JPH048921B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は酸化亜鉛バリスタの製造方法に関す
る。

酸化亜鉛バリスタは電気回路の電圧安定化や電
圧サージの吸収素子として広く実用化されてい
る。

従来技術 従来の酸化亜鉛バリスタの製造方法としては、
機械的混合法，ゾルーゲル法，尿素法等が知られ
ている。

機械的混合法は、構成成分の酸化物を乾式また
は湿式で混合し、仮焼・粉砕・加圧成型・本焼成
により焼結体を作製する方法である。バリスタ特
性の評価指数として知られるα値はＩ＝ｋ・V〓
（Ｉ；電流，Ｖ；電圧，ｋ；定数）として知られ
るが、機械的混合法によるバリスタでは、ZnOに
数種の金属成分を添加することにより、α値が50
以上の焼結体を作製することが可能であるが、そ
の焼成温度が1300℃以上と高く、しかもその温度
領域でのαの温度依存性が極端に大きいために再
現性良くα値50以上を達成することは極めて困難
である。

ゾールゲル法は、構成元素の水素化物の混合ゾ
ル溶液を濃縮し、ゲルを得、該ゲルを、仮焼後、
ホツトプレスにより焼結体を作製し、その後、酸
素気流中700〜1000℃の加熱処理を行うことによ
り、バリスタを製造する方法である。この方法
は、ホツトプレスとをそれに続く加熱処理という
複雑な工程を必要とし、α値も最高で40という低
い値であるという欠点を持つ。

尿素法は構成成分の硝酸水溶液に尿素を加え、
加熱・濃縮により、メラミンを合成し、該メラミ
ンを仮焼して得られた粉末を加圧成型後、1100〜
1200℃で焼成、または750〜950℃でホツトプレス
することによりバリスタを作製する方法である。
この方法で作製したバリスタのα値は20〜30の範
囲であり、α値が低いという欠点を有する。

発明の目的 本発明は従来法の欠点を解消するためになされ
たもので、その目的はアミン類を沈殿剤として用
いることにより、高い粉末特性を持つ粉末を合成
し、これを焼結することにより、高いα値を持つ
酸化亜鉛バリスタを低い温度で、且つ再現性良く
製造する方法を提供するにある。

発明の構成 本発明者らは、酸化亜鉛バリスタの製造につい
て、鋭意研究を重ねた結果、アミン類を沈殿剤と
して用いることにより、高い粉末特性を持つ粉末
を合成出来ることを究明した。これを原料とし
て、焼結を行うと、α値の高いバリスタが低い温
度で作製できること、及びα値の焼成温度依存性
が広い温度範囲で極めて小さい事実が判明した。
これらの知見に基づき本発明を完成した。

本発明の要旨は 亜鉛塩類とバリスタ機能の付与剤または向上剤
の１種または２種以上の塩類との混合水溶液を、
アミン類の水溶液と混合して沈殿物を作り、該沈
殿物を洗浄乾燥し、200〜700℃で仮焼した後、粉
砕・加圧成型し、該成型物を空気中または酸素雰
囲気中で1100〜1300℃で焼結することを特徴とす
る酸化亜鉛バリスタの製造方法、にある。

バリスタ機能の付与剤または向上剤としては、
例えば、ビスマス，コバルト，マンガン，クロ
ム，アンチモン，プラセオヂウム，シリカ等が挙
げられる。しかし、これらに限定されるものでは
ない。沈殿剤のアミン類としては、例えばジエチ
ルアミン，エチルアミン，メチルアミン，ジメチ
ルアミン等が挙げられる。

沈殿を形成するには、アミン類の水溶液中に構
成成分を含む水溶液を滴下することが一般的には
好ましい。また沈殿形成後の液のPHは８〜10にす
ることが適当である。液のPHが８未満では構成成
分の沈殿生成が完結しなく、PHが10を超えると仮
焼後の粉末特性が悪くなる。

得られた沈殿物を水、アルコールまたはアミン
類の水溶液で洗浄後、乾燥して200〜700℃で仮焼
する。仮焼温度が200℃未満では構成成分の反応
や脱ガスが完結せず、また得られる粉末の嵩密度
が低くなる。700℃を超えると粉末粒子が粗大化
して焼結性が悪くなる。従つて、仮焼温度は200
〜700℃であることが適当であり、これにより均
一、高嵩密度が粉末が得られる。次に、加圧成型
後、空気中または酸素雰囲気中で焼成する。焼成
は800〜1000℃まで昇温後、０〜３時間保持した
後、1100〜1300℃まで昇温することが好ましい。
焼成温度が1100℃未満では焼結が不十分であり、
またα値も低い。1300℃を超えるとビスマス等の
バリスタ機能付与剤の飛散が顕著となり、多孔質
化し、α値も低下する。高いα値のものを得るた
めには焼成温度は1100〜1300℃であることが必要
である。

実施例 金属濃度としてZnを20.8ｇ／１，Biを0.685
ｇ／１，Coを0.193ｇ／１，Mnを0.0901ｇ／１，
Crを0.171ｇ／１，Sbを0.797ｇ／１を含む塩酸酸
性水溶液260c.c.を調製し、これを撹拌した0.8ジエ
チルアミン水溶液1000c.c.中に滴下して水酸化物の
共沈物を作つた。これを0.001Nジエチルアミン
水溶液で洗浄後、100℃で乾燥し、500℃で６時間
仮焼した。得られた粉末をBETにより比表面積
を測定したところ、比表面積38m²／ｇの微細な粒
子からなつていた。該粉末を乳鉢で粉砕後，
2.0t／cm²の静水圧化で直径８mm，厚さ1.5mmに成型
し、空気中で900℃まで１時間で昇温し、900℃で
30分間保持後、最終的に更に高温（1100〜1300
℃）で１時間焼成した。得られた焼結体の電流−
電圧特性を測定したところ、最終焼成温度範囲
1100〜1300℃の広い温度範囲において、α値50を
得た。

比較例 従来法により、実施例１と同様の金属濃度とな
るように秤量した酸化物を、混合・仮焼・粉砕・
加圧成型・焼成したところ、1350℃焼成では、α
値50が得られたが、α値の焼成温度依存性が大き
く、1380℃焼成ではα値40、1250℃焼成ではα値
40、1100℃焼成ではα値30であつた。

発明の効果 本発明の方法によると、アミン類を沈殿剤とし
て用いることにより高い粉末特性を持つ粉末が得
られ、これを焼結することにより高いα値を持つ
酸化亜鉛バリスタを低い温度で、且つ再現性良く
製造し得られる優れた効果を奏し得られる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 亜鉛塩類とバリスタ機能の付与剤または向上
   剤の１種または２種以上の塩類との混合水溶液
   を、アミン類の水溶液と混合して沈殿物を作り、
   該沈殿物を洗浄乾燥し、200〜700℃で仮焼した
   後、粉砕・加圧成形し、該成型物を空気中または
   酸素雰囲気中で1100〜1300℃で焼結することを特
   徴とする酸化亜鉛バリスタの製造方法。 ２ バリスタ機能の付与剤または向上剤が、ビス
   マス，コバルト，マンガン、クロム，アンチモ
   ン，プラセオヂウム，シリカ等である特許請求の
   範囲第１項記載の酸化亜鉛バリスタの製造方法。