JPH0547512A - 酸化亜鉛バリスタおよびその製造方法および被覆用結晶化ガラス組成物 - Google Patents
酸化亜鉛バリスタおよびその製造方法および被覆用結晶化ガラス組成物Info
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- JPH0547512A JPH0547512A JP3202842A JP20284291A JPH0547512A JP H0547512 A JPH0547512 A JP H0547512A JP 3202842 A JP3202842 A JP 3202842A JP 20284291 A JP20284291 A JP 20284291A JP H0547512 A JPH0547512 A JP H0547512A
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- glass
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 酸化物系セラミックの被覆に用いられる結晶
化ガラス組成物において、結晶化ガラス焼付処理後の電
気的な諸特性の劣化や、酸化物セラミックとの密着性が
悪いという課題を解決し、高信頼性の酸化亜鉛バリスタ
およびその製造方法、さらに酸化物系セラミック一般に
用いられる被覆用結晶化ガラス組成物を提供する。 【構成】 ＺｎＯを主成分とする焼結体１の側面に、少
なくともＴｅＯ2を０．１〜５．０重量％含むＰｂＯを
主成分とする結晶化ガラスからなる側面高抵抗層３を有
する構成としたものである。この結晶化ガラスは、Ｔｅ
Ｏ2の添加により結晶化が促進され、ＳｉＯ2の添加によ
り被覆膜の強度が向上し、焼結体との密着性も良いた
め、放電耐量特性に優れた酸化亜鉛バリスタを得ること
ができ、さらに焼付処理時の電気的な諸特性の劣化も最
小限に抑えることが可能となる。
化ガラス組成物において、結晶化ガラス焼付処理後の電
気的な諸特性の劣化や、酸化物セラミックとの密着性が
悪いという課題を解決し、高信頼性の酸化亜鉛バリスタ
およびその製造方法、さらに酸化物系セラミック一般に
用いられる被覆用結晶化ガラス組成物を提供する。 【構成】 ＺｎＯを主成分とする焼結体１の側面に、少
なくともＴｅＯ2を０．１〜５．０重量％含むＰｂＯを
主成分とする結晶化ガラスからなる側面高抵抗層３を有
する構成としたものである。この結晶化ガラスは、Ｔｅ
Ｏ2の添加により結晶化が促進され、ＳｉＯ2の添加によ
り被覆膜の強度が向上し、焼結体との密着性も良いた
め、放電耐量特性に優れた酸化亜鉛バリスタを得ること
ができ、さらに焼付処理時の電気的な諸特性の劣化も最
小限に抑えることが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主として電力分野に用い
られる酸化亜鉛バリスタおよびその製造方法と、サーミ
スタ，バリスタなどの酸化物セラミックの被覆に用いら
れる結晶化ガラス組成物に関するものである。
られる酸化亜鉛バリスタおよびその製造方法と、サーミ
スタ，バリスタなどの酸化物セラミックの被覆に用いら
れる結晶化ガラス組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ＺｎＯを主成分とし、Ｂｉ2Ｏ3，Ｃｏ
Ｏ，Ｓｂ2Ｏ3，Ｃｒ2Ｏ3，ＭｎＯ2を始めとする種類の
金属酸化物を副成分とする酸化亜鉛バリスタは、大きな
サージ耐量と優れた電圧非直線性を有し、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って広く利用されていることは
周知の通りである。
Ｏ，Ｓｂ2Ｏ3，Ｃｒ2Ｏ3，ＭｎＯ2を始めとする種類の
金属酸化物を副成分とする酸化亜鉛バリスタは、大きな
サージ耐量と優れた電圧非直線性を有し、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って広く利用されていることは
周知の通りである。
【０００３】従来より、酸化亜鉛バリスタの製造方法と
して、例えば特開昭６２−１０１００２号公報などが開
示されているが、前記先行例の内容は以下の通りであ
