JPH0831615A - Voltage non-linear resistor and manufacture thereof - Google Patents

Voltage non-linear resistor and manufacture thereof

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JPH0831615A
JPH0831615A JP6167071A JP16707194A JPH0831615A JP H0831615 A JPH0831615 A JP H0831615A JP 6167071 A JP6167071 A JP 6167071A JP 16707194 A JP16707194 A JP 16707194A JP H0831615 A JPH0831615 A JP H0831615A
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voltage non
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正洋 小林
Toshihiro Suzuki
敏弘 鈴木
Naomi Furuse
直美 古瀬
Yoshio Takada
良雄 高田
Hiroshi Nakajo
博史 中條
Keiichiro Kobayashi
啓一郎 小林
Hideki Nakamura
秀城 中村
Yukio Fujiwara
幸雄 藤原
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Abstract

PURPOSE:To obtain a dense and homogeneous voltage non-linear resistor having less holes, excellent energy resistance, small evenness rate in current-voltage characteristics, and less deterioration by moisture absorption in electric characteristics. CONSTITUTION:This is a voltage non-linear resistor mainly composed of zinc oxide, and the hole rate of diameter of 1mum or smaller measured by a mercury porosimeter is 5mul/g or smaller. This voltage non-linear resistor is manufactured by a two-staged calcination system in which an in-the-air firing operation is conducted after raw material is mixed and molded into the prescribed shape, and then a firing operation is conducted again in an oxidizing atmosphere. As a result, the voltage non-linear resistor, having excellent energy resistance and a small evenness rate, can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電圧非直線抵抗体お
よびその製造方法、さらに詳しくは、酸化亜鉛を主成分
とする焼結体からなり、例えば避雷器、サージアブソー
バーなどに好適に用いられる電圧非直線抵抗体およびそ
の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage non-linear resistor and a method for manufacturing the same, and more specifically, to a voltage suitable for use in a lightning arrester, a surge absorber, etc. The present invention relates to a non-linear resistor and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、酸化亜鉛に酸化ビスマス、酸化コ
バルトや他の酸化物を添加した焼結体が顕著な電圧非直
線性を示すことはよく知られており、急峻(サージ)電
流を吸収することによって回路素子を保護するサージ・
アブソーバーや、落雷などの異常電圧から電力機器を保
護する避雷器として幅広く実用に供されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, it is well known that a sintered body obtained by adding bismuth oxide, cobalt oxide or another oxide to zinc oxide exhibits remarkable voltage non-linearity and absorbs a steep (surge) current. Surge to protect the circuit elements by
It is widely used as an arrester and a lightning arrester to protect power equipment from abnormal voltage such as lightning strike.

【0003】従来の代表的な焼結体は、図8に示された
微細構造の模式図に表されているような構造を有する。
即ち、粒子径が1μm〜数μm程度のアンチモン化合物
からなるスピネル粒子1は、酸化亜鉛粒子2内に存在す
るものと、酸化亜鉛の三重点(多重点)付近に存在する
酸化ビスマス3を主成分とする粒界層の内部やこれと隣
接して存在するものとの2つの状態がある。酸化ビスマ
ス3の一部分は、多重点のみならず、酸化亜鉛粒子2間
の深部にまで侵入している場合も見られる。図中4は、
酸化亜鉛内の双晶境界である。
A typical conventional sintered body has a structure as shown in the schematic diagram of the fine structure shown in FIG.
That is, the spinel particles 1 made of an antimony compound having a particle size of about 1 μm to several μm are mainly composed of those existing in the zinc oxide particles 2 and bismuth oxide 3 existing near the triple point (multipoint) of zinc oxide. There are two states, that is, the inside of the grain boundary layer and the one existing adjacent thereto. It can be seen that part of the bismuth oxide 3 penetrates not only to the multiple points but also to the deep part between the zinc oxide particles 2. 4 in the figure
It is a twin boundary in zinc oxide.

【0004】酸化亜鉛を主成分とする粒子自身は単に抵
抗体として作用し、酸化亜鉛粒子2−酸化亜鉛粒子2の
境界部分で電圧非直線性を示すことは、ポイント電極を
用いた実験から明かにされている(G.D.Mahan、L.M.Levin
son and H.R.Phillip、“Theo-ry of conduction in ZnO
varistors"、J.Appl.Phys.50(4)2799(1979))。この酸化
亜鉛粒子2−酸化亜鉛粒子2の境界(粒界)の数がバリ
スタ電圧を決めることが実験で確かめられている。
It is clear from the experiment using the point electrode that the particles containing zinc oxide as a main component themselves merely act as a resistor and exhibit voltage non-linearity at the boundary between the zinc oxide particles 2 and the zinc oxide particles 2. (GD Mahan, LM Levin
son and HR Phillip, “Theo-ry of conduction in ZnO
varistors ", J.Appl.Phys.50 (4) 2799 (1979)). It has been confirmed by experiments that the number of boundaries (grain boundaries) between the zinc oxide particles 2 and the zinc oxide particles 2 determines the varistor voltage. .

【0005】このような微細構造を有する酸化亜鉛を主
成分とする焼結体は、通常図9に示すような電圧−電流
(V−I)特性を有する。このV−Iカーブは物理的メ
カニズムから3つの領域に分けられる。 (1)粒界のショットキーバリアによって電流が制限さ
れ、印加電圧に対して漏れ電流の小さい領域。(図9の
Lを含む領域で、その代表値として約φ(直径)100
mmの大きさの素子に対しては、10μAが一般的に選
ばれる。) (2)印加電圧が大きくなり、粒界を通過するトンネル
電流が増加し、印加電圧に対して急激に抵抗が小さくな
る領域。(図9のSを含む領域で、その代表値として約
φ100mmの大きさの素子に対しては、1〜3mAが
一般的に選ばれる。) (3)ZnO自身の抵抗により決まるV−I領域。(図
9のHを含む領域で、その代表値として約φ100mm
の大きさの素子に対しては、10kAが一般的に選ばれ
る。)
A sintered body containing zinc oxide as a main component having such a fine structure usually has a voltage-current (VI) characteristic as shown in FIG. This VI curve is divided into three regions due to the physical mechanism. (1) A region where the current is limited by the Schottky barrier at the grain boundary and the leakage current is small with respect to the applied voltage. (In a region including L in FIG. 9, a typical value is about φ (diameter) 100
For devices with a size of mm, 10 μA is generally chosen. (2) A region where the applied voltage increases, the tunnel current passing through the grain boundaries increases, and the resistance sharply decreases with respect to the applied voltage. (In the region including S in FIG. 9, 1 to 3 mA is generally selected for a device having a size of about φ100 mm as a typical value.) (3) VI region determined by the resistance of ZnO itself . (In the region including H in FIG. 9, a typical value is about φ100 mm.
10 kA is generally chosen for devices of size. )

【0006】n型半導体である焼結体中の酸化亜鉛粒子
は、結晶粒界に過剰の酸素が吸着すると界面に電子の捕
獲準位が形成され、ここに電子が捕獲されるために粒界
面にそって電子が存在しない空乏層が生成し、結局粒界
部分に電子的バリア(ショットキー・バリア)が形成さ
れる。そのため、このショットキー・バリアのバリアハ
イトが大きいほど漏れ電流が小さくなり、小電流領域の
平坦性がより優れた抵抗体となる。小電流領域の平坦性
には粒界での電気特性が大きく影響する一方で、大電流
領域の平坦性には酸化亜鉛自身の抵抗が大きく影響す
る。酸化亜鉛自身の抵抗が大きくなると平坦性が悪化す
るため、酸化亜鉛自身の抵抗は小さいほうがよい。
In the zinc oxide particles in the sintered body, which is an n-type semiconductor, an electron trap level is formed at the interface when excess oxygen is adsorbed at the crystal grain boundary, and the electron is trapped there, so that the grain interface is formed. A depletion layer in which no electrons exist is generated along with this, and eventually an electronic barrier (Schottky barrier) is formed at the grain boundary portion. Therefore, the larger the barrier height of the Schottky barrier is, the smaller the leakage current is, and the resistance is more excellent in flatness in the small current region. The electrical characteristics at the grain boundaries greatly affect the flatness of the small current region, while the resistance of zinc oxide itself greatly affects the flatness of the large current region. If the resistance of zinc oxide itself increases, the flatness deteriorates, so the resistance of zinc oxide itself should be small.

【0007】近年、電力分野では送電電圧の高電圧化に
伴い、各種送電機器を保護するために、避雷器の高性能
化が強く要求されている。この要求に応えるべく、より
優れた特性をそなえた電圧非直線抵抗体、たとえば、避
雷器特性の重要な要素である平坦率(抵抗体の非直線性
を表し、図9に示すように大電流領域Hでの電圧VH
小電流領域Lでの電圧VL との比率VH/VL であり、
特にバリスタ電圧VS との比率VS/VLを小電流領域の
平坦率、VH/VSを大電流領域の平坦率という)のより
小さく、かつ、より高エネルギーのサージを吸収できる
エネルギー耐量に優れた素子に対する市場の要望はます
ます大きくなっている。
In recent years, in the field of electric power, as the transmission voltage has become higher, there has been a strong demand for higher performance of the arrester in order to protect various transmission equipment. In order to meet this requirement, a voltage non-linear resistor having more excellent characteristics, for example, a flatness factor (representing the non-linearity of the resistor, which is an important element of lightning arrester characteristics, as shown in FIG. is the ratio V H / V L of the voltage V L of the voltage V H and the small-current region L in H,
In particular, the ratio V S / V L with the varistor voltage V S is smaller than the flatness ratio in the small current region, and V H / V S is the flatness ratio in the large current region. The market demand for devices with excellent withstand capability is ever increasing.

