熱処理を行った。次いで、前記熱処理を施し
た焼結体の側面にＡｅ２０３を主成分とし、リン酸アル
ミニウム塩を適当量含む側面高抵抗剤をディップ法によ
り塗布した。ここで、側面高抵抗剤の塗布量は１２０℃
で３０分以上焼結体を乾燥した後に測定した。このよう
にして得られた側面高低抗剤塗布剤の焼結体を２００℃
〜７００℃の温度範囲で焼付処理を行った。その後、焼
結体の両端面を平面研磨し、アルミニウムの溶射電極を
形成し電圧非直線抵抗体を得た。第１図は以上のように
して得た電圧非直線抵抗体の断面図で、１は酸化亜鉛を
主成分とする焼結体、２はＡｅ２０３を主成分としてＡ
ｅＰＯ＋を副成分とする側面高抵抗層、３はアルミニウ
ムの溶射電極−である。
次に、比較検討例として本発明の実施例と同一の原料粉
末を用いて同一形状に圧械した成形体を、９００℃で仮
焼した後、Ｂｉ２０３．Ｓｂ２０３ 。
末を用いて同一形状に圧械した成形体を、９００℃で仮
焼した後、Ｂｉ２０３．Ｓｂ２０３ 。
５ｉ０２ をそれぞれ１０モル％、１０モル％、８０モ
ル％を含むペースト状側面剤を塗布し、本発明の実施例
と同一条件で焼成、熱処理を実施し、試料（従来例〉を
作成した。
ル％を含むペースト状側面剤を塗布し、本発明の実施例
と同一条件で焼成、熱処理を実施し、試料（従来例〉を
作成した。
下記の第１表に本発明および従来例による電圧弁Ｍ線抵
抗体の外観、初期特性、放電耐量特性および課電寿命特
性を示す。ここで、試料数は各ロットともにｎ＝１０ケ
である。また、放電耐量特性は４／１０μＳのインパル
スを５分間隔で同一方向に２回ずつ印加し、４０ＫＡよ
りスーテップアップした。さらに、課電寿命特性は周囲
温度１３０℃２課電率９５％（ＡＣ，ピーク値）の条件
で行った。また、課電寿命特性は漏れ電流が３ｍＡ（ピ
ーク値）に至るまでの時間を測定した。
抗体の外観、初期特性、放電耐量特性および課電寿命特
性を示す。ここで、試料数は各ロットともにｎ＝１０ケ
である。また、放電耐量特性は４／１０μＳのインパル
スを５分間隔で同一方向に２回ずつ印加し、４０ＫＡよ
りスーテップアップした。さらに、課電寿命特性は周囲
温度１３０℃２課電率９５％（ＡＣ，ピーク値）の条件
で行った。また、課電寿命特性は漏れ電流が３ｍＡ（ピ
ーク値）に至るまでの時間を測定した。
（以 下 余 白）
第１表より、低温で側面高抵抗剤を焼付ける場合は問題
とならないが、５００℃以上で焼付処理を行う場合、予
め４５０℃以上の熱処理を実施しておかないと側面高抵
抗層の剥離が発生し、放電耐量特性が低（なることがわ
かる。しかしながら、７５０℃以上の温度で熱処理を実
施した場合、初期特性が劣化し課電寿命特性が悪化する
ことがわかる。従って、熱処理は４５０℃〜７００℃の
温度範囲で実施することが望ましい。次に、側面高抵抗
剤の焼付条件は１５００Ｃでは放電耐量特性が低く、Ｓ
ＯＯ℃では課電寿命特性が悪化するため、２００℃〜７
００℃の温度範囲で焼付処理を実施することが望ましく
、この条件で放電耐量特性は良好な値を示しバラツキも
小さい。一方、従来例では放電耐量特性に大きなバラツ
キがあることがわかる。これは従来法では仮焼体と側面
高抵抗剤とを焼成時に反応させているため、反応が均一
に行われず、側面高抵抗層の厚みなどにむらができるた
めと考えられる。
とならないが、５００℃以上で焼付処理を行う場合、予
め４５０℃以上の熱処理を実施しておかないと側面高抵
抗層の剥離が発生し、放電耐量特性が低（なることがわ
かる。しかしながら、７５０℃以上の温度で熱処理を実
施した場合、初期特性が劣化し課電寿命特性が悪化する
ことがわかる。従って、熱処理は４５０℃〜７００℃の
温度範囲で実施することが望ましい。次に、側面高抵抗
剤の焼付条件は１５００Ｃでは放電耐量特性が低く、Ｓ
ＯＯ℃では課電寿命特性が悪化するため、２００℃〜７
００℃の温度範囲で焼付処理を実施することが望ましく
、この条件で放電耐量特性は良好な値を示しバラツキも
小さい。一方、従来例では放電耐量特性に大きなバラツ
キがあることがわかる。これは従来法では仮焼体と側面
高抵抗剤とを焼成時に反応させているため、反応が均一
に行われず、側面高抵抗層の厚みなどにむらができるた
めと考えられる。
次に、側面高抵抗剤中のリン酸アルミニウム塩の添加量
