JPH08213209A - 電圧非直線型抵抗体の製造方法 - Google Patents
電圧非直線型抵抗体の製造方法Info
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- JPH08213209A JPH08213209A JP7020012A JP2001295A JPH08213209A JP H08213209 A JPH08213209 A JP H08213209A JP 7020012 A JP7020012 A JP 7020012A JP 2001295 A JP2001295 A JP 2001295A JP H08213209 A JPH08213209 A JP H08213209A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 造粒粉中のアルミニウムの存在がＺｎＯ素子
の電気的特性にどのような影響をもたらすかを解明し、
該アルミニウム粉体の最適な配合比、粒度、造粒粉中の
配合量を求めて、電気的特性の向上した電圧非直線型抵
抗体の製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 酸化亜鉛粉体と酸化アルミニウム粉体の混合
粉体を予備焼成後に粉砕し、得られた予備焼成粉体を副
添加成分としての金属酸化物の粉砕物とともに酸化亜鉛
に添加して原材料とし、この原材料を用いてスラリー状
の原料を作成し、スプレードライヤで噴霧乾燥して流動
性の高い造粒粉を得て、その一定量を計量して金型成形
プレスで成形、脱脂してから所定の温度と時間を保って
焼成し、側面に低融点ガラス系の高抵抗層を形成すると
ともに焼結体の両面に端子金属を溶射して電圧非直線型
抵抗体を製造する方法を提供する。
の電気的特性にどのような影響をもたらすかを解明し、
該アルミニウム粉体の最適な配合比、粒度、造粒粉中の
配合量を求めて、電気的特性の向上した電圧非直線型抵
抗体の製造方法を提供することを目的とする。 【構成】 酸化亜鉛粉体と酸化アルミニウム粉体の混合
粉体を予備焼成後に粉砕し、得られた予備焼成粉体を副
添加成分としての金属酸化物の粉砕物とともに酸化亜鉛
に添加して原材料とし、この原材料を用いてスラリー状
の原料を作成し、スプレードライヤで噴霧乾燥して流動
性の高い造粒粉を得て、その一定量を計量して金型成形
プレスで成形、脱脂してから所定の温度と時間を保って
焼成し、側面に低融点ガラス系の高抵抗層を形成すると
ともに焼結体の両面に端子金属を溶射して電圧非直線型
抵抗体を製造する方法を提供する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は主として酸化亜鉛形避雷
器に組み込まれる電圧非直線型抵抗体の製造方法に関す
るものである。
器に組み込まれる電圧非直線型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（以下ＺｎＯと略称）を主成分
とする電圧非直線型の抵抗体は、ＺｎＯに副添加成分と
して酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3），酸化アンチモン（Ｓｂ
2Ｏ3），酸化コバルト（Ｃｏ2Ｏ3），酸化クロム（Ｃｒ
2Ｏ3），酸化硅素（ＳｉＯ2），酸化マンガン（Ｍｎ
Ｏ2），酸化ニッケル（ＮｉＯ）等の金属酸化物を粉砕
したものを添加することにより、非直線性が高く、熱損
失の小さい組成配合物を得ている。
とする電圧非直線型の抵抗体は、ＺｎＯに副添加成分と
して酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3），酸化アンチモン（Ｓｂ
2Ｏ3），酸化コバルト（Ｃｏ2Ｏ3），酸化クロム（Ｃｒ
2Ｏ3），酸化硅素（ＳｉＯ2），酸化マンガン（Ｍｎ
Ｏ2），酸化ニッケル（ＮｉＯ）等の金属酸化物を粉砕
したものを添加することにより、非直線性が高く、熱損
失の小さい組成配合物を得ている。
【０００３】通常これらの副添加成分は、ＺｎＯととも
