JPH07130503A - セラミック抵抗体の製造法 - Google Patents
セラミック抵抗体の製造法Info
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- JPH07130503A JPH07130503A JP5274057A JP27405793A JPH07130503A JP H07130503 A JPH07130503 A JP H07130503A JP 5274057 A JP5274057 A JP 5274057A JP 27405793 A JP27405793 A JP 27405793A JP H07130503 A JPH07130503 A JP H07130503A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】酸化亜鉛を主成分として、３.０〜４０ モル％
の酸化アルミニウムと２.０ 〜４０モル％の酸化マグネ
シウムと０.１〜１０ モル％の酸化珪素とを混合後、成
型，焼成，電極付けするセラミック抵抗体の製造法にお
いて、該酸化珪素の平均粒径が１０μｍ以下であるセラ
ミック抵抗体の製造法。 【効果】室温の抵抗値変動が小さいので、製品検査工程
の管理が容易で、しかも焼結性が高いので、抵抗値のば
らつきが小さいセラミック抵抗体の製造法が提供でき
る。
の酸化アルミニウムと２.０ 〜４０モル％の酸化マグネ
シウムと０.１〜１０ モル％の酸化珪素とを混合後、成
型，焼成，電極付けするセラミック抵抗体の製造法にお
いて、該酸化珪素の平均粒径が１０μｍ以下であるセラ
ミック抵抗体の製造法。 【効果】室温の抵抗値変動が小さいので、製品検査工程
の管理が容易で、しかも焼結性が高いので、抵抗値のば
らつきが小さいセラミック抵抗体の製造法が提供でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電力機器、特に遮断器及
び変圧器におけるセラミック抵抗体の製造法に関する。
び変圧器におけるセラミック抵抗体の製造法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の抵抗体は、特開昭56−4206号公報
に記載のような炭素系、特開平5− 41302 号公報に記
載のような金属ほう化物系及び特開昭63−55904 号公報
に記載のような酸化亜鉛系が開示されていた。
に記載のような炭素系、特開平5− 41302 号公報に記
載のような金属ほう化物系及び特開昭63−55904 号公報
に記載のような酸化亜鉛系が開示されていた。
【０００３】炭素系はＡｌ2Ｏ3からなるマトリックス中
に炭素粉を分散させた構造を有する。この抵抗率は数百
Ωcmである。
に炭素粉を分散させた構造を有する。この抵抗率は数百
Ωcmである。
【０００４】金属ほう化物系は金属ほう化物と非還元性
ガラスとからなる焼結体を用い、温度特性，電流電圧特
性及び耐量を兼ね備えた抵抗体である。
ガラスとからなる焼結体を用い、温度特性，電流電圧特
性及び耐量を兼ね備えた抵抗体である。
【０００５】他方、酸化亜鉛系はＺｎＯを主成分とし
て、Ａｌ2Ｏ3，ＭｇＯ，Ｙ2Ｏ3，Ｓｂ2Ｏ3，ＳｉＯ2 等
を含む多結晶体である。この抵抗率は１０〜１０００Ω
cmであって、適用機器によって成分を使いわける。これ
らの系は、上記した二種以上の原料粉を混合後、有機バ
インダを加えて造粒し、金型で成形する。次いで、成形
体を電気炉で焼成したあと、相対する面に電極を付け
て、抵抗体を作製する。
て、Ａｌ2Ｏ3，ＭｇＯ，Ｙ2Ｏ3，Ｓｂ2Ｏ3，ＳｉＯ2 等
を含む多結晶体である。この抵抗率は１０〜１０００Ω
cmであって、適用機器によって成分を使いわける。これ
らの系は、上記した二種以上の原料粉を混合後、有機バ