を調整して側面高抵抗層中のＡＣ２０３。
を調整して側面高抵抗層中のＡＣ２０３。
ＡｅＰＯ＋の組成比について検討した。この結果を下記
の第２表に示す。ここで、焼結体の熱処理条件は５００
℃、オーバーコート剤の塗布重量は焼結体の単位側面積
当り１５ｍｇである。
の第２表に示す。ここで、焼結体の熱処理条件は５００
℃、オーバーコート剤の塗布重量は焼結体の単位側面積
当り１５ｍｇである。
（以 下 余 白 ）
第２表より、側面高抵抗層中のＡｅＰＯ４の量が、０．
０１モル％の場合、側面高抵抗層と焼結体の密着強度が
充分でなく、放電耐量特性が低いことがわかる。また、
２５．０モル％を越えると側面高抵抗層が焼付処理時に
剥離し、放電耐量特性が低下することがわかる。以上の
結果より、側面高抵抗層中のＡｌＰＯ＋ の最適量は
０．１〜２５．０モル％であることがわかる。
０１モル％の場合、側面高抵抗層と焼結体の密着強度が
充分でなく、放電耐量特性が低いことがわかる。また、
２５．０モル％を越えると側面高抵抗層が焼付処理時に
剥離し、放電耐量特性が低下することがわかる。以上の
結果より、側面高抵抗層中のＡｌＰＯ＋ の最適量は
０．１〜２５．０モル％であることがわかる。
次に、下記の第３表に側面高低抗剤塗布量と、緒特性の
関係を示した。ここで、側面高抵抗剤は焼付処理後Ｉ
ＰＯ２が５．０モル％となるよう調整した。また、焼結
体の熱処理温度は５００’Ｃである。さらに、側面高抵
抗剤の塗布量は粘度および塗布回数によりコントロール
し、塗布後１２０℃で３０分以上乾燥し塗布重量を測定
した。
関係を示した。ここで、側面高抵抗剤は焼付処理後Ｉ
ＰＯ２が５．０モル％となるよう調整した。また、焼結
体の熱処理温度は５００’Ｃである。さらに、側面高抵
抗剤の塗布量は粘度および塗布回数によりコントロール
し、塗布後１２０℃で３０分以上乾燥し塗布重量を測定
した。
（以 下 余 白 ）
第３表より、側面高抵抗剤の塗布量が０．１ｍｇの場合
、高抵抗層の厚さが薄く絵緯耐圧が低いため、放電耐量
特性が低く、１００ｍｇを趣える塗布量では側面高抵抗
層の剥離が発生する。従って、塗布量の最適値は１．０
〜１００．０ｍｇ／ｃｎ？であることがわかる。
、高抵抗層の厚さが薄く絵緯耐圧が低いため、放電耐量
特性が低く、１００ｍｇを趣える塗布量では側面高抵抗
層の剥離が発生する。従って、塗布量の最適値は１．０
〜１００．０ｍｇ／ｃｎ？であることがわかる。
なお、本実施例では側面高抵抗剤の主成分がＡｅ、、
０３ の場合についてのみ述べたが、５ｉ０２゜Ｚｒ
Ｏ２，ＭｇＯのいずれの場合であっても同様の効果があ
ることを確認した。また、側面高抵抗剤の塗布方法にデ
ィップ法を用いたが、これはスプレ一方式、ハケ塗り方
式など、均一な塗布が可能な方法であれば本発明の効果
に変わりはない。
０３ の場合についてのみ述べたが、５ｉ０２゜Ｚｒ
Ｏ２，ＭｇＯのいずれの場合であっても同様の効果があ
ることを確認した。また、側面高抵抗剤の塗布方法にデ
ィップ法を用いたが、これはスプレ一方式、ハケ塗り方
式など、均一な塗布が可能な方法であれば本発明の効果
に変わりはない。
発明の効果
以上のように本発明によれば、酸化亜鉛を主成分とする
焼結体を４５０℃〜７００℃の温度範囲で熱処理し、Ｓ
ｉ Ｏ２、Ａ ｅ ２０３ Ｔ Ｚ ｒ Ｏ２＋
Ｍ ｇ Ｏの中から選ばれた１種類以上の酸化物を主成
分とし、リン酸アルミニウム塩を含む側面高抵抗剤を塗
布し、２００℃〜７００℃の温度範囲で焼付処理するこ
とにより、焼結体側面に均一な厚みの絶縁耐圧の高い側
面高抵抗層を形成することができ、その結果、放電耐量
特性が高く、しかも特性バラツキの小さい電圧非直線抵
抗体を得ることができる。
焼結体を４５０℃〜７００℃の温度範囲で熱処理し、Ｓ
ｉ Ｏ２、Ａ ｅ ２０３ Ｔ Ｚ ｒ Ｏ２＋
Ｍ ｇ Ｏの中から選ばれた１種類以上の酸化物を主成
分とし、リン酸アルミニウム塩を含む側面高抵抗剤を塗
布し、２００℃〜７００℃の温度範囲で焼付処理するこ
とにより、焼結体側面に均一な厚みの絶縁耐圧の高い側
面高抵抗層を形成することができ、その結果、放電耐量
特性が高く、しかも特性バラツキの小さい電圧非直線抵
抗体を得ることができる。
第１図は本発明の一実施例による電圧非直線抵抗体の断
