JPH09246016A - Nonlinear resistor - Google Patents

Nonlinear resistor

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Publication number
JPH09246016A
JPH09246016A JP5206596A JP5206596A JPH09246016A JP H09246016 A JPH09246016 A JP H09246016A JP 5206596 A JP5206596 A JP 5206596A JP 5206596 A JP5206596 A JP 5206596A JP H09246016 A JPH09246016 A JP H09246016A
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JP
Japan
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bismuth
amount
sintered body
antimony
energy
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Application number
JP5206596A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideyasu Ando
秀泰 安藤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH09246016A publication Critical patent/JPH09246016A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonlinear resistor which has such an excellent energy resistance characteristic that can avoid its destruction even when absorbing a large surge energy. SOLUTION: A raw material containing zinc oxide as its main component and added at least with bismuth and antimony is prepared, mixed and powdered. Thereafter the powder is put in molds, compress molded and heated in the air, e.g. at a temperature of 500 deg.C. The mold is burned, e.g. at 120 deg.C to obtain a sintered member 1. In a burning step, such conditions as shape and dimensions of a burning sheath and burning atmosphere are selected or controlled to control distribution in bismuth amount, bismuth vapor amount, bismuth oxide crystalline phase, zinc and antimony amounts in the bismuth oxide crystal in the sintered member in respective limit ranges The sintered member 1 is coated on its side with insulating material and baked at a predetermined temperature to form a high resistance layer 2. End faces of both sides of the sintered member 1 are polished and flame-sprayed with aluminum to form electrodes 3.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、避雷器、サージア
ブソーバなどに用いられる非直線抵抗体に関するもので
あり、特に、酸化亜鉛を主成分とする原料を焼成して形
成される焼結体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-linear resistor used for a lightning arrester, a surge absorber, etc., and more particularly to a sintered body formed by firing a raw material containing zinc oxide as a main component.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、電力系統においては、正常な電
圧に重畳される過電圧を除去し、電力系統や電気機器を
保護するため、避雷器やサージアブソーバなどの過電圧
保護装置が用いられている。そして、この過電圧保護装
置においては、多くの場合、正常な電圧でほぼ絶縁特性
を示し、過電圧が印加されると低抵抗値となる特性を有
する非直線抵抗体が使用されている。
2. Description of the Related Art Generally, in a power system, an overvoltage protection device such as a lightning arrester or a surge absorber is used to remove an overvoltage superimposed on a normal voltage and protect the power system and electric equipment. In many cases, in this overvoltage protection device, a non-linear resistor is used which has a characteristic of exhibiting a substantially insulating characteristic at a normal voltage and a low resistance value when an overvoltage is applied.

【0003】このような非直線抵抗体は、図1に示すよ
うに、酸化亜鉛を主成分とする原料を焼成して形成され
た円板状の焼結体1と、この焼結体1の側面に形成され
た高抵抗層2、および焼結体1の両側の端面に形成され
た電極3から構成される。ここで、焼結体1は、酸化亜
鉛を主成分とし、非直線特性を得るために添加物として
少なくとも一種類以上の金属を加えて原料とし、この原
料を、混合、造粒、および成形した後に焼成して形成さ
れる。この場合、金属添加物としては、例えば、マンガ
ン、クロム、ビスマス、アンチモン、ニッケルなどが使
用される。さらに、非金属添加物としてケイ素が添加さ
れる。また、高抵抗層2は、塗布絶縁物の焼き付けなど
によって形成され、電極3は、焼結体1の両側の端面を
研磨した後、この面にアルミニウムの溶射などによって
形成される。このような構成を有する非直線抵抗体は、
系統電圧に応じた必要数だけ複数積層され、この積層状
態で、避雷器やサージアブソーバなどに使用される。
Such a non-linear resistor, as shown in FIG. 1, is a disc-shaped sintered body 1 formed by firing a raw material containing zinc oxide as a main component, and a sintered body 1 of this type. The high resistance layer 2 is formed on the side surface, and the electrodes 3 are formed on both end surfaces of the sintered body 1. Here, the sintered body 1 has zinc oxide as a main component, and at least one or more kinds of metals as additives are added as a raw material in order to obtain non-linear characteristics, and the raw material is mixed, granulated, and molded. It is formed by firing later. In this case, as the metal additive, for example, manganese, chromium, bismuth, antimony, nickel or the like is used. In addition, silicon is added as a non-metal additive. The high resistance layer 2 is formed by baking a coated insulating material, and the electrode 3 is formed by polishing the end faces on both sides of the sintered body 1 and then spraying aluminum on the end faces. The non-linear resistor having such a configuration is
A plurality of required numbers are laminated according to the system voltage, and in this laminated state, they are used for lightning arresters and surge absorbers.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、電力
系統の大容量化、高電圧化が進み、これに伴い、大きな
サージエネルギーを処理可能な高電圧用避雷器が必要と
なってきている。しかし、前述したような構成を有する
従来の非直線抵抗体は、大きなサージエネルギーを吸収
した場合に発熱し、その発生熱応力や部分的な電流集中
により破壊する可能性があり、このことは大きな問題と
なっている。
By the way, in recent years, the capacity and the voltage of the electric power system have been increased, and accordingly, a surge arrester for a high voltage capable of processing a large surge energy has been required. However, the conventional non-linear resistor having the above-mentioned configuration generates heat when a large surge energy is absorbed, and may be destroyed due to the generated thermal stress or partial current concentration. It's a problem.

【0005】本発明は、以上のような従来技術の問題点
を解決するために提案されものであり、その目的は、大
きなサージエネルギーを吸収した場合にも破壊すること
のない、優れたエネルギー耐量特性を有する非直線抵抗
体を提供することである。
The present invention has been proposed in order to solve the problems of the prior art as described above, and an object thereof is to provide an excellent energy tolerance without destroying even when a large surge energy is absorbed. It is to provide a non-linear resistor having characteristics.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
目的を達成するために、特に、酸化亜鉛(ZnO)を主
成分とし、添加物として少なくともビスマス(Bi)と
アンチモン(Sb)を添加した焼結体を用いた非直線抵
抗体において、焼結体中のビスマス量の分布(中心部に
対する表面近傍のビスマス量濃度比:B2/B1)、ビ
スマス蒸発量(添加ビスマス量に対する中心部と表面近
傍の各ビスマス量濃度比:B1/B,B2/B)、酸化
ビスマス結晶相、酸化ビスマス結晶中の亜鉛量とアンチ
モン量を制御対象としてこれらを各限定範囲内でそれぞ
れ適切に制御することにより、大きなサージエネルギー
を吸収した場合におけるエネルギー耐量特性を向上する
ことができるものである。なお、以上のような焼結体の
各制御対象に対する適切な制御は、焼成工程時における
焼成温度パターン、焼成さやの形状、寸法、焼成雰囲気
などの条件を適宜選択あるいは制御することによって容
易に実現可能である。
In order to achieve the above-mentioned objects, the present invention contains zinc oxide (ZnO) as a main component and at least bismuth (Bi) and antimony (Sb) as additives. In the non-linear resistor using the added sintered body, the distribution of the amount of bismuth in the sintered body (the ratio of the concentration of bismuth in the vicinity of the surface to the center: B2 / B1), the amount of bismuth evaporation (the central portion with respect to the amount of added bismuth) And the bismuth amount concentration ratio near the surface: B1 / B, B2 / B), the bismuth oxide crystal phase, the zinc amount and the antimony amount in the bismuth oxide crystal are controlled, and these are appropriately controlled within the respective limited ranges. As a result, it is possible to improve energy withstand characteristics when a large surge energy is absorbed. Appropriate control for each controlled object of the sintered body as described above can be easily realized by appropriately selecting or controlling conditions such as firing temperature pattern, firing sheath shape, dimensions and firing atmosphere during the firing process. It is possible.