にボール・ミル等で予備粉砕した後、ポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）等の有機バインダー溶液と混合して、ス
プレードライヤーで噴霧乾燥して得られる流動性の高い
造粒粉を原材料とし、この原材料を金型成形プレスで略
円柱状に成形して脱脂した後、１０００〜１３００℃で
数時間焼成する。そして図１に示すＺｎＯ素子１の焼結
体を得て、このＺｎＯ素子１の側面に低融点ガラス系の
側面絶縁材２を塗布して焼付固定し、更に表面及び裏面
の両平面を十分に研磨してからアルミニウムの溶射電極
層３，３（端子金属とも呼称される）を形成している。
にボール・ミル等で予備粉砕した後、ポリビニルアルコ
ール（ＰＶＡ）等の有機バインダー溶液と混合して、ス
プレードライヤーで噴霧乾燥して得られる流動性の高い
造粒粉を原材料とし、この原材料を金型成形プレスで略
円柱状に成形して脱脂した後、１０００〜１３００℃で
数時間焼成する。そして図１に示すＺｎＯ素子１の焼結
体を得て、このＺｎＯ素子１の側面に低融点ガラス系の
側面絶縁材２を塗布して焼付固定し、更に表面及び裏面
の両平面を十分に研磨してからアルミニウムの溶射電極
層３，３（端子金属とも呼称される）を形成している。
【０００４】上記ＺｎＯ素子１を避雷器に組み込む場合
には、絶縁性を持つ支持棒の存在下で、前記多数個のＺ
ｎＯ素子１を積層して、支持板とかスプリングを用いて
固定し、周囲を絶縁性碍管で包囲して完成する。
には、絶縁性を持つ支持棒の存在下で、前記多数個のＺ
ｎＯ素子１を積層して、支持板とかスプリングを用いて
固定し、周囲を絶縁性碍管で包囲して完成する。
【０００５】ＺｎＯ素子１は電圧非直線性が高く、熱損
失の小さい組成配合を持ち、且つ一般の弱電用サージア
ブソーバに比べると吸収し得るエネルギーが大きいた
め、大きな体積と大口径サイズを持つものが必要であ
る。前記アルミニウムの溶射電極３，３は、この大口径
サイズの焼結体においてサージエネルギーの集電体の役
割を有している。
失の小さい組成配合を持ち、且つ一般の弱電用サージア
ブソーバに比べると吸収し得るエネルギーが大きいた
め、大きな体積と大口径サイズを持つものが必要であ
る。前記アルミニウムの溶射電極３，３は、この大口径
サイズの焼結体においてサージエネルギーの集電体の役
割を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】このような酸化亜鉛を
主成分とする電圧非直線型抵抗体は、電力機器を雷イン
パルス等の異常電圧から保護するという避雷器本来の特
性を充分に発揮することが要求されるものであり、特に
ＺｎＯ素子に開発過程において、該ＺｎＯ素子の制限電
圧特性を改善することが技術的課題の一つとなってい
る。
主成分とする電圧非直線型抵抗体は、電力機器を雷イン
パルス等の異常電圧から保護するという避雷器本来の特
性を充分に発揮することが要求されるものであり、特に
ＺｎＯ素子に開発過程において、該ＺｎＯ素子の制限電
圧特性を改善することが技術的課題の一つとなってい
る。
【０００７】上記ＺｎＯ素子の制限電圧特性に影響を及
ぼす因子の一つに、不純物元素としてのアルミニウム
（Ａｌ）があり、酸化亜鉛を主体とする造粒粉中におけ
るアルミニウムの存在とその配合比が焼成後のＺｎＯ素
子の電気的特性に大きな影響を与えていることが予想さ
れる。
ぼす因子の一つに、不純物元素としてのアルミニウム
（Ａｌ）があり、酸化亜鉛を主体とする造粒粉中におけ
るアルミニウムの存在とその配合比が焼成後のＺｎＯ素
子の電気的特性に大きな影響を与えていることが予想さ
れる。
【０００８】そこで本発明はこのような観点に基づい
て、造粒粉中におけるアルミニウムの粉体の存在がＺｎ
Ｏ素子の電気的特性にどのような影響をもたらすかを解
明し、且つ該アルミニウム粉体の最適な配合比、粒度、
造粒粉中の配合量を求めることによって特性の向上した
電圧非直線型抵抗体の製造方法を提供することを目的と
するものである。
て、造粒粉中におけるアルミニウムの粉体の存在がＺｎ
Ｏ素子の電気的特性にどのような影響をもたらすかを解
明し、且つ該アルミニウム粉体の最適な配合比、粒度、
造粒粉中の配合量を求めることによって特性の向上した
