JPH0247802A - 電圧非直線抵抗体 - Google Patents
電圧非直線抵抗体Info
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- JPH0247802A JPH0247802A JP63197830A JP19783088A JPH0247802A JP H0247802 A JPH0247802 A JP H0247802A JP 63197830 A JP63197830 A JP 63197830A JP 19783088 A JP19783088 A JP 19783088A JP H0247802 A JPH0247802 A JP H0247802A
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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)
本発明は酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体に関
するものである。
するものである。
(従来の技術)
従来から酸化亜鉛を主成分とし、Bi2O3,5b20
3゜SiO□+ CO3041Mn0z等の少量の添加
物を含有した抵抗体は、優れた電圧非直線性を示すこと
が広く知られており、その性質を利用して避雷器等に使
用されている。
3゜SiO□+ CO3041Mn0z等の少量の添加
物を含有した抵抗体は、優れた電圧非直線性を示すこと
が広く知られており、その性質を利用して避雷器等に使
用されている。
特に避雷器として使用した場合、落雷により過大な電流
が流れても、その電流を通常は絶縁体であり所定電圧よ
りも過大な電圧が印加されると導体となる電圧非直線抵
抗体により接地するため、落雷による事故を防止するこ
とができる。
が流れても、その電流を通常は絶縁体であり所定電圧よ
りも過大な電圧が印加されると導体となる電圧非直線抵
抗体により接地するため、落雷による事故を防止するこ
とができる。
(発明が解決しようとする課題)
この電圧非直線抵抗体の結晶相として、酸化亜鉛の結晶
相のほか粒界層としてα型、β型、γ型、δ型の各ビス
マス相やパイロクロア相等が存在するが、その量比によ
っては電圧非直線指数や漏洩電流の比等の特性のバラツ
キが大きくなるとともに、抵抗体の吸湿性が悪化するこ
とが、最近の研究で明らかになってきた。
相のほか粒界層としてα型、β型、γ型、δ型の各ビス
マス相やパイロクロア相等が存在するが、その量比によ
っては電圧非直線指数や漏洩電流の比等の特性のバラツ
キが大きくなるとともに、抵抗体の吸湿性が悪化するこ
とが、最近の研究で明らかになってきた。
本発明の目的は上述した課題を解消して、電圧非直線指
数等の特性のバラツキが少なく、また吸湿性も良好な電
圧非直線抵抗体を提供ようとするものある。
数等の特性のバラツキが少なく、また吸湿性も良好な電
圧非直線抵抗体を提供ようとするものある。
(課題を解決するための手段)
本発明の電圧非直線抵抗体は、酸化亜鉛を主成分として
酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化ケイ素等の金属酸
化物を添加成分として含む電圧非直線抵抗体において、
少なくともδ−Bi2O3結晶相とビスマスを含む非晶
質相を含み、各相のビスマス量が、 (1) 0.10 ≦ B/A ≦ 0.40(
2) 0.05≦C/A ≦0.30ここで、A:焼
結体中の全ビスマス量 B:δ−Big03結晶相中のビスマス量C:ビスマス
を含む非晶質相中のビスマス量 の条件を満足することを特徴とするものである。
酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化ケイ素等の金属酸
化物を添加成分として含む電圧非直線抵抗体において、
少なくともδ−Bi2O3結晶相とビスマスを含む非晶
質相を含み、各相のビスマス量が、 (1) 0.10 ≦ B/A ≦ 0.40(
2) 0.05≦C/A ≦0.30ここで、A:焼
結体中の全ビスマス量 B:δ−Big03結晶相中のビスマス量C:ビスマス
を含む非晶質相中のビスマス量 の条件を満足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、焼結体中のビスマス添加に基く
粒界層を一部非晶質化するとともに、非晶質層中のビス
マスおよびδ−Biz03相中のビスマスの含有率を所
定の値に規定した電圧非直線抵抗体が、後述する実施例
から明らかなように、電圧非直線指数、雷サージ印加後
のVIsA 変化率、制限電圧比、漏洩電流の比等の
特性のバラツキが少なく良好で、しかも非直線抵抗体の