る。まず、主成分のＺｎＯに、Ｂｉ2Ｏ3，Ｓｂ2Ｏ3，Ｃ
ｒ2Ｏ3，ＣｏＯ，ＭｎＯ2などの金属酸化物をそれぞれ
０．０１〜６．０モル％添加した原料粉を混合，造粒
し、この造粒粉を円柱状に加圧，形成し、電気炉で１２
００℃、６時間焼成する。次に、得られた焼結体の側面
に、ＰｂＯを６０重量％含有するＰｂＯ系ガラスフリッ
トを８０重量％と、長石を２０重量％と、有機バインダ
ーとからなるガラスペーストを、スクリーン印刷機で５
〜５００mg／cm2塗布した後、焼付処理を行う。このよ
うにして得られた素子の両端面を平面研磨し、アルミニ
ウムのメタリコン電極を形成し、酸化亜鉛バリスタを得
るものである。
して、例えば特開昭６２−１０１００２号公報などが開
示されているが、前記先行例の内容は以下の通りであ
る。まず、主成分のＺｎＯに、Ｂｉ2Ｏ3，Ｓｂ2Ｏ3，Ｃ
ｒ2Ｏ3，ＣｏＯ，ＭｎＯ2などの金属酸化物をそれぞれ
０．０１〜６．０モル％添加した原料粉を混合，造粒
し、この造粒粉を円柱状に加圧，形成し、電気炉で１２
００℃、６時間焼成する。次に、得られた焼結体の側面
に、ＰｂＯを６０重量％含有するＰｂＯ系ガラスフリッ
トを８０重量％と、長石を２０重量％と、有機バインダ
ーとからなるガラスペーストを、スクリーン印刷機で５
〜５００mg／cm2塗布した後、焼付処理を行う。このよ
うにして得られた素子の両端面を平面研磨し、アルミニ
ウムのメタリコン電極を形成し、酸化亜鉛バリスタを得
るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の製造方法による酸化亜鉛バリスタは、スクリーン印
刷法を用いるため、側面ガラス層の厚みが均一に形成さ
れ、放電耐量特性のバラツキが小さいという長所を持つ
ものの、ＰｂＯ系ガラスフリットと長石のコンポジット
ガラスであるため、放電耐量特性が低く、またガラス焼
付処理時に電圧非直線性が低下し、課電寿命特性も悪化
するという欠点を有していた。
来の製造方法による酸化亜鉛バリスタは、スクリーン印
刷法を用いるため、側面ガラス層の厚みが均一に形成さ
れ、放電耐量特性のバラツキが小さいという長所を持つ
ものの、ＰｂＯ系ガラスフリットと長石のコンポジット
ガラスであるため、放電耐量特性が低く、またガラス焼
付処理時に電圧非直線性が低下し、課電寿命特性も悪化
するという欠点を有していた。
【０００５】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、高信頼性の酸化亜鉛バリスタおよびその製造方法、
さらに酸化物系セラミック一般に用いられる被覆用結晶
化ガラス組成物を提供することを目的とするものであ
る。
で、高信頼性の酸化亜鉛バリスタおよびその製造方法、
さらに酸化物系セラミック一般に用いられる被覆用結晶
化ガラス組成物を提供することを目的とするものであ
る。
【０００６】
【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、ＺｎＯを主成分とする焼結体の側面
に、少なくともＴｅＯ2を０．１〜５．０重量％含むＰ
ｂＯを主成分とする結晶化ガラスからなる側面高抵抗層
を有する構成としたものである。また、前記焼結体の側
面に少なくともＴｅＯ2を０．１〜５．０重量％含むＰ
ｂＯを主成分とする結晶化ガラスと有機バインダーから
なるガラスペーストを１０．０〜１５０．０mg／cm2塗
布し、４５０〜６５０℃の温度範囲にて焼付処理し、側
面高抵抗層を形成するものである。
題を解決するため、ＺｎＯを主成分とする焼結体の側面
に、少なくともＴｅＯ2を０．１〜５．０重量％含むＰ
ｂＯを主成分とする結晶化ガラスからなる側面高抵抗層
を有する構成としたものである。また、前記焼結体の側
面に少なくともＴｅＯ2を０．１〜５．０重量％含むＰ
ｂＯを主成分とする結晶化ガラスと有機バインダーから
なるガラスペーストを１０．０〜１５０．０mg／cm2塗
布し、４５０〜６５０℃の温度範囲にて焼付処理し、側
面高抵抗層を形成するものである。
【０００７】さらに、側面高抵抗層用の、少なくともＴ
ｅＯ2を０．１〜５．０重量％含むＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2