【0008】平坦率を小さくするには、抵抗体の電圧非
直線性を良くする、即ち、酸化亜鉛粒子間の粒界に存在
するショットキー・バリアのバリアハイトを高くするよ
うな製造技術、またエネルギー耐量をよくするために
は、抵抗体全体を緻密で均質にできるような製造技術の
確立が必要となる。このため、添加物効果の実験を繰返
し行なってきた。しかしながら、従来の技術では、大電
流領域の平坦率を改善する効果は同時に小電流領域の平
坦率を悪化させ、逆に小電流領域の平坦率を改善する効
果は同時に大電流領域の平坦率を悪化させた。そこで、
大電流領域、小電流領域両方の平坦率を小さくする方法
として、酸化性雰囲気の下で焼成することを試みた。
In order to reduce the flatness, the voltage non-linearity of the resistor is improved, that is, the barrier height of the Schottky barrier existing at the grain boundaries between the zinc oxide particles is increased, and the energy is increased. In order to improve the durability, it is necessary to establish a manufacturing technique that enables the entire resistor to be dense and uniform. For this reason, experiments of additive effects have been repeated. However, in the conventional technique, the effect of improving the flatness ratio of the large current region deteriorates the flatness ratio of the small current region at the same time, and the effect of improving the flatness ratio of the small current region decreases the flatness ratio of the large current region at the same time. Made it worse. Therefore,
As a method of reducing the flatness rate in both the large current region and the small current region, we tried firing in an oxidizing atmosphere.

【0009】酸化亜鉛結晶粒子間の粒界に十分な酸素を
供給するには、一般に固体よりも液体の拡散速度の方が
速いため、酸化ビスマスを主成分とする粒界層が融解し
ている温度領域で長時間焼成することが望ましい。しか
しながら、酸化性雰囲気中での焼成は小電流領域での平
坦率を20〜40%小さくできる一方で、焼結体中の空
孔が多くなり、耐湿性に問題があることがわかった。
In order to supply sufficient oxygen to the grain boundaries between the zinc oxide crystal grains, the diffusion rate of the liquid is generally higher than that of the solid, so that the grain boundary layer containing bismuth oxide as the main component is melted. Baking for a long time in the temperature range is desirable. However, it has been found that firing in an oxidizing atmosphere can reduce the flatness ratio in the small current region by 20 to 40%, but the number of pores in the sintered body increases, causing a problem in moisture resistance.

【0010】焼結体である以上、抵抗体中には多少の空
孔が存在することは避けられない。しかし、直径1μm
以下の小さな空孔が余りにも多いと、湿度の高い環境下
で使用した場合吸湿し、電圧−電流特性に影響を与え
る。特に避雷器においては、電力機器を保護するその役
割から、あらゆる環境の下で使用しても安定な特性を有
し、信頼性の高いものが要求される。そのため、湿度に
よる電気特性の変化は問題となる。
Since it is a sintered body, it is inevitable that some holes are present in the resistor. However, the diameter is 1 μm
If the following small holes are too numerous, they will absorb moisture when used in a high humidity environment, and will affect the voltage-current characteristics. In particular, lightning arresters are required to have stable characteristics and high reliability even when used in all environments because of their role of protecting electric power equipment. Therefore, the change in electrical characteristics due to humidity becomes a problem.

【0011】また、酸化亜鉛結晶粒数個分(φ100μ
m程度)に相当する比較的大きな空孔が多いと、抵抗体
は緻密さを失い、密度も小さくなる。このような抵抗体
では電流分布が均一ではないので、高いエネルギーのサ
ージが加わった場合には、局部的に発熱温度が高くな
り、電圧−電流特性が劣化し、ますます局部的に電流が
流れるという悪循環に陥る。そして、素子破壊が生じや
すくなり、エネルギー耐量は低下する。
In addition, several zinc oxide crystal grains (φ100 μ
If there are many relatively large pores (about m), the resistor loses its denseness and its density becomes small. Since the current distribution is not uniform in such a resistor, when a high-energy surge is applied, the heat generation temperature rises locally, the voltage-current characteristics deteriorate, and the current flows even more locally. Fall into a vicious circle. Then, element breakdown is likely to occur, and the energy withstand capability decreases.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上述したような電圧非
直線抵抗体では、酸化性雰囲気中で焼成を行なうと、空
気中焼成では困難であった小電流領域の平坦性を大幅に
改善できるが、空孔率が増加し、エネルギー耐量の低
下、吸湿による電気特性劣化が新たに生じるという問題
点があった。この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたもので、焼結体中の空孔が少なく、緻密
で、抵抗体全体が均質で、エネルギー耐量に優れ、しか
も平坦率が小さい、酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線
抵抗体およびその製造方法を得ることを目的とする。
In the voltage non-linear resistor as described above, if the firing is carried out in an oxidizing atmosphere, the flatness of the small current region, which was difficult in the firing in air, can be greatly improved. However, there is a problem that the porosity is increased, the energy resistance is lowered, and the electric characteristics are newly deteriorated due to moisture absorption. The present invention has been made to solve such a problem, and has a small number of holes in the sintered body, is dense, is uniform throughout the resistor, is excellent in energy resistance, and has a small flatness ratio. It is an object of the present invention to obtain a voltage non-linear resistor containing zinc oxide as a main component and a method for manufacturing the same.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項第1項
に係る発明は、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマス、
酸化アンチモン、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化コバ
ルト、酸化マンガン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムお
よび酸化ホウ素を含有する電圧非直線抵抗体であって、
その任意の部位における直径6nm〜1μmの空孔率を
5μl(マイクロリットル)/g以下としたものであ
る。
The invention according to claim 1 of the present invention comprises zinc oxide as a main component, bismuth oxide,
A voltage non-linear resistor containing antimony oxide, chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide and boron oxide,
The porosity at a diameter of 6 nm to 1 μm at any portion is 5 μl (microliter) / g or less.

【0014】この発明の請求項第2項に係る発明は、酸
化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマス、酸化アンチモン、
酸化クロム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガ
ン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸化ホウ素を
含有する電圧非直線抵抗体であって、焼結体全体の嵩密
度を原料の単純モル分率から計算によって求められる理
論密度の94〜97%としたものである。
The invention according to claim 2 of the present invention comprises zinc oxide as a main component, bismuth oxide, antimony oxide,
A voltage non-linear resistor containing chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide and boron oxide, wherein the bulk density of the whole sintered body is calculated from the simple mole fraction of the raw material. The theoretical density is 94 to 97%.

【0015】この発明の請求項第3項に係る発明は、酸
化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマス、酸化アンチモン、
酸化クロム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガ
ン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸化ホウ素を
含有する電圧非直線抵抗体であって、焼結体全体の嵩密
度分布の最大最小の差を平均値の3%以下としたもので
ある。
The invention according to claim 3 of the present invention comprises zinc oxide as a main component, bismuth oxide, antimony oxide,
A voltage non-linear resistor containing chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide and boron oxide, wherein the difference between the maximum and minimum of the bulk density distribution of the entire sintered body is 3 of the average value. % Or less.

【0016】この発明の請求項第4項に係る発明は、酸
化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマス、酸化アンチモン、
酸化クロム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガ
ン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸化ホウ素を
含有する原料を秤量、混合して所定形状に成形した後、
空気中で第1段階の焼成を行い、再度酸化性雰囲気中で
第2段階の焼成を行う2段階焼成方式による電圧非直線
抵抗体の製造方法であって、第1段階の焼成における昇
温過程では、500℃から最高焼成温度までの少なくと
も一部の温度領域における昇温速度を30℃/時間以下
とし、第2段階の焼成における昇温過程では、昇温速度
を50〜500℃/時間とすると共に、第2段階の焼成
における降温過程では、最高焼成温度を950℃以上で
かつ第1段階の最高焼成温度を越えない温度とすると共
に、降温速度変化点を900〜650℃とし、最高焼成
温度からこの降温速度変化点までの降温速度を15〜2
00℃/時間とし、この降温速度変化点から室温までの
降温速度を50℃/時間以下とするものである。
The invention according to claim 4 of the present invention comprises zinc oxide as a main component, bismuth oxide, antimony oxide,
Raw materials containing chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide and boron oxide are weighed, mixed and molded into a predetermined shape,
A method of manufacturing a voltage non-linear resistor according to a two-step firing method in which first-step firing is performed in air and second-step firing is performed again in an oxidizing atmosphere. Then, the temperature raising rate in at least a part of the temperature range from 500 ° C. to the maximum firing temperature is 30 ° C./hour or less, and in the temperature raising process in the second stage firing, the temperature raising rate is 50 to 500 ° C./hour. In addition, in the temperature lowering process in the second stage firing, the maximum firing temperature is 950 ° C. or higher and does not exceed the maximum firing temperature in the first stage, and the temperature lowering rate change point is 900 to 650 ° C. The temperature decrease rate from the temperature to this temperature decrease rate change point is 15 to 2
The temperature decreasing rate from the temperature change rate changing point to the room temperature is 50 ° C./hour or less.