面図である。 １・・・・・・焼結体、２・・・・・・側面高抵抗層、
３・・・・・・電極。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名３−一電惠 第１図
面図である。 １・・・・・・焼結体、２・・・・・・側面高抵抗層、
３・・・・・・電極。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名３−一電惠 第１図
Claims (3)
- （１）酸化亜鉛を主成分とする焼結体の側面に、ＳｉＯ
＿２，Ａｌ＿２Ｏ＿３，ＺｒＯ＿２，ＭｇＯの中から選
ばれた少なくとも１種類以上の酸化物を主成分とし、Ａ
ｌＰＯ＿４を１．０〜２５．０モル％含む側面高抵抗層
を有する電圧非直線抵抗体。 - （２）酸化亜鉛を主成分とする焼結体を４５０℃〜７０
０℃の温度範囲で熱処理した後、前記焼結体の側面にＳ
ｉＯ＿２，Ａｌ＿２Ｏ＿３，ＺｒＯ＿２，ＭｇＯの中か
ら選ばれた少なくとも１種類以上の酸化物を主成分とし
、リン酸アルミニウム塩を含む側面高抵抗剤を塗布し、
２００℃〜７００℃の温度範囲で焼付処理を行い、側面
高抵抗層を形成したことを特徴とする電圧非直線抵抗体
の製造方法。 - （３）焼結体側面への側面高抵抗剤の塗布量が、乾燥後
、１．０〜１００．０ｍｇ／ｃｍ＾２の範囲である特許
請求の範囲第２項記載の電圧非直線抵抗体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1122183A JP2718175B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 電圧非直線抵抗体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1122183A JP2718175B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 電圧非直線抵抗体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02302001A true JPH02302001A (ja) | 1990-12-14 |
| JP2718175B2 JP2718175B2 (ja) | 1998-02-25 |
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ID=14829631
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1122183A Expired - Fee Related JP2718175B2 (ja) | 1989-05-16 | 1989-05-16 | 電圧非直線抵抗体およびその製造方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP2718175B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115181372A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-14 | 华南理工大学 | 一种体积电阻率高的绝缘电缆材料的制备方法 |
-
1989
- 1989-05-16 JP JP1122183A patent/JP2718175B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115181372A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-10-14 | 华南理工大学 | 一种体积电阻率高的绝缘电缆材料的制备方法 |
| CN115181372B (zh) * | 2022-07-25 | 2023-05-05 | 华南理工大学 | 一种体积电阻率高的绝缘电缆材料的制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2718175B2 (ja) | 1998-02-25 |
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