JPH04188802A - 酸化亜鉛非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は避雷器、サージアブソーバ等に用いられる非直
線抵抗体の製造方法に関する。

Ｂ１発明の概要 本発明は、酸化亜鉛を主成分とした非直線抵抗素体の表
面に絶縁層を形成してなる非直線抵抗体において、前記
絶縁層を酸化アンチモンと粉末ガラスとの配合比を適正
に選定した絶縁材によって形成した。これにより製造工
程が削減されしかも放電耐量に優れた酸化亜鉛非直線抵
抗体が得られる。

Ｃ１従来の技術 一般に、非直線抵抗体は、オームの法則に従わず電圧が
高くなると抵抗が減少し、電流が著しく増加するという
非直線的な電圧−電流特性を有するため、避雷器やサー
ジアブソーバのような異常電圧の吸収などの用途におい
て大きな効果を発揮する。

非直線抵抗体の代表的なものとして、ＳｉＣ粒子の接触
抵抗の電圧敏感性を応用したＳｉＣ避雷器特性要素およ
びＳｉＣバリスタがあるが、これらは一般にＳｉＣ粒子
と粘土質からなる磁器質結合剤を加え成形後高温で焼結
して作られる。そしてその電圧−電流特性は近似的に次
のような式で電圧、Ｃは定数（抵抗値に対応する）、α
は非直線指数である。

ＳｉＣ避雷器特性要素は数百アンペア−２０キロアンペ
アの電流範囲においてのみ、α値が３〜７程度であり、
この範囲以外ではオーム性抵抗に近く、このため直接線
路に接続されるＳｉＣ特性要素を用いた避雷器では線路
と接地間の絶縁を保つために直列ギャップを必要とする
。

また、高圧、超高圧用避雷器では多数のギャップおよび
特性要素を使用するが、このとき各々のギャップの電圧
分担を均等するため並列にコンデンサあるいは抵抗を必
要とする。

このようにギャップ、コンデンサ、抵抗を多数取付ける
ことは容器である碍子が大きくなるばかりでなく、ギャ
ップがあるため急峻波に対する応答と続流しや断も悪い
。

そこで、酸化亜鉛（Ｚ　ｎ　Ｏ）を−成分とし、酸化亜
鉛（Ｚ　ｎ　Ｏ）と酸化ビスマス（Ｂｉ２０３）などの
酸化物を混合し、円板状、円柱状あるいは適当な形状に
成形し、高温で焼結した後にこの焼結された半導体素体
の両側にエポキシ樹脂を被覆し、上下面に電極をつけた
酸化物半導体を用いた非直線抵抗体が提案されている。

上記半導体はミリアンペアの電流領域においてα値が５
０程度であり、従来のＳｉＣ抵抗体に比べて非直線性が
非常に優れしかも相当大きな誘電率をもつ。従って、こ
の非直線抵抗体を用いればギャップのない避雷器を作れ
る可能性がある。

しかしながら、この非直線抵抗体は側面絶縁材としてエ
ポキシ系の有機物を使用しているため、半導体素体の側
面に被覆した側面絶縁材と半導体素体との境界層の密着
性が悪く、このため界面に水分が吸着されて特性劣化が
大きく、短波尾放電耐量（電流波形４　Ｘ　１０Ｍ５）
も弱い。

また、熱衝撃で半導体素体の側面に被覆されたエポキシ
系樹脂にクラックが入り、特性劣化の原因となる。この
ように側面絶縁材として有機物を用いるため、微小のコ
ロナ、アークにより長期に亘り運用すると特性劣化を引
きおこすなどの欠点を有する。

かかる非直線抵抗体の特性を改善するために、例えば特
公昭６２−５１４８３号に示すような非直線抵抗体の製
造方法が本出願人によって提案されている。

即ち、上記非直線抵抗体の製造方法は、ＺｎＯを主成分
とし、これに少なくとも、ビスマス酸化物及びケイ素酸
化物を含む酸化物を添加すると共に３　Ｚｎ０Ｂｉ２０
３．Ｚｎ０Ｂｉ２０２．及びＺｎ２ＳｉＯ４から成る反
応生成物を添加して原料を形成し該原料を混合、造粒、
成形して非直線抵抗素体１を得る。

この非直線抵抗素体１を約８００℃〜１０００℃にて仮
焼成し、この仮焼成した非直線抵抗素体１の側面に、Ｚ
ｎＯ，Ｂ１２Ｏ３，５ｂ２０３，５ｔ０２の反応生成物
よりなる高抵抗の絶縁材を、バインダーを加えてペース
ト状とした後に塗布する。

その後、上記絶縁材を塗布した非直線抵抗体１を、第２
図に示すように加熱炉４にて約１１００℃〜１３００℃
で焼成を行って焼成体を得る。

更に、制限電圧比及び課電寿命等の電気特性を向上する
ために約５００℃〜７００℃にて熱処理を行うが、この
際に放電耐量を向上しかつ素体側面を保護する為、上記
焼成体の側面に、バインダーを加えペースト状にした粉
末ガラス３を数回塗布したうえで熱処理を行い、寿命特
性に優れた非直線抵抗体を得る。

即ち、上述の如き非直線抵抗体の製造方法による製造工
程としては、原料を混合、造粒、成形して素体を作り、
この素体を８００℃〜１０００℃で仮焼成して仮焼体を
得る。

次に、ＺｎＯ，Ｂｉ２Ｏ３，５ｂ２０３，５ｉ０２の反
応生成物の絶縁材を混合し、粉体焼成、粉砕した後バイ
ンダーを加えてスラリー状として、このスラリー状の絶
縁材を上記仮焼体に塗布し、この絶縁材が塗布された仮
焼体を約１１００°Ｃ〜１３５０℃で焼成して焼成体を
得る。

さらに、粉末ガラスにバインダーを加えてスラリー状と
し、このスラリー状の粉末ガラスを上記焼成体の側面に
数回塗布し同時に焼付け（熱処理）を行う。そして、焼
成体の両端面を研磨し、電極を付けて非直線抵抗体を作
る。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 しかし、上記従来の非直線抵抗体の製造方法においては
、素体中のバインダーである有機物を除去し、かつ素体
を適度に反応収縮させて側面絶縁材料と素体との均一な
反応、良好な絶縁強度、及び良好な密着強度を確保する
ためにＺｎＯ，Ｂｉ２０Ｌ　　５ｌ）２０３，５ｉ０２
等を予め混合して仮焼成を行う必要がある。

更に素体側面に高抵抗絶縁材と粉末ガラスを夫々に塗布
するため、塗布工程を夫々三筒行わねばならず、生産コ
ストが高くなっていた。

本発明は上記のような背景の下になされたものであり、
側面絶縁層の製造工程を大幅に削減でき、しかも放電耐
量特性に優れた非直線抵抗体を得ることができる非直線
抵抗体の製造方法を提供することである。

Ｅ０課題を解決するための手段及び作用本発明は、上記
目的を達成するために、酸化亜鉛を主成分とし、これに
少なくともビスマス酸化物およびケイ素酸化物を含む酸
化物を添加して原料を形成し、該原料を混合、焼成して
非直線抵抗素体を形成すると共に、粉末ガラスと酸化ア
ンチモンの混合比が３０：７０：３０の割合となるよう
に調製混合して絶縁材を作り、この絶縁材を有機バイン
ダー、有機溶剤と共にペースト状とし、このペースト状
の絶縁材を上記非直線抵抗素体の表面に塗布した後に焼
付は処理することを特徴とする特 Ｆ、実施例 以下に本発明の実施例を第１図を参照しながら説明する
。