【0017】[0017]

【作用】この発明の請求項第1項においては、電圧非直
線抵抗体中の空孔率が5μl/g以下であると、抵抗体
中の空孔が少なく吸湿による電気特性劣化を受けない。
According to the first aspect of the present invention, when the porosity in the voltage non-linear resistor is 5 μl / g or less, the number of voids in the resistor is small and the electrical characteristics are not deteriorated by moisture absorption.

【0018】この発明の請求項第2項においては、嵩密
度が理論密度の94〜97%であり、焼結が非常に緻密
となる。
According to the second aspect of the present invention, the bulk density is 94 to 97% of the theoretical density, and the sintering becomes extremely dense.

【0019】この発明の請求項第3項においては、嵩密
度のばらつきを3%以下とし、焼結体内部を均一かつ緻
密にし、エネルギー耐量を良好とする。
In the third aspect of the present invention, the variation of the bulk density is 3% or less, the inside of the sintered body is made uniform and dense, and the energy resistance is good.

【0020】この発明の請求項第4項においては、まず
第1段階の空気中焼成時で、ゆっくり焼結反応を進ませ
ることにより、空孔が少なく、緻密で、全体に均質な焼
結体を得る。そして、次に行なう酸化性雰囲気中での第
2段階の焼成時に、酸化亜鉛結晶粒子間の粒界に十分な
酸素を供給し、粒界部分のショットキー・バリアのバリ
アハイトを高くする。これらの作用によって、エネルギ
ー耐量に優れ、かつ、平坦率の小さな電圧非直線抵抗体
を得る。
According to the fourth aspect of the present invention, the sintering reaction is allowed to proceed slowly during the first-stage firing in air, so that the sintered body has few pores, is dense, and is homogeneous throughout. To get Then, during the second-step firing in an oxidizing atmosphere, which is performed next, sufficient oxygen is supplied to the grain boundaries between the zinc oxide crystal grains to increase the barrier height of the Schottky barrier at the grain boundary portions. By these actions, a voltage non-linear resistor having excellent energy resistance and a small flatness is obtained.

【0021】[0021]

【実施例】この発明の電圧非直線抵抗体は、上述したよ
うに、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマス、酸化アン
チモン、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸
化マンガン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸化
ホウ素を含有して混合し、所定形状に成形したのち、空
気中焼成後、再度酸化性雰囲気中で焼成する2段階焼成
方式を特徴とする製造方法により製造するものである。
EXAMPLE As described above, the voltage non-linear resistor of the present invention contains zinc oxide as a main component and contains bismuth oxide, antimony oxide, chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide and It is produced by a production method characterized by a two-step firing method in which boron oxide is mixed and mixed, shaped into a predetermined shape, fired in air, and fired again in an oxidizing atmosphere.

【0022】酸化ビスマスは、通常平均粒径が1〜5μ
mのものが用いられる。この酸化ビスマスの配合量は、
5mol(モル)%よりも多い場合には酸化亜鉛粒子成
長抑制効果に対して逆効果となり、また、0.1mol
%よりも少ない場合には漏れ電流が増加する。従って、
電圧非直線抵抗体の原料(以下、単に原料という)中に
Bi23に換算して0.1〜5mol%、特に好ましく
は0.2〜2mol%含有されるように調製することが
望ましい。
Bismuth oxide usually has an average particle size of 1 to 5 μm.
m is used. The blending amount of this bismuth oxide is
When it is more than 5 mol (mol)%, it has an adverse effect on the zinc oxide particle growth inhibitory effect, and 0.1 mol
If it is less than%, the leakage current increases. Therefore,
It is desirable that the raw material of the voltage non-linear resistor (hereinafter, simply referred to as raw material) is contained in an amount of 0.1 to 5 mol%, particularly preferably 0.2 to 2 mol% in terms of Bi 2 O 3. .

【0023】酸化アンチモンは、バリスタ電圧を大きく
する性質を有するものである。かかる酸化アンチモンと
しては、通常平均粒子径が0.5〜5μmのものが用い
られる。この酸化アンチモンの配合量は、5mol%よ
りも多い場合には酸化亜鉛との反応物であるスピネル粒
子(絶縁物)が多く存在し、電流の通電パスが大きく制
限されるため、エネルギー耐量が小さくなって破壊しや
すくなり、また、0.5mol%よりも少ない場合には
酸化亜鉛粒子成長の抑制効果が十分に発揮されなくな
る。従って、原料中にSb23に換算して0.5〜5m
ol%、特に好ましくは0.7〜2mol%含有される
ように調製することが望ましい。
Antimony oxide has the property of increasing the varistor voltage. As such antimony oxide, one having an average particle diameter of 0.5 to 5 μm is usually used. When the compounding amount of this antimony oxide is more than 5 mol%, a large amount of spinel particles (insulators) that are a reaction product with zinc oxide exist, and the current-carrying path is greatly limited, so that the energy resistance is small. When the amount is less than 0.5 mol%, the effect of suppressing the growth of zinc oxide particles cannot be sufficiently exerted. Therefore, 0.5 to 5 m in terms of Sb 2 O 3 in the raw material
It is desirable to prepare it so as to contain ol%, particularly preferably 0.7 to 2 mol%.

【0024】また、この発明の電圧非直線抵抗体におい
ては、電圧非直線性を改善させるために酸化クロム、酸
化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ケイ素
が配合される。これらの成分としては、通常平均粒径が
5μm以下のものを用いることが好ましい。なお、十分
な電圧非直線性を付与せしめるためには、これらの成分
の配合はそれぞれ原料中にNiO、Co34、Mn
34、SiO2 に換算して0.1mol%以上、特に好
ましくは0.2mol%以上含有されるように調製され
ることが望ましい。しかしながら、5mol%よりも配
合量が多すぎる場合には、絶縁物であるスピネル相、パ
イロクロア相(スピネル生成反応の中間反応物質)およ
びケイ酸亜鉛量が多くなり、電流の通電パスが曲折する
ためにエネルギー耐量の減少や、電圧非直線性が悪化す
る傾向がある。従って、原料中にNiO、Co34、M
34、SiO2 に換算して3mol%以下、特に好ま
しくは2mol%以下含有されるように調製することが
望ましい。
Further, in the voltage non-linear resistor of the present invention, chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide and silicon oxide are blended in order to improve the voltage non-linearity. As these components, it is usually preferable to use those having an average particle size of 5 μm or less. In order to provide sufficient voltage non-linearity, the ingredients are mixed in the respective raw materials such as NiO, Co 3 O 4 , and Mn.
It is desirable that the content is adjusted to be 0.1 mol% or more, particularly preferably 0.2 mol% or more in terms of 3 O 4 and SiO 2 . However, if the blending amount is more than 5 mol%, the amount of the spinel phase, the pyrochlore phase (intermediate reaction substance of spinel forming reaction) and the zinc silicate, which are insulators, increases, and the current-carrying path bends. In addition, the energy withstand capability tends to decrease and the voltage non-linearity tends to deteriorate. Therefore, NiO, Co 3 O 4 , M
It is desirable that the content is adjusted to 3 mol% or less, particularly preferably 2 mol% or less in terms of n 3 O 4 and SiO 2 .

【0025】また、この発明においては、酸化亜鉛粒子
の抵抗を下げ、電圧非直線性を改善させるために、また
酸化ビスマスをより低融化させ、その流動性を良くして
粒子間に存在する空孔(pore)を有効に減らすよう
に、たとえば酸化アルミニウムをAl23に換算して
0.0001〜0.01mol%、酸化ホウ素をB23
に換算して0.001〜0.1mol%原料中に含有し
てもよい。
Further, in the present invention, in order to reduce the resistance of the zinc oxide particles and improve the voltage non-linearity, the bismuth oxide is further made to have a lower melting point, its fluidity is improved, and voids existing between the particles are improved. In order to effectively reduce the pores, for example, aluminum oxide is converted into Al 2 O 3 in an amount of 0.0001 to 0.01 mol%, and boron oxide is converted into B 2 O 3.
The amount may be 0.001 to 0.1 mol% in the raw material.

【0026】電圧非直線抵抗体の原料の残部は酸化亜鉛
であるが、電圧非直線性の改善、エネルギー耐量の向上
および長寿命化の総合的観点から、酸化亜鉛の配合量は
原料中にZnOに換算して90〜97mol%、特に好
ましくは92〜96mol%含有されるように調製する
ことが望ましい。
The balance of the raw material of the voltage non-linear resistor is zinc oxide, but from the comprehensive viewpoint of improving the voltage non-linearity, improving the energy resistance and extending the life, the content of zinc oxide is ZnO in the raw material. It is desirable to prepare such that the content is 90 to 97 mol%, particularly preferably 92 to 96 mol%.