電圧非直線型抵抗体の製造方法を提供することを目的と
するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、酸化亜鉛粉体と酸化アルミニウム粉体の
混合粉体を予備焼成後に粉砕し、得られた予備焼成粉体
を副添加成分としての金属酸化物の粉砕物とともに酸化
亜鉛に添加して原材料とし、この原材料を有機バインダ
ー溶液と混合して得られたスラリー状の原料をスラリー
タンクに充填し、上記の原料をスプレードライヤに送り
込んで噴霧乾燥し、得られた流動性の高い造粒粉の一定
量を計量して金型成形プレスで成形後、脱脂してから所
定の温度と時間を保って焼成し、得られたＺｎＯ素子側
面に低融点ガラス系の高抵抗層を形成するとともに焼結
体の両面を研磨してから端子金属を溶射して抵抗体素子
を得るようにした電圧非直線型抵抗体の製造方法を提供
する。
成するために、酸化亜鉛粉体と酸化アルミニウム粉体の
混合粉体を予備焼成後に粉砕し、得られた予備焼成粉体
を副添加成分としての金属酸化物の粉砕物とともに酸化
亜鉛に添加して原材料とし、この原材料を有機バインダ
ー溶液と混合して得られたスラリー状の原料をスラリー
タンクに充填し、上記の原料をスプレードライヤに送り
込んで噴霧乾燥し、得られた流動性の高い造粒粉の一定
量を計量して金型成形プレスで成形後、脱脂してから所
定の温度と時間を保って焼成し、得られたＺｎＯ素子側
面に低融点ガラス系の高抵抗層を形成するとともに焼結
体の両面を研磨してから端子金属を溶射して抵抗体素子
を得るようにした電圧非直線型抵抗体の製造方法を提供
する。
【００１０】上記予備焼成温度は９００℃〜１０００℃
とし、混合粉体中の酸化アルミニウム粉体の比率を５０
重量％以下とする。更に上記混合粉体の粒度を３０μｍ
以下とし、前記造粒粉におけるアルミニウムの配合量を
１００ｐｐｍ以下とする。
とし、混合粉体中の酸化アルミニウム粉体の比率を５０
重量％以下とする。更に上記混合粉体の粒度を３０μｍ
以下とし、前記造粒粉におけるアルミニウムの配合量を
１００ｐｐｍ以下とする。
【００１１】前記副添加成分として、酸化ビスマス，酸
化アンチモン，酸化コバルト，酸化クロム，酸化マンガ
ン，酸化硅素，酸化ニッケルの各金属酸化物の何れか、
もしくは混合物を用いる。
化アンチモン，酸化コバルト，酸化クロム，酸化マンガ
ン，酸化硅素，酸化ニッケルの各金属酸化物の何れか、
もしくは混合物を用いる。
【００１２】
【作用】かかる電圧非直線型抵抗体の製造方法によれ
ば、酸化亜鉛の粉体と酸化アルミニウムの粉体を予備焼
成したものを原料粉に加えたことにより、得られたＺｎ
Ｏ素子の小電流特性、制限電圧比、全般的な電圧−電流
非直線性が向上する。両粉体の混合比として、酸化アル
ミニウムの比率が５０重量％以下にすることが好まし
く、Ａｌ2Ｏ3の比率が多すぎると特性上のばらつきが大
きくなり、逆にＡｌ2Ｏ3の比率が少なすぎると混合粉体
の必要量が大となり、配合精度が低下する惧れが生じ
る。
ば、酸化亜鉛の粉体と酸化アルミニウムの粉体を予備焼
成したものを原料粉に加えたことにより、得られたＺｎ
Ｏ素子の小電流特性、制限電圧比、全般的な電圧−電流
非直線性が向上する。両粉体の混合比として、酸化アル
ミニウムの比率が５０重量％以下にすることが好まし
く、Ａｌ2Ｏ3の比率が多すぎると特性上のばらつきが大
きくなり、逆にＡｌ2Ｏ3の比率が少なすぎると混合粉体
の必要量が大となり、配合精度が低下する惧れが生じ
る。
【００１３】造粒粉に対する混合粉体の配合量を増加さ
せると制限電圧比は向上するが、小電流特性が悪化す
る。従って造粒粉中のＡｌの配合量は１００ｐｐｍ以下
にすることが好ましい。又、混合粉体の粒度が小さいも
のが特性がよく、且つばらつきが小さいものが得られ
る。
せると制限電圧比は向上するが、小電流特性が悪化す
る。従って造粒粉中のＡｌの配合量は１００ｐｐｍ以下
にすることが好ましい。又、混合粉体の粒度が小さいも
のが特性がよく、且つばらつきが小さいものが得られ
る。
【００１４】
【実施例】以下本発明にかかる電圧非直線型抵抗体の製
造方法の具体的な実施例を説明する。前記したようにＺ
