JPH0541311A - 電圧非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents
電圧非直線抵抗体の製造方法Info
- Publication number
- JPH0541311A JPH0541311A JP3219366A JP21936691A JPH0541311A JP H0541311 A JPH0541311 A JP H0541311A JP 3219366 A JP3219366 A JP 3219366A JP 21936691 A JP21936691 A JP 21936691A JP H0541311 A JPH0541311 A JP H0541311A
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- manufacturing
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放電耐量が高くまた非直線特性の良好な避雷
器用の電圧非直線抵抗体を得ることができる製造方法を
提供する。 【構成】 主成分の酸化亜鉛に、焼結後に焼結体自身に
電圧非直線性を発現させる添加物の少なくとも1種以上
を添加し、混合、造粒、成形した後焼成する電圧非直線
抵抗体の製造方法において、前記焼成工程を、酸素濃度
20%以上の雰囲気下で実施する一次焼成工程と、この
一次焼成工程に次いで行う酸素濃度60%以上の雰囲気
下で実施する二次焼成工程とから構成する。
器用の電圧非直線抵抗体を得ることができる製造方法を
提供する。 【構成】 主成分の酸化亜鉛に、焼結後に焼結体自身に
電圧非直線性を発現させる添加物の少なくとも1種以上
を添加し、混合、造粒、成形した後焼成する電圧非直線
抵抗体の製造方法において、前記焼成工程を、酸素濃度
20%以上の雰囲気下で実施する一次焼成工程と、この
一次焼成工程に次いで行う酸素濃度60%以上の雰囲気
下で実施する二次焼成工程とから構成する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は酸化亜鉛を主成分とする
電圧非直線抵抗体の製造方法に関し、さらに詳しくは、
避雷器などの過電圧保護装置に使用される電圧非直線抵
抗体であって高密度の抵抗体の製造方法に関するもので
ある。
電圧非直線抵抗体の製造方法に関し、さらに詳しくは、
避雷器などの過電圧保護装置に使用される電圧非直線抵
抗体であって高密度の抵抗体の製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗
体は、そのすぐれた非直線電圧−電流特性から電圧安定
化あるいはサージ吸収を目的とした避雷器やサージアブ
ソーバに広く利用されている。この電圧非直線抵抗体
は、主成分の酸化亜鉛に電圧非直線性を発現する少量の
ビスマス、アンチモン、コバルト、マンガン等の酸化物
を添加し、混合、造粒、成形した後焼成し、好ましくは
側面抵抗層を形成するため無機物質を塗布した後再度焼
成し、その焼結体に電極を取り付けることにより作製す
ることができる。
体は、そのすぐれた非直線電圧−電流特性から電圧安定
化あるいはサージ吸収を目的とした避雷器やサージアブ
ソーバに広く利用されている。この電圧非直線抵抗体
は、主成分の酸化亜鉛に電圧非直線性を発現する少量の
ビスマス、アンチモン、コバルト、マンガン等の酸化物
を添加し、混合、造粒、成形した後焼成し、好ましくは
側面抵抗層を形成するため無機物質を塗布した後再度焼
成し、その焼結体に電極を取り付けることにより作製す
ることができる。
【0003】従来、高密度であると同時に十分な非直線
性と高い雷サージ放電耐量を有する焼結体を得る方法と
して、本願人は、特開平2ー142101号公報におい
て、焼成工程を一次焼成と二次焼成とから構成し、一次
焼成工程を大気圧より低い減圧下で行うとともに、二次
焼成工程を一次焼成工程よりも高い酸素分圧の雰囲気中
で行う電圧非直線抵抗体の製造方法を提案している。
性と高い雷サージ放電耐量を有する焼結体を得る方法と
して、本願人は、特開平2ー142101号公報におい
て、焼成工程を一次焼成と二次焼成とから構成し、一次
焼成工程を大気圧より低い減圧下で行うとともに、二次
焼成工程を一次焼成工程よりも高い酸素分圧の雰囲気中