【0027】次に、上述した原料からなるこの発明の電
圧非直線抵抗体の製造方法について説明する。まず、原
料の平均粒子径をボールミルなどを用いて適宜調整した
後、例えばポリビニルアルコール水溶液などを用いてス
ラリーを形成し、スプレードライヤーなどを用いて乾燥
させて造粒する。得られた造粒粉を、たとえば200〜
500kgf/cm2 程度の加圧力で一軸性加圧を施
し、所定形状の粉末成形体を作製する。粉末成形体から
バインダー(たとえばポリビニルアルコール)を除去す
るために、この粉末成形体を600℃程度の温度で予備
加熱後、焼成する。
Next, a method of manufacturing the voltage nonlinear resistor of the present invention made of the above-mentioned raw materials will be described. First, the average particle diameter of the raw material is appropriately adjusted using a ball mill or the like, and then a slurry is formed using, for example, a polyvinyl alcohol aqueous solution, and dried using a spray dryer or the like to granulate. The obtained granulated powder is, for example, 200 to
Uniaxial pressure is applied with a pressure of about 500 kgf / cm 2 to produce a powder compact having a predetermined shape. In order to remove the binder (for example, polyvinyl alcohol) from the powder compact, the powder compact is preheated at a temperature of about 600 ° C. and then fired.

【0028】第1段階における焼成は、少なくとも空気
中で最高温度を1000〜1300℃、好ましくは11
00〜1270℃として1〜20時間、好ましくは3〜
10時間保持して行なう。この焼成による昇温過程は、
酸化亜鉛粒子間に存在する粒界の主成分となる酸化ビス
マスの流動性をよくし、粒子間に残る空孔を有効に減ら
すため、500℃以上の酸化ビスマスの溶融温度領域で
は、30℃/hr(時間)以下、好ましくは25℃/h
r以下とする。
The firing in the first stage has a maximum temperature of 1000 to 1300 ° C., preferably 11 at least in air.
0 to 1270 ° C for 1 to 20 hours, preferably 3 to
Hold for 10 hours. The temperature rising process by this firing is
In order to improve the fluidity of bismuth oxide, which is the main component of the grain boundary existing between zinc oxide particles, and effectively reduce the pores remaining between particles, in the melting temperature range of bismuth oxide of 500 ° C or higher, 30 ° C / less than hr (hour), preferably 25 ° C / h
r or less.

【0029】第2段階における焼成は、少なくとも酸素
分圧が80容量%以上の酸化性雰囲気となるよう調整す
ることが望ましい。第1段階の焼成によって、空孔が少
なく、緻密で、全体に均質な焼結体を得たため、この焼
成では酸化亜鉛粒子の酸素欠損を小さくし、さらに過剰
な酸素を酸化亜鉛粒子間の粒界に供給することを目的と
する。このため、酸化亜鉛粒子間に存在する粒界の主成
分となる酸化ビスマスの流動性をよくし、酸素イオンの
良導体である酸化ビスマスを介して酸素を供給して、シ
ョットキー・バリアのバリアハイトをより高くする効果
を有する。従って、昇温過程においては50〜500℃
/hr、好ましくは100〜200℃/hr、また降温
過程においては酸化ビスマスの結晶化温度領域とその近
傍領域周辺すなわち降温速度変化点(650〜900
℃)を境に降温速度を前半は15〜200℃/hr、好
ましくは30〜150℃/hr、後半は50℃/hr以
下、好ましくは30℃/hr以下とすることが望まし
い。
The firing in the second stage is preferably adjusted so that the oxygen partial pressure is at least 80% by volume or more in an oxidizing atmosphere. Since the first-stage firing resulted in a dense, dense, and homogeneous sintered body with few pores, oxygen deficiency of the zinc oxide particles was reduced by this firing, and excess oxygen was removed between the zinc oxide particles. The purpose is to supply the world. Therefore, the fluidity of bismuth oxide, which is the main component of the grain boundaries existing between the zinc oxide particles, is improved, and oxygen is supplied through bismuth oxide, which is a good conductor of oxygen ions, to increase the barrier height of the Schottky barrier. It has a higher effect. Therefore, in the temperature rising process, 50 to 500 ° C
/ Hr, preferably 100 to 200 ° C./hr, and in the temperature decreasing process, around the crystallization temperature region of bismuth oxide and its vicinity, that is, the temperature decreasing rate change point (650 to 900).
(C) as a boundary, the rate of temperature decrease is preferably 15 to 200 ° C / hr in the first half, preferably 30 to 150 ° C / hr, and 50 ° C / hr or less in the latter half, preferably 30 ° C / hr or less.

【0030】以上の条件は、固相反応が十分に起こり、
焼結反応が十分に進行し、より優れた特性を有する焼結
体を得るための条件であり、特に降温速度を変化させる
酸化ビスマスの結晶化温度領域は配合によって微妙に温
度領域が異なるため、たとえばTMA(熱分析装置)な
どを用いて設定することができる。この発明の電圧非直
線抵抗体は、まず空気中で第1段階目の焼成を行い、再
度酸化性雰囲気中で第2段階目の焼成を行う方法によ
り、エネルギー耐量に優れ、平坦率も小さく、耐湿性に
優れた、素子の高性能化の要請に応え得るものである。
Under the above conditions, the solid phase reaction sufficiently occurs,
Sintering reaction proceeds sufficiently, it is a condition for obtaining a sintered body having more excellent characteristics, in particular, because the crystallization temperature range of bismuth oxide that changes the cooling rate is slightly different depending on the composition, For example, it can be set by using TMA (thermal analysis device) or the like. The voltage non-linear resistor of the present invention is excellent in energy resistance and has a small flatness ratio by the method of first firing in air and then second firing in an oxidizing atmosphere. It is possible to meet the demand for higher performance of the element, which has excellent moisture resistance.

【0031】次に、この発明の電圧非直線抵抗体および
その製造方法を実施例および比較例に基づいてさらに詳
細に説明するが、この発明はかかる実施例のみに限定さ
れるものではない。
Next, the voltage non-linear resistor of the present invention and the method for manufacturing the same will be described in more detail based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

【0032】実施例1. 試料1〜9および比較試料1〜11.酸化亜鉛、酸化ビ
スマス、酸化アンチモン、酸化クロム、酸化ニッケル、
酸化コバルト、酸化マンガン、酸化ケイ素、酸化アルミ
ニウム、および酸化ホウ素をそれぞれ表1に示すような
形に換算し、含有量を調整した。
Example 1. Samples 1-9 and comparative samples 1-11. Zinc oxide, bismuth oxide, antimony oxide, chromium oxide, nickel oxide,
Cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide, and boron oxide were each converted into the form shown in Table 1 to adjust the content.

【0033】[0033]

【表1】 [Table 1]

【0034】前記酸化亜鉛は、乾式法(昇華法)によっ
て合成されたもので、平均粒径は1μm、酸化アンチモ
ンの平均粒径は5μm、これら以外の原料の平均粒径は
ほぼ5μm以下となるように調製した。また、原料の純
度は、工業品グレード(99.0〜99.9%)とし
た。
The zinc oxide is synthesized by a dry method (sublimation method) and has an average particle diameter of 1 μm, antimony oxide has an average particle diameter of 5 μm, and other raw materials have an average particle diameter of about 5 μm or less. Was prepared as follows. In addition, the purity of the raw material was set to industrial grade (99.0 to 99.9%).

【0035】次に、前記原料と、バインダとしてポリビ
ニルアルコール水溶液をディスパーミルを用いて混合
し、スラリーを形成した後、スプレードライヤーを用い
て乾燥し、造粒した。得られた造粒粉を200〜500
kgf/cm2 の加圧力で一軸性加圧し、粉末成形体を
得た。なお、試料1〜9および比較試料1〜7では呼び
径φ125mm、厚さ30mmとした。これらの粉末成
形体を、600℃で5時間予備加熱をしてバインダーを
除去した。
Next, the above raw materials and a polyvinyl alcohol aqueous solution as a binder were mixed using a disper mill to form a slurry, which was then dried using a spray dryer and granulated. 200-500 the obtained granulated powder
Uniaxial pressure was applied with a pressure of kgf / cm 2 to obtain a powder compact. In each of Samples 1 to 9 and Comparative Samples 1 to 7, the nominal diameter was 125 mm and the thickness was 30 mm. These powder compacts were preheated at 600 ° C. for 5 hours to remove the binder.