ｎＯ素子の制限電圧特性に影響を及ぼす因子の一つに不
純物元素としてのアルミニウム（Ａｌ）がある。本実施
例では酸化亜鉛粒子内に存在するアルミニウムの割合
を、粒界（Ｂｉ2Ｏ3相、パイクロア相）に存在するアル
ミニウムの割合よりも多くすることによって特性の向上
をはかったものであり、その手段として酸化亜鉛の粉体
と酸化アルミニウム粉体とを均一に混合し、この混合粉
体を予備焼成し、粉砕してから原料粉体に混合してＺｎ
Ｏ素子を作成する。そして得られたＺｎＯ素子の制限電
圧特性を主として調べた。以下に操作手順を説明する。
造方法の具体的な実施例を説明する。前記したようにＺ
ｎＯ素子の制限電圧特性に影響を及ぼす因子の一つに不
純物元素としてのアルミニウム（Ａｌ）がある。本実施
例では酸化亜鉛粒子内に存在するアルミニウムの割合
を、粒界（Ｂｉ2Ｏ3相、パイクロア相）に存在するアル
ミニウムの割合よりも多くすることによって特性の向上
をはかったものであり、その手段として酸化亜鉛の粉体
と酸化アルミニウム粉体とを均一に混合し、この混合粉
体を予備焼成し、粉砕してから原料粉体に混合してＺｎ
Ｏ素子を作成する。そして得られたＺｎＯ素子の制限電
圧特性を主として調べた。以下に操作手順を説明する。
【００１５】（１）先ず酸化亜鉛の粉体と酸化アルミニ
ウム（Ａｌ2Ｏ3）の粉体とを表１に示す配合となるよう
にボール・ミルで湿式混合し、得られたサンプルＡ〜Ｈ
について乾燥、解砕、予備焼成及び粉砕を行った。予備
焼成温度は同一の配合比のものに対して９００℃と１０
００℃の２条件とした。得られた粉体のそれぞれをＸ線
回折装置を用いて結晶構造を分析した。その結果を表１
中に示す。
ウム（Ａｌ2Ｏ3）の粉体とを表１に示す配合となるよう
にボール・ミルで湿式混合し、得られたサンプルＡ〜Ｈ
について乾燥、解砕、予備焼成及び粉砕を行った。予備
焼成温度は同一の配合比のものに対して９００℃と１０
００℃の２条件とした。得られた粉体のそれぞれをＸ線
回折装置を用いて結晶構造を分析した。その結果を表１
中に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１において、酸化亜鉛の粉体と酸化アル
ミニウムの粉体との比率は、重量％で〔９５：５〕，
〔９０：１０〕，〔６０：４０〕，〔４０：６０〕とし
た。この混合粉体を予備焼成後に湿式微粉砕、乾燥、解
砕し、粒度の細かい粉体を得た。湿式微粉砕はボール・
ミルで行い、粉砕時間は１０時間とした。
ミニウムの粉体との比率は、重量％で〔９５：５〕，
〔９０：１０〕，〔６０：４０〕，〔４０：６０〕とし
た。この混合粉体を予備焼成後に湿式微粉砕、乾燥、解
砕し、粒度の細かい粉体を得た。湿式微粉砕はボール・
ミルで行い、粉砕時間は１０時間とした。
【００１８】又、混合粉体の粒度をみるため、湿式微粉
砕時間を０，１０，２０，３０時間でそれぞれ行い、各
時間毎の粉砕品のサンプルについて粒径を測定し、平均
粒径μｍ（粒度分布）を求めた。その結果を表２に示
す。
砕時間を０，１０，２０，３０時間でそれぞれ行い、各
時間毎の粉砕品のサンプルについて粒径を測定し、平均
粒径μｍ（粒度分布）を求めた。その結果を表２に示
す。
【００１９】
【表２】
【００２０】表２によれば湿式微粉砕時間が０時間で平
均粒径が４２.２μｍと最も大きく、微粉砕時間が１
０，２０，３０時間と延長するにつれて平均粒径が１
１.５μｍ、８.０３μｍ、６.８１μｍと順次小さくな
っていることが分かる。
均粒径が４２.２μｍと最も大きく、微粉砕時間が１
０，２０，３０時間と延長するにつれて平均粒径が１
１.５μｍ、８.０３μｍ、６.８１μｍと順次小さくな
っていることが分かる。
【００２１】（２）上記により得られた予備焼成粉体の
各サンプルについて、微粉砕時間と配合量の相違に基づ
く差異を検証した。表３に予備焼成体のサンプルＡ〜Ｈ
を用いて作成した試作サンプル１〜１５の各粉体の配合
量（g/ZnO・20kg）と造粒粉分析値（Ａｌの含有率：ｐｐ
ｍ）を示す。
各サンプルについて、微粉砕時間と配合量の相違に基づ
く差異を検証した。表３に予備焼成体のサンプルＡ〜Ｈ