インダを加えて造粒し、金型で成形する。次いで、成形
体を電気炉で焼成したあと、相対する面に電極を付け
て、抵抗体を作製する。
【０００６】これらの系の中で、ＺｎＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｍ
ｇＯ−ＳｉＯ2 抵抗体は、遮断器及び変圧器等の電力機
器に好適である。この系の抵抗体も粉体の混合，造粒，
金型による成型，焼成，電極付けして、作製する。
ｇＯ−ＳｉＯ2 抵抗体は、遮断器及び変圧器等の電力機
器に好適である。この系の抵抗体も粉体の混合，造粒，
金型による成型，焼成，電極付けして、作製する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従来の酸化亜鉛系抵抗
体は、電気エネルギによる抵抗体の急激な発熱に伴う熱
膨張に起因する熱歪力に耐えて、割れを起こさないよう
に、多孔質にしてある。このため、この抵抗体は焼結性
が不十分であり、特性上の問題があった。
体は、電気エネルギによる抵抗体の急激な発熱に伴う熱
膨張に起因する熱歪力に耐えて、割れを起こさないよう
に、多孔質にしてある。このため、この抵抗体は焼結性
が不十分であり、特性上の問題があった。
【０００８】第一の問題は、本抵抗体は室温で電気抵抗
値が変動することである。抵抗体には動作時に大きなエ
ネルギが注入され、２００〜３００℃まで温度上昇す
る。この温度範囲で抵抗値の低下が大きいと、過大電流
が流れ、抵抗体が熱暴走を起す。これを防止するため、
本抵抗体は温度上昇したときの注入エネルギが増えない
ように、抵抗温度係数を正の比較的大きな値にしてあ
る。このために温度変化による抵抗値の変化が大きく、
製品検査工程期間中或いは夏期と冬期との間で抵抗値が
変動し、製品の管理を難しくしている。
値が変動することである。抵抗体には動作時に大きなエ
ネルギが注入され、２００〜３００℃まで温度上昇す
る。この温度範囲で抵抗値の低下が大きいと、過大電流
が流れ、抵抗体が熱暴走を起す。これを防止するため、
本抵抗体は温度上昇したときの注入エネルギが増えない
ように、抵抗温度係数を正の比較的大きな値にしてあ
る。このために温度変化による抵抗値の変化が大きく、
製品検査工程期間中或いは夏期と冬期との間で抵抗値が
変動し、製品の管理を難しくしている。
【０００９】第二の問題は、電気抵抗値の焼成温度依存
性が大きいことである。このために、焼成工程において
不良品が発生し、歩留まりを低くしている。
性が大きいことである。このために、焼成工程において
不良品が発生し、歩留まりを低くしている。
【００１０】本発明の目的は、酸化亜鉛系抵抗体の室温
の電気抵抗値変動を低減するセラミック抵抗体の製造法
を提供することにある。
の電気抵抗値変動を低減するセラミック抵抗体の製造法
を提供することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、酸化亜鉛系抵抗体の
電気抵抗値の焼成温度依存性を緩やかにするセラミック
抵抗体の製造法を提供することにある。
電気抵抗値の焼成温度依存性を緩やかにするセラミック
抵抗体の製造法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明酸化亜鉛を主成分とし、Ａｌ2Ｏ3に換算して
３.０〜４０ モル％の酸化アルミニウム、ＭｇＯに換算
して２.０〜４０ モル％の酸化マグネシウム、ＳｉＯ2
に換算して０.１〜１０ モル％で、且つ平均粒径が１０
μｍ以下の酸化珪素の粉体を混合後、成型，焼成及び電
極付けすることにより、且つ、５〜３５℃間の抵抗温度
係数が正であるセラミック抵抗体の製造法を提供する。
に、本発明酸化亜鉛を主成分とし、Ａｌ2Ｏ3に換算して
３.０〜４０ モル％の酸化アルミニウム、ＭｇＯに換算
して２.０〜４０ モル％の酸化マグネシウム、ＳｉＯ2
に換算して０.１〜１０ モル％で、且つ平均粒径が１０
μｍ以下の酸化珪素の粉体を混合後、成型，焼成及び電
極付けすることにより、且つ、５〜３５℃間の抵抗温度
係数が正であるセラミック抵抗体の製造法を提供する。
【００１３】従来、抵抗率１００Ωcm以上、２０〜２０
０℃間の抵抗温度係数＋１.０× １０-3／℃以上の特
性を有する抵抗体が、多く用いられている。本発明者等
は、平均粒径が１０μｍ以下の酸化珪素の粉体を用いる
と、抵抗体の抵抗温度係数及び電気抵抗の焼成温度依存
性が改善されるのを見出した。このとき、耐量は劣化し
なかった。
０℃間の抵抗温度係数＋１.０× １０-3／℃以上の特
性を有する抵抗体が、多く用いられている。本発明者等
は、平均粒径が１０μｍ以下の酸化珪素の粉体を用いる
と、抵抗体の抵抗温度係数及び電気抵抗の焼成温度依存
性が改善されるのを見出した。このとき、耐量は劣化し
なかった。
【００１４】酸化アルミニウムは酸化亜鉛と反応して、
副化合物結晶粒を形成し、電気抵抗を高める。一方、酸
化マグネシウムは電気抵抗を高め、且つ、抵抗温度係数
を正に転化する。
副化合物結晶粒を形成し、電気抵抗を高める。一方、酸
化マグネシウムは電気抵抗を高め、且つ、抵抗温度係数
を正に転化する。
【００１５】酸化珪素の平均粒径は１０μｍ以下、望ま
しくは５μｍ以下が適当である。これ以上では、抵抗体
の抵抗温度係数及び電気抵抗値の焼成温度依存性は改善
しない。
しくは５μｍ以下が適当である。これ以上では、抵抗体
の抵抗温度係数及び電気抵抗値の焼成温度依存性は改善
しない。
【００１６】焼成温度は１１００〜１３００℃間が適当
である。
である。
【００１７】
【作用】図２は焼成温度による相対密度の変化である。
１は平均粒径５μｍの石英ガラスを２.０ モル％添加し
た本発明の抵抗体の曲線、２は平均粒径７００μｍのＳ
ｉＯ2 を添加した従来の抵抗体の曲線である。１は２と
比べて、曲線の勾配は緩やかで、且つ、その値は１２２
０℃以下で大きくなる。これは、本発明の抵抗体が低い
焼成温度範囲で焼結性が増すことを意味している。この
ために電気抵抗値の焼成温度依存性は緩やかになるので
ある。更に、焼結性が増すことによって、ＺｎＯ結晶粒
界同士が締まり、温度上昇したときの抵抗値の増化量が
小さくなる。
１は平均粒径５μｍの石英ガラスを２.０ モル％添加し
た本発明の抵抗体の曲線、２は平均粒径７００μｍのＳ
ｉＯ2 を添加した従来の抵抗体の曲線である。１は２と
比べて、曲線の勾配は緩やかで、且つ、その値は１２２
０℃以下で大きくなる。これは、本発明の抵抗体が低い
焼成温度範囲で焼結性が増すことを意味している。この
ために電気抵抗値の焼成温度依存性は緩やかになるので
ある。更に、焼結性が増すことによって、ＺｎＯ結晶粒
界同士が締まり、温度上昇したときの抵抗値の増化量が
小さくなる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。
【００１９】＜実施例１＞ＺｎＯ７８６ｇ（７８モル
％），Ａｌ2Ｏ3１６４ｇ(１３.０モル％），ＭｇＯ３
４.９ｇ（７.０モル％），ＳｉＯ2 １４.９ｇ（２.０モ
ル％）をボールミルで混合した。ＳｉＯ2 には平均粒径
が５μｍの石英ガラスを用いた。これにバインダを加
え、雷かい機で造粒した。これを直径５０mmΦ，厚さ１
１mmに金型で成型した。この成型体を電気炉に入れ、１
２３０℃の温度で焼成した。最後に、焼結体の両面を研
磨し、アルミニウムを溶射した。
％），Ａｌ2Ｏ3１６４ｇ(１３.０モル％），ＭｇＯ３
４.９ｇ（７.０モル％），ＳｉＯ2 １４.９ｇ（２.０モ
ル％）をボールミルで混合した。ＳｉＯ2 には平均粒径
が５μｍの石英ガラスを用いた。これにバインダを加
え、雷かい機で造粒した。これを直径５０mmΦ，厚さ１
１mmに金型で成型した。この成型体を電気炉に入れ、１
２３０℃の温度で焼成した。最後に、焼結体の両面を研
磨し、アルミニウムを溶射した。
【００２０】ＳｉＯ2 を増量した実施例を説明するため
にＺｎＯ８７０ｇ(８５.０モル％),Ａｌ2Ｏ3６４.１ｇ
（５.０モル％），ＭｇＯ２０.３ｇ(４.０モル％），Ｓ
ｉＯ2４５.３ｇ（６.０モル％）を配合した抵抗体も作
製した。更に、特性比較のために粒度が平均粒径７００
μｍのＳｉＯ2 を用いた抵抗体も作製した。
にＺｎＯ８７０ｇ(８５.０モル％),Ａｌ2Ｏ3６４.１ｇ
（５.０モル％），ＭｇＯ２０.３ｇ(４.０モル％），Ｓ
ｉＯ2４５.３ｇ（６.０モル％）を配合した抵抗体も作
製した。更に、特性比較のために粒度が平均粒径７００
μｍのＳｉＯ2 を用いた抵抗体も作製した。
【００２１】図１は室温付近の電気抵抗の変化である。
１は平均粒径５μｍの石英ガラスを２.０モル％添加し
た本発明の抵抗体の曲線、２は平均粒径７００μｍのＳ
ｉＯ2を添加した従来の抵抗体の曲線、３は平均粒径５
μｍの石英ガラスを６.０ モル％添加した本発明の抵抗
体の曲線である。曲線１，３の勾配は２に比べて、緩や
かである。１の場合に１.２Ω ，３の場合に０.８Ω
で、明らかに２の場合の２.５Ω よりも低い。
１は平均粒径５μｍの石英ガラスを２.０モル％添加し
た本発明の抵抗体の曲線、２は平均粒径７００μｍのＳ
ｉＯ2を添加した従来の抵抗体の曲線、３は平均粒径５
μｍの石英ガラスを６.０ モル％添加した本発明の抵抗
体の曲線である。曲線１，３の勾配は２に比べて、緩や
かである。１の場合に１.２Ω ，３の場合に０.８Ω
で、明らかに２の場合の２.５Ω よりも低い。
【００２２】因みに、１の抵抗体の２０〜２００℃間に
おける抵抗温度係数は＋６.０× １０-4／℃で、２の
抵抗体の場合の＋１.０×１０-3／℃ より半分近くまで
低減する。
おける抵抗温度係数は＋６.０× １０-4／℃で、２の
抵抗体の場合の＋１.０×１０-3／℃ より半分近くまで
低減する。
【００２３】図３は焼成温度による電気抵抗の変化であ
る。１，２及び３の抵抗体は図１と同じものである。１
は１１５０℃で得られる１００Ωから１２５０℃で得ら
れる３０Ωまで単調に減少する。１は１１５０℃で得ら
れる５０Ωから１２５０℃で得られる２０.５Ω まで減
少する。これに対して、２は１１５０℃で得られる２９
０Ωから１２５０℃で得られる１９Ωまで減少する。１
及び３は２より焼成温度による抵抗値の変化が緩やかで
ある。
る。１，２及び３の抵抗体は図１と同じものである。１
は１１５０℃で得られる１００Ωから１２５０℃で得ら
れる３０Ωまで単調に減少する。１は１１５０℃で得ら
れる５０Ωから１２５０℃で得られる２０.５Ω まで減
少する。これに対して、２は１１５０℃で得られる２９
０Ωから１２５０℃で得られる１９Ωまで減少する。１
及び３は２より焼成温度による抵抗値の変化が緩やかで
ある。
【００２４】＜実施例２＞ＺｎＯ８０９ｇ（７９モル
％），Ａｌ2Ｏ3１２８ｇ（１０.０モル％)，ＭｇＯ３
５.５ｇ（７.０モル％），ＳｉＯ2 ３０.２ｇ（４.０モ
ル％）を配合し、実施例１と同じ工程で、抵抗体を作製
した。ＳｉＯ2 には平均粒径が１μｍの石英を用いた。
抵抗温度係数は＋７.０×１０-4／℃ で、平均粒径が６
０μｍの石英を用いた抵抗体の＋１.５×１０-3／℃ で
より半分近くまで低減する。更に、焼成温度による抵抗
値の変化も緩やかである。
％），Ａｌ2Ｏ3１２８ｇ（１０.０モル％)，ＭｇＯ３
５.５ｇ（７.０モル％），ＳｉＯ2 ３０.２ｇ（４.０モ
ル％）を配合し、実施例１と同じ工程で、抵抗体を作製
した。ＳｉＯ2 には平均粒径が１μｍの石英を用いた。
抵抗温度係数は＋７.０×１０-4／℃ で、平均粒径が６
０μｍの石英を用いた抵抗体の＋１.５×１０-3／℃ で
より半分近くまで低減する。更に、焼成温度による抵抗
値の変化も緩やかである。
【００２５】＜実施例３＞Ａｌ2Ｏ3７.０モル％ ，Ｍｇ
Ｏ５.０モル％ を一定にして、ＳｉＯ2 量を０〜１５モ
ル％の範囲でかえ、実施例１と同様にして抵抗体を作製
した。ＳｉＯ2 には平均粒径５μｍの石英ガラスを用い
た。
Ｏ５.０モル％ を一定にして、ＳｉＯ2 量を０〜１５モ
ル％の範囲でかえ、実施例１と同様にして抵抗体を作製
した。ＳｉＯ2 には平均粒径５μｍの石英ガラスを用い
た。
【００２６】図４はＳｉＯ2 量による相対密度，抵抗率
及び抵抗温度係数（ＴＣＲ）の変化である。図中５の曲
線は相対密度、６の曲線は抵抗率、７の曲線は５〜３５
℃間の抵抗温度係数の変化である。相対密度はＳｉＯ2
量５.０モル％で７１.２％が達成され、最も焼結性が上
がる。抵抗率はＳｉＯ2 量５.０モル％ で１００Ωｃｍ
になり、最小を示す。そして、１０．０ モル％を越え
ると、急激に増大する。一方、抵抗温度係数はＳｉＯ2
量５.０モル％で＋６.０×１０-4／℃が達成される。Ｓ
ｉＯ2量５.０モル％を添加すると、最も室温における抵
抗値変動が低減する。
及び抵抗温度係数（ＴＣＲ）の変化である。図中５の曲
線は相対密度、６の曲線は抵抗率、７の曲線は５〜３５
℃間の抵抗温度係数の変化である。相対密度はＳｉＯ2
量５.０モル％で７１.２％が達成され、最も焼結性が上
がる。抵抗率はＳｉＯ2 量５.０モル％ で１００Ωｃｍ
になり、最小を示す。そして、１０．０ モル％を越え
ると、急激に増大する。一方、抵抗温度係数はＳｉＯ2
量５.０モル％で＋６.０×１０-4／℃が達成される。Ｓ
ｉＯ2量５.０モル％を添加すると、最も室温における抵
抗値変動が低減する。
【００２７】＜実施例４＞Ａｌ2Ｏ3７.０モル％，Ｍｇ
Ｏ５.０モル％及び平均粒径１〜７００μｍ範囲の石英
ガラスを４.０モル％添加し、実施例１と同様にして抵
抗体を作製した。
Ｏ５.０モル％及び平均粒径１〜７００μｍ範囲の石英
ガラスを４.０モル％添加し、実施例１と同様にして抵
抗体を作製した。
【００２８】図５は石英ガラスの平均粒径による５〜３
５℃間の抵抗温度係数（ＴＣＲ）の変化である。平均粒
径１０μｍ以下でＴＣＲが減少する。
５℃間の抵抗温度係数（ＴＣＲ）の変化である。平均粒
径１０μｍ以下でＴＣＲが減少する。
【００２９】
【発明の効果】本発明によれば、室温の抵抗値変動が小
さいので、製品検査工程の管理を容易にする。また、焼
結性を向上するので、量産品の抵抗のばらつきを低減
し、歩留まりをよくする。
さいので、製品検査工程の管理を容易にする。また、焼
結性を向上するので、量産品の抵抗のばらつきを低減
し、歩留まりをよくする。
【図１】室温付近の電気抵抗の変化を示す特性図。
【図２】焼成温度による相対密度の変化を示す特性図。
【図３】焼成温度による電気抵抗の変化を示す特性図。
【図４】ＳｉＯ2 量による相対密度，抵抗率及び抵抗温
度係数の変化を示す特性図。
度係数の変化を示す特性図。
【図５】石英ガラスの平均粒径による５〜３５℃間の抵
抗温度係数の変化を示す特性図。
抗温度係数の変化を示す特性図。
１…平均粒径５μｍの石英ガラスを２.０ モル％添加し
た本発明の抵抗体の曲線、２…従来の抵抗体の曲線、３
…平均粒径５μｍの石英ガラスを１０.０ モル％添加し
た本発明の抵抗体の曲線、５…相対密度の曲線、６…抵
抗率の曲線、７…５〜３５℃間の抵抗温度係数の曲線。
た本発明の抵抗体の曲線、２…従来の抵抗体の曲線、３
…平均粒径５μｍの石英ガラスを１０.０ モル％添加し
た本発明の抵抗体の曲線、５…相対密度の曲線、６…抵