【0007】請求項1記載の発明は、焼結体中のビスマ
ス量の分布を制御するものであり、焼結体の中心部のビ
スマス量濃度をB1(wt%)、表面近傍のビスマス量
濃度をB2(wt%)とした場合に、これらの比B2/
B1が、0.6<(B2/B1)<1の範囲内にあるこ
とを特徴としている。
According to the first aspect of the present invention, the distribution of the bismuth amount in the sintered body is controlled. The bismuth amount concentration in the central portion of the sintered body is B1 (wt%), and the bismuth amount concentration near the surface is And B2 (wt%), the ratio B2 /
It is characterized in that B1 is in the range of 0.6 <(B2 / B1) <1.

【0008】以上のような構成を有する請求項1記載の
発明によれば、焼結体の中心部に対する表面近傍のビス
マス量濃度比:B2/B1が十分なレベルを維持するよ
うにビスマス量の分布を制御することにより、焼結体の
表面近傍の電気抵抗の上昇を抑制することができ、非直
線抵抗体のエネルギー耐量特性を向上することができ
る。
According to the first aspect of the present invention having the above-mentioned structure, the bismuth amount is controlled so that the bismuth amount concentration ratio B2 / B1 in the vicinity of the surface to the central portion of the sintered body is maintained at a sufficient level. By controlling the distribution, it is possible to suppress an increase in electric resistance in the vicinity of the surface of the sintered body, and it is possible to improve energy withstand characteristics of the nonlinear resistor.

【0009】ここで、請求項1記載の発明は、本発明者
が、各種の金属添加物と非直線抵抗体のエネルギー耐量
特性との関係を鋭意研究する中で、ビスマス量の分布
が、非直線抵抗体のエネルギー耐量特性に大きな影響を
与える影響因子であることを発見し、この分布に関する
最も適切な条件を調べた結果として得られたものであ
る。すなわち、ビスマスを添加した酸化亜鉛(ZnO)
系非直線抵抗体においては、副成分である酸化ビスマス
が焼成中に蒸発しやすく、特に、焼結体の表面近傍で蒸
発しやすい。そして、焼結体の表面近傍のビスマス量濃
度が低いと、この部分の酸化亜鉛粒子の粒径が小さくな
って粒界数が多くなる結果、この部分の電気抵抗が高く
なるため、エネルギー吸収時に中心部に比べて電流が流
れにくくなり、このことが非直線抵抗体のエネルギー耐
量特性の低下につながる。
According to the first aspect of the present invention, the inventors of the present invention have made intensive studies on the relationship between various metal additives and the energy withstand characteristics of the non-linear resistor. It was obtained as a result of discovering that it is an influencing factor that has a great influence on the energy withstand characteristic of a linear resistor, and examining the most appropriate condition for this distribution. That is, zinc oxide (ZnO) added with bismuth
In the non-linear resistor, the bismuth oxide, which is an accessory component, is likely to evaporate during firing, and particularly to evaporate near the surface of the sintered body. When the concentration of bismuth in the vicinity of the surface of the sintered body is low, the particle size of the zinc oxide particles in this part becomes small and the number of grain boundaries increases, so that the electrical resistance of this part becomes high. It becomes more difficult for current to flow than in the central portion, which leads to deterioration in energy withstand characteristics of the nonlinear resistor.

【0010】さらに、本発明者は、このような焼結体中
のビスマス量の分布だけでなく、ビスマス蒸発量、酸化
ビスマス結晶相、酸化ビスマス結晶中の亜鉛量とアンチ
モン量なども、非直線抵抗体のエネルギー耐量特性に大
きな影響を与える影響因子であることを発見しており、
請求項2〜6記載の各発明は、そのような各影響因子に
関する最も適切な条件を調べた結果として得られたもの
である。
Further, the present inventor has found that not only the distribution of the amount of bismuth in the sintered body, but also the amount of bismuth evaporation, the bismuth oxide crystal phase, the amount of zinc and the amount of antimony in the bismuth oxide crystal are non-linear. It has been discovered that it is an influencing factor that has a large effect on the energy withstand characteristics of the resistor.
Each of the inventions described in claims 2 to 6 is obtained as a result of investigating the most suitable condition for each such influencing factor.

【0011】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、さらに、焼成によるビスマス蒸発量を、そ
の中心部のビスマス量濃度に基づいて制御するものであ
り、前記酸化亜鉛に対する添加ビスマス量濃度をB(w
t%)とした場合に、この添加ビスマス量濃度Bと前記
焼結体の中心部のビスマス量濃度B1との比B1/B
が、0.7<(B1/B)の範囲内にあることを特徴と
している。
According to a second aspect of the present invention, in addition to the first aspect of the present invention, the amount of bismuth vaporized by firing is controlled based on the concentration of bismuth in the center of the bismuth. The amount concentration is B (w
t%), the ratio B1 / B between the added bismuth amount concentration B and the bismuth amount concentration B1 at the center of the sintered body.
Is within the range of 0.7 <(B1 / B).

【0012】以上のような構成を有する請求項2記載の
発明によれば、添加ビスマス量濃度に対する中心部のビ
スマス量濃度比:B1/Bが十分なレベルを維持するよ
うにビスマス蒸発量を制御することにより、非直線抵抗
体のエネルギー耐量特性をさらに向上することができ
る。
According to the second aspect of the present invention having the above-described structure, the bismuth evaporation amount is controlled so that the ratio of the central bismuth amount concentration to the added bismuth amount concentration: B1 / B is maintained at a sufficient level. By doing so, the energy withstand characteristic of the non-linear resistor can be further improved.

【0013】請求項3記載の発明は、請求項1または2
記載の発明において、さらに、焼成によるビスマス蒸発
量を、その表面近傍のビスマス量濃度に基づいて制御す
るものであり、前記酸化亜鉛に対する添加ビスマス量濃
度をB(wt%)とした場合に、この添加ビスマス量濃
度Bと前記焼結体の表面近傍のビスマス量濃度B2との
比B2/Bが、0.5<(B2/B)の範囲内にあるこ
とを特徴としている。
[0013] The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In the invention described above, the amount of bismuth vaporized by firing is further controlled based on the concentration of bismuth in the vicinity of the surface, and when the concentration of added bismuth with respect to the zinc oxide is B (wt%), The ratio B2 / B between the added bismuth amount concentration B and the bismuth amount concentration B2 in the vicinity of the surface of the sintered body is characterized by being in the range of 0.5 <(B2 / B).