で行う電圧非直線抵抗体の製造方法を提案している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た特開平2ー142101号公報に開示された技術で
は、一次焼成を大気圧よりも低い減圧下で行う必要があ
るために、装置が大がかりで高価になるという問題があ
った。また、一次焼成及び二次焼成時の酸素濃度が、素
子特性特に大電流領域(制限電圧)でのV−I特性、雷
サージ放電耐量へ与える影響については不明であるとい
う問題もあった。
た特開平2ー142101号公報に開示された技術で
は、一次焼成を大気圧よりも低い減圧下で行う必要があ
るために、装置が大がかりで高価になるという問題があ
った。また、一次焼成及び二次焼成時の酸素濃度が、素
子特性特に大電流領域(制限電圧)でのV−I特性、雷
サージ放電耐量へ与える影響については不明であるとい
う問題もあった。
【0005】本発明の目的は上述した課題を解消して、
一次焼成および二次焼成時の酸素濃度を制御することに
より、放電耐量が高くまた非直線特性の良好な避雷器用
の電圧非直線抵抗体を得ることができる製造方法を提供
しようとするものである。
一次焼成および二次焼成時の酸素濃度を制御することに
より、放電耐量が高くまた非直線特性の良好な避雷器用
の電圧非直線抵抗体を得ることができる製造方法を提供
しようとするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の電圧非直線抵抗
体の製造方法は、主成分の酸化亜鉛に、焼結後に焼結体
自身に電圧非直線性を発現させる添加物の少なくとも1
種以上を添加し、混合、造粒、成形した後焼成する電圧
非直線抵抗体の製造方法において、前記焼成工程を、酸
素濃度20%以上の雰囲気下で実施する一次焼成工程
と、この一次焼成工程に次いで行う酸素濃度60%以上
の雰囲気下で実施する二次焼成工程とから構成すること
を特徴とするものである。
体の製造方法は、主成分の酸化亜鉛に、焼結後に焼結体
自身に電圧非直線性を発現させる添加物の少なくとも1
種以上を添加し、混合、造粒、成形した後焼成する電圧
非直線抵抗体の製造方法において、前記焼成工程を、酸
素濃度20%以上の雰囲気下で実施する一次焼成工程
と、この一次焼成工程に次いで行う酸素濃度60%以上
の雰囲気下で実施する二次焼成工程とから構成すること
を特徴とするものである。
【0007】
【作用】上述した構成において、電圧非直線抵抗体の製
造方法のうちの焼成工程を、それぞれ限定した酸素濃度
での一次焼成工程と二次焼成工程とから構成しているた
め、その相乗効果により高密度化が起こり、従来のもの
よりもより放電耐量が高くまた非直線特性の良好な避雷
器用の電圧非直線抵抗体を得ることができる。また、本
発明では、一次焼成工程は酸素濃度20%以上の雰囲気
であれば従来のように減圧する必要がないため、装置も
簡単ですむ。
造方法のうちの焼成工程を、それぞれ限定した酸素濃度
での一次焼成工程と二次焼成工程とから構成しているた
め、その相乗効果により高密度化が起こり、従来のもの
よりもより放電耐量が高くまた非直線特性の良好な避雷
器用の電圧非直線抵抗体を得ることができる。また、本
発明では、一次焼成工程は酸素濃度20%以上の雰囲気
であれば従来のように減圧する必要がないため、装置も
簡単ですむ。
【0008】なお、本発明において、一次焼成工程での
酸素濃度を20%以上と限定したのは以下の理由によ
る。後述する実施例のうちの比較例に示すように、酸素
濃度100%の一段焼成では、密度は少し高くなるが雷
サージ放電耐量は向上していない。このことは、一次焼
成の必要性を示している。さらに、後述する実施例のう
ちの比較例に示すように、前記一次焼成工程における酸
素濃度が20%未満であると、二次焼成工程における酸
素濃度が20%未満であると、二次焼成工程における酸
素濃度が60%以上の場合においても、高密度化および
雷サージ放電耐量の向上は不十分である。そのため、一
次焼成工程での酸素濃度を20%以上と限定した。
酸素濃度を20%以上と限定したのは以下の理由によ
る。後述する実施例のうちの比較例に示すように、酸素
濃度100%の一段焼成では、密度は少し高くなるが雷
サージ放電耐量は向上していない。このことは、一次焼