を用いて作成した試作サンプル１〜１５の各粉体の配合
量（g/ZnO・20kg）と造粒粉分析値（Ａｌの含有率：ｐｐ
ｍ）を示す。
【００２２】
【表３】
【００２３】表３のサンプル１は原料粉にＡｌ(ＮＯ3)3
水溶液を添加した従来例である。造粒粉の分析結果から
造粒粉体におけるアルミニウムの添加量はサンプル６を
除いてほとんど１００ｐｐｍ以下となっている。
水溶液を添加した従来例である。造粒粉の分析結果から
造粒粉体におけるアルミニウムの添加量はサンプル６を
除いてほとんど１００ｐｐｍ以下となっている。
【００２４】（３）表３の試作サンプル１〜１５を用い
てＺｎＯ素子を試作した。試作条件は以下の通りであ
る。即ち、前記により調製した予備焼成体の粉体と結合
剤としてのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と分散剤と
してのカチオンＭＡを所定量溶解したバインダー溶液
に、夫々主原料であるＺｎＯと副添加成分としての酸化
ビスマス，酸化アンチモン，酸化コバルト，酸化クロ
ム，酸化硅素，酸化マンガン，酸化ニッケル等の金属酸
化物を混合粉砕したものを添加してボール・ミルで乳化
及び混合を行い、得られた原料スラリーを十分に脱泡し
てからスプレードライヤを用いて噴霧乾燥して造粒粉を
得た。得られた造粒粉についてＩＣＰ分光分析装置を用
いてアルミニウム配合量を測定した。
てＺｎＯ素子を試作した。試作条件は以下の通りであ
る。即ち、前記により調製した予備焼成体の粉体と結合
剤としてのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と分散剤と
してのカチオンＭＡを所定量溶解したバインダー溶液
に、夫々主原料であるＺｎＯと副添加成分としての酸化
ビスマス，酸化アンチモン，酸化コバルト，酸化クロ
ム，酸化硅素，酸化マンガン，酸化ニッケル等の金属酸
化物を混合粉砕したものを添加してボール・ミルで乳化
及び混合を行い、得られた原料スラリーを十分に脱泡し
てからスプレードライヤを用いて噴霧乾燥して造粒粉を
得た。得られた造粒粉についてＩＣＰ分光分析装置を用
いてアルミニウム配合量を測定した。
【００２５】（４）次に自動システムに基づいて上記の
造粒粉を所定量計量し、φ５０の乾式プレス金型ダイス
で成形を行った。この時の成形体の外形がφ６０−ｔ３
０となるように成形圧力を調整して行った。
造粒粉を所定量計量し、φ５０の乾式プレス金型ダイス
で成形を行った。この時の成形体の外形がφ６０−ｔ３
０となるように成形圧力を調整して行った。
【００２６】（５）上記成形体を８００〜１０００℃で
２時間程度の仮焼を行い、次に側面高抵抗層形成のため
に、側面部にセラミック絶縁材を塗布して１０５０℃〜
１３００℃の温度で約１０時間焼成した。更に側面部に
低融点ガラスを塗布して５００℃〜７００℃で焼き付け
を行い、得られた焼結体の両端面を研磨してからアルミ
ニウム電極を溶射して端子金属とし、素子を完成させ
た。端子金属としては、ＳＵＳ３０４、真鍮、アルミニ
ウム、鉄・ニッケル・コバルト合金（ＫＯＶＡＲと呼称
される）を用いた。
２時間程度の仮焼を行い、次に側面高抵抗層形成のため
に、側面部にセラミック絶縁材を塗布して１０５０℃〜
１３００℃の温度で約１０時間焼成した。更に側面部に
低融点ガラスを塗布して５００℃〜７００℃で焼き付け
を行い、得られた焼結体の両端面を研磨してからアルミ
ニウム電極を溶射して端子金属とし、素子を完成させ
た。端子金属としては、ＳＵＳ３０４、真鍮、アルミニ
ウム、鉄・ニッケル・コバルト合金（ＫＯＶＡＲと呼称
される）を用いた。
【００２７】（６）完成したＺｎＯ素子について以下の
電気特性試験を実施した。 （ａ）ＤＣ小電流試験 V1mA、V0.1mA （ｂ）素子の電圧非直線係数（α値） １／｛LOG(V1mA)−LOG(V0.1mA)｝ （ｃ）制限電圧比測定 8/20μs、5KAにおける制限電圧とV1mA との比 （ｄ）ＡＣワットロス測定 温度115℃，課電率85％ （ｅ）放電耐量試験 4/10μs,65KA×2，供試素子10個の破 壊率 2ms,200A×2 供試素子10個の破壊 率 上記の試験結果を表４，表５に示す。