【0036】続いて、焼成雰囲気、最高温度を表2に示
す条件に従い焼成を行った。但し、焼成の温度パターン
は図1(a)、(b)に示すとおりで、Vaは第1段階
焼成における500℃から最高焼成温度までの昇温速
度、Vbは第1段階焼成における最高焼成温度からの降
温速度、Vcは第2段階焼成における最高焼成温度まで
の昇温速度、Taは第2段階焼成における最高焼成温
度、Vdは第2段階焼成における最高焼成温度から降温
速度変化点までの降温速度、Tbは第2段階焼成におけ
る降温速度変化点、Veは第2段階焼成における降温速
度変化点以降の降温速度を表す。
Subsequently, firing was performed under the conditions shown in Table 2 for firing atmosphere and maximum temperature. However, the firing temperature pattern is as shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), where Va is the heating rate from 500 ° C. to the maximum firing temperature in the first-stage firing, and Vb is the maximum firing temperature in the first-stage firing. , Vc is the temperature increase rate up to the maximum firing temperature in the second-stage firing, Ta is the maximum firing temperature in the second-stage firing, and Vd is the temperature reduction from the maximum firing temperature in the second-stage firing to the temperature-falling rate change point. Velocity, Tb represents a temperature decrease rate change point in the second stage firing, and Ve represents a temperature decrease rate after the temperature decrease rate change point in the second stage firing.

【0037】[0037]

【表2】 [Table 2]

【0038】得られた電圧非直線抵抗体素子を研磨し、
洗浄した後、アルミニウム電極を形成し、各種の電気特
性を測定した。測定において、VL=V10μA、VS=V
3mA、VH=V10KAとした。表3には、小電流領域の平坦
率(VS/VL)と大電流領域の平坦率(VH/VS)それ
ぞれの第1段階焼成後の測定値を基準にした第2段階焼
成後の変化率を示す。
The voltage non-linear resistance element thus obtained was polished,
After washing, an aluminum electrode was formed and various electrical characteristics were measured. In the measurement, V L = V 10 μ A , V S = V
3mA , VH = V10KA . Table 3, the second step firing relative to the measured value of the flatness ratio (V H / V S) after the first stage baking of the respective flat rate (V S / V L) and a large current region of the small-current region The rate of change after is shown.

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】また、電気特性測定後、これらの素子を切
断し、空孔率と嵩密度を測定した。素子中央部から、5
mm角の試料を切り出した後、研磨紙#320から#8
00までを用いて順に表面を研磨した試料について、空
孔率(μl/g)を水銀圧入式ポロシメーター(市販
品:島津製ポアサイザ9310、圧力測定範囲0〜30
000psi、細孔直径6nm以上の測定が可能)によ
り測定した。測定結果の一例を図2に示す。
After measuring the electrical characteristics, these devices were cut and the porosity and bulk density were measured. 5 from the element center
After cutting out a square mm sample, polishing paper # 320 to # 8
The porosity (μl / g) of a sample whose surface was sequentially polished using up to 00 was measured by a mercury porosimeter (commercially available product: Shimadzu Poisizer 9310, pressure measurement range 0 to 30).
000 psi, pore diameter of 6 nm or more can be measured). An example of the measurement result is shown in FIG.

【0041】ここで、直径が酸化亜鉛結晶粒(〜数μ
m)以下の空孔が実際に吸湿劣化に影響を与えると考え
られるため、試料表面に残る1μmを越える研磨傷を除
いた、φ6nm〜1μmの空孔による累積空孔率を表3
に示した。同様に素子中央部と周辺部から図3に示すよ
うに5mm角の試料を切り出し、研磨紙#320から#
800までを用いて順に表面を研磨した。150℃で2
時間乾燥した後の乾燥重量W1 を測定し、2時間の煮沸
を行ない、飽水重量W2 と水中重量W3 を測定した。こ
れらから、嵩密度Dを次の式(1)によって求めた。但
し、ρは測定した温度における水の密度を表す。
Here, the diameter of zinc oxide crystal grains (up to several μ)
m) The following pores are considered to actually affect moisture absorption deterioration. Therefore, the cumulative porosity due to pores of φ6 nm to 1 μm excluding polishing scratches of more than 1 μm remaining on the sample surface is shown in Table 3.
It was shown to. Similarly, a 5 mm square sample was cut out from the central portion and the peripheral portion of the element as shown in FIG.
The surface was sequentially polished using up to 800. 2 at 150 ° C
The dry weight W 1 after drying for an hour was measured, boiling was performed for 2 hours, and the saturated water weight W 2 and the water weight W 3 were measured. From these, the bulk density D was determined by the following equation (1). However, ρ represents the density of water at the measured temperature.

【0042】[0042]

【数1】 [Equation 1]

【0043】得られた嵩密度の平均値を表3に示す。表
2および表3に示された結果から、以下のことがわか
る。第1段階における空気中焼成での昇温速度が100
℃/hrよりも速い場合は、本試料および比較試料のよ
うに大口径であると抵抗体内部の焼結反応が表面付近に
比べ遅れて、ほとんどの素子に割れが生じた。試料1、
2および比較試料1を比較して、昇温速度が遅いほど素
子内の焼結反応が均一になり、空孔率は小さく、嵩密度
は大きくなって望ましい特性を有する抵抗体が得られ
た。次に、試料1、3および4を比較して、第1段階に
おける空気中焼成での降温速度は速いほど大電流領域の
平坦率が多少改善されているが、特性に大きく影響を与
える要素ではない。従って、ここでの降温速度は第2段
階目の焼成を考慮して、製造条件の許す範囲内で早めれ
ば良い。
Table 3 shows the average values of the obtained bulk densities. From the results shown in Tables 2 and 3, the following can be seen. In the first stage, the heating rate during firing in air was 100.
When the temperature was faster than ° C / hr, the sintering reaction inside the resistor was delayed as compared with the vicinity of the surface and cracks occurred in most of the elements when the diameter was large as in this sample and the comparative sample. Sample 1,
Comparing No. 2 and Comparative Sample 1, the slower the heating rate, the more uniform the sintering reaction in the device, the smaller the porosity, the larger the bulk density, and the resistor having the desired characteristics was obtained. Next, comparing Samples 1, 3 and 4, although the flatness ratio in the large current region was slightly improved as the temperature lowering rate in the first-stage firing in air was higher, the factors that greatly affect the characteristics were Absent. Therefore, the temperature lowering rate here may be increased within the range allowed by the manufacturing conditions in consideration of the second-stage firing.

【0044】さらに、試料1、5および6を比較して、
第2段階における酸化性雰囲気(試料では酸素分圧10
0容量%)中焼成での昇温速度は、50〜200℃/h
rの間で平坦率に大きな変化は見られない。しかしなが
ら、500℃/hr以上で昇温すると抵抗体に割れが生
じ、また、第1段階焼結を完了しているので、生産効
率、経済性を考慮すると500℃/hr以下、好ましく
は50〜200℃/hrとすることが望ましい。
Further, comparing Samples 1, 5 and 6,
Oxidizing atmosphere in the second stage (oxygen partial pressure 10 in the sample
(0% by volume) The temperature rising rate in medium firing is 50 to 200 ° C./h
There is no significant change in flatness between r. However, when the temperature is raised at 500 ° C./hr or more, cracks occur in the resistor, and since the first-stage sintering is completed, considering the production efficiency and economic efficiency, 500 ° C./hr or less, preferably 50 to It is desirable to set it to 200 ° C./hr.

【0045】また、試料1、および比較試料2〜7を比
較して、第2段階における最高焼成温度は、第1段階に
おけるそれより高い場合には、比較試料6、7のように
小電流領域の平坦率が大きく改善されるものの、同時に
空孔率が大きくなり素子が吸湿劣化を引き起こす原因と
なる。一方、最高焼成温度が950℃よりも低い場合に
は比較試料2のように小電流領域の平坦率が悪化し、2
段階焼成の効果を発揮できなくなる。この様子を図4に
示す。従って、第2段階における最高焼成温度は、2段
階焼成の効果を発揮できる950℃以上で、吸湿劣化の
影響がでないよう第1段階における最高焼成温度を越え
ないことが望ましい。
Further, comparing Sample 1 and Comparative Samples 2 to 7, when the maximum firing temperature in the second stage is higher than that in the first stage, as in Comparative Samples 6 and 7, a small current region is obtained. Although the flatness of the element is greatly improved, the porosity is increased at the same time, which causes the element to deteriorate due to moisture absorption. On the other hand, when the maximum firing temperature is lower than 950 ° C., the flatness ratio in the small current region deteriorates as in Comparative Sample 2, and 2
The effect of stepwise firing cannot be exhibited. This is shown in FIG. Therefore, it is desirable that the maximum firing temperature in the second stage is 950 ° C. or higher at which the effect of the two-stage firing can be exhibited, and that it does not exceed the maximum firing temperature in the first stage so as not to be affected by moisture absorption deterioration.

【0046】また、試料1、7および比較試料8を比較
して、第2段階における焼成での最高温度から降温速度
変化点までの降温速度は、速いほど大電流領域の平坦率
を小さくするが、200℃/hrより速い場合には同時
に小電流領域の平坦率を悪化するために、15〜200
℃/hr、好ましくは30〜150℃/hrとすること
が望ましい。
Further, comparing Samples 1 and 7 and Comparative Sample 8, the higher the temperature-falling rate from the maximum temperature in the firing in the second stage to the temperature-falling rate change point, the smaller the flatness ratio in the large current region. , 200 ° C./hr, the flatness of the small current region is deteriorated at the same time.
C./hr, preferably 30 to 150.degree. C./hr.

【0047】第2段階の焼成における降温速度変化点
は、本焼成で非常に重要な要素となる。即ち、この降温
過程において酸化亜鉛粒子の酸素欠陥を小さくし、さら
に過剰な酸素を酸化亜鉛粒子間の粒界に供給することを
目的とするため、酸素イオンの良導体である酸化ビスマ
スの結晶化温度領域とその近傍温度領域で降温速度を変
化させる。試料1、8および比較試料9、10を比較し
て、この変化点を低くしていくと小電流領域の平坦率が
悪くなり、2段階焼成の効果が現れなくなる。また、こ
の変化点を高くすると大きな特性の変化は見られない。
降温速度変化点以降の降温速度はそれ以前より遅くしな
ければ小電流領域の平坦性を改善できないので、生産効
率を考慮すると、降温速度変化点は効果の現れる範囲で
低温になるよう設定すべきである。従って、原料の組
成、焼成時の諸条件によって550〜950℃、特に好
ましくは650〜900℃の間で設定することが望まし
い。
The temperature lowering rate change point in the second stage firing is a very important factor in the main firing. That is, in order to reduce the oxygen deficiency of the zinc oxide particles and to supply excess oxygen to the grain boundaries between the zinc oxide particles in this temperature lowering process, the crystallization temperature of bismuth oxide which is a good conductor of oxygen ions. The cooling rate is changed in the region and the temperature region in the vicinity thereof. When Samples 1 and 8 and Comparative Samples 9 and 10 are compared and the change point is lowered, the flatness ratio in the small current region deteriorates and the effect of the two-step firing does not appear. Further, if this change point is raised, no large change in characteristics is observed.
Since the flatness in the small current region cannot be improved unless the cooling rate after the rate of change of cooling rate is slower than that before that, considering the production efficiency, the point of changing the rate of cooling should be set to a low temperature within the range where the effect appears. Is. Therefore, it is desirable to set the temperature in the range of 550 to 950 ° C., particularly preferably 650 to 900 ° C., depending on the composition of the raw material and various conditions during firing.

【0048】さらに、試料1、9および比較試料11を
比較して、第2段階の焼成における降温速度変化点以降
の降温速度は、遅いほど小電流領域の平坦率が小さくな
り、100℃/hrでは特性が悪化するため50℃/h
r以下、特に好ましくは30℃/hr以下とすることが
望ましい。次に理論密度の計算方法を示す。原料iの分
子量をAi、密度をρi(g/cm3)、モル分率をMi
(%)とするとき、原料の重量Wは、次の式(2)で示さ
れる。
Further, comparing Samples 1 and 9 and Comparative Sample 11, the slower the rate of temperature decrease after the temperature decreasing rate change point in the second-stage firing, the smaller the flatness ratio in the small current region becomes, and the temperature is 100 ° C./hr. At 50 ℃ / h
It is desirable that the temperature is r or less, and particularly preferably 30 ° C./hr or less. Next, the calculation method of theoretical density is shown. The molecular weight of the raw material i is Ai, the density is ρi (g / cm 3 ), and the mole fraction is Mi.
(%), The weight W of the raw material is expressed by the following equation (2).

【0049】[0049]

【数2】 [Equation 2]

【0050】また、原料の体積Vは、次の式(3)で示さ
れる。
The volume V of the raw material is expressed by the following equation (3).

【0051】[0051]

【数3】 (Equation 3)

【0052】これから論理密度ρtは次の式(4)のよう
に求める。
From this, the logical density ρt is obtained by the following equation (4).

【0053】[0053]

【数4】 [Equation 4]

【0054】ただし、出発原料が硝酸塩や炭酸塩である
場合は、500〜600℃で安定な酸化物に換算する。
たとえば、酸化マンガンの出発原料をMnCO3 とした
場合はMn34に換算し、酸化アルミニウムをAl(N
33とした場合はAl23に換算して計算する。表1
に示したモル分率から計算で求まる理論密度は5.64
g/cm3 であり、表3より本発明試料による焼結体全
体の嵩密度はこの理論密度の94〜97%(5.30〜
5.47g/cm3)の範囲内にあり、非常に緻密に焼結
していることがわかる。
However, when the starting material is nitrate or carbonate, it is converted to a stable oxide at 500 to 600 ° C.
For example, when MnCO 3 is used as the starting material for manganese oxide, it is converted to Mn 3 O 4 and aluminum oxide is converted to Al (N
In the case of O 3 ) 3 , it is calculated by converting to Al 2 O 3 . Table 1
The theoretical density calculated from the mole fraction shown in 5. is 5.64.
g / cm 3 , and from Table 3, the bulk density of the whole sintered body according to the sample of the present invention is 94 to 97% of this theoretical density (5.30 to
It is in the range of 5.47 g / cm 3 ) and it can be seen that the sintering is extremely dense.

【0055】実施例2. 試料10〜12および比較試料12〜16.試料1〜9
および比較試料1〜11と同条件で原料を調製して成形
したのち、600℃で5時間予備加熱をした。続いて、
焼成雰囲気、最高温度を表4に示す条件に従い焼成を行
なった。
Example 2. Samples 10-12 and Comparative Samples 12-16. Samples 1-9
The raw materials were prepared and molded under the same conditions as in Comparative Samples 1 to 11, and then preheated at 600 ° C. for 5 hours. continue,
Firing was performed according to the firing atmosphere and the maximum temperature shown in Table 4.

【0056】[0056]

【表4】 [Table 4]

【0057】得られた素子を研磨し、洗浄した後、アル
ミニウム電極を形成し、各種電気特性を測定した。ま
た、電気特性測定後、これらの素子を切断し、前記試料
1〜9および比較試料1〜11と同様にして空孔率を測
定した。これらの結果を表5に示す。
After the obtained element was polished and washed, an aluminum electrode was formed and various electric characteristics were measured. Further, after measuring the electrical characteristics, these devices were cut, and the porosity was measured in the same manner as in Samples 1 to 9 and Comparative Samples 1 to 11. The results are shown in Table 5.

【0058】[0058]

【表5】 [Table 5]

【0059】これらの結果より、酸化性雰囲気中焼成で
は小電流領域の平坦率が空気中焼成に比べ改善されてい
るが、空孔率は大きくなり、耐量も低下している。一度
このような状態に焼結してしまった素子を第2段回目の
焼成で改善させるのは容易なことではない。即ち、緻密
さ、空孔率といった素子内部の形態に関する要素は、こ
こでは最初の焼成によって決定される。この意味で比較
試料13〜16は特に2段階方式の焼成を行なっていな
いが、これから述べる嵩密度、空孔率においては差がな
いものと考える。
From these results, the flatness in the small current region is improved in the firing in the oxidizing atmosphere as compared with the firing in the air, but the porosity is increased and the withstand capability is lowered. It is not easy to improve the element once sintered in such a state by the second firing. That is, the elements related to the morphology inside the element such as the denseness and the porosity are determined here by the first firing. In this sense, Comparative Samples 13 to 16 are not particularly subjected to the two-step firing, but it is considered that there is no difference in the bulk density and the porosity described below.

【0060】特に、試料10、11および比較試料12
を比較すると、昇温速度Vaを大きくするほど空孔率は
増加する。この傾向は、比較試料13、14および1
5、16の比較により、空気中のそれに比べ酸化性雰囲
気中では顕著である。これらの抵抗体において、図3に
示す部位の嵩密度を測定しその分布を調べた結果を図5
に示す。また、各部位の最大値と最小値の差(ばらつ
き)が、平均値のどの程度あるかを示した嵩密度のばら
つき(%)を表5に示す。
In particular, samples 10, 11 and comparative sample 12
Comparing with each other, the porosity increases as the heating rate Va increases. This tendency was observed in Comparative Samples 13, 14 and 1
Comparing Nos. 5 and 16 is more remarkable in the oxidizing atmosphere than that in air. FIG. 5 shows the results of measuring the bulk densities of the parts shown in FIG. 3 and examining the distributions of these resistors.
Shown in Further, Table 5 shows the variation (%) of the bulk density, which indicates how much the average value has the difference (variation) between the maximum value and the minimum value of each part.

【0061】図5より、表面周辺に比べ中央部は嵩密度
が小さく、全体が均一に焼結できていない。これも空孔
率と同様で、試料10、11および比較試料12を比較
すると、昇温速度Vaが速いほどその差は大きくなり、
比較試料13、14、15および16より、空気中に比
べ酸化性雰囲気中であるとより顕著である。即ち、昇温
速度が速いと抵抗体の表面周辺と内部に温度差が生じ、
全体が均一に焼結できなくなっていて、それは空気中焼
結に比べ酸化性雰囲気中焼成の方が著しいことを示して
いる。
As shown in FIG. 5, the bulk density is smaller in the central portion than in the peripheral portion of the surface, and the whole cannot be sintered uniformly. This is also the same as the porosity. When comparing Samples 10 and 11 and Comparative Sample 12, the difference becomes larger as the heating rate Va is higher,
Comparative Samples 13, 14, 15 and 16 are more prominent in an oxidizing atmosphere than in air. That is, if the heating rate is high, a temperature difference occurs between the surface of the resistor and the inside,
The whole cannot be sintered uniformly, which shows that firing in an oxidizing atmosphere is more remarkable than sintering in air.

【0062】また、前記空孔率の増加、嵩密度分布のば
らつきは図6に示すような抵抗体の吸湿による電気特性
劣化を引き起こす。ここで、図中の電気特性劣化率
(%)は通常のよく乾いた状態で測定したVL と、25
℃、R.H.80%で40時間保持した後測定した
L′との差△VL(=VL−VL′)の比、△VL/VL
ある。即ち、この電気特性劣化率が大きいほどVL が悪
化したことを示す。図6より、抵抗体の空孔率は5μl
/g以下であると電気特性劣化率が10%以内になり、
安定して使用できる。この場合の嵩密度の各部位におけ
る最大最小の差は、平均値の3%以内におさまってい
る。
Further, the increase in the porosity and the variation in the bulk density distribution cause deterioration of electric characteristics due to moisture absorption of the resistor as shown in FIG. Here, the electrical characteristic deterioration rate (%) in the figure is the normal V L measured in a well-dried state and 25
C, R.C. H. After maintaining 40 hours at 80% 'difference △ V L with (= V L -V L' the V L measured) ratio, which is △ V L / V L. That is, it is indicated that the larger the deterioration rate of the electrical characteristics, the worse the V L. From FIG. 6, the porosity of the resistor is 5 μl
/ G or less, the electrical property deterioration rate is within 10%,
Can be used stably. In this case, the difference between the maximum and the minimum of the bulk density at each site is within 3% of the average value.

【0063】即ち、空気中焼成では特に問題にならなか
った吸湿による電気特性劣化が、第1段階の焼成におい
て、昇温速度が30℃/hrを越えて余りに速い場合
や、酸化性雰囲気の下で焼成した場合、抵抗体中の空孔
が増加し、電気特性の劣化となって表面化する。この空
孔率の増加は、抵抗体全体の嵩密度分布にまで影響を及
ぼし、結果的にエネルギー耐量も低下させる。前記のと
おり、空孔率が5μl/g以下であれば抵抗体中の空孔
が少なく、嵩密度の分布も均一に近づく。表5に示すと
おり、嵩密度のばらつきが3%以内であればエネルギー
耐量も良く、焼結体内部が均一、かつ緻密なために安定
して使用できる。
That is, the deterioration of the electrical characteristics due to moisture absorption, which was not a particular problem in the case of firing in air, was too fast in the first stage firing, exceeding 30 ° C./hr, or under an oxidizing atmosphere. When fired in, the number of voids in the resistor increases, and the electrical characteristics deteriorate and the surface is exposed. This increase in porosity also affects the bulk density distribution of the entire resistor, and consequently also lowers the energy resistance. As described above, when the porosity is 5 μl / g or less, the number of pores in the resistor is small, and the distribution of bulk density is close to uniform. As shown in Table 5, if the variation in bulk density is within 3%, the energy resistance is good, and the inside of the sintered body is uniform and dense, so that it can be used stably.

【0064】空気中での1回の焼成は大電流領域の平坦
率、空孔率、嵩密度は良いものの、小電流領域の平坦率
をこれ以上向上させることは難しい。その点、酸化性雰
囲気の下で焼成を行なうと、小電流領域の平坦率は大幅
に改善されるが、大電流領域の平坦率が悪くなり、空孔
率も非常に大きくなる。この発明による2段階焼成法で
は、双方の焼成における優れた作用が最大限素子製造に
生かされるような焼成パターンである。
Although the flatness, the porosity and the bulk density in the large current region are good by one firing in air, it is difficult to further improve the flatness ratio in the small current region. On the other hand, when firing is performed in an oxidizing atmosphere, the flatness ratio in the small current region is significantly improved, but the flatness ratio in the large current region is deteriorated and the porosity is also greatly increased. In the two-step firing method according to the present invention, the firing pattern is such that the excellent effects of both firings can be utilized to the maximum in device manufacturing.

【0065】なお、上述した試料では、第2段階焼成に
おける酸化性雰囲気中での酸素分圧を全て100容量%
としたが、酸素分圧をパラメータとする平坦率VH/VL
の値の変化は図7に示されるとおりであり、酸素分圧が
高いほど小さい値を示すが、実質的には80容量%以上
であれば問題はなく、同様に適用できる。
In the above-mentioned samples, the oxygen partial pressure in the oxidizing atmosphere in the second stage firing was 100% by volume.
However, the flatness ratio V H / V L with the oxygen partial pressure as a parameter
The change in the value of is as shown in FIG. 7, and the smaller the oxygen partial pressure is, the smaller the value is.

【0066】また、この発明における第1段階焼成で使
用する加熱炉については、大気中で焼成が可能で、か
つ、当該温度パターンで焼成できるものであればトンネ
ル炉、プッシャー炉、バッチ炉等どの形式のものであっ
てもよい。また、この発明における第2段階焼成で使用
する加熱炉についても、酸素分圧が80容量%以上に保
持でき、かつ、当該温度パターンで焼成できるものであ
れば同様に炉の形式にはこだわらない。
Regarding the heating furnace used in the first-stage firing in the present invention, any one such as a tunnel furnace, a pusher furnace, a batch furnace, etc., can be used as long as it can be fired in the atmosphere and can be fired in the temperature pattern. It may be of the form. Also, regarding the heating furnace used in the second-stage firing in the present invention, the type of furnace is not particularly limited as long as the oxygen partial pressure can be maintained at 80% by volume or more and the firing can be performed in the temperature pattern. .

【0067】さらに、この発明における焼成は、トンネ
ル炉を2連として焼成する方法、同一バッチ炉で空気、
酸化性雰囲気の焼成温度パターンを制御して2回焼成す
る方法などが考えられる。無論、前記トンネル炉とバッ
チ炉との組合せ等、炉の形式および方法には特に制限さ
れることなく、上述した試料と同様にこの発明を適用で
き、同様な効果を奏することができる。
Further, the firing in the present invention is carried out by the method of firing two tunnel furnaces in series, air in the same batch furnace,
A method of controlling the firing temperature pattern of the oxidizing atmosphere and firing twice may be considered. Needless to say, the type and method of the furnace such as the combination of the tunnel furnace and the batch furnace are not particularly limited, and the present invention can be applied and the same effects can be obtained similarly to the above-mentioned sample.

【0068】[0068]

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明の請求項
第1項は、酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマス、酸化
アンチモン、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化コバル
ト、酸化マンガン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよ
び酸化ホウ素を含有する電圧非直線抵抗体であって、そ
の任意の部位における直径6nm〜1μmの空孔率が5
μl/g以下であるので、抵抗体中の空孔が少なく、吸
湿による電気特性劣化を受けない抵抗体が得られるとい
う効果を奏する。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the main component is zinc oxide, and bismuth oxide, antimony oxide, chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide are used. And a non-linear voltage resistor containing boron oxide, having a porosity of 5 nm in diameter of 6 nm to 1 μm at any portion thereof.
Since it is not more than μl / g, there is an effect that there are few holes in the resistor and a resistor which is not deteriorated in electric characteristics due to moisture absorption can be obtained.

【0069】この発明の請求項第2項は、酸化亜鉛を主
成分とし、酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化クロ
ム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化
ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸化ホウ素を含有する
電圧非直線抵抗体であって、焼結体全体の嵩密度が、原
料の単純モル分率から計算によって求められる理論密度
の94〜97%であるので、非常に緻密に焼結した抵抗
体が得られるという効果を奏する。
The second aspect of the present invention is a voltage containing zinc oxide as a main component and containing bismuth oxide, antimony oxide, chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide and boron oxide. Since it is a non-linear resistor and the bulk density of the whole sintered body is 94 to 97% of the theoretical density calculated by the simple mole fraction of the raw material, a very densely sintered resistor is obtained. The effect of being able to be played.

【0070】この発明の請求項第3項は、酸化亜鉛を主
成分とし、酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化クロ
ム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化
ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸化ホウ素を含有する
電圧非直線抵抗体であって、焼結体全体の嵩密度分布の
最大最小の差が平均値の3%以下であるので、焼結体内
部が均一かつ緻密なためにエネルギー耐量に優れ、安定
して使用できる抵抗体が得られるという効果を奏する。
According to a third aspect of the present invention, a voltage containing zinc oxide as a main component and containing bismuth oxide, antimony oxide, chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide and boron oxide. Since it is a non-linear resistor and the difference between the maximum and minimum of the bulk density distribution of the whole sintered body is 3% or less of the average value, the inside of the sintered body is uniform and dense, so the energy resistance is excellent and stable. The effect that a resistor that can be used as a product is obtained.