【0014】以上のような構成を有する請求項3記載の
発明によれば、添加ビスマス量濃度に対する表面近傍の
ビスマス量濃度比:B2/Bが十分なレベルを維持する
ようにビスマス蒸発量を制御することにより、非直線抵
抗体のエネルギー耐量特性をさらに向上することができ
る。
According to the third aspect of the invention having the above-mentioned structure, the bismuth evaporation amount is controlled so that the ratio of the bismuth amount concentration near the surface to the added bismuth amount concentration: B2 / B is maintained at a sufficient level. By doing so, the energy withstand characteristic of the non-linear resistor can be further improved.

【0015】請求項4記載の発明は、請求項1〜3のい
ずれか一つに記載の発明において、さらに、焼結体中に
形成される酸化ビスマス結晶相を制御するものであり、
特に、前記焼結体中に形成される酸化ビスマス(Bi2
3 )の主結晶相が、焼結体の中心部と表面近傍で同一
結晶相であることを特徴としている。
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, further comprising controlling a bismuth oxide crystal phase formed in the sintered body,
In particular, bismuth oxide (Bi 2
It is characterized in that the main crystal phase of O 3 ) is the same crystal phase in the central part of the sintered body and in the vicinity of the surface.

【0016】以上のような構成を有する請求項4記載の
発明によれば、焼結体中に形成される酸化ビスマスの主
結晶相を、焼結体の各部で同一となるように制御するこ
とにより、非直線抵抗体のエネルギー耐量特性をさらに
向上することができる。
According to the invention having the above-mentioned structure, the main crystal phase of bismuth oxide formed in the sintered body is controlled to be the same in each portion of the sintered body. As a result, the energy withstand characteristic of the non-linear resistor can be further improved.

【0017】請求項5記載の発明は、請求項1〜4のい
ずれか一つに記載の発明において、さらに、酸化ビスマ
ス結晶中に含まれる亜鉛量を制御するものであり、前記
焼結体中に形成される酸化ビスマス(Bi2 3 )結晶
中に含まれる亜鉛(Zn)の量が、焼結体の中心部と表
面近傍の両方において、いずれも2〜20mol%の範
囲内にあることを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the amount of zinc contained in the bismuth oxide crystal is further controlled. The amount of zinc (Zn) contained in the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) crystal formed in 1) is in the range of 2 to 20 mol% both in the center and near the surface of the sintered body. Is characterized by.

【0018】以上のような構成を有する請求項5記載の
発明によれば、焼結体中に形成される酸化ビスマス結晶
中の亜鉛量を、焼結体の各部で一定の範囲内に制御する
ことにより、非直線抵抗体のエネルギー耐量特性をさら
に向上することができる。
According to the invention having the above-mentioned structure, the amount of zinc in the bismuth oxide crystal formed in the sintered body is controlled within a certain range in each part of the sintered body. As a result, the energy withstand characteristic of the non-linear resistor can be further improved.

【0019】請求項6記載の発明は、請求項1〜5のい
ずれか一つに記載の発明において、さらに、酸化ビスマ
ス結晶中に含まれるアンチモン量を制御するものであ
り、特に、前記焼結体中に形成される酸化ビスマス(B
2 3 )結晶中に含まれるアンチモン(Sb)の量
が、焼結体の中心部と表面近傍の両方において、いずれ
も0.3〜10mol%の範囲内にあることを特徴とし
ている。
The invention according to claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, which further controls the amount of antimony contained in the bismuth oxide crystal. Bismuth oxide (B) formed in the body
It is characterized in that the amount of antimony (Sb) contained in the i 2 O 3 ) crystal is within the range of 0.3 to 10 mol% both in the central portion and near the surface of the sintered body.

【0020】以上のような構成を有する請求項6記載の
発明によれば、焼結体の酸化ビスマス結晶中のアンチモ
ン量を、焼結体の各部で一定の範囲内に制御することに
より、非直線抵抗体のエネルギー耐量特性をさらに向上
することができる。
According to the invention of claim 6 having the above-mentioned constitution, by controlling the amount of antimony in the bismuth oxide crystal of the sintered body within a certain range in each part of the sintered body, The energy withstand characteristic of the linear resistor can be further improved.

【0021】[0021]

【実施例】以下には、本発明による非直線抵抗体の実施
例について、図1〜図6を参照して具体的に説明する。
EXAMPLES Examples of the non-linear resistor according to the present invention will be specifically described below with reference to FIGS.

【0022】[1.製造工程]まず、主成分となる酸化
亜鉛(ZnO)に対して、二酸化マンガン(Mn
2)、二酸化ケイ素(SiO2 )、および酸化クロム
(Cr2 3 )を、例えば、それぞれ0.5mol%ず
つ添加し、また、酸化ビスマス(Bi2 3 )、酸化ア
ンチモン(Sb2 3 )、酸化ニッケル(NiO)を、
例えば、それぞれ1mol%ずつ添加する。
[1. Manufacturing Process] First, with respect to zinc oxide (ZnO) as a main component, manganese dioxide (Mn
O 2 ), silicon dioxide (SiO 2 ), and chromium oxide (Cr 2 O 3 ), for example, 0.5 mol% each, and bismuth oxide (Bi 2 O 3 ), antimony oxide (Sb 2 O 3 ). 3 ), nickel oxide (NiO),
For example, 1 mol% each is added.

【0023】次に、このようにして用意した原料を、水
や分散剤の有機バインダ類と共に混合装置に入れて混合
し(混合工程)、この混合物をスプレードライヤで噴霧
造粒する(造粒工程)。この造粒粉を金型に入れて加圧
し、例えば、直径125mm、厚さ30mmの円板に成
形する(成形工程)。続いて、添加した分散剤やバイン
ダを除去するために、この成形体を予め空気中におい
て、例えば、500℃で熱処理する(熱処理工程)。
Next, the raw materials thus prepared are put together with water and an organic binder such as a dispersant in a mixing apparatus (mixing step), and the mixture is spray-granulated by a spray dryer (granulation step). ). This granulated powder is put into a mold and pressed to form a disk having a diameter of 125 mm and a thickness of 30 mm, for example (molding step). Subsequently, in order to remove the added dispersant and binder, the molded body is preheated in air at, for example, 500 ° C. (heat treatment step).