Ｏ3−ＳｉＯ2−ＴｅＯ2系の酸化物セラミック被覆用の
結晶化ガラス組成物を提供するものである。
ｅＯ2を０．１〜５．０重量％含むＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2
Ｏ3−ＳｉＯ2−ＴｅＯ2系の酸化物セラミック被覆用の
結晶化ガラス組成物を提供するものである。
【０００８】
【作用】本発明によれば、ＰｂＯ−長石系コンポジット
ガラスに較べ、ＰｂＯを主成分とする結晶化ガラスは、
ＴｅＯ2の添加により結晶化が促進され、ＳｉＯ2の添加
により被覆膜の強度が向上し、焼結体との密着性もよい
ため放電耐量特性に優れ、さらに絶縁性も高いため、焼
付処理時の電圧非直線性の低下を最小限に抑えることが
可能となり、課電寿命特性にも優れた高信頼性の酸化亜
鉛バリスタを得ることができる。
ガラスに較べ、ＰｂＯを主成分とする結晶化ガラスは、
ＴｅＯ2の添加により結晶化が促進され、ＳｉＯ2の添加
により被覆膜の強度が向上し、焼結体との密着性もよい
ため放電耐量特性に優れ、さらに絶縁性も高いため、焼
付処理時の電圧非直線性の低下を最小限に抑えることが
可能となり、課電寿命特性にも優れた高信頼性の酸化亜
鉛バリスタを得ることができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の酸化亜鉛バリスタおよびその
製造方法、さらに被覆用結晶化ガラス組成物について実
施例に基づき詳細に説明する。
製造方法、さらに被覆用結晶化ガラス組成物について実
施例に基づき詳細に説明する。
【００１０】まず、ＺｎＯの粉末に合計量に対し、Ｂｉ
2Ｏ3０．５モル％、Ｃｏ2Ｏ3 ０．５モル％、ＭｎＯ2
０．５モル％、Ｓｂ2Ｏ3 １．０モル％、Ｃｒ2Ｏ3
０．５モル％、ＮｉＯ ０．５モル％、ＳｉＯ2 ０．
５モル％を加え、純水，バインダー，分散剤とともに例
えばボールミルにて充分に混合，粉砕した後、スプレー
ドライヤーにて乾燥，造粒して原料粉を得た。この原料
粉を直径４０mm、厚さ３０mmの大きさに圧縮成形し、５
００℃以上の温度条件にて脱脂処理した。その後、１１
００〜１２５０℃の温度範囲で焼成し、焼結体を得た。
2Ｏ3０．５モル％、Ｃｏ2Ｏ3 ０．５モル％、ＭｎＯ2
０．５モル％、Ｓｂ2Ｏ3 １．０モル％、Ｃｒ2Ｏ3
０．５モル％、ＮｉＯ ０．５モル％、ＳｉＯ2 ０．
５モル％を加え、純水，バインダー，分散剤とともに例
えばボールミルにて充分に混合，粉砕した後、スプレー
ドライヤーにて乾燥，造粒して原料粉を得た。この原料
粉を直径４０mm、厚さ３０mmの大きさに圧縮成形し、５
００℃以上の温度条件にて脱脂処理した。その後、１１
００〜１２５０℃の温度範囲で焼成し、焼結体を得た。
【００１１】一方、被覆用結晶化ガラスは、ＰｂＯ，Ｚ
ｎＯ，Ｂ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＴｅＯ2を所定量秤量し、例え
ばボールミルにて混合，粉砕した後、白金ルツボにて１
０００〜１２００℃の温度条件で溶融し、急冷してガラ
ス化させた。このガラスを粗粉砕した後、ボールミルに
て微粉砕し、ガラスフリットを得た。なお、比較検討用
試料としてＰｂＯ ７０．０重量％、ＺｎＯ ２５．０
重量％、Ｂ2Ｏ3 ５．０重量％からなるガラスフリット
８０．０重量％と長石（長石はＫＡｌＳｉ3Ｏ8，ＮａＡ
ｌＳｉ3Ｏ8，ＣａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8の固溶体）２０．０重
量％からなるコンポジットガラスを同様の工程で作製し
た。
ｎＯ，Ｂ2Ｏ3，ＳｉＯ2，ＴｅＯ2を所定量秤量し、例え
ばボールミルにて混合，粉砕した後、白金ルツボにて１
０００〜１２００℃の温度条件で溶融し、急冷してガラ
ス化させた。このガラスを粗粉砕した後、ボールミルに
て微粉砕し、ガラスフリットを得た。なお、比較検討用
試料としてＰｂＯ ７０．０重量％、ＺｎＯ ２５．０
重量％、Ｂ2Ｏ3 ５．０重量％からなるガラスフリット
８０．０重量％と長石（長石はＫＡｌＳｉ3Ｏ8，ＮａＡ
ｌＳｉ3Ｏ8，ＣａＡｌ2Ｓｉ2Ｏ8の固溶体）２０．０重
量％からなるコンポジットガラスを同様の工程で作製し