電気特性試験を実施した。 （ａ）ＤＣ小電流試験 V1mA、V0.1mA （ｂ）素子の電圧非直線係数（α値） １／｛LOG(V1mA)−LOG(V0.1mA)｝ （ｃ）制限電圧比測定 8/20μs、5KAにおける制限電圧とV1mA との比 （ｄ）ＡＣワットロス測定 温度115℃，課電率85％ （ｅ）放電耐量試験 4/10μs,65KA×2，供試素子10個の破 壊率 2ms,200A×2 供試素子10個の破壊 率 上記の試験結果を表４，表５に示す。
【００２８】
【表４】
【００２９】
【表５】
【００３０】表４，表５中の本発明と書いた欄中に〇印
を付した試作サンプル３，４，５，８，９，１０，１
１，１３が電気的特性が良好であり、本実施例によって
得られた試作サンプルである。
を付した試作サンプル３，４，５，８，９，１０，１
１，１３が電気的特性が良好であり、本実施例によって
得られた試作サンプルである。
【００３１】表４，表５から以下のことが考察される。
即ち、従来のＺｎＯ素子である試作サンプル１との比較
から、本実施例に基づいて酸化亜鉛の粉体と酸化アルミ
ニウムの粉体を予備焼成したものを原料粉に加えたこと
により、小電流特性、制限電圧比、全般的な電圧−電流
非直線性が向上する。
即ち、従来のＺｎＯ素子である試作サンプル１との比較
から、本実施例に基づいて酸化亜鉛の粉体と酸化アルミ
ニウムの粉体を予備焼成したものを原料粉に加えたこと
により、小電流特性、制限電圧比、全般的な電圧−電流
非直線性が向上する。
【００３２】試作結果から予備焼成の温度が９００℃の
ものに較べて１０００℃のものの方が小電流特性が優れ
ている。これは予備焼成によってＺｎＡｌ2Ｏ4が生成し
ていることによるものと判断される。但し予備焼成温度
が高すぎると粒成長が過大になり、特性の悪化及び粉砕
時間が長くかかってしまうという問題が生じる。そこで
予備焼成時間は９００℃〜１０００℃とするのが適当で
ある。
ものに較べて１０００℃のものの方が小電流特性が優れ
ている。これは予備焼成によってＺｎＡｌ2Ｏ4が生成し
ていることによるものと判断される。但し予備焼成温度
が高すぎると粒成長が過大になり、特性の悪化及び粉砕
時間が長くかかってしまうという問題が生じる。そこで
予備焼成時間は９００℃〜１０００℃とするのが適当で
ある。
【００３３】酸化亜鉛の粉体と酸化アルミニウムの粉体
の混合比に関して述べると、試作サンプル１４，１５は
他の試作サンプルに比して小電流特性が劣っている。こ
れはＡｌ2Ｏ3の存在によるものと思われ、従って酸化ア
ルミニウムの比率は５０重量％以下であることが好まし
い。但しＡｌ2Ｏ3の比率が多すぎると特性上のばらつき
が大きくなり、Ａｌ2Ｏ3の比率が少なすぎると混合粉体
の必要量が大となって配合精度が低下する惧れがある。
の混合比に関して述べると、試作サンプル１４，１５は
他の試作サンプルに比して小電流特性が劣っている。こ
れはＡｌ2Ｏ3の存在によるものと思われ、従って酸化ア
ルミニウムの比率は５０重量％以下であることが好まし
い。但しＡｌ2Ｏ3の比率が多すぎると特性上のばらつき
が大きくなり、Ａｌ2Ｏ3の比率が少なすぎると混合粉体
の必要量が大となって配合精度が低下する惧れがある。
【００３４】造粒粉に対する混合粉体の配合量に関して
述べると、試作サンプル３，４，５，６の比較から混合
粉体の配合量を増加させると制限電圧比は向上するが、
小電流特性が悪化する。従って造粒粉中のＡｌの配合量
は１００ｐｐｍ以下にすることが好ましい。
述べると、試作サンプル３，４，５，６の比較から混合
粉体の配合量を増加させると制限電圧比は向上するが、
小電流特性が悪化する。従って造粒粉中のＡｌの配合量
は１００ｐｐｍ以下にすることが好ましい。
【００３５】混合粉体の粒度に関して述べると、試作サ
ンプル８，９，１０，１１と前記表２の記載から該混合
粉体の粒度が小さいものが特性がよく、且つばらつきが
小さいことが判明した。
ンプル８，９，１０，１１と前記表２の記載から該混合
粉体の粒度が小さいものが特性がよく、且つばらつきが
小さいことが判明した。
【００３６】以上の結果から本実施例によれば、課電時