【0024】このように熱処理した成形体を、例えば、
1200℃で焼成し、焼結体を形成する(焼成工程)。
この焼成工程においては、前述したように、焼成温度パ
ターン、焼成さやの形状、寸法、焼成雰囲気などの条件
を選択あるいは制御することによって、請求項1〜6に
記載の6種類の制御対象をそれぞれ適切に制御する。す
なわち、焼結体中のビスマス量の分布(中心部に対す
る表面近傍のビスマス量濃度比:B2/B1)、ビス
マス蒸発量(添加ビスマス量濃度に対する中心部のビス
マス量濃度比:B1/B)、ビスマス蒸発量(添加ビ
スマス量濃度に対する表面近傍のビスマス量濃度比:B
2/B)、酸化ビスマス結晶相、酸化ビスマス結晶
中の亜鉛量、および酸化ビスマス結晶中のアンチモン
量を各限定範囲内でそれぞれ適切に制御する。
The molded body thus heat-treated is, for example,
Firing at 1200 ° C. forms a sintered body (firing step).
In this firing step, as described above, by selecting or controlling the conditions such as the firing temperature pattern, the shape of the firing sheath, the dimensions, and the firing atmosphere, the six types of control targets according to claims 1 to 6 are respectively controlled. Control properly. That is, the distribution of the bismuth amount in the sintered body (the bismuth amount concentration ratio in the vicinity of the surface to the central portion: B2 / B1), the bismuth evaporation amount (the bismuth amount concentration ratio in the central portion to the added bismuth amount concentration: B1 / B), Evaporation amount of bismuth (ratio of bismuth amount concentration near the surface to added bismuth amount concentration: B
2 / B), the bismuth oxide crystal phase, the amount of zinc in the bismuth oxide crystal, and the amount of antimony in the bismuth oxide crystal are appropriately controlled within the respective limited ranges.

【0025】この後、図1に示すように、得られた焼結
体1(図1)の側面に絶縁物を塗布して所定の温度で焼
き付けて高抵抗層2を形成する。続いて、焼結体1の両
側の端面を研磨した後、この面にアルミニウムの溶射な
どによって電極3を形成し、非直線抵抗体を完成する。
Thereafter, as shown in FIG. 1, an insulator is applied to the side surface of the obtained sintered body 1 (FIG. 1) and baked at a predetermined temperature to form a high resistance layer 2. Next, after polishing the end faces on both sides of the sintered body 1, the electrodes 3 are formed on this surface by thermal spraying of aluminum or the like to complete the nonlinear resistor.

【0026】[2.エネルギー耐量試験]実際に、以上
のような製造工程により、前述したような6種類の制御
対象〜の各々について、広範囲に亘る多数の非直線
抵抗体を作製し、エネルギー耐量試験を行った。すなわ
ち、制御対象〜の各々に関して、本発明による各限
定範囲とその比較範囲を含む広範囲に亘って制御条件を
変化させ、それ以外の5種類の制御対象に関してはほぼ
同様に制御するようにして、多数の非直線抵抗体を作製
し、約5000Vの交流電圧を印加してエネルギー耐量
試験を行ったところ、図2〜図6および表1に示すよう
な結果が得られた。なお、これらの図表において、エネ
ルギー耐量値は、亀裂が発生したエネルギー量または絶
縁破壊を生じたエネルギー量を示している。
[2. Energy Tolerance Test] Actually, according to the above-described manufacturing process, a large number of non-linear resistors over a wide range were produced for each of the above-mentioned 6 types of controlled objects, and an energy withstand test was performed. That is, with respect to each of the controlled objects ~, the control conditions are changed over a wide range including each limited range and its comparison range according to the present invention, and the other five kinds of controlled objects are controlled in substantially the same manner, When a large number of non-linear resistors were produced and an energy withstand test was conducted by applying an AC voltage of about 5000 V, the results shown in FIGS. 2 to 6 and Table 1 were obtained. In these figures, the energy withstand value indicates the amount of energy in which a crack has occurred or the amount of energy in which dielectric breakdown has occurred.

【0027】焼結体中のビスマス量の分布(中心部に
対する表面近傍のビスマス量濃度比:B2/B1)に関
する試験…図2 図2は、非直線抵抗体における焼結体の中心部のビスマ
ス量濃度をB1(wt%)、表面近傍のビスマス量濃度
をB2(wt%)とした場合のこれらの比B2/B1
と、その非直線抵抗体のエネルギー耐量値との関係を示
すグラフである。すなわち、この図2は、前述したよう
な焼成工程における条件を調整することにより、B2/
B1の値を変化させるようにして多数の非直線抵抗体を
作製し、これらの非直線抵抗体に約5000Vの交流電
圧を印加してエネルギー耐量試験を行った際の結果を示
している。なお、この場合、焼結体中のビスマス量の測
定は、焼結体の中心部と表面近傍をそれぞれ切り出し、
粉砕、酸溶解した後、ICP(プラズマ発光分光分析)
法により行った。
Test on Distribution of Bismuth Content in Sintered Body (Bismuth Concentration Ratio in the Vicinity of Surface to Center: B2 / B1) ... FIG. 2 FIG. 2 shows bismuth in the center of the sintered body in the non-linear resistor. Ratio B2 / B1 when the amount concentration is B1 (wt%) and the bismuth amount concentration near the surface is B2 (wt%)
3 is a graph showing the relationship between the energy resistance value of the non-linear resistor. That is, FIG. 2 shows that B2 /
The results obtained when a large number of non-linear resistors are manufactured by changing the value of B1 and an energy withstand test is performed by applying an AC voltage of about 5000 V to these non-linear resistors are shown. In this case, the amount of bismuth in the sintered body is measured by cutting out the central portion and the surface vicinity of the sintered body,
After pulverization and acid dissolution, ICP (plasma emission spectroscopy)
Performed by the method.

【0028】この図2から明らかなように、B2/B1
の値が0.6より大きい非直線抵抗体においては、優れ
たエネルギー耐量特性を示している。また、本実施例に
おいては、(B2/B1)≧1となるような非直線抵抗
体は得られなかった。なお、本実施例において、このよ
うな作用効果が得られるのは、次の理由による。
As is apparent from FIG. 2, B2 / B1
A non-linear resistor having a value of .gtoreq.0.6 exhibits excellent energy withstanding characteristics. In addition, in this example, a non-linear resistor that satisfies (B2 / B1) ≧ 1 was not obtained. In addition, in the present embodiment, such an effect is obtained for the following reason.

【0029】すなわち、ビスマスを添加したZnO系非
直線抵抗体においては、前述したように、副成分である
酸化ビスマスは、焼成中に蒸発しやすく、この蒸発量は
焼結体内の位置により異なる傾向がある。このように、
焼結体中の位置によりビスマス量が異なると、部分的に
酸化亜鉛の粒成長特性に差異を生じ、酸化ビスマスが多
い方が粒成長しやすくなる。ここで、酸化亜鉛粒子の粒
成長つまり酸化亜鉛粒子の粒径は、直接的に電気特性を
支配しているため、このような粒径を左右する焼結体中
のビスマス量の分布は、電気抵抗の分布に大きな影響を
与えることになる。特に、ビスマスは、焼結体の表面近
傍で蒸発しやすいことから、表面近傍においては酸化亜
鉛粒子の粒径が小さくなって粒界数が多くなる結果、こ
の部分の電気抵抗が高くなるため、エネルギー吸収時に
中心部に比べて電流が流れにくくなり、このことが非直
線抵抗体のエネルギー耐量特性につながることになる。
That is, in the ZnO-based non-linear resistor to which bismuth is added, the bismuth oxide, which is an accessory component, easily evaporates during firing, and the amount of evaporation tends to vary depending on the position in the sintered body. There is. in this way,
When the amount of bismuth varies depending on the position in the sintered body, the grain growth characteristics of zinc oxide partially differ, and the grain growth becomes easier when the amount of bismuth oxide is large. Here, since the grain growth of zinc oxide particles, that is, the particle size of zinc oxide particles, directly controls the electrical characteristics, the distribution of the amount of bismuth in the sintered body that influences such particle size is This will have a great influence on the distribution of resistance. In particular, since bismuth is likely to evaporate near the surface of the sintered body, the particle size of the zinc oxide particles becomes small and the number of grain boundaries increases in the vicinity of the surface. A current is less likely to flow when energy is absorbed than in the central portion, which leads to the energy withstand characteristics of the nonlinear resistor.

【0030】これに対して、本実施例においては、図2
から明らかなように、焼結体中のビスマス量の分布を、
B2/B1の値が0.6より大きくなるように制御した
ことにより、優れたエネルギー耐量特性を有する非直線
抵抗体が得られた。
On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG.
As is clear from the distribution of the bismuth content in the sintered body,
By controlling the value of B2 / B1 to be larger than 0.6, a non-linear resistor having excellent energy withstand characteristics was obtained.

【0031】ビスマス蒸発量(添加ビスマス量濃度に
対する中心部のビスマス量濃度比:B1/B)に関する
試験…図3 図3は、B2/B1の値が、0.6<(B2/B1)<
1となる非直線抵抗体において、添加ビスマス量濃度を
B(wt%)とした場合のこのBと焼結体の中心部のビ
スマス量濃度B1との比B1/Bと、その非直線抵抗体
のエネルギー耐量値との関係を示すグラフである。すな
わち、この図3は、前述したような焼成工程における条
件を調整することにより、B2/B1の値が0.6より
大きくなるように制御すると共に、B1/Bの値を変化
させるようにして多数の非直線抵抗体を作製し、これら
の非直線抵抗体に約5000Vの交流電圧を印加してエ
ネルギー耐量試験を行った際の結果を示している。な
お、焼結体中のビスマス量の測定は、前述したビスマス
量の分布に関する試験の方法と同様にICP法で行っ
た。
Test on evaporation amount of bismuth (ratio of bismuth amount concentration at the central portion to added bismuth amount concentration: B1 / B) ... FIG. 3 In FIG. 3, the value of B2 / B1 is 0.6 <(B2 / B1) <
In the non-linear resistor of No. 1, the ratio B1 / B of the added bismuth amount concentration to B (wt%) and the bismuth amount concentration B1 at the center of the sintered body, and the non-linear resistor 3 is a graph showing a relationship with the energy withstand value of the. That is, in FIG. 3, by adjusting the conditions in the firing process as described above, the value of B2 / B1 is controlled to be larger than 0.6 and the value of B1 / B is changed. The results obtained when a large number of non-linear resistors are produced and an energy withstand test is performed by applying an AC voltage of about 5000 V to these non-linear resistors are shown. The amount of bismuth in the sintered body was measured by the ICP method in the same manner as the test method for the distribution of bismuth described above.

【0032】この図3から明らかなように、B1/Bの
値が0.7より大きい非直線抵抗体においては、優れた
エネルギー耐量特性を示している。すなわち、前述した
ように、ビスマスは焼成中に蒸発しやすいため、本実施
例においては、焼結体の中心部のビスマス量が添加量に
対して70%以上のレベルを維持するようにしてビスマ
スの蒸発量を制御したことにより、優れたエネルギー耐
量特性を有する非直線抵抗体が得られた。
As is apparent from FIG. 3, the non-linear resistor having a B1 / B value of more than 0.7 exhibits excellent energy withstanding characteristics. That is, as described above, since bismuth easily evaporates during firing, in this example, the bismuth amount in the central portion of the sintered body should be maintained at a level of 70% or more with respect to the added amount. A non-linear resistor having excellent energy withstand characteristics was obtained by controlling the evaporation amount of.

【0033】ビスマス蒸発量(添加ビスマス量濃度に
対する表面近傍のビスマス量濃度比:B2/B)に関す
る試験…図4 図4は、B2/B1の値が、0.6<(B2/B1)<
1となる非直線抵抗体において、添加ビスマス量濃度を
B(wt%)とした場合のこのBと焼結体の表面近傍の
ビスマス量濃度B2との比B2/Bと、その非直線抵抗
体のエネルギー耐量値との関係を示すグラフである。す
なわち、この図4は、前述したような焼成工程における
条件を調整することにより、B2/B1の値が0.6よ
り大きくなるように制御すると共に、B2/Bの値を変
化させるようにして多数の非直線抵抗体を作製し、これ
らの非直線抵抗体に約5000Vの交流電圧を印加して
エネルギー耐量試験を行った際の結果を示している。な
お、焼結体中のビスマス量の測定は、前述したビスマス
量の分布に関する試験の方法と同様にICP法で行っ
た。
Test on evaporation amount of bismuth (ratio of concentration of bismuth amount near the surface to added bismuth amount concentration: B2 / B) ... FIG. 4 In FIG. 4, the value of B2 / B1 is 0.6 <(B2 / B1) <
In the non-linear resistor of No. 1, when the added bismuth amount concentration is B (wt%), a ratio B2 / B between this B and the bismuth amount concentration B2 near the surface of the sintered body and the non-linear resistor 3 is a graph showing a relationship with the energy withstand value of the. That is, in FIG. 4, the value of B2 / B1 is controlled to be larger than 0.6 and the value of B2 / B is changed by adjusting the conditions in the firing process as described above. The results obtained when a large number of non-linear resistors are produced and an energy withstand test is performed by applying an AC voltage of about 5000 V to these non-linear resistors are shown. The amount of bismuth in the sintered body was measured by the ICP method in the same manner as the test method for the distribution of bismuth described above.

【0034】この図4から明らかなように、B2/Bの
値が0.5より大きい非直線抵抗体においては、優れた
エネルギー耐量特性を示している。すなわち、前述した
ように、ビスマスは焼成中に蒸発しやすいため、本実施
例においては、焼結体の表面近傍のビスマス量が添加量
に対して50%以上のレベルを維持するようにしてビス
マスの蒸発量を制御したことにより、優れたエネルギー
耐量特性を有する非直線抵抗体が得られた。
As is apparent from FIG. 4, the non-linear resistor having a value of B2 / B larger than 0.5 exhibits excellent energy withstanding characteristics. That is, as described above, since bismuth easily evaporates during firing, in this example, the bismuth amount near the surface of the sintered body is maintained at a level of 50% or more with respect to the added amount. A non-linear resistor having excellent energy withstand characteristics was obtained by controlling the evaporation amount of.

【0035】酸化ビスマス結晶相に関する試験…表1 表1は、B2/B1の値が、0.6<(B2/B1)<
1となる非直線抵抗体において、焼結体の中心部と表面
近傍での酸化ビスマス(Bi2 3 )の主結晶相の組み
合わせと、その非直線抵抗体のエネルギー耐量値との関
係を示すグラフである。すなわち、この表1は、前述し
たような焼成工程における条件を調整することにより、
B2/B1の値が0.6より大きくなるように制御する
と共に、その中心部と表面近傍での酸化ビスマスの主結
晶相の組み合わせを変化させるようにして多数の非直線
抵抗体を作製し、これらの非直線抵抗体に約5000V
の交流電圧を印加してエネルギー耐量試験を行った際の
結果を示している。なお、酸化ビスマスの中心部と表面
近傍の結晶相の多様な組み合わせは、固溶成分の量、種
類、熱処理条件などを変化させることにより、結晶状態
をそれぞれα、β、γ、δと変化させて得られた。ま
た、結晶相の同定は、焼結体の中心部と表面近傍をそれ
ぞれ切り出し、粉砕した後、X線回折により行った。
Test on Bismuth Oxide Crystal Phase ... Table 1 Table 1 shows that the value of B2 / B1 is 0.6 <(B2 / B1) <
In the non-linear resistor to be No. 1, the relationship between the combination of the main crystal phase of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) in the central part of the sintered body and the surface and the energy withstand value of the non-linear resistor is shown. It is a graph. That is, Table 1 shows that by adjusting the conditions in the firing process as described above,
A large number of non-linear resistors were manufactured by controlling the value of B2 / B1 to be larger than 0.6 and changing the combination of main crystal phases of bismuth oxide in the central portion and near the surface. About 5000V to these non-linear resistors
The results when an energy withstand test is performed by applying the AC voltage of No. 2 are shown. In addition, various combinations of the crystal phase near the center of bismuth oxide and the surface can change the crystal state to α, β, γ, and δ by changing the amount and type of the solid solution component and the heat treatment conditions. It was obtained. The crystal phase was identified by X-ray diffraction after cutting out and crushing the central part and the surface vicinity of the sintered body.

【0036】[0036]

【表1】 この表1から明らかなように、焼結体の酸化ビスマス
(Bi2 3 )の主結晶相が中心部と表面近傍で同一結
晶相である非直線抵抗体においては、優れたエネルギー
耐量特性を示している。すなわち、本実施例において
は、焼結体の酸化ビスマス(Bi2 3 )の主結晶相が
中心部と表面近傍で同一結晶相となるようにして結晶状
態を制御したことにより、優れたエネルギー耐量特性を
有する非直線抵抗体が得られた。
[Table 1] As is clear from Table 1, in the non-linear resistor in which the main crystal phase of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) of the sintered body is the same crystal phase in the central portion and near the surface, excellent energy withstanding characteristics are obtained. Shows. That is, in this example, the crystalline state was controlled so that the main crystal phase of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) of the sintered body was the same crystal phase in the central portion and in the vicinity of the surface, so that excellent energy was obtained. A non-linear resistor having withstand voltage characteristics was obtained.

【0037】酸化ビスマス結晶中の亜鉛量に関する試
験…図5 図5は、B2/B1の値が、0.6<(B2/B1)<
1となる非直線抵抗体において、焼結体の中心部の酸化
ビスマス(Bi2 3 )結晶中に含まれる亜鉛(Zn)
の量と、その非直線抵抗体のエネルギー耐量値との関係
を示すグラフである。すなわち、この図5は、前述した
ような焼成工程における条件を調整することにより、B
2/B1の値が0.6より大きくなるように制御すると
共に、その中心部の酸化ビスマス結晶中に含まれる亜鉛
量を変化させるようにして多数の非直線抵抗体を作製
し、これらの非直線抵抗体に約5000Vの交流電圧を
印加してエネルギー耐量試験を行った際の結果を示して
いる。この場合、酸化亜鉛系非直線抵抗体においては、
一般的に、酸化亜鉛にアンチモン、ビスマスなどの多く
の金属が添加されているため、焼成工程時の反応過程が
異なると、酸化ビスマス結晶中の固溶成分、固溶量が変
化してくる。したがって、本実施例では、このような反
応過程を制御することにより、酸化ビスマス結晶中への
亜鉛の固溶量を変化させた。また、酸化ビスマス結晶中
の亜鉛量の測定は、焼結体の中心部を切り出し、研磨し
た後、酸化ビスマス結晶のエネルギー分散型X線分光分
析により行った。
Test on Zinc Amount in Bismuth Oxide Crystal ... FIG. 5 In FIG. 5, the value of B2 / B1 is 0.6 <(B2 / B1) <
In the non-linear resistor of No. 1, zinc (Zn) contained in the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) crystal at the center of the sintered body
3 is a graph showing the relationship between the amount of energy and the energy withstand value of the nonlinear resistor. That is, FIG. 5 shows that B is adjusted by adjusting the conditions in the firing process as described above.
A large number of non-linear resistors were manufactured by controlling the value of 2 / B1 to be greater than 0.6 and changing the amount of zinc contained in the bismuth oxide crystal in the central part of these non-linear resistors. The results obtained when an energy withstand test is performed by applying an AC voltage of about 5000 V to the linear resistor are shown. In this case, in the zinc oxide non-linear resistor,
In general, since many metals such as antimony and bismuth are added to zinc oxide, the solid solution component and the amount of solid solution in the bismuth oxide crystal change if the reaction process during the firing process is different. Therefore, in this example, the solid solution amount of zinc in the bismuth oxide crystal was changed by controlling such a reaction process. Further, the amount of zinc in the bismuth oxide crystal was measured by cutting out the central portion of the sintered body, polishing it, and then performing energy dispersive X-ray spectroscopy analysis of the bismuth oxide crystal.

【0038】この図5から明らかなように、酸化ビスマ
ス結晶中に含まれる亜鉛量が2〜20molの範囲にあ
る非直線抵抗体においては、優れたエネルギー耐量特性
を示している。すなわち、本実施例においては、焼結体
の中心部の酸化ビスマス中の亜鉛量が2〜20mol%
の範囲になるようにして酸化ビスマス中への亜鉛の固溶
量を制御したことにより、優れたエネルギー耐量特性を
有する非直線抵抗体が得られた。
As is apparent from FIG. 5, the non-linear resistor in which the amount of zinc contained in the bismuth oxide crystal is in the range of 2 to 20 mol exhibits excellent energy withstanding characteristics. That is, in this example, the amount of zinc in the bismuth oxide at the center of the sintered body was 2 to 20 mol%.
By controlling the amount of solid solution of zinc in bismuth oxide so as to be in the range, a non-linear resistor having excellent energy withstand characteristics was obtained.