た。
【００１２】以上のように作製したガラスフリットの、
組成およびガラス転移点（Ｔｇ），線膨張係数（α）お
よび結晶性を下記の（表１）に示した。
組成およびガラス転移点（Ｔｇ），線膨張係数（α）お
よび結晶性を下記の（表１）に示した。
【００１３】なお、（表１）においてガラス転移点Ｔｇ
および線膨張係数αは熱分析装置を用いて測定した。ま
た、結晶性は金属顕微鏡あるいは電子顕微鏡によりガラ
スの表面状態を観察し、結晶性の高い試料については○
印で、全く結晶の見られないものについては×印で表示
した。
および線膨張係数αは熱分析装置を用いて測定した。ま
た、結晶性は金属顕微鏡あるいは電子顕微鏡によりガラ
スの表面状態を観察し、結晶性の高い試料については○
印で、全く結晶の見られないものについては×印で表示
した。
【００１４】
【表１】
【００１５】（表１）よりＰｂＯの添加量が多い場合、
線膨張係数（α）が高くなり、ＺｎＯの添加量が多い場
合、ガラス転移点（Ｔｇ）が低くなり結晶化しやすくな
る。また、Ｂ2Ｏ3の添加量が多い場合、ガラス転移点が
高くなり、添加量が１５．０重量％を超えた場合には結
晶化しにくくなる。さらに、ＳｉＯ2の添加量が多くな
るに従いガラス転移点は高くなる傾向があり、線膨張係
数は低くなる傾向がある。そして、ＴｅＯ2の添加量が
増加するに従いガラスの結晶化が進行した。また、Ｐｂ
Ｏ，Ｂ2Ｏ3が少ない系ではポーラスなガラスとなり易か
った。
線膨張係数（α）が高くなり、ＺｎＯの添加量が多い場
合、ガラス転移点（Ｔｇ）が低くなり結晶化しやすくな
る。また、Ｂ2Ｏ3の添加量が多い場合、ガラス転移点が
高くなり、添加量が１５．０重量％を超えた場合には結
晶化しにくくなる。さらに、ＳｉＯ2の添加量が多くな
るに従いガラス転移点は高くなる傾向があり、線膨張係
数は低くなる傾向がある。そして、ＴｅＯ2の添加量が
増加するに従いガラスの結晶化が進行した。また、Ｐｂ
Ｏ，Ｂ2Ｏ3が少ない系ではポーラスなガラスとなり易か
った。
【００１６】次に、このガラスフリット８５重量％と、
有機バインダー（エチルセルロース，ブチルカルビトー
ルアセテートの混合物）１５重量％を、例えば三本ロー
ルミルにて充分に混合し、被覆用ガラスペーストを得
た。この被覆用ガラスペーストを、例えば曲面スクリー
ン印刷機にて１２５〜２５０メッシュのスクリーンを用
いて前記焼結体の側面に印刷した。ここで、被覆用ガラ
スペーストの塗布量はペーストを塗布した後、１５０℃
で３０分間乾燥して焼結体の重量差から求めた。また、
塗布量は被覆用ガラスペーストに有機バインダー，酢酸
ｎ−ブチルを添加して調整した。その後、３５０〜７０
０℃の温度条件にて被覆用ガラスペーストの焼付処理を
行い、焼結体に側面高抵抗層を形成した。次に、この焼
結体の両端面を平面研磨し、アルミニウムのメタリコン
電極を形成し、酸化亜鉛バリスタを得た。
有機バインダー（エチルセルロース，ブチルカルビトー
ルアセテートの混合物）１５重量％を、例えば三本ロー
ルミルにて充分に混合し、被覆用ガラスペーストを得
た。この被覆用ガラスペーストを、例えば曲面スクリー
ン印刷機にて１２５〜２５０メッシュのスクリーンを用
いて前記焼結体の側面に印刷した。ここで、被覆用ガラ
スペーストの塗布量はペーストを塗布した後、１５０℃
で３０分間乾燥して焼結体の重量差から求めた。また、
塗布量は被覆用ガラスペーストに有機バインダー，酢酸
ｎ−ブチルを添加して調整した。その後、３５０〜７０
０℃の温度条件にて被覆用ガラスペーストの焼付処理を
行い、焼結体に側面高抵抗層を形成した。次に、この焼
結体の両端面を平面研磨し、アルミニウムのメタリコン
電極を形成し、酸化亜鉛バリスタを得た。
【００１７】図１に、以上のようにして得られた本発明
による酸化亜鉛バリスタの断面図を示す。図１におい
て、１は酸化亜鉛を主成分とする焼結体、２は焼結体１
の両端面に形成された電極、３は焼結体１の側面に結晶
化ガラスを焼付処理して得られた側面高抵抗層である。
による酸化亜鉛バリスタの断面図を示す。図１におい
て、１は酸化亜鉛を主成分とする焼結体、２は焼結体１
の両端面に形成された電極、３は焼結体１の側面に結晶
化ガラスを焼付処理して得られた側面高抵抗層である。