成の必要性を示している。さらに、後述する実施例のう
ちの比較例に示すように、前記一次焼成工程における酸
素濃度が20%未満であると、二次焼成工程における酸
素濃度が20%未満であると、二次焼成工程における酸
素濃度が60%以上の場合においても、高密度化および
雷サージ放電耐量の向上は不十分である。そのため、一
次焼成工程での酸素濃度を20%以上と限定した。
【0009】また、Bi2 O3 は液相化により酸素の拡
散媒体となり得る。そのため、一次焼成によりBi2 O
3 を液相化し、酸素の拡散経路を接続させておくことが
二次焼成時に酸素の拡散を促進させ、高密度化に効果が
あると考えられる。また、一次焼成時の酸素濃度が低い
と上記の効果が小さくなると考えられる。
散媒体となり得る。そのため、一次焼成によりBi2 O
3 を液相化し、酸素の拡散経路を接続させておくことが
二次焼成時に酸素の拡散を促進させ、高密度化に効果が
あると考えられる。また、一次焼成時の酸素濃度が低い
と上記の効果が小さくなると考えられる。
【0010】
【実施例】以下、本発明に従って電圧非直線抵抗体を製
造する方法について説明する。まず、酸化亜鉛を主成分
として例えばBi2 O3 1.0 mol %、Sb2 O3 1.0 mo
l%、Cr2 O3 0.5 mol %、MnO2 0.5 mol %、C
o2 O3 1.0 mol %、SiO2 1.5 mol %、NiO 1.0
mol%、Al2 O3 0.005 mol %、残部ZnOからなる
原料粉末を準備する。次ぎに、準備した原料粉末をボー
ルミル等で湿式混合し、乾燥、造粒後、所定の形状に成
形し、得られた成形体を脱脂して脱脂体を得る。
造する方法について説明する。まず、酸化亜鉛を主成分
として例えばBi2 O3 1.0 mol %、Sb2 O3 1.0 mo
l%、Cr2 O3 0.5 mol %、MnO2 0.5 mol %、C
o2 O3 1.0 mol %、SiO2 1.5 mol %、NiO 1.0
mol%、Al2 O3 0.005 mol %、残部ZnOからなる
原料粉末を準備する。次ぎに、準備した原料粉末をボー
ルミル等で湿式混合し、乾燥、造粒後、所定の形状に成
形し、得られた成形体を脱脂して脱脂体を得る。
【0011】その後、得られた脱脂体に対して、酸素濃
度20%以上の雰囲気中、昇降温速度30〜100℃/h
r 、最高保持温度800〜1000℃、保持時間1〜5
時間の条件で一次焼成を行い仮焼体を得る。次ぎに、得
られた仮焼体に対して、酸素濃度60%以上の雰囲気
中、昇降温速度20〜100℃/hr 、最高保持温度10
00〜1300℃、保持時間3〜7時間の条件で二次焼
成を行い焼成体を得る。最後に、両端面を加工、研摩
後、アルミニウム電極を両端面に溶射等の方法により設
けて、例えば直径47mm、電極径46mm、厚さ20
mmの電圧非直線抵抗体を得ている。
度20%以上の雰囲気中、昇降温速度30〜100℃/h
r 、最高保持温度800〜1000℃、保持時間1〜5
時間の条件で一次焼成を行い仮焼体を得る。次ぎに、得
られた仮焼体に対して、酸素濃度60%以上の雰囲気
中、昇降温速度20〜100℃/hr 、最高保持温度10
00〜1300℃、保持時間3〜7時間の条件で二次焼
成を行い焼成体を得る。最後に、両端面を加工、研摩
後、アルミニウム電極を両端面に溶射等の方法により設
けて、例えば直径47mm、電極径46mm、厚さ20
mmの電圧非直線抵抗体を得ている。
【0012】以下、実際の例について説明する。実施例1 上述した製造方法に従い、Bi2 O3 1.0 mol %、Sb
2 O3 1.0 mol 、Cr2 O3 0.5 mol %、MnO2 0.5
mol %、Co2 O3 1.0 mol %、SiO21.5 mol %、
NiO 1.0 mol、Al2 O3 0.005 mol %、残部ZnO
からなる原料粉末から前述のように脱脂体を得た後、以
下の表1に示す種々の酸素濃度下、昇降温速度60℃/h
r 、最高保持温度900℃、保持時間2時間の条件で一
次焼成を行った後、さらに表1に示す種々の酸素濃度
下、昇降温速度50℃/hr 、最高保持温度1180℃、
保持時間5時間の条件で二次焼成を行い、本発明範囲内
の試料No.1−9 および比較例試料 No.10−28の電圧非直