吸湿性も良好であることを新規に見出した。
粒界層を一部非晶質化するとともに、非晶質層中のビス
マスおよびδ−Biz03相中のビスマスの含有率を所
定の値に規定した電圧非直線抵抗体が、後述する実施例
から明らかなように、電圧非直線指数、雷サージ印加後
のVIsA 変化率、制限電圧比、漏洩電流の比等の
特性のバラツキが少なく良好で、しかも非直線抵抗体の
吸湿性も良好であることを新規に見出した。
この電圧非直線抵抗体は、後述するように原料の種類及
び添加量、本焼条件、本焼冷却速度、本焼後における熱
処理条件を組み合わせることにより得ることができる。
び添加量、本焼条件、本焼冷却速度、本焼後における熱
処理条件を組み合わせることにより得ることができる。
ここで、原料中に銀またはホウ素を含むガラスフリット
を使用するとさらに特性が向上するため好ましい。ホウ
素は添加剤成分の拡散を進め粒界特性の均一化を促進し
、ガラスフリットは粒界層をさらに安定化し、銀は課電
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
る働きがある。
を使用するとさらに特性が向上するため好ましい。ホウ
素は添加剤成分の拡散を進め粒界特性の均一化を促進し
、ガラスフリットは粒界層をさらに安定化し、銀は課電
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
る働きがある。
その例としては、銀を含むホウケイ酸ビスマスガラスの
添加が好ましい。なお、ガラスフリットの添加量は0.
01〜0.3wtχ、ガラスフリット中のAg2Oの含
有量は10〜30−tχ、ガラスフリフト中のBi12
の含有量は10〜30−tχであると好ましい。さらに
、従来から粒界層中に確認されていたパイロクロア相を
含有しないよう構成すると好ましい。
添加が好ましい。なお、ガラスフリットの添加量は0.
01〜0.3wtχ、ガラスフリット中のAg2Oの含
有量は10〜30−tχ、ガラスフリフト中のBi12
の含有量は10〜30−tχであると好ましい。さらに
、従来から粒界層中に確認されていたパイロクロア相を
含有しないよう構成すると好ましい。
(実施例)
酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体を得るには、
まず所定の粒度に調整した酸化亜鉛原料と所定の粒度に
調整した酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン、
酸化アンチモン、酸化クロム、酸化ケイ素、酸化ニッケ
ル、酸化ホウ素、酸化銀等よりなる添加物の所定量を混
合する。なお、この場合酸化銀、酸化ホウ素の代わりに
硝酸銀、ホウ酸を用いてもよい。好ましくは銀を含むホ
ウケイ酸ビスマスガラスを用いるとよい。また、酸化ケ
イ素は粒界層を安定化させるため非晶質が好ましい。こ
の際、これらの原料粉末に対して所定量のポリビニルア
ルコール水溶液等を加える。また好ましくは酸化アルミ
ニウム源として硝酸アルミニウム溶液の所定量を添加す
る。この混合操作は好ましくは乳化機を用いる。
まず所定の粒度に調整した酸化亜鉛原料と所定の粒度に
調整した酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン、
酸化アンチモン、酸化クロム、酸化ケイ素、酸化ニッケ
ル、酸化ホウ素、酸化銀等よりなる添加物の所定量を混
合する。なお、この場合酸化銀、酸化ホウ素の代わりに
硝酸銀、ホウ酸を用いてもよい。好ましくは銀を含むホ
ウケイ酸ビスマスガラスを用いるとよい。また、酸化ケ
イ素は粒界層を安定化させるため非晶質が好ましい。こ
の際、これらの原料粉末に対して所定量のポリビニルア
ルコール水溶液等を加える。また好ましくは酸化アルミ
ニウム源として硝酸アルミニウム溶液の所定量を添加す
る。この混合操作は好ましくは乳化機を用いる。
次に好ましくは200 tmHg以下の真空度で減圧脱
気を行い混合泥漿を得る。ここに混合泥漿の水分量は3
0〜35−t%程度に、またその混合泥漿の粘度は10
0±50cpとするのが好ましい。次に得られた混合泥
漿を噴霧乾燥装置に供給して平均粒径50〜150μ輌
、好ましくは80〜120μmで、水分量が0.5〜2
.Owt%、より好ましくは0.9〜1.5讐t%の造
粒粉を造粒する。次に得られた造粒粉を、成形工程にお
いて、成形圧力800〜1000kg/cm2の下で所
定の形状に成形する。そしてその成形体を昇降温速度5
0〜70°C/hrで800〜1000°C1保持時間
1〜5時間という条件で焼成する。なお、仮焼成の前に
成形体を昇降温速度10〜100″C/hrで400〜
600°C1保持時間1〜10時間で結合剤を飛散除去
することが好ましい。