【００１８】次に、下記の（表２）に、（表１）の被覆
用ガラスを用いて作成して酸化亜鉛バリスタの外観、Ｖ
1mA／Ｖ10μA、放電耐量特性および課電寿命特性を示
す。ここで、被覆用ガラスペーストの塗布量は、５０mg
／cm2となるようペーストの粘度をコントロールした。
また、焼付処理条件は５５０℃、１時間である。ここ
で、試料数は各ロットｎ＝５個である。また、Ｖ1mA／
Ｖ10μAは直流定電流電源を用いて測定した。そして、
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回ずつ印加し、４０KAよりステップアップ
し、外観の異常の有無を目視にて、必要な場合には金属
顕微鏡を用いて調べた。ここで、表中の○印は所定電流
を２回印加した後、サンプルに全く異常が認められなか
ったことを示し、△印は１〜２個に、×印は３〜５個に
異常が認められたことを示している。さらに、課電寿命
特性は周囲温度１３０℃，課電率９５％（ＡＣ，ピーク
値）の条件で行い、漏れ電流が５mA（ピーク値）に至る
までの時間を測定した。また、Ｖ1m A／Ｖ10μA，課電寿
命は５個の平均値で示している。
用ガラスを用いて作成して酸化亜鉛バリスタの外観、Ｖ
1mA／Ｖ10μA、放電耐量特性および課電寿命特性を示
す。ここで、被覆用ガラスペーストの塗布量は、５０mg
／cm2となるようペーストの粘度をコントロールした。
また、焼付処理条件は５５０℃、１時間である。ここ
で、試料数は各ロットｎ＝５個である。また、Ｖ1mA／
Ｖ10μAは直流定電流電源を用いて測定した。そして、
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回ずつ印加し、４０KAよりステップアップ
し、外観の異常の有無を目視にて、必要な場合には金属
顕微鏡を用いて調べた。ここで、表中の○印は所定電流
を２回印加した後、サンプルに全く異常が認められなか
ったことを示し、△印は１〜２個に、×印は３〜５個に
異常が認められたことを示している。さらに、課電寿命
特性は周囲温度１３０℃，課電率９５％（ＡＣ，ピーク
値）の条件で行い、漏れ電流が５mA（ピーク値）に至る
までの時間を測定した。また、Ｖ1m A／Ｖ10μA，課電寿
命は５個の平均値で示している。
【００１９】以上の試料数，Ｖ1mA／Ｖ10μAの測定方
法，放電耐量の試験方法，課電寿命特性の評価方法につ
いては、特別の記載がない限り、以下の各実施例につい
ても同様とする。
法，放電耐量の試験方法，課電寿命特性の評価方法につ
いては、特別の記載がない限り、以下の各実施例につい
ても同様とする。
【００２０】
【表２】
【００２１】（表１）および（表２）から、被覆用ガラ
スの線膨張係数が６５×１０-7／℃より小さい場合（Ｇ
１，Ｇ５ガラス）はガラスが剥離し易くなり、９０×１
０-7／℃を超えた場合（Ｇ４ガラス）にはクラックが発
生し易くなることがわかる。これらクラックやガラス剥
離が発生した試料は、側面高抵抗層の絶縁性が悪いた
め、放電耐量特性が低いと考えられる。また、被覆用ガ
ラスの線膨張係数が６５〜９０×１０-7／℃の範囲であ
っても、結晶性の悪いガラス（Ｇ８ガラス）については
クラックが入りやすく、放電耐量特性も低い。これは、
結晶性ガラスの方が非結晶性ガラスに較べ被覆膜の強度
が高いためと考えられる。また、ＺｎＯの添加は、酸化
亜鉛バリスタの電気的諸特性，信頼性に大きな影響を及
ぼさず、ガラスの物性中でもガラス転移点の低下に役立
つ。また、先行文献例であるＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3、
長石のコンポジットガラスを用いた場合、課電寿命特性
は実用的なレベルではあるが放電耐量特性が低いことが
わかる。
スの線膨張係数が６５×１０-7／℃より小さい場合（Ｇ
１，Ｇ５ガラス）はガラスが剥離し易くなり、９０×１
０-7／℃を超えた場合（Ｇ４ガラス）にはクラックが発
生し易くなることがわかる。これらクラックやガラス剥
離が発生した試料は、側面高抵抗層の絶縁性が悪いた
め、放電耐量特性が低いと考えられる。また、被覆用ガ
ラスの線膨張係数が６５〜９０×１０-7／℃の範囲であ