の電力損失が増大せずにＺｎＯ素子の制限電圧特性が高
められ、避雷器として要求される性能が向上するととも
に該避雷器の素子設計に余裕を持たせることができると
いう効果が得られる。
の電力損失が増大せずにＺｎＯ素子の制限電圧特性が高
められ、避雷器として要求される性能が向上するととも
に該避雷器の素子設計に余裕を持たせることができると
いう効果が得られる。
【００３７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる電圧非直線型抵抗体の製造方法によれば、酸化亜鉛
の粉体と酸化アルミニウムの粉体を予備焼成したものを
原料粉に加えたことにより、ＺｎＯ素子の小電流特性、
制限電圧比、全般的な電圧−電流非直線性が向上して、
この素子を避雷器に組み込んだ際に電力機器を雷インパ
ルス等の異常電圧から保護するという避雷器本来の特性
を充分に発揮することができる。
かる電圧非直線型抵抗体の製造方法によれば、酸化亜鉛
の粉体と酸化アルミニウムの粉体を予備焼成したものを
原料粉に加えたことにより、ＺｎＯ素子の小電流特性、
制限電圧比、全般的な電圧−電流非直線性が向上して、
この素子を避雷器に組み込んだ際に電力機器を雷インパ
ルス等の異常電圧から保護するという避雷器本来の特性
を充分に発揮することができる。
【００３８】特に本発明では、酸化亜鉛を主体とする造
粒粉中におけるアルミニウムの存在とその配合比が焼成
後のＺｎＯ素子の電気的特性にどのような影響をもたら
すかを解明したことが特徴となっていて、前記予備焼成
する酸化亜鉛の粉体と酸化アルミニウムの粉体の混合比
として、Ａｌ2Ｏ3の比率が多すぎると特性上のばらつき
が大きくなり、逆にＡｌ2Ｏ3の比率が少なすぎると混合
粉体の必要量が大となって配合精度が低下するので、酸
化アルミニウムの比率を５０重量％以下にすることが好
ましく、造粒粉に対する混合粉体の配合量を増加させる
と制限電圧比は向上するものの小電流特性が悪化するの
で、造粒粉中のＡｌの配合量は１００ｐｐｍ以下にする
ことが好ましく、更に混合粉体の粒度が小さいものほど
特性が良くなり、且つばらつきが小さくなることが確認
された。
粒粉中におけるアルミニウムの存在とその配合比が焼成
後のＺｎＯ素子の電気的特性にどのような影響をもたら
すかを解明したことが特徴となっていて、前記予備焼成
する酸化亜鉛の粉体と酸化アルミニウムの粉体の混合比
として、Ａｌ2Ｏ3の比率が多すぎると特性上のばらつき
が大きくなり、逆にＡｌ2Ｏ3の比率が少なすぎると混合
粉体の必要量が大となって配合精度が低下するので、酸
化アルミニウムの比率を５０重量％以下にすることが好
ましく、造粒粉に対する混合粉体の配合量を増加させる
と制限電圧比は向上するものの小電流特性が悪化するの
で、造粒粉中のＡｌの配合量は１００ｐｐｍ以下にする
ことが好ましく、更に混合粉体の粒度が小さいものほど
特性が良くなり、且つばらつきが小さくなることが確認
された。
【００３９】従って本発明によれば、ＺｎＯ素子中への
アルミニウム粉体の最適な配合比、粒度、造粒粉中の配
合量を求めることによって特性の向上した電圧非直線型
抵抗体が得られるという大きな効果がもたらされる。
アルミニウム粉体の最適な配合比、粒度、造粒粉中の配
合量を求めることによって特性の向上した電圧非直線型
抵抗体が得られるという大きな効果がもたらされる。
【図１】本発明にかかる製造方法を適用したＺｎＯ素子
の構造を示す側断面図。
の構造を示す側断面図。
１…ＺｎＯ素子 ２…側面絶縁材 ３…溶射電極層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｃ 17/06 Ｐ Ｃ０４Ｂ 35/64 Ｃ (72)発明者 飯田 憲 東京都品川区大崎２丁目１番17号 株式会 社明電舎内
Claims (6)
- 【請求項１】 酸化亜鉛粉体と酸化アルミニウム粉体の
混合粉体を予備焼成後に粉砕し、得られた予備焼成粉体
を副添加成分としての金属酸化物の粉砕物とともに酸化
亜鉛に添加して原材料とし、この原材料を有機バインダ
ー溶液と混合して得られたスラリー状の原料をスラリー
タンクに充填し、上記の原料をスプレードライヤに送り