気を行い混合泥漿を得る。ここに混合泥漿の水分量は3
0〜35−t%程度に、またその混合泥漿の粘度は10
0±50cpとするのが好ましい。次に得られた混合泥
漿を噴霧乾燥装置に供給して平均粒径50〜150μ輌
、好ましくは80〜120μmで、水分量が0.5〜2
.Owt%、より好ましくは0.9〜1.5讐t%の造
粒粉を造粒する。次に得られた造粒粉を、成形工程にお
いて、成形圧力800〜1000kg/cm2の下で所
定の形状に成形する。そしてその成形体を昇降温速度5
0〜70°C/hrで800〜1000°C1保持時間
1〜5時間という条件で焼成する。なお、仮焼成の前に
成形体を昇降温速度10〜100″C/hrで400〜
600°C1保持時間1〜10時間で結合剤を飛散除去
することが好ましい。
次に、仮焼成した仮焼体の側面に絶縁被覆層を形成する
0本願発明では、Bl!03+ 5bzOa+ ZnO
。
0本願発明では、Bl!03+ 5bzOa+ ZnO
。
Sing等の所定量に有機結合剤としてエチルセルロー
ス、ブチルカルピトール、酢酸nブチル等を加えた酸化
物ペーストを、60〜300μmの厚さに仮焼体の側面
に塗布する。次に、これを昇降温速度20〜60°C/
hr 、1000〜1300″C好ましくは1100〜
1250°C13〜7時間という条件で本焼成する。な
お、ガラス粉末に有機結合剤としてエチルセルロース、
ブチルカルピトール、酢酸nブチル等を加えたガラスペ
ーストを前記の絶縁被覆層上に100〜300μmの厚
さに塗布し、空気中で昇降温速度50〜200’C/h
r 、 400〜900°C保持時間0.5〜2時間と
いう条件で熱処理することによりガラス層を形成すると
好ましい。
ス、ブチルカルピトール、酢酸nブチル等を加えた酸化
物ペーストを、60〜300μmの厚さに仮焼体の側面
に塗布する。次に、これを昇降温速度20〜60°C/
hr 、1000〜1300″C好ましくは1100〜
1250°C13〜7時間という条件で本焼成する。な
お、ガラス粉末に有機結合剤としてエチルセルロース、
ブチルカルピトール、酢酸nブチル等を加えたガラスペ
ーストを前記の絶縁被覆層上に100〜300μmの厚
さに塗布し、空気中で昇降温速度50〜200’C/h
r 、 400〜900°C保持時間0.5〜2時間と
いう条件で熱処理することによりガラス層を形成すると
好ましい。
その後、得られた電圧非直線抵抗体の両端面をSiC,
へ1zch、ダイヤモンド等の#400〜2000相当
の研磨剤により水好ましくは油を研磨液として使用して
研磨する。次に、研磨面を洗浄後、研磨した両端面に例
えばアルミニウムメタリコン等によってメタリコン電極
を例えば溶射により設けて電圧非直線抵抗体を得ている
。
へ1zch、ダイヤモンド等の#400〜2000相当
の研磨剤により水好ましくは油を研磨液として使用して
研磨する。次に、研磨面を洗浄後、研磨した両端面に例
えばアルミニウムメタリコン等によってメタリコン電極
を例えば溶射により設けて電圧非直線抵抗体を得ている
。
上述した製造方法において、原料の種類及び添加量、本
焼成条件、本焼成冷却速度、本焼成後における熱処理条
件等を種々組合わせることにより、焼結体の粒界層中に
少なくとも所定量のδ−BitO。
焼成条件、本焼成冷却速度、本焼成後における熱処理条
件等を種々組合わせることにより、焼結体の粒界層中に
少なくとも所定量のδ−BitO。
結晶相と所定量のビスマスを含む非晶質相を含む本発明
の電圧非直線抵抗体が製造でき、目的とする電圧非直線
指数、VIIIA変化率等の特性の良好な電圧非直線抵
抗体が得られるものである。
の電圧非直線抵抗体が製造でき、目的とする電圧非直線
指数、VIIIA変化率等の特性の良好な電圧非直線抵
抗体が得られるものである。
以下、実際に本発明の範囲内および範囲外の電圧非直線
抵抗体において、各種特性を測定した結果について説明
する。
抵抗体において、各種特性を測定した結果について説明
する。
1隻皿
上述した方法に従って、Btz03. CO3041M
nO2゜5bz03. CrzO++ NiOを各々0
.1〜2.0モル%、AI (NO3) ・9H20
0,001〜0.01モル%、銀を含むホウケイ酸ビス
マスガラス0.01〜0.3 wtχ、SiO□(非晶
質)1.0〜3.0モル%、残部ZnOからなる原料か
ら直径47mm、厚さ20mmの形状でバリスタ電圧(
V+−a)が200〜230v/m111ノ第1表に示
す本発明試料Nα1〜8と比較例試料Nα1〜8の電圧
非直線抵抗体を準備した。
nO2゜5bz03. CrzO++ NiOを各々0
.1〜2.0モル%、AI (NO3) ・9H20
0,001〜0.01モル%、銀を含むホウケイ酸ビス
マスガラス0.01〜0.3 wtχ、SiO□(非晶