っても、結晶性の悪いガラス（Ｇ８ガラス）については
クラックが入りやすく、放電耐量特性も低い。これは、
結晶性ガラスの方が非結晶性ガラスに較べ被覆膜の強度
が高いためと考えられる。また、ＺｎＯの添加は、酸化
亜鉛バリスタの電気的諸特性，信頼性に大きな影響を及
ぼさず、ガラスの物性中でもガラス転移点の低下に役立
つ。また、先行文献例であるＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3、
長石のコンポジットガラスを用いた場合、課電寿命特性
は実用的なレベルではあるが放電耐量特性が低いことが
わかる。
【００２２】次に、ＴｅＯ2の添加量について考察す
る。まず、ＴｅＯ2の添加量が０．１重量％以上の組成
系においてはいずれの組成系であっても電圧非直線性が
向上し、それにともない課電寿命特性も向上する。これ
は、ＴｅＯ2を０．１重量％以上添加することにより、
ガラス焼付処理時に焼結体側面にＴｅＯ2が若干拡散
し、ＺｎＯ粒子の抵抗が上昇するためであると考えられ
る。一方、ＴｅＯ2の添加量が５．０重量％より多い場
合、放電耐量特性が低い。これは、焼付処理時のガラス
の流動性が悪いため、ポーラスになり易いためであると
考えられる。従って、酸化亜鉛バリスタの側面高抵抗層
用のＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＴｅＯ2系結晶
化ガラスにおいて、少なくともＴｅＯ2を０．１〜５．
０重量％含む組成系であることが必要条件である。
る。まず、ＴｅＯ2の添加量が０．１重量％以上の組成
系においてはいずれの組成系であっても電圧非直線性が
向上し、それにともない課電寿命特性も向上する。これ
は、ＴｅＯ2を０．１重量％以上添加することにより、
ガラス焼付処理時に焼結体側面にＴｅＯ2が若干拡散
し、ＺｎＯ粒子の抵抗が上昇するためであると考えられ
る。一方、ＴｅＯ2の添加量が５．０重量％より多い場
合、放電耐量特性が低い。これは、焼付処理時のガラス
の流動性が悪いため、ポーラスになり易いためであると
考えられる。従って、酸化亜鉛バリスタの側面高抵抗層
用のＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＴｅＯ2系結晶
化ガラスにおいて、少なくともＴｅＯ2を０．１〜５．
０重量％含む組成系であることが必要条件である。
【００２３】以上の結果より、被覆用結晶化ガラスの組
成は、ＰｂＯが５５．０〜７５．０重量％、ＺｎＯが１
０．０〜３０．０重量％、Ｂ2Ｏ3が５．０〜１０．０重
量％、ＳｉＯ2が０〜１５．０重量％、ＴｅＯ2が０．１
〜５．０重量％の範囲が最適であることがわかる。ま
た、酸化亜鉛バリスタの側面高抵抗層用としては、線膨
張係数が６５〜９０×１０-7／℃の範囲内であることが
必要である。
成は、ＰｂＯが５５．０〜７５．０重量％、ＺｎＯが１
０．０〜３０．０重量％、Ｂ2Ｏ3が５．０〜１０．０重
量％、ＳｉＯ2が０〜１５．０重量％、ＴｅＯ2が０．１
〜５．０重量％の範囲が最適であることがわかる。ま
た、酸化亜鉛バリスタの側面高抵抗層用としては、線膨
張係数が６５〜９０×１０-7／℃の範囲内であることが
必要である。
【００２４】次に、本発明例である（表１）のＧ１６ガ
ラスを用いてガラスぺーストの塗布量を検討した。この
結果を下記の（表３）に示した。この際、ガラスペース
トの塗布量は１．０〜３００．０mg／cm2で、ペースト
の粘度および塗布回数でコントロールした。この時、塗
布量が１０．０mg／cm2より少ない場合、被覆膜の強度
が低いため、また塗布量が１５０．０mg／cm2より多い
場合にはガラスに流れが発生したり、ピンホールが発生
し易いため、放電耐量特性が悪い。従って、ガラスペー
ストの塗布量は１０．０〜１５０．０mg／cm2の範囲が
最適であることがわかる。
ラスを用いてガラスぺーストの塗布量を検討した。この
結果を下記の（表３）に示した。この際、ガラスペース
トの塗布量は１．０〜３００．０mg／cm2で、ペースト
の粘度および塗布回数でコントロールした。この時、塗
布量が１０．０mg／cm2より少ない場合、被覆膜の強度
が低いため、また塗布量が１５０．０mg／cm2より多い