【0039】また、図5においては、焼結体の中心部の
酸化ビスマス結晶中に含まれる亜鉛量について示した
が、焼結体の表面近傍の酸化ビスマス中に含まれる亜鉛
量についても、中心部と同様なエネルギー耐量値との関
係がある。実際に、本発明者は、焼結体の中心部と表面
近傍のいずれにおいても、酸化ビスマス中に含まれる亜
鉛量が2〜20mol%の範囲である場合に、優れたエ
ネルギー耐量特性の非直線抵抗体が得られることを確認
している。
Although FIG. 5 shows the amount of zinc contained in the bismuth oxide crystal at the center of the sintered body, the amount of zinc contained in bismuth oxide near the surface of the sintered body is also shown in the center. It has the same relationship with the energy withstand value as the part. In fact, the present inventor has found that when the amount of zinc contained in bismuth oxide is in the range of 2 to 20 mol% both in the central portion of the sintered body and in the vicinity of the surface, the nonlinearity of the excellent energy withstand characteristics is excellent. It has been confirmed that a resistor can be obtained.

【0040】酸化ビスマス結晶中のアンチモン量に関
する試験…図6 図6は、B2/B1の値が、0.6<(B2/B1)<
1となる非直線抵抗体において、焼結体の中心部の酸化
ビスマス(Bi2 3 )結晶中に含まれるアンチモン
(Sb)の量と、その非直線抵抗体のエネルギー耐量値
との関係を示すグラフである。すなわち、この図6は、
前述したような焼成工程における条件を調整することに
より、B2/B1の値が0.6より大きくなるように制
御すると共に、その中心部の酸化ビスマス結晶中に含ま
れるアンチモン量を変化させるようにして多数の非直線
抵抗体を作製し、これらの非直線抵抗体に約5000V
の交流電圧を印加してエネルギー耐量試験を行った際の
結果を示している。この場合、酸化亜鉛系非直線抵抗体
においては、前述したように、酸化亜鉛にアンチモン、
ビスマスなどの多くの金属が添加されているため、焼成
工程時の反応過程が異なると、酸化ビスマス結晶中の固
溶成分、固溶量が変化してくる。したがって、本実施例
では、前述した酸化ビスマス結晶中の亜鉛量に関する試
験と同様に、このような反応過程を制御することによ
り、酸化ビスマス結晶中へのアンチモンの固溶量を変化
させた。また、酸化ビスマス結晶中のアンチモン量の測
定についても、前述した亜鉛量の測定と同様に、酸化ビ
スマス結晶のエネルギー分散型X線分光分析により行っ
た。
Test on the amount of antimony in the bismuth oxide crystal ... FIG. 6 In FIG. 6, the value of B2 / B1 is 0.6 <(B2 / B1) <
In the non-linear resistor of No. 1, the relationship between the amount of antimony (Sb) contained in the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) crystal at the center of the sintered body and the energy withstand value of the non-linear resistor is shown. It is a graph shown. That is, this FIG.
By adjusting the conditions in the firing process as described above, the value of B2 / B1 is controlled to be larger than 0.6, and the amount of antimony contained in the bismuth oxide crystal at the center is changed. To produce a large number of non-linear resistors, and apply approximately 5000V to these non-linear resistors.
The results when an energy withstand test is performed by applying the AC voltage of No. 2 are shown. In this case, in the zinc oxide non-linear resistor, as described above, zinc oxide contains antimony,
Since many metals such as bismuth are added, the solid solution component and the amount of solid solution in the bismuth oxide crystal change if the reaction process during the firing step is different. Therefore, in this example, similarly to the above-described test for the amount of zinc in the bismuth oxide crystal, the solid solution amount of antimony in the bismuth oxide crystal was changed by controlling such a reaction process. The amount of antimony in the bismuth oxide crystal was also measured by energy dispersive X-ray spectroscopic analysis of the bismuth oxide crystal, similarly to the measurement of the zinc amount described above.

【0041】この図6から明らかなように、酸化ビスマ
ス結晶中に含まれるアンチモン量が0.3〜10mol
の範囲にある非直線抵抗体においては、優れたエネルギ
ー耐量特性を示している。すなわち、本実施例において
は、焼結体の中心部の酸化ビスマス中のアンチモン量が
0.3〜10mol%の範囲になるようにして酸化ビス
マス中へのアンチモンの固溶量を制御したことにより、
優れたエネルギー耐量特性を有する非直線抵抗体が得ら
れた。
As is apparent from FIG. 6, the amount of antimony contained in the bismuth oxide crystal is 0.3 to 10 mol.
In the non-linear resistor in the range of, excellent energy withstanding characteristics are exhibited. That is, in this example, by controlling the solid solution amount of antimony in bismuth oxide such that the amount of antimony in bismuth oxide in the central portion of the sintered body was in the range of 0.3 to 10 mol%. ,
A non-linear resistor having excellent energy resistance characteristics was obtained.

【0042】また、図6においては、焼結体の中心部の
酸化ビスマス結晶中に含まれるアンチモン量について示
したが、焼結体の表面近傍の酸化ビスマス中に含まれる
アンチモン量についても、中心部と同様なエネルギー耐
量値との関係がある。実際に、本発明者は、焼結体の中
心部と表面近傍のいずれにおいても、酸化ビスマス中に
含まれるアンチモン量が0.3〜10mol%の範囲で
ある場合に、優れたエネルギー耐量特性の非直線抵抗体
が得られることを確認している。
Although FIG. 6 shows the amount of antimony contained in the bismuth oxide crystal in the center of the sintered body, the amount of antimony contained in the bismuth oxide near the surface of the sintered body is also shown in the center. It has the same relationship with the energy withstand value as the part. In fact, the inventor of the present invention has excellent energy resistance characteristics when the amount of antimony contained in bismuth oxide is in the range of 0.3 to 10 mol% both in the center and near the surface of the sintered body. It has been confirmed that a non-linear resistor can be obtained.

【0043】[3.効果]以上説明したように、本実施
例においては、非直線抵抗体のエネルギー耐量特性に対
する影響因子であるところの、焼結体中のビスマス量の
分布、ビスマス蒸発量、酸化ビスマス結晶相、酸化ビス
マス結晶中の亜鉛量とアンチモン量を、各限定範囲内で
それぞれ制御することにより、これらの影響因子を制御
していなかった従来に比べて、優れたエネルギー耐量特
性を有する非直線抵抗体を得ることができる。
[3. [Effect] As described above, in the present embodiment, the distribution of the amount of bismuth in the sintered body, the bismuth evaporation amount, the bismuth oxide crystal phase, the oxidation, which are influential factors on the energy withstand characteristics of the nonlinear resistor, By controlling the amount of zinc and the amount of antimony in the bismuth crystal within the respective limited ranges, a non-linear resistor having excellent energy withstanding characteristics can be obtained as compared with the conventional case in which these influencing factors were not controlled. be able to.