質)1.0〜3.0モル%、残部ZnOからなる原料か
ら直径47mm、厚さ20mmの形状でバリスタ電圧(
V+−a)が200〜230v/m111ノ第1表に示
す本発明試料Nα1〜8と比較例試料Nα1〜8の電圧
非直線抵抗体を準備した。
準備した本発明および比較例の抵抗体に対して、電圧非
直線指数、雷サージ印加によるV、□低下率、制限電圧
比、漏洩電流の比を測定するとともに素子の吸湿性を調
べた。結果を第1表に示す。ここで、電圧非直線指数α
はI=KV (I:電流、V:電圧、K:比例定数)
に基いてVIIIAとV、。。μmとの比から求めた。
直線指数、雷サージ印加によるV、□低下率、制限電圧
比、漏洩電流の比を測定するとともに素子の吸湿性を調
べた。結果を第1表に示す。ここで、電圧非直線指数α
はI=KV (I:電流、V:電圧、K:比例定数)
に基いてVIIIAとV、。。μmとの比から求めた。
雷サージ印加によるvl□低下率は、40KAの電流を
4/10usの電流波形で10回印加した前後のVI+
++Aより求めた。制限電圧比は8/20m5の電流波
形でl0KAの電流を流すために必要な印加電圧とバリ
スタ電圧との比から求めた。漏洩電流の比は、素子を周
囲温度130°C課電率95%で課電し、課電直後に対
する課電100時間後の電流比■1゜。時間/ro時間
から求めた。また、各結晶相およびその量比はX線回折
による内部標準法により求めた。さらに吸湿性は、蛍光
探傷液中に圧力200 kg/cm”の状態で24時間
浸漬する方法から求めた。第1表では試料に滲みのある
ものを×とし、滲みのないものをOとした。
4/10usの電流波形で10回印加した前後のVI+
++Aより求めた。制限電圧比は8/20m5の電流波
形でl0KAの電流を流すために必要な印加電圧とバリ
スタ電圧との比から求めた。漏洩電流の比は、素子を周
囲温度130°C課電率95%で課電し、課電直後に対
する課電100時間後の電流比■1゜。時間/ro時間
から求めた。また、各結晶相およびその量比はX線回折
による内部標準法により求めた。さらに吸湿性は、蛍光
探傷液中に圧力200 kg/cm”の状態で24時間
浸漬する方法から求めた。第1表では試料に滲みのある
ものを×とし、滲みのないものをOとした。
第1表の結果から1、少なくともδ−Btz03結晶相
とビスマスを含む非結晶相を含み、各相のビスマス量が
(1)0.10≦B/A≦0.40好ましくは0.20
≦B/A≦0.3でかつ(2)0 2O5≦C/^≦0
.30好ましくは0.10≦C/A≦0.2を満たす本
発明の試料Nα1〜8はいずれかまたは両者の関係を満
たさない比較例1〜8と比較して、各特性値が良好であ
るとともにそのバラツキも少ないことがわかる。
とビスマスを含む非結晶相を含み、各相のビスマス量が
(1)0.10≦B/A≦0.40好ましくは0.20
≦B/A≦0.3でかつ(2)0 2O5≦C/^≦0
.30好ましくは0.10≦C/A≦0.2を満たす本
発明の試料Nα1〜8はいずれかまたは両者の関係を満
たさない比較例1〜8と比較して、各特性値が良好であ
るとともにそのバラツキも少ないことがわかる。
(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
抗体によれば、焼結体中の粒界層を一部非晶質化し、非
晶質相中のビスマスおよびδ−Big03相中のビスマ
スの含有率を所定の値に規定することにより、バラツキ
が少なく良好な電気特性が得られるとともに、良好な吸
湿性をも得ることができる。
抗体によれば、焼結体中の粒界層を一部非晶質化し、非
晶質相中のビスマスおよびδ−Big03相中のビスマ
スの含有率を所定の値に規定することにより、バラツキ
が少なく良好な電気特性が得られるとともに、良好な吸
湿性をも得ることができる。
Claims (2)
- 1.酸化亜鉛を主成分として酸化ビスマス、酸化アンチ
モン、酸化ケイ素等の金属酸化物を添加成分として含む
電圧非直線抵抗体において、少なくともδ−Bi_2O
_3結晶相とビスマスを含む非晶質相を含み、各相のビ
スマス量が、(1)0.10≦B/A≦0.40 - (2)0.05≦C/A≦0.30 ここで、A:焼結体中の全ビスマス量 B:δ−Bi_2O_3結晶相中のビスマス量C:ビス
マスを含む非晶質相中のビ スマス量 の条件を満足することを特徴とする電圧非直線抵抗体。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63197830A JPH0812804B2 (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 電圧非直線抵抗体 |
DE68910621T DE68910621T2 (de) | 1988-08-10 | 1989-08-01 | Nichtlineare spannungsabhängige Widerstände. |
EP89307787A EP0358323B1 (en) | 1988-08-10 | 1989-08-01 | Voltage non-linear type resistors |
US07/389,301 US5039971A (en) | 1988-08-10 | 1989-08-03 | Voltage non-linear type resistors |
CA000607731A CA1331508C (en) | 1988-08-10 | 1989-08-08 | Voltage non-linear type resistors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63197830A JPH0812804B2 (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 電圧非直線抵抗体 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0247802A true JPH0247802A (ja) | 1990-02-16 |
JPH0812804B2 JPH0812804B2 (ja) | 1996-02-07 |
Family
ID=16381051
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63197830A Expired - Lifetime JPH0812804B2 (ja) | 1988-08-10 | 1988-08-10 | 電圧非直線抵抗体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0812804B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0547516A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-02-26 | Ngk Insulators Ltd | 電圧非直線抵抗体の耐湿性判別方法及び電圧非直線抵抗体 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51134860A (en) * | 1975-05-19 | 1976-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Voltage nonnlinear resistor element and method of making same |
JPS56115502A (en) * | 1980-02-18 | 1981-09-10 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of manufacturing nonnlinear resistor |
-
1988
- 1988-08-10 JP JP63197830A patent/JPH0812804B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51134860A (en) * | 1975-05-19 | 1976-11-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Voltage nonnlinear resistor element and method of making same |
JPS56115502A (en) * | 1980-02-18 | 1981-09-10 | Tokyo Shibaura Electric Co | Method of manufacturing nonnlinear resistor |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0547516A (ja) * | 1991-08-21 | 1993-02-26 | Ngk Insulators Ltd | 電圧非直線抵抗体の耐湿性判別方法及び電圧非直線抵抗体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0812804B2 (ja) | 1996-02-07 |
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Legal Events
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