場合にはガラスに流れが発生したり、ピンホールが発生
し易いため、放電耐量特性が悪い。従って、ガラスペー
ストの塗布量は１０．０〜１５０．０mg／cm2の範囲が
最適であることがわかる。
【００２５】
【表３】
【００２６】次に、本発明例である（表１）のＧ１６ガ
ラスを用いてガラスペーストの焼付処理条件を検討し
た。この結果を下記の（表４）に示した、この際、ガラ
スペーストの塗布量は５０．０mg／cm2となるよう粘度
がコントロールした。また、ガラスペーストの焼付処理
は３５０〜７００℃の温度範囲にて保持時間を１時間と
し空気中で行った。この結果、４５０℃より低温で焼付
処理を行った場合、ガラスペーストが充分に溶融しない
ため放電耐量特性が低く、６５０℃より高温で焼付処理
を行った場合、電圧比が著しく低下し、課電寿命特性が
悪化する。従って、ガラスペーストの焼付処理条件は４
５０〜６５０℃の温度範囲が最適であることがわかる。
ラスを用いてガラスペーストの焼付処理条件を検討し
た。この結果を下記の（表４）に示した、この際、ガラ
スペーストの塗布量は５０．０mg／cm2となるよう粘度
がコントロールした。また、ガラスペーストの焼付処理
は３５０〜７００℃の温度範囲にて保持時間を１時間と
し空気中で行った。この結果、４５０℃より低温で焼付
処理を行った場合、ガラスペーストが充分に溶融しない
ため放電耐量特性が低く、６５０℃より高温で焼付処理
を行った場合、電圧比が著しく低下し、課電寿命特性が
悪化する。従って、ガラスペーストの焼付処理条件は４
５０〜６５０℃の温度範囲が最適であることがわかる。
【００２７】
【表４】
【００２８】なお、本実施例ではＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2
Ｏ3−ＴｅＯ2、ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｔ
ｅＯ2の４および５成分系の被覆用結晶化ガラスについ
て述べたが、第６成分として、さらにガラスの結晶化を
促進する微量添加物、例えばＡｌ2Ｏ3，ＳｎＯ2などを
添加しても本発明の効果に変わりはない。また、ガラス
転移点を低下させる物質として、前記実施例ではＺｎＯ
を用いたが、これはその他の物質で置き換えることもで
きるのはもちろんである。さらに、本実施例では、酸化
物セラミックの代表例として、酸化亜鉛バリスタに本発
明のＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＴｅＯ2系の被
覆用結晶化ガラスを用いたが、チタン酸ストロンチウム
系のバリスタ、チタン酸バリウム系のコンデンサや正特
性サーミスタ、金属酸化物系の負特性サーミスタなど、
いずれの酸化物セラミックにも全く同様に適用できるも
のである。
Ｏ3−ＴｅＯ2、ＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−Ｔ
ｅＯ2の４および５成分系の被覆用結晶化ガラスについ
て述べたが、第６成分として、さらにガラスの結晶化を
促進する微量添加物、例えばＡｌ2Ｏ3，ＳｎＯ2などを
添加しても本発明の効果に変わりはない。また、ガラス
転移点を低下させる物質として、前記実施例ではＺｎＯ
を用いたが、これはその他の物質で置き換えることもで
きるのはもちろんである。さらに、本実施例では、酸化
物セラミックの代表例として、酸化亜鉛バリスタに本発
明のＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2−ＴｅＯ2系の被
覆用結晶化ガラスを用いたが、チタン酸ストロンチウム
系のバリスタ、チタン酸バリウム系のコンデンサや正特
性サーミスタ、金属酸化物系の負特性サーミスタなど、
いずれの酸化物セラミックにも全く同様に適用できるも
のである。
【００２９】
【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の側面に少なくともＴｅＯ2を
０．１〜５．０重量％含むＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｓ
ｉＯ2−ＴｅＯ2系の酸化物セラミック被覆用の結晶化ガ