第１図は本発明の実施例に係る非直線抵抗体を示す。こ
の非直線抵抗体を得るために、まず酸化亜鉛（ＺｎＯ）
を主成分とし酸化ビスマス、二酸化けい素、酸化アンチ
モン、酸化コバルト、二酸化マンガン、酸化クロム、酸
化ニッケルなどからなる酸化物を添加することによって
非直線抵抗素体１ａを形成する。

本実施例においては、上記非直線抵抗素体１ａの一例と
して、ＺｎＯを３０〜７０ｍｏ１％、５ｉＯｚを１０〜
４０ｍ０１％、Ｂ２Ｏ３を１０〜５０ｍｏ１％、Ｂ　ｉ
２０３を０〜ｌＱｍｏ１％の範囲で夫々秤量し、これら
を有機バインダー溶液と共に混合してスプレードライヤ
ーにて乾燥し、直径３２＋＋ｍ、厚さ３０ｍｍ（φ３２
−ｔ３０）の形状に成形して１１００〜１３００℃で焼
成を行って得た非直線抵抗素体を用いた。

次に粉末ガラスと無機酸化物である酸化アンチモンを第
１表及び第２表に示す配合比により調製して得た絶縁材
を、有機バインダー、有機溶剤と共にペースト状とし、
このペースト状の絶縁材を上記非直線抵抗素体に塗布し
て焼付は処理として５００〜７００°Ｃの熱処理を行い
、非直線抵抗素体の表面に絶縁層を形成した。

更に、この非直線抵抗素体の両端面を研磨し、トリクロ
ロエタンで洗浄し、電極としてアルミニウムを溶射によ
り付与して非直線抵抗体を得た。

第１表 第２表 前記第１表及び第２表において、○印は良好、△印はや
や劣る、Ｘ印は劣ることを示す。

前記表より、ガラス材のみからなる絶縁材においては従
来例に比して放電耐量が劣るが、ガラス材に酸化アンチ
モンを添加すると著しく放電特性が向上し、従来例に比
して良好若しくは同等の効果が得られている。

しかし、酸化アンチモンが８０％を超えると側面が粗く
なって非直線抵抗素体との密着性が悪くなる。したがっ
て、酸化アンチモンと粉末ガラスの配合は３０：、７０
〜７０　：　３０の混合比とすることが望ましい。

Ｇ１発明の効果 本発明は上記のように酸化ビスマスと粉末ガラスとを適
正な配合比で混合してなる絶縁材を用い、この絶縁材を
酸化亜鉛を主成分とする非直線抵抗素体焼成後に、該非
直線抵抗素体に塗布し熱処理して絶縁層を形成するもの
であるから、非直線抵抗素体の仮焼工程と、この仮焼工
程後の絶縁材の調量工程が不要となると共に、ガラス材
塗布の回数も低減でき、大幅な工程削減にも拘わらず放
電耐量特性に優れた非直線抵抗体が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による酸化亜鉛非直線抵抗体の
製造方法により得られた非直線抵抗体の正断面図１、第
２図は従来の酸化亜鉛非直線抵抗体の製造方法を示す説
明図、第３図は従来の酸化亜鉛非直線抵抗体の製造方法
による非直線抵抗体の正断面図である。 １．１ａ・・・非直線抵抗素体、２・・・絶縁材、３・
・・粉末ガラス、４・・・加熱炉、５・・・絶縁層外１
名

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）酸化亜鉛を主成分とし、これに少なくともビスマ
   ス酸化物およびケイ素酸化物を含む酸化物を添加して原
   料を形成し、該原料を混合、焼成して非直線抵抗素体を
   形成すると共に、粉末ガラスと酸化アンチモンの混合比
   が３０：７０〜７０：３０の割合となるように調製混合
   して絶縁材を作り、この絶縁材を有機バインダー、有機
   溶剤と共にペースト状とし、このペースト状の絶縁材を
   上記非直線抵抗素体の表面に塗布した後に焼付け処理す
   ることを特徴とする酸化亜鉛非直線抵抗体の製造方法。