込んで噴霧乾燥し、得られた流動性の高い造粒粉の一定
量を計量して金型成形プレスで成形後、脱脂してから所
定の温度と時間を保って焼成し、得られたＺｎＯ素子側
面に低融点ガラス系の高抵抗層を形成するとともに焼結
体の両面を研磨してから端子金属を溶射して抵抗体素子
を得るようにしたことを特徴とする電圧非直線型抵抗体
の製造方法。 - 【請求項２】 上記予備焼成温度を９００℃〜１０００
℃とした請求項１記載の電圧非直線型抵抗体の製造方
法。 - 【請求項３】 上記混合粉体中の酸化アルミニウム粉体
の比率を５０重量％以下とした請求項１，２記載の電圧
非直線型抵抗体の製造方法。 - 【請求項４】 上記混合粉体の粒度を３０μｍ以下とし
た請求項１，２，３記載の電圧非直線型抵抗体の製造方
法。 - 【請求項５】 前記造粒粉におけるアルミニウムの配合
量を１００ｐｐｍ以下とした請求項１，２，３，４記載
の電圧非直線型抵抗体の製造方法。 - 【請求項６】 前記前記副添加成分として、酸化ビスマ
ス，酸化アンチモン，酸化コバルト，酸化クロム，酸化
マンガン，酸化硅素，酸化ニッケルの各金属酸化物の何
れか、もしくは混合物を用いた請求項１，２，３，４，
５記載の電圧非直線型抵抗体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7020012A JPH08213209A (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 電圧非直線型抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7020012A JPH08213209A (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 電圧非直線型抵抗体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08213209A true JPH08213209A (ja) | 1996-08-20 |
Family
ID=12015208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7020012A Pending JPH08213209A (ja) | 1995-02-08 | 1995-02-08 | 電圧非直線型抵抗体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08213209A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021532568A (ja) * | 2018-07-27 | 2021-11-25 | 清華大学Tsinghua University | 酸化亜鉛バリスタの最適化方法 |
| CN116655368A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-08-29 | 嘉兴瑞嘉电气股份有限公司 | 一种提高抗大电流冲击能力的电阻片制备方法 |
-
1995
- 1995-02-08 JP JP7020012A patent/JPH08213209A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021532568A (ja) * | 2018-07-27 | 2021-11-25 | 清華大学Tsinghua University | 酸化亜鉛バリスタの最適化方法 |
| CN116655368A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-08-29 | 嘉兴瑞嘉电气股份有限公司 | 一种提高抗大电流冲击能力的电阻片制备方法 |
| CN116655368B (zh) * | 2023-05-26 | 2023-12-08 | 嘉兴瑞嘉电气股份有限公司 | 一种提高抗大电流冲击能力的电阻片制备方法 |
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