線抵抗体を得た。
2 O3 1.0 mol 、Cr2 O3 0.5 mol %、MnO2 0.5
mol %、Co2 O3 1.0 mol %、SiO21.5 mol %、
NiO 1.0 mol、Al2 O3 0.005 mol %、残部ZnO
からなる原料粉末から前述のように脱脂体を得た後、以
下の表1に示す種々の酸素濃度下、昇降温速度60℃/h
r 、最高保持温度900℃、保持時間2時間の条件で一
次焼成を行った後、さらに表1に示す種々の酸素濃度
下、昇降温速度50℃/hr 、最高保持温度1180℃、
保持時間5時間の条件で二次焼成を行い、本発明範囲内
の試料No.1−9 および比較例試料 No.10−28の電圧非直
線抵抗体を得た。
【0013】得られた電圧非直線抵抗体の電極付け前の
焼成体の嵩比重をアルキメデス法により測定し、この値
より相対密度を求めるとともに、電極付け後の電圧非直
線抵抗体に対して、バリスタ電圧(V1mA )、非直線指
数(α)、制限電圧比(V40KA/V1mA )、雷サージ放
電耐量を測定した。制限電圧(V1mA )は、1mAの電
流が流れたときの電圧を素子の厚さで除した値として求
めた。非直線指数(α)は、0.1mAと1mAの電流
が流れた時の電圧から求めた。雷サージ放電耐量は、4
/10μs の波形のインパルス電流を2回印加後破壊し
なかったときのインパルス電流の最大レベルとして求め
た。結果を表1に示す。
焼成体の嵩比重をアルキメデス法により測定し、この値
より相対密度を求めるとともに、電極付け後の電圧非直
線抵抗体に対して、バリスタ電圧(V1mA )、非直線指
数(α)、制限電圧比(V40KA/V1mA )、雷サージ放
電耐量を測定した。制限電圧(V1mA )は、1mAの電
流が流れたときの電圧を素子の厚さで除した値として求
めた。非直線指数(α)は、0.1mAと1mAの電流
が流れた時の電圧から求めた。雷サージ放電耐量は、4
/10μs の波形のインパルス電流を2回印加後破壊し
なかったときのインパルス電流の最大レベルとして求め
た。結果を表1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】表1の結果から、一次焼成時の酸素濃度が
20%以上でかつ二次焼成時の酸素濃度が60%以上の
本発明試料No.1-9は、いずれかの点で本発明の要件を満
たしていない比較例試料No.10-28に比べて、相対密度が
高く、非直線指数、制限電圧比、雷サージ放電耐量のい
ずれかにおいて良好な結果を得ることができることがわ
かった。
20%以上でかつ二次焼成時の酸素濃度が60%以上の
本発明試料No.1-9は、いずれかの点で本発明の要件を満
たしていない比較例試料No.10-28に比べて、相対密度が
高く、非直線指数、制限電圧比、雷サージ放電耐量のい
ずれかにおいて良好な結果を得ることができることがわ
かった。
【0016】実施例2 実施例1と同様に、上述した製造方法に従い、Bi2 O
3 0.7 mol %、Sb2 O3 1.0 mol %、Cr2 O3 0.7
mol %、MnO2 0.5 mol %、Co2 O3 0.7 mol %、
SiO2 1.5 mol %、NiO 1.0 mol%、Al2 O30.0
05 mol %、残部ZnOからなる原料粉末から前述のよ
うに脱脂体を得た後、以下の表2に示す種々の酸素濃度
下、昇降温速度60℃/hr 、最高保持温度950℃、保
持時間2時間の条件で一次焼成を行った後、さらに表2
に示す種々の酸素濃度下、昇降温速度50℃/hr 、最高
保持温度1200℃、保持時間5時間の条件で二次焼成
を行い、本発明範囲内の試料No.1−9 および比較例試料
No.10−25の電圧非直線抵抗体を得た。得られた電圧非
直線抵抗体に対し、実施例1と同様に相対密度を求める
とともに、バリスタ電圧(V1mA )、非直線指数
(α)、制限電圧比(V40KA/V1mA )、雷サージ放電
耐量を測定した。結果を表2に示す。
3 0.7 mol %、Sb2 O3 1.0 mol %、Cr2 O3 0.7
mol %、MnO2 0.5 mol %、Co2 O3 0.7 mol %、
SiO2 1.5 mol %、NiO 1.0 mol%、Al2 O30.0
05 mol %、残部ZnOからなる原料粉末から前述のよ