ラスを４５０〜６５０℃の温度条件で焼付処理すること
により、放電耐量特性，課電寿命特性の優れた酸化亜鉛
バリスタを得ることができる。
を主成分とする焼結体の側面に少なくともＴｅＯ2を
０．１〜５．０重量％含むＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−Ｓ
ｉＯ2−ＴｅＯ2系の酸化物セラミック被覆用の結晶化ガ
ラスを４５０〜６５０℃の温度条件で焼付処理すること
により、放電耐量特性，課電寿命特性の優れた酸化亜鉛
バリスタを得ることができる。
【図１】本発明の製造方法ならびに本発明の被覆用結晶
化ガラスを適用した一実施例による酸化亜鉛バリスタの
断面図
化ガラスを適用した一実施例による酸化亜鉛バリスタの
断面図
１ 焼結体 ２ 電極 ３ 側面高抵抗層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｃ 17/00 Ａ 9058−5Ｅ
Claims (6)
- 【請求項１】酸化亜鉛を主成分とし、焼結体自身がバリ
スタ特性を有する焼結体の側面に、少なくとも酸化テル
ルをＴｅＯ2の形に換算して０．１〜５．０重量％含む
ＰｂＯを主成分とする結晶化ガラスからなる側面高抵抗
層を有する酸化亜鉛バリスタ。 - 【請求項２】側面高抵抗層がＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−
ＴｅＯ2系結晶化ガラスからなる請求項１記載の酸化亜
鉛バリスタ。 - 【請求項３】側面高抵抗層がＰｂＯ−ＺｎＯ−Ｂ2Ｏ3−
ＳｉＯ2−ＴｅＯ2系結晶化ガラスからなる請求項１記載
の酸化亜鉛バリスタ。 - 【請求項４】酸化亜鉛を主成分とし、焼結体自身がバリ
スタ特性を有する焼結体の側面に、少なくとも酸化テル
ルをＴｅＯ2の形に換算して０．１〜５．０重量％含む
ＰｂＯを主成分とする結晶化ガラスと有機物からなるガ
ラスペーストを１０．０〜１５０．０mg／cm2塗布し、
４５０〜６５０℃の温度範囲にて焼付処理する酸化亜鉛
バリスタの製造方法。 - 【請求項５】結晶化ガラスの線膨張係数が６５〜９０×
１０-7／℃である請求項４記載の酸化亜鉛バリスタの製
造方法。 - 【請求項６】ＰｂＯ ５５．０〜７５．０重量％，Ｚｎ
Ｏ １０．０〜３０．０重量％，Ｂ2Ｏ3 ５．０〜１
５．０重量％，ＳｉＯ2 ０〜１５．０重量％，ＴｅＯ2
０．１〜５．０重量％からなる被覆用結晶化ガラス組
成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3202842A JPH0547512A (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 酸化亜鉛バリスタおよびその製造方法および被覆用結晶化ガラス組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3202842A JPH0547512A (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 酸化亜鉛バリスタおよびその製造方法および被覆用結晶化ガラス組成物 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0547512A true JPH0547512A (ja) | 1993-02-26 |
Family
ID=16464098
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3202842A Pending JPH0547512A (ja) | 1991-08-13 | 1991-08-13 | 酸化亜鉛バリスタおよびその製造方法および被覆用結晶化ガラス組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0547512A (ja) |
-
1991
- 1991-08-13 JP JP3202842A patent/JPH0547512A/ja active Pending
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