【0071】この発明の請求項第4項は、酸化亜鉛を主
成分とし、酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化クロ
ム、酸化ニッケル、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化
ケイ素、酸化アルミニウムおよび酸化ホウ素を含有する
原料を秤量、混合して所定形状に成形した後、空気中で
第1段階の焼成を行い、再度酸化性雰囲気中で第2段階
の焼成を行う2段階焼成方式による電圧非直線抵抗体の
製造方法であって、第1段階の焼成における昇温過程で
は、500℃から最高焼成温度までの少なくとも一部の
温度領域における昇温速度を30℃/時間以下とし、第
2段階の焼成における昇温過程では、昇温速度を50〜
500℃/時間とすると共に、第2段階の焼成における
降温過程では、最高焼成温度を950℃以上でかつ第1
段階の最高焼成温度を越えない温度とし、さらに降温速
度変化点を900〜650℃とし、最高焼成温度からこ
の降温速度変化点までの降温速度を15〜200℃/時
間とし、この降温速度変化点から室温までの降温速度を
50℃/時間以下とするので、内部組織の空孔が少な
く、緻密で全体に均質であると共に、エネルギー耐量に
優れ、平坦率の小さい、吸湿による電気特性劣化のない
電圧非直線抵抗体が得られるという効果を奏する。
The fourth aspect of the present invention is a raw material containing zinc oxide as a main component and containing bismuth oxide, antimony oxide, chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide and boron oxide. A method for manufacturing a voltage non-linear resistor by a two-step firing method in which the first step is fired in air after being weighed and mixed to form a predetermined shape, and then the second step is fired again in an oxidizing atmosphere. In the temperature raising process in the first stage firing, the temperature raising rate in at least a part of the temperature range from 500 ° C. to the maximum firing temperature is 30 ° C./hour or less, and the temperature raising process in the second stage firing is performed. Then, the heating rate is 50 ~
500 ° C./hour, and in the temperature lowering process in the second stage firing, the maximum firing temperature is 950 ° C. or higher and
The temperature does not exceed the maximum firing temperature of the stage, the temperature decrease rate change point is 900 to 650 ° C., and the temperature decrease rate from the maximum firing temperature to this temperature decrease rate change point is 15 to 200 ° C./hour. Since the temperature decrease rate from room temperature to room temperature is 50 ° C / hour or less, there are few pores in the internal structure, it is dense and homogeneous throughout, it has an excellent energy resistance, a small flatness factor, and there is no deterioration in electrical characteristics due to moisture absorption. An effect that a voltage non-linear resistor is obtained is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 この発明の一実施例による2段階焼成温度パ
ターンを示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a two-step firing temperature pattern according to an embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の試料および比較試料における水銀
ポロシメーターの代表的測定結果を示す線図である。
FIG. 2 is a diagram showing typical measurement results of a mercury porosimeter in samples of the present invention and comparative samples.

【図3】 この発明の試料および比較試料において嵩密
度を測定した試料の位置を示す概略図である。
FIG. 3 is a schematic view showing the positions of the samples of the present invention and comparative samples whose bulk density was measured.

【図4】 この発明の試料1および比較試料2〜7にお
ける第2段階焼成温度と電気特性劣化率(%)および小
電流領域平坦性変化率(%)との関係を示す線図であ
る。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between the second stage firing temperature, the electrical property deterioration rate (%), and the small current region flatness change rate (%) in Sample 1 and Comparative Samples 2 to 7 of the present invention.

【図5】 この発明の試料10〜12および比較試料1
2〜16において測定した嵩密度と測定位置との関係を
示す線図である。
FIG. 5: Samples 10 to 12 of the present invention and comparative sample 1
It is a diagram which shows the relationship between the bulk density measured in 2-16 and a measurement position.

【図6】 この発明の試料10〜12および比較試料1
2〜16において測定した空孔率と吸湿による電気特性
劣化率(%)の関係を示す線図である。
FIG. 6 Samples 10 to 12 of the present invention and Comparative Sample 1
It is a diagram which shows the relationship between the porosity measured in 2-16 and the electrical characteristic deterioration rate (%) by moisture absorption.

【図7】 焼成雰囲気中の酸素濃度とVH/VLとの関係
を示す線図である。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between oxygen concentration and V H / V L in the firing atmosphere.

【図8】 従来の電圧非直線抵抗体の一般的な微細構造
を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing a general fine structure of a conventional voltage nonlinear resistor.

【図9】 従来の電圧非直線抵抗体の電流・電圧特性を
示す線図である。
FIG. 9 is a diagram showing current / voltage characteristics of a conventional voltage nonlinear resistor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 良雄 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者 中條 博史 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者 小林 啓一郎 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者 中村 秀城 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社材料デバイス研究所内 (72)発明者 藤原 幸雄 尼崎市塚口本町8丁目1番1号 三菱電機 株式会社伊丹製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yoshio Takada 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Material Devices Research Laboratory (72) Inventor Hiroshi Nakajo 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki Mitsubishi Electric Devices Co., Ltd. Material Devices Research Center (72) Inventor Keiichiro Kobayashi 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Materials Devices Research Center (72) Inventor Hideki Nakamura 8-1-1 Tsukaguchi Honcho, Amagasaki City Mitsubishi (72) Inventor Yukio Fujiwara 8-1-1 Tsukaguchihonmachi, Amagasaki City Mitsubishi Electric Corporation Itami Works

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマス、
酸化アンチモン、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化コバ
ルト、酸化マンガン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムお
よび酸化ホウ素を含有する電圧非直線抵抗体であって、
その任意の部位における直径6nm〜1μmの空孔率が
5μl/g以下であることを特徴とする電圧非直線抵抗
体。
1. A bismuth oxide containing zinc oxide as a main component,
A voltage non-linear resistor containing antimony oxide, chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide and boron oxide,
A voltage nonlinear resistor having a porosity of 5 μl / g or less with a diameter of 6 nm to 1 μm at any portion thereof.
【請求項2】 酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマス、
酸化アンチモン、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化コバ
ルト、酸化マンガン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムお
よび酸化ホウ素を含有する電圧非直線抵抗体であって、
焼結体全体の嵩密度が、原料の単純モル分率から計算に
よって求められる理論密度の94〜97%であることを
特徴とする電圧非直線抵抗体。
2. Zinc oxide as a main component, bismuth oxide,
A voltage non-linear resistor containing antimony oxide, chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide and boron oxide,
A voltage non-linear resistor characterized in that the bulk density of the entire sintered body is 94 to 97% of the theoretical density obtained by calculation from the simple mole fraction of the raw material.
【請求項3】 酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマス、
酸化アンチモン、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化コバ
ルト、酸化マンガン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムお
よび酸化ホウ素を含有する電圧非直線抵抗体であって、
焼結体全体の嵩密度分布の最大最小の差が平均値の3%
以下であることを特徴とする電圧非直線抵抗体。
3. Zinc oxide as a main component, bismuth oxide,
A voltage non-linear resistor containing antimony oxide, chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide and boron oxide,
The maximum and minimum difference in the bulk density distribution of the entire sintered body is 3% of the average value.
A voltage non-linear resistor characterized in that:
【請求項4】 酸化亜鉛を主成分とし、酸化ビスマス、
酸化アンチモン、酸化クロム、酸化ニッケル、酸化コバ
ルト、酸化マンガン、酸化ケイ素、酸化アルミニウムお
よび酸化ホウ素を含有する原料を秤量、混合して所定形
状に成形した後、空気中で第1段階の焼成を行い、再度
酸化性雰囲気中で第2段階の焼成を行う2段階焼成方式
による電圧非直線抵抗体の製造方法であって、第1段階
の焼成における昇温過程では、500℃から最高焼成温
度までの少なくとも一部の温度領域における昇温速度を
30℃/時間以下とし、第2段階の焼成における昇温過
程では、昇温速度を50〜500℃/時間とすると共
に、第2段階の焼成における降温過程では、最高焼成温
度を950℃以上でかつ第1段階の最高焼成温度を越え
ない温度とし、さらに降温速度変化点を900〜650
℃とし、最高焼成温度からこの降温速度変化点までの降
温速度を15〜200℃/時間とし、この降温速度変化
点から室温までの降温速度を50℃/時間以下とするこ
とを特徴とする電圧非直線抵抗体の製造方法。
4. Zinc oxide as a main component, bismuth oxide,
Raw materials containing antimony oxide, chromium oxide, nickel oxide, cobalt oxide, manganese oxide, silicon oxide, aluminum oxide and boron oxide are weighed and mixed to be molded into a predetermined shape, and then the first stage firing is performed in air. A method of manufacturing a voltage non-linear resistor according to a two-step firing method in which the second-step firing is performed again in an oxidizing atmosphere, wherein the temperature raising process in the first-step firing is performed from 500 ° C. to the maximum firing temperature. The temperature rising rate in at least a part of the temperature region is set to 30 ° C./hour or less, and in the temperature rising process in the second stage baking, the temperature rising rate is set to 50 to 500 ° C./hour and the temperature decrease in the second step baking is performed. In the process, the maximum firing temperature is 950 ° C. or higher and does not exceed the maximum firing temperature of the first stage, and the temperature decreasing rate change point is 900 to 650.
C., the temperature decrease rate from the maximum firing temperature to this temperature decrease rate change point is 15 to 200 ° C./hour, and the temperature decrease rate from this temperature decrease rate change point to room temperature is 50 ° C./hour or less. Manufacturing method of non-linear resistor.
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