うに脱脂体を得た後、以下の表2に示す種々の酸素濃度
下、昇降温速度60℃/hr 、最高保持温度950℃、保
持時間2時間の条件で一次焼成を行った後、さらに表2
に示す種々の酸素濃度下、昇降温速度50℃/hr 、最高
保持温度1200℃、保持時間5時間の条件で二次焼成
を行い、本発明範囲内の試料No.1−9 および比較例試料
No.10−25の電圧非直線抵抗体を得た。得られた電圧非
直線抵抗体に対し、実施例1と同様に相対密度を求める
とともに、バリスタ電圧(V1mA )、非直線指数
(α)、制限電圧比(V40KA/V1mA )、雷サージ放電
耐量を測定した。結果を表2に示す。
【0017】
【表2】
【0018】表2の結果からも、一次焼成時の酸素濃度
が20%以上でかつ二次焼成時の酸素濃度が60%以上
の本発明試料No.1−9 は、いずれかの点で本発明の用件
を満たしていない比較例試料 No.10−25に比べて、相対
密度が高く、非直線指数、制限電圧比、雷サージ放電耐
量のいずれかにおいて良好な結果を得ることができるこ
とがわかった。また、上述した実施例1および実施例2
から、組成、一次焼成温度、二次焼成温度が変わって
も、一次焼成時および二次焼成時の酸素濃度が本発明の
範囲内であれば良好な結果を得ることができることがわ
かり、一次焼成時および二次焼成時の酸素濃度が重要で
あることがわかる。
が20%以上でかつ二次焼成時の酸素濃度が60%以上
の本発明試料No.1−9 は、いずれかの点で本発明の用件
を満たしていない比較例試料 No.10−25に比べて、相対
密度が高く、非直線指数、制限電圧比、雷サージ放電耐
量のいずれかにおいて良好な結果を得ることができるこ
とがわかった。また、上述した実施例1および実施例2
から、組成、一次焼成温度、二次焼成温度が変わって
も、一次焼成時および二次焼成時の酸素濃度が本発明の
範囲内であれば良好な結果を得ることができることがわ
かり、一次焼成時および二次焼成時の酸素濃度が重要で
あることがわかる。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、焼成工程において、一次焼成時の酸素濃度を
20%以上、二次焼成時の酸素濃度を60%以上とする
ことにより、高密度で雷サージ放電耐量の高い電圧非直
線抵抗体を得ることができる。
によれば、焼成工程において、一次焼成時の酸素濃度を
20%以上、二次焼成時の酸素濃度を60%以上とする
ことにより、高密度で雷サージ放電耐量の高い電圧非直
線抵抗体を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 主成分の酸化亜鉛に、焼結後に焼結体自
身に電圧非直線性を発現させる添加物の少なくとも1種
以上を添加し、混合、造粒、成形した後焼成する電圧非
直線抵抗体の製造方法において、前記焼成工程を、酸素
濃度20%以上の雰囲気下で実施する一次焼成工程と、
この一次焼成工程に次いで行う酸素濃度60%以上の雰
囲気下で実施する二次焼成工程とから構成することを特
徴とする電圧非直線抵抗体の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3219366A JPH0541311A (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3219366A JPH0541311A (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0541311A true JPH0541311A (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=16734298
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3219366A Withdrawn JPH0541311A (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0541311A (ja) |
-
1991
- 1991-08-06 JP JP3219366A patent/JPH0541311A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |