JPH0793203B2 - 電圧非直線抵抗体およびその製造方法 - Google Patents
電圧非直線抵抗体およびその製造方法Info
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- JPH0793203B2 JPH0793203B2 JP3219362A JP21936291A JPH0793203B2 JP H0793203 B2 JPH0793203 B2 JP H0793203B2 JP 3219362 A JP3219362 A JP 3219362A JP 21936291 A JP21936291 A JP 21936291A JP H0793203 B2 JPH0793203 B2 JP H0793203B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主としてギャップレス
避雷器等に用いられる電圧非直線抵抗体の製造方法に関
するものである。
避雷器等に用いられる電圧非直線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して含有し、小量の
SiO2, Sb2O3, Bi2O3, Co2O3, MnO2等の添加物を含有す
る金属酸化物焼結体は、優れた電圧非直線性を示すこと
から、避雷器等に利用されている。
SiO2, Sb2O3, Bi2O3, Co2O3, MnO2等の添加物を含有す
る金属酸化物焼結体は、優れた電圧非直線性を示すこと
から、避雷器等に利用されている。
【０００３】即ち、上記の金属酸化物焼結体の研磨面に
電極を付け、避雷器として使用すると、落雷等によって
瞬間的に過大な電流が流れても、金属酸化物焼結体が過
大な電圧に対応して低抵抗となり、この金属酸化物焼結
体を通してアースされる。これにより、落雷による事故
を防止する。
電極を付け、避雷器として使用すると、落雷等によって
瞬間的に過大な電流が流れても、金属酸化物焼結体が過
大な電圧に対応して低抵抗となり、この金属酸化物焼結
体を通してアースされる。これにより、落雷による事故
を防止する。
【０００４】こうした電圧非直線抵抗体を作製するに
は、金属酸化物焼結体の研磨面に層状電極を付け、電圧
を印加できるようにする必要がある。こうした方法とし
て最も一般的なのは、円盤状の金属酸化物焼結体の相対
向する一対の研磨面に、金属溶射法によってアルミニウ
ムメタリコン等からなる電極を形成することである。そ
して、円盤状の金属酸化物焼結体を積み重ね、層状電極
同士を接触させる。これにより、電圧非直線抵抗体を積
み重ねる際の抵抗体間の接触抵抗を小さくすると共に、
各抵抗体の内部を流れる電流が均一に分布するようにす
る。
は、金属酸化物焼結体の研磨面に層状電極を付け、電圧
を印加できるようにする必要がある。こうした方法とし
て最も一般的なのは、円盤状の金属酸化物焼結体の相対
向する一対の研磨面に、金属溶射法によってアルミニウ
ムメタリコン等からなる電極を形成することである。そ
して、円盤状の金属酸化物焼結体を積み重ね、層状電極
同士を接触させる。これにより、電圧非直線抵抗体を積
み重ねる際の抵抗体間の接触抵抗を小さくすると共に、
各抵抗体の内部を流れる電流が均一に分布するようにす
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な抵抗体では、粒子の大きい金属溶射電極を用いている
ので、焼結体表面の微小な凹凸に電極が接触していない
部分が生じることがあった。その結果、雷インパルス電
流などの大電流サージにより避雷器が動作したときに、
部分的な放電が生じるとともに焼結体内に均一に電流が
流れないため、電圧非直線抵抗体本来の特性を充分に発
揮できず、低いサージ電流で破壊が生じる欠点があっ
た。
な抵抗体では、粒子の大きい金属溶射電極を用いている
ので、焼結体表面の微小な凹凸に電極が接触していない
部分が生じることがあった。その結果、雷インパルス電
流などの大電流サージにより避雷器が動作したときに、
部分的な放電が生じるとともに焼結体内に均一に電流が
流れないため、電圧非直線抵抗体本来の特性を充分に発
揮できず、低いサージ電流で破壊が生じる欠点があっ
た。
【０００６】また、微粒子金属電極を蒸着法により均一
に焼結体表面に形成する方法も特開昭６１−１７１１０
２号公報において開示されているが、焼結体表面の電極
は５〜10μm 以上のある一定以上の厚さがないとサージ
電流で破れ安定的な効果を発揮しない一方、蒸着法のみ
で５〜10μm 以上の厚みを達成することは経済性から困
難である。即ち、例えば蒸着法によって貴金属の膜を形
成するのには、取扱いの不便な大規模な装置が必要であ
るだけでなく、膜の堆積速度も遅く、処理面積が小さ
く、処理速度も遅くなる。
に焼結体表面に形成する方法も特開昭６１−１７１１０
２号公報において開示されているが、焼結体表面の電極
は５〜10μm 以上のある一定以上の厚さがないとサージ
電流で破れ安定的な効果を発揮しない一方、蒸着法のみ
で５〜10μm 以上の厚みを達成することは経済性から困
難である。即ち、例えば蒸着法によって貴金属の膜を形
成するのには、取扱いの不便な大規模な装置が必要であ
るだけでなく、膜の堆積速度も遅く、処理面積が小さ
く、処理速度も遅くなる。
【０００７】また、上記焼結体の研磨面に銀ペーストを
塗布し、これを焼きつけて電極を形成する方法がある。
しかし、銀ペースト中の銀は主としてAg2Oの形で存在し
ており、銀ペーストの焼付け中に次の反応をする。 Ag2O→2Ag ＋1/2O2 即ち、銀ペーストの焼付け時に酸素が発生することか
ら、焼き付け後の電極中に気孔が発生する。特に重要な
のは、この層状電極と焼結体との界面に生ずる気孔であ
り、この気孔部分では層状電極と焼結体とが接触しない
ことになる。このため、層状電極と焼結体との密着性が
低下するだけでなく、部分的に放電することから放電耐
量が低下する。特に、バリスタ電圧（Ｖ1mA ) が 300Ｖ
／mm以上である、ギャップレス避雷器用の電圧非直線抵
抗体において、この問題が深刻であり、解決を迫られて
いる。
塗布し、これを焼きつけて電極を形成する方法がある。
しかし、銀ペースト中の銀は主としてAg2Oの形で存在し
ており、銀ペーストの焼付け中に次の反応をする。 Ag2O→2Ag ＋1/2O2 即ち、銀ペーストの焼付け時に酸素が発生することか
ら、焼き付け後の電極中に気孔が発生する。特に重要な
のは、この層状電極と焼結体との界面に生ずる気孔であ
り、この気孔部分では層状電極と焼結体とが接触しない
ことになる。このため、層状電極と焼結体との密着性が
低下するだけでなく、部分的に放電することから放電耐
量が低下する。特に、バリスタ電圧（Ｖ1mA ) が 300Ｖ
／mm以上である、ギャップレス避雷器用の電圧非直線抵
抗体において、この問題が深刻であり、解決を迫られて
いる。
【０００８】本発明の課題は、酸化亜鉛を主成分とする
金属酸化物焼結体と層状電極との主として界面における
非接触領域を少なくして電圧非直線抵抗体の放電耐量、
信頼性及び層状電極の密着性を向上させると共に、層状
電極の形成が容易で生産性の高い製造方法を提供するこ
とである。
金属酸化物焼結体と層状電極との主として界面における
非接触領域を少なくして電圧非直線抵抗体の放電耐量、
信頼性及び層状電極の密着性を向上させると共に、層状
電極の形成が容易で生産性の高い製造方法を提供するこ
とである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電圧非直線
抵抗体は、酸化亜鉛を主成分とし、少なくともビスマス
化合物及び珪素化合物を含む金属酸化物焼結体と、この
金属酸化物焼結体の研磨面に形成された貴金属焼付電極
とを備えており、研磨面と貴金属焼付電極との界面で貴
金属焼付電極に気泡がないことを特徴とする。また、本
発明は、酸化亜鉛を主成分とし、添加成分として少なく
ともビスマス化合物及び珪素化合物を含む混合粉末を成
形し、この成形体を焼成して金属酸化物焼結体を作製
し、この金属酸化物焼結体の研磨面に層状電極を形成す
るのに際し、貴金属ペーストを前記研磨面に塗布し、１
〜15体積％の酸素を含有し、残部が不活性ガスからなる
雰囲気中で前記貴金属ペーストを前記研磨面へ焼き付け
ることを特徴とする、電圧非直線抵抗体の製造方法に係
るものである。
抵抗体は、酸化亜鉛を主成分とし、少なくともビスマス
化合物及び珪素化合物を含む金属酸化物焼結体と、この
金属酸化物焼結体の研磨面に形成された貴金属焼付電極
とを備えており、研磨面と貴金属焼付電極との界面で貴
金属焼付電極に気泡がないことを特徴とする。また、本
発明は、酸化亜鉛を主成分とし、添加成分として少なく
ともビスマス化合物及び珪素化合物を含む混合粉末を成
形し、この成形体を焼成して金属酸化物焼結体を作製
し、この金属酸化物焼結体の研磨面に層状電極を形成す
るのに際し、貴金属ペーストを前記研磨面に塗布し、１
〜15体積％の酸素を含有し、残部が不活性ガスからなる
雰囲気中で前記貴金属ペーストを前記研磨面へ焼き付け
ることを特徴とする、電圧非直線抵抗体の製造方法に係
るものである。
【００１０】
【作用】本発明の製造方法の特徴について、図１の模式
図を参照しながら説明する。まず、上記混合粉末を成形
し、この成形体を焼成して金属酸化物焼結体１を作製す
る。この工程についての好ましい態様は後述する。そし
て、金属酸化物焼結体１の研磨面1aに層状電極２を形成
する。
図を参照しながら説明する。まず、上記混合粉末を成形
し、この成形体を焼成して金属酸化物焼結体１を作製す
る。この工程についての好ましい態様は後述する。そし
て、金属酸化物焼結体１の研磨面1aに層状電極２を形成
する。
【００１１】この段階で、本発明においては、貴金属ペ
ーストを研磨面1aに塗布し、この研磨面1aへ貴金属ペー
ストを焼き付けて層状電極２を形成する。そして、この
貴金属ペーストの焼き付けを、１〜15体積％の酸素を含
有し、残部が不活性ガスからなる雰囲気中で行う。これ
により、貴金属ペースト中に含まれる酸素が、焼き付け
に伴ってペースト層から雰囲気中に拡散していく。
ーストを研磨面1aに塗布し、この研磨面1aへ貴金属ペー
ストを焼き付けて層状電極２を形成する。そして、この
貴金属ペーストの焼き付けを、１〜15体積％の酸素を含
有し、残部が不活性ガスからなる雰囲気中で行う。これ
により、貴金属ペースト中に含まれる酸素が、焼き付け
に伴ってペースト層から雰囲気中に拡散していく。
【００１２】この結果、図２に模式的に示すように、焼
き付け後の層状電極２内に気泡があまり残留しない。こ
れに対し、従来技術に従い、研磨面1aに通常の貴金属ペ
ーストを塗布し、焼き付けたとすると、貴金属酸化物の
分解により生じた酸素ガスがすべて気泡生成の原因とな
る。即ち、図３に模式的に示すように、層状電極12中に
は多数の不定形の気泡12a が形成される。
き付け後の層状電極２内に気泡があまり残留しない。こ
れに対し、従来技術に従い、研磨面1aに通常の貴金属ペ
ーストを塗布し、焼き付けたとすると、貴金属酸化物の
分解により生じた酸素ガスがすべて気泡生成の原因とな
る。即ち、図３に模式的に示すように、層状電極12中に
は多数の不定形の気泡12a が形成される。
【００１３】このように、本発明によれば、層状電極２
の内部における気泡ないし空洞の生成を抑制できるの
で、特に層状電極２と金属酸化物焼結体１の界面におけ
る非接触部分が少なく、両者が密に連続的に接触する。
従って、両者の界面における局部的な放電や電位集中を
防止できるので抵抗体の放電耐量が向上し、信頼性も高
まる。かつ、層状電極２と金属酸化物焼結体１との密着
性も向上する。こうした効果は、特にバリスタ電圧（Ｖ
1mA ) が 300Ｖ／mm以上である、ギャップレス避雷器用
の電圧非直線抵抗体において顕著である。
の内部における気泡ないし空洞の生成を抑制できるの
で、特に層状電極２と金属酸化物焼結体１の界面におけ
る非接触部分が少なく、両者が密に連続的に接触する。
従って、両者の界面における局部的な放電や電位集中を
防止できるので抵抗体の放電耐量が向上し、信頼性も高
まる。かつ、層状電極２と金属酸化物焼結体１との密着
性も向上する。こうした効果は、特にバリスタ電圧（Ｖ
1mA ) が 300Ｖ／mm以上である、ギャップレス避雷器用
の電圧非直線抵抗体において顕著である。
【００１４】しかも、貴金属ペーストの塗布と焼き付け
とによって層状電極を形成しているので、蒸着法等と異
なり、生産設備の取り扱いが容易であり、生産速度が大
きく、コストも低く抑えることができる。
とによって層状電極を形成しているので、蒸着法等と異
なり、生産設備の取り扱いが容易であり、生産速度が大
きく、コストも低く抑えることができる。
【００１５】貴金属ペーストとしては、銀ペーストが特
に好ましい。貴金属ペーストを焼き付ける際の雰囲気中
に含有される酸素の量は、１〜15体積％とする。これが
１体積％未満であると、金属酸化物焼結体の方に影響が
あり、抵抗体の非直線性、Ｖ1mA が低下する。また、15
体積％を超えると、本発明による効果が乏しい。
に好ましい。貴金属ペーストを焼き付ける際の雰囲気中
に含有される酸素の量は、１〜15体積％とする。これが
１体積％未満であると、金属酸化物焼結体の方に影響が
あり、抵抗体の非直線性、Ｖ1mA が低下する。また、15
体積％を超えると、本発明による効果が乏しい。
【００１６】また、貴金属ペーストを焼き付けるのは、
500 〜850℃で行うことができるが、通常は 500〜550
℃で行うことが多い。この温度が 550℃を超えると、抵
抗体の側面にある高抵抗層 (ガラス層) が溶解すること
がある。この焼き付けを行う際、 400℃未満の低温の段
階で雰囲気中の酸素の含有量を少なくしても、本発明に
よる上記効果が乏しく、放電耐量はそれほどは改善され
ない。このため、少なくとも 400℃以上の温度領域で、
雰囲気中の酸素の含有量を本発明の範囲内とする必要が
ある。
500 〜850℃で行うことができるが、通常は 500〜550
℃で行うことが多い。この温度が 550℃を超えると、抵
抗体の側面にある高抵抗層 (ガラス層) が溶解すること
がある。この焼き付けを行う際、 400℃未満の低温の段
階で雰囲気中の酸素の含有量を少なくしても、本発明に
よる上記効果が乏しく、放電耐量はそれほどは改善され
ない。このため、少なくとも 400℃以上の温度領域で、
雰囲気中の酸素の含有量を本発明の範囲内とする必要が
ある。
【００１７】不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、ヘ
リウム、二酸化炭素が好ましい。仮にこれらの不活性ガ
スに代わって、水素や一酸化炭素などの還元ガスを用い
ると、放電耐量、Ｖ1mA が低下する。
リウム、二酸化炭素が好ましい。仮にこれらの不活性ガ
スに代わって、水素や一酸化炭素などの還元ガスを用い
ると、放電耐量、Ｖ1mA が低下する。
【００１８】前述したように、本発明の製造方法は、バ
リスタ電圧（Ｖ1mA ) が 300Ｖ／mm以上である電圧非直
線抵抗体において特に有用である。この意味で、金属酸
化物焼結体中におけるシリカの含有量は4.0 mol ％以上
とすることが好ましく、これを下回ると高いバリスタ電
圧を得ることが難しい。この一方、上記のシリカ含有量
が10.0 mol％を越えると、抵抗体の電気特性が劣化す
る。
リスタ電圧（Ｖ1mA ) が 300Ｖ／mm以上である電圧非直
線抵抗体において特に有用である。この意味で、金属酸
化物焼結体中におけるシリカの含有量は4.0 mol ％以上
とすることが好ましく、これを下回ると高いバリスタ電
圧を得ることが難しい。この一方、上記のシリカ含有量
が10.0 mol％を越えると、抵抗体の電気特性が劣化す
る。
【００１９】
【実施例】酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体を
得るには、まず所定の粒度に調整した酸化亜鉛原料と所
定の粒度に調整した酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化
マンガン、酸化アンチモン、酸化クロム、好ましくは非
晶質の酸化ケイ素、酸化ニッケル、酸化ホウ素、酸化銀
等よりなる添加物の所定量を混合する。なお、この場合
酸化銀、酸化ホウ素の代わりに硝酸銀、ホウ酸を用いて
もよい。好ましくは銀を含むホウケイ酸ビスマスガラス
を用いるとよい。また、添加物を800〜1000℃で仮焼し
た後粉砕し、所定粒度に調整したものと酸化亜鉛原料を
混合してもよい。この際、これらの原料粉末に対して所
定量のポリビニルアルコール水溶液等を加える。また好
ましくは硝酸アルミニウム溶液を加える。
得るには、まず所定の粒度に調整した酸化亜鉛原料と所
定の粒度に調整した酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化
マンガン、酸化アンチモン、酸化クロム、好ましくは非
晶質の酸化ケイ素、酸化ニッケル、酸化ホウ素、酸化銀
等よりなる添加物の所定量を混合する。なお、この場合
酸化銀、酸化ホウ素の代わりに硝酸銀、ホウ酸を用いて
もよい。好ましくは銀を含むホウケイ酸ビスマスガラス
を用いるとよい。また、添加物を800〜1000℃で仮焼し
た後粉砕し、所定粒度に調整したものと酸化亜鉛原料を
混合してもよい。この際、これらの原料粉末に対して所
定量のポリビニルアルコール水溶液等を加える。また好
ましくは硝酸アルミニウム溶液を加える。
【００２０】次に好ましくは200 mmHg以下の真空度で減
圧脱気を行い、混合泥漿の水分量は30〜35wt％程度に、
またその混合泥漿の粘度は100 ±50cpとするのが好まし
い。次に得られた混合泥漿を噴霧乾燥装置に供給して平
均粒径50〜150 μm 、好ましくは80〜120 μm で、水分
量が0.5 〜2.0 wt％、より好ましくは 0.9〜1.5 wt％の
造粒粉を造粒する。次に得られた造粒粉を、成形工程に
おいて、成形圧力800〜1000Kg／cm2 の下で所定の形状
に成形する。
圧脱気を行い、混合泥漿の水分量は30〜35wt％程度に、
またその混合泥漿の粘度は100 ±50cpとするのが好まし
い。次に得られた混合泥漿を噴霧乾燥装置に供給して平
均粒径50〜150 μm 、好ましくは80〜120 μm で、水分
量が0.5 〜2.0 wt％、より好ましくは 0.9〜1.5 wt％の
造粒粉を造粒する。次に得られた造粒粉を、成形工程に
おいて、成形圧力800〜1000Kg／cm2 の下で所定の形状
に成形する。
【００２１】次に、その成形体を昇降温速度10〜100 ℃
／hr、温度 400〜700 ℃で有機成分を飛散除去し脱脂体
を得る。次に、脱脂体を昇温速度50〜70℃／hrで 800〜
1000℃、保持時間１〜５時間で焼成し、仮焼体を得る。
次に、仮焼体の側面に高抵抗層を形成する。本例では B
i2O3, Sb2O3, ZnO, SiO2等の所定量に有機結合剤として
エチルセルロース、ブチルカルビトール、酢酸ｎブチル
等を加えた絶縁被覆用混合物ペーストを、30〜300 μm
の厚さに仮焼体の側面に塗布する。
／hr、温度 400〜700 ℃で有機成分を飛散除去し脱脂体
を得る。次に、脱脂体を昇温速度50〜70℃／hrで 800〜
1000℃、保持時間１〜５時間で焼成し、仮焼体を得る。
次に、仮焼体の側面に高抵抗層を形成する。本例では B
i2O3, Sb2O3, ZnO, SiO2等の所定量に有機結合剤として
エチルセルロース、ブチルカルビトール、酢酸ｎブチル
等を加えた絶縁被覆用混合物ペーストを、30〜300 μm
の厚さに仮焼体の側面に塗布する。
【００２２】次に、これを、昇降温速度20〜100 ℃／h
r、最高保持温度1000〜1300℃、好ましは1050〜1250
℃、３〜７時間という条件で本焼成する。その後、ガラ
ス粉末に有機結合剤としてエチルセルロース、ブチルカ
ルビトール、酢酸ｎブチル等を加えたガラスペーストを
前記側面の高抵抗層上に50〜300μm の厚さに塗布し、
空気中で昇降温速度50〜200 ℃／hr、400 〜800 ℃、保
持時間0.5 〜４時間という条件で熱処理することにより
ガラス層を形成すると好ましい。
r、最高保持温度1000〜1300℃、好ましは1050〜1250
℃、３〜７時間という条件で本焼成する。その後、ガラ
ス粉末に有機結合剤としてエチルセルロース、ブチルカ
ルビトール、酢酸ｎブチル等を加えたガラスペーストを
前記側面の高抵抗層上に50〜300μm の厚さに塗布し、
空気中で昇降温速度50〜200 ℃／hr、400 〜800 ℃、保
持時間0.5 〜４時間という条件で熱処理することにより
ガラス層を形成すると好ましい。
【００２３】その後、得られた電圧非直線抵抗体の両端
面をダイヤモンド砥石等で研磨する。そして、この研磨
面を洗浄した後、本発明に従い、貴金属ペーストを研磨
面に塗布し、次いで、１〜15体積％の酸素を含有し、残
部が不活性ガスからなる雰囲気中で、貴金属ペーストを
研磨面へ焼き付ける。
面をダイヤモンド砥石等で研磨する。そして、この研磨
面を洗浄した後、本発明に従い、貴金属ペーストを研磨
面に塗布し、次いで、１〜15体積％の酸素を含有し、残
部が不活性ガスからなる雰囲気中で、貴金属ペーストを
研磨面へ焼き付ける。
【００２４】以下、実際に本発明範囲内および範囲外の
電圧非直線抵抗体について各種特性を測定した結果につ
いて説明する。 （実施例１）貴金属ペーストとして銀ペーストを使用
し、銀ペーストを焼き付ける際の酸素濃度を種々変更し
てその効果を確認した。
電圧非直線抵抗体について各種特性を測定した結果につ
いて説明する。 （実施例１）貴金属ペーストとして銀ペーストを使用
し、銀ペーストを焼き付ける際の酸素濃度を種々変更し
てその効果を確認した。
【００２５】まず、上述の方法に従って、直径40mm、厚
さ20mmの円盤状の金属酸化物焼結体を作製した。この組
成は、 Bi2O3： 1.0モル％、Sb2O3 ： 1.0モル％、Cr2O
3 ：0.5 モル％、 MnO2 ：0.5 モル％、Co3O4 ： 0.6モ
ル％、SiO2： 1.0モル％、NiO ：1.0 モル％、Al3+：50
ppm 、残部が ZnOである。そして、上記の組成を100 重
量部としたとき、0.02重量部のAg2Oと、0.02重量部のB2
O3とを更に添加してある。
さ20mmの円盤状の金属酸化物焼結体を作製した。この組
成は、 Bi2O3： 1.0モル％、Sb2O3 ： 1.0モル％、Cr2O
3 ：0.5 モル％、 MnO2 ：0.5 モル％、Co3O4 ： 0.6モ
ル％、SiO2： 1.0モル％、NiO ：1.0 モル％、Al3+：50
ppm 、残部が ZnOである。そして、上記の組成を100 重
量部としたとき、0.02重量部のAg2Oと、0.02重量部のB2
O3とを更に添加してある。
【００２６】そして、銀ペーストを前記したように金属
酸化物焼結体の研磨面へ塗布し、550 ℃で焼き付けて層
状電極を形成した。この焼き付け工程の間、銀ペースト
を塗布した焼結体の周囲の雰囲気を、酸素ガスと窒素ガ
スとの混合物とした。そして、この混合雰囲気のうち、
酸素ガスの割合を下記表に示すように種々変更した。こ
うして得た各電圧非直線抵抗体につき、制限電圧Ｖ1mA
／mm及びその標準偏差σn-1(ｎ＝50）、開閉サージ耐
量、ΔＶ1mA 変化率、電極−素子界面状態を測定した。
酸化物焼結体の研磨面へ塗布し、550 ℃で焼き付けて層
状電極を形成した。この焼き付け工程の間、銀ペースト
を塗布した焼結体の周囲の雰囲気を、酸素ガスと窒素ガ
スとの混合物とした。そして、この混合雰囲気のうち、
酸素ガスの割合を下記表に示すように種々変更した。こ
うして得た各電圧非直線抵抗体につき、制限電圧Ｖ1mA
／mm及びその標準偏差σn-1(ｎ＝50）、開閉サージ耐
量、ΔＶ1mA 変化率、電極−素子界面状態を測定した。
【００２７】ここで開閉サージ耐量については、500 Ａ
の開閉サージを加えて破壊するまでのサージの回数を示
した。ΔＶ1mA 変化率については、４／10μs の電流波
形で100KA の電流を印加した後のバリスタ電圧
（Ｖ1mA ) の変化率（％）を求めた。電極−素子界面状
態については、評価試料をダイヤモンドカッター等で切
断し、その断面を研磨した後、走査形電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）で電極−素子界面の気泡分布状態を観察した結果、
気泡が認められないものを気泡無、50μm 以上の気泡の
ないものを気泡小、50μm を越える気泡が存在するもの
を気泡大とした。これらの測定結果を表１に示す。
の開閉サージを加えて破壊するまでのサージの回数を示
した。ΔＶ1mA 変化率については、４／10μs の電流波
形で100KA の電流を印加した後のバリスタ電圧
（Ｖ1mA ) の変化率（％）を求めた。電極−素子界面状
態については、評価試料をダイヤモンドカッター等で切
断し、その断面を研磨した後、走査形電子顕微鏡（ＳＥ
Ｍ）で電極−素子界面の気泡分布状態を観察した結果、
気泡が認められないものを気泡無、50μm 以上の気泡の
ないものを気泡小、50μm を越える気泡が存在するもの
を気泡大とした。これらの測定結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】表１から解るように、酸素濃度を 1.0〜1
5.0体積％とすることにより、開閉サージ耐量、ΔＶ
1mA 変化率、電極−素子界面状態がいずれも改善されて
いる。酸素濃度を 2.0〜10.0体積％とすると、更に効果
が大きい。また、同様に、研磨面と前記貴金属焼付電極
との界面でこの貴金属焼付電極に気泡がない場合には、
開閉サージ耐量、ΔＶ1mA 変化率がいずれも改善されて
いる。
5.0体積％とすることにより、開閉サージ耐量、ΔＶ
1mA 変化率、電極−素子界面状態がいずれも改善されて
いる。酸素濃度を 2.0〜10.0体積％とすると、更に効果
が大きい。また、同様に、研磨面と前記貴金属焼付電極
との界面でこの貴金属焼付電極に気泡がない場合には、
開閉サージ耐量、ΔＶ1mA 変化率がいずれも改善されて
いる。
【００３０】（実施例２）実施例１と同様にして、金属
酸化物焼結体を作製し、その研磨面に銀ペーストを塗布
し、 550℃で焼き付けた。この際、雰囲気は、下記表に
示すガスＸと酸素ガスとの混合ガスとした。雰囲気中の
酸素濃度は、実施例１において最も特性の良かった５％
とした。こうして得た各電圧非直線抵抗体につき、実施
例１と同様にして各種特性を測定し、その結果を表２に
示す。
酸化物焼結体を作製し、その研磨面に銀ペーストを塗布
し、 550℃で焼き付けた。この際、雰囲気は、下記表に
示すガスＸと酸素ガスとの混合ガスとした。雰囲気中の
酸素濃度は、実施例１において最も特性の良かった５％
とした。こうして得た各電圧非直線抵抗体につき、実施
例１と同様にして各種特性を測定し、その結果を表２に
示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】上記の結果から解るように酸素ガスを不活
性ガス（N2, Ar, CO2, He)と混合すれば良好な特性が得
られる。これに対し、酸素ガスをＨ2 , COといった還元
性ガスと混合すると電極−素子界面状態の方は改善され
るが、素子の本体の方に悪影響があり、電圧非直線抵抗
体のΔＶ1mA 、開閉サージ耐量、ΔＶ1mA 変化率が劣化
した。
性ガス（N2, Ar, CO2, He)と混合すれば良好な特性が得
られる。これに対し、酸素ガスをＨ2 , COといった還元
性ガスと混合すると電極−素子界面状態の方は改善され
るが、素子の本体の方に悪影響があり、電圧非直線抵抗
体のΔＶ1mA 、開閉サージ耐量、ΔＶ1mA 変化率が劣化
した。
【００３３】
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明によれ
ば、特に層状電極と金属酸化物焼結体との界面における
気泡を少なくでき、両者を密に接触させることができ
る。これにより、電圧非直線抵抗体の放電耐量、信頼性
及び層状電極の密着性を向上させることができた。
ば、特に層状電極と金属酸化物焼結体との界面における
気泡を少なくでき、両者を密に接触させることができ
る。これにより、電圧非直線抵抗体の放電耐量、信頼性
及び層状電極の密着性を向上させることができた。
【図１】金属酸化物焼結体１の研磨面1aに層状電極２を
設けた状態を示す概略断面図である。
設けた状態を示す概略断面図である。
【図２】層状電極２の微構造を説明するための模式断面
図である。
図である。
【図３】従来の製法による層状電極12の微構造を説明す
るための模式断面図である。
るための模式断面図である。
１ 金属酸化物焼結体 1a 研磨面 ２，12 層状電極 2a, 12a 気泡
Claims (3)
- 【請求項１】 酸化亜鉛を主成分とし、少なくともビス
マス化合物及び珪素化合物を含む金属酸化物焼結体と、
この金属酸化物焼結体の研磨面に形成された貴金属焼付
電極とを備えた電圧非直線抵抗体において、前記研磨面
と前記貴金属焼付電極との界面でこの貴金属焼付電極に
気泡がないことを特徴とする、電圧非直線抵抗体。 - 【請求項２】 酸化亜鉛を主成分とし、添加成分として
少なくともビスマス化合物及び珪素化合物を含む混合粉
末を成形し、この成形体を焼成して金属酸化物焼結体を
作製し、この金属酸化物焼結体の研磨面に層状電極を形
成するのに際し、貴金属ペーストを前記研磨面に塗布
し、１〜15体積％の酸素を含有し、残部が不活性ガスか
らなる雰囲気中で前記貴金属ペーストを前記研磨面へ焼
き付けることを特徴とする、電圧非直線抵抗体の製造方
法。 - 【請求項３】 前記不活性ガスが、窒素、アルゴン、二
酸化炭素およびヘリウムからなる群より選ばれた一種以
上の不活性ガスであることを特徴とする、請求項２記載
の電圧非直線抵抗体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3219362A JPH0793203B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 電圧非直線抵抗体およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3219362A JPH0793203B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 電圧非直線抵抗体およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541308A JPH0541308A (ja) | 1993-02-19 |
| JPH0793203B2 true JPH0793203B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=16734244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3219362A Expired - Lifetime JPH0793203B2 (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 電圧非直線抵抗体およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0793203B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4441094A (en) * | 1981-03-02 | 1984-04-03 | General Electric Company | Solderable largely base metal electrodes for metal oxide varistors |
-
1991
- 1991-08-06 JP JP3219362A patent/JPH0793203B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0541308A (ja) | 1993-02-19 |
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