【0044】[4.他の実施例]前記実施例において
は、焼成工程時の温度パターン、焼成さやの形状、寸
法、焼成雰囲気などの条件を選択あるいは制御すること
により、エネルギー耐量特性に対する影響因子であると
ころの、焼結体中のビスマス量の分布、ビスマス蒸発
量、酸化ビスマス結晶相、酸化ビスマス結晶中の亜鉛量
とアンチモン量を、各限定範囲内でそれぞれ制御した
が、影響因子の制御方法はこれに限定されるものではな
い。すなわち、例えば、成形体中のバインダ成分を蒸発
させるための熱処理工程の条件を変化させたり、あるい
は、焼成後の熱処理工程の条件を変化させることなどに
よっても制御可能である。そして、どのような影響因子
の制御方法を選択した場合においても、そのような制御
方法に関わらず、各影響因子を本発明の各限定範囲で制
御することにより、前記実施例と同様に、優れたエネル
ギー耐量特性を有する非直線抵抗体を得ることができ
る。
[4. Other Examples] In the above examples, by selecting or controlling the conditions such as the temperature pattern, the shape of the baking pod, the dimensions, and the baking atmosphere during the baking step, the The distribution of the bismuth amount in the aggregate, the bismuth evaporation amount, the bismuth oxide crystal phase, the zinc amount and the antimony amount in the bismuth oxide crystal were controlled within the respective limited ranges, but the control method of the influencing factors was limited to this. Not something. That is, for example, it can be controlled by changing the condition of the heat treatment process for evaporating the binder component in the molded body, or by changing the condition of the heat treatment process after firing. And, even when any control method of the influencing factors is selected, regardless of such control method, by controlling each influencing factor in each limited range of the present invention, as in the above-described embodiment, excellent It is possible to obtain a non-linear resistor having excellent energy tolerance characteristics.

【0045】また、本発明の非直線抵抗体の組成は、前
記実施例に限定されるものではなく、本発明は、酸化亜
鉛を主成分としてこれに少なくともビスマスとアンチモ
ンを添加した焼結体を用いた全ての非直線抵抗体に同様
に適用可能であり、前記実施例と同様に優れた作用効果
を得ることができるものである。
The composition of the non-linear resistor of the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and the present invention is a sintered body containing zinc oxide as a main component and at least bismuth and antimony added thereto. It can be similarly applied to all the non-linear resistors used, and can obtain the same excellent effect as the above-mentioned embodiment.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
酸化亜鉛を主成分として少なくともビスマスとアンチモ
ンを添加した焼結体を用いた非直線抵抗体において、焼
結体内のビスマス量の分布、ビスマス蒸発量、酸化ビス
マス結晶相、酸化ビスマス結晶中の亜鉛量とアンチモン
量を制御対象として、これらを各限定範囲内でそれぞれ
適切に制御することにより、大きなサージエネルギーを
吸収した場合にも破壊することのない、優れたエネルギ
ー耐量特性を有する非直線抵抗体を提供することができ
る。
As described above, according to the present invention,
Distribution of bismuth amount in sintered body, bismuth evaporation amount, bismuth oxide crystal phase, zinc amount in bismuth oxide crystal in a non-linear resistor using a sintered body containing zinc oxide as a main component and at least bismuth and antimony added By controlling the amount of antimony and the amount of antimony appropriately within each limited range, a non-linear resistor having excellent energy withstanding characteristics that does not break even when absorbing large surge energy is provided. Can be provided.

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

【図1】本発明による非直線抵抗体の基本的な構成を示
す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a basic configuration of a non-linear resistor according to the present invention.

【図2】非直線抵抗体における焼結体の中心部に対する
表面近傍のビスマス量濃度比B2/B1と、その非直線
抵抗体のエネルギー耐量値との関係を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the bismuth amount concentration ratio B2 / B1 in the vicinity of the surface of the nonlinear resistor with respect to the center of the sintered body and the energy withstand value of the nonlinear resistor.

【図3】非直線抵抗体における焼結体の添加ビスマス量
濃度に対する中心部のビスマス量濃度比B1/Bと、そ
の非直線抵抗体のエネルギー耐量値との関係を示すグラ
フ。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the bismuth amount concentration ratio B1 / B of the central portion with respect to the added bismuth amount concentration of the sintered body in the nonlinear resistor and the energy withstand value of the nonlinear resistor.

【図4】非直線抵抗体における焼結体の添加ビスマス量
濃度に対する表面近傍のビスマス量濃度比B2/Bと、
その非直線抵抗体のエネルギー耐量値との関係を示すグ
ラフ。
FIG. 4 is a bismuth amount concentration ratio B2 / B near the surface with respect to the added bismuth amount concentration of the sintered body in the non-linear resistor,
The graph which shows the relationship with the energy withstand value of the nonlinear resistor.

【図5】非直線抵抗体における焼結体の中心部の酸化ビ
スマス結晶中の亜鉛量と、その非直線抵抗体のエネルギ
ー耐量値との関係を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the amount of zinc in the bismuth oxide crystal at the center of the sintered body of the nonlinear resistor and the energy withstand value of the nonlinear resistor.

【図6】非直線抵抗体における焼結体の中心部の酸化ビ
スマス結晶中のアンチモン量と、その非直線抵抗体のエ
ネルギー耐量値との関係を示すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the amount of antimony in the bismuth oxide crystal at the center of the sintered body of the nonlinear resistor and the energy withstand value of the nonlinear resistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:焼結体 2:高抵抗層 3:電極 1: Sintered body 2: High resistance layer 3: Electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化亜鉛(ZnO)を主成分とし、添加
物として少なくともビスマス(Bi)とアンチモン(S
b)を添加した焼結体を用いた非直線抵抗体において、 前記焼結体の中心部のビスマス量濃度をB1(wt
%)、表面近傍のビスマス量濃度をB2(wt%)とし
た場合に、これらの比B2/B1が、 0.6<(B2/B1)<1 の範囲内にあることを特徴とする非直線抵抗体。
1. A main component is zinc oxide (ZnO), and at least bismuth (Bi) and antimony (S) as additives.
In a non-linear resistor using a sintered body to which b) is added, the bismuth amount concentration at the center of the sintered body is B1 (wt).
%), And when the bismuth amount concentration near the surface is B2 (wt%), these ratios B2 / B1 are in the range of 0.6 <(B2 / B1) <1. Linear resistor.
【請求項2】 前記酸化亜鉛に対する添加ビスマス量濃
度をB(wt%)とした場合に、この添加ビスマス量濃
度Bと前記焼結体の中心部のビスマス量濃度B1との比
B1/Bが、 0.7<(B1/B) の範囲内にあることを特徴とする請求項1記載の非直線
抵抗体。
2. When the added bismuth amount concentration with respect to the zinc oxide is B (wt%), the ratio B1 / B between the added bismuth amount concentration B and the bismuth amount concentration B1 at the center of the sintered body is , 0.7 <(B1 / B). The non-linear