抗率の曲線、７…５〜３５℃間の抵抗温度係数の曲線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 白川 普吾 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内 (72)発明者 山崎 武夫 茨城県日立市国分町一丁目１番１号 株式 会社日立製作所国分工場内
Claims (1)
- 【請求項１】酸化亜鉛を主成分として、酸化アルミニウ
ムがＡｌ2Ｏ3に換算して３.０ 〜４０モル％、酸化マグ
ネシウムがＭｇＯに換算して２.０〜４０ モル％、酸化
珪素がＳｉＯ2 に換算して０.１〜１０ モル％の粉体を
混合後、成型，焼成，電極付けするセラミック抵抗体の
製造法において、前記酸化珪素の平均粒径が１０μｍ以
下であることを特徴とするセラミック抵抗体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5274057A JPH07130503A (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | セラミック抵抗体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5274057A JPH07130503A (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | セラミック抵抗体の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07130503A true JPH07130503A (ja) | 1995-05-19 |
Family
ID=17536371
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5274057A Pending JPH07130503A (ja) | 1993-11-02 | 1993-11-02 | セラミック抵抗体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07130503A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012083562A1 (zh) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种导电膜及其制备方法和应用 |
| CN108395241A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-14 | 电子科技大学 | 一种低阻氧化锌陶瓷的制备方法 |
-
1993
- 1993-11-02 JP JP5274057A patent/JPH07130503A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012083562A1 (zh) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种导电膜及其制备方法和应用 |
| US20130248780A1 (en) * | 2010-12-24 | 2013-09-26 | Mingjie Zhou | Electrically conductive film, preparation method and application therefor |
| CN108395241A (zh) * | 2018-03-23 | 2018-08-14 | 电子科技大学 | 一种低阻氧化锌陶瓷的制备方法 |
| CN108395241B (zh) * | 2018-03-23 | 2021-02-05 | 电子科技大学 | 一种低阻氧化锌陶瓷的制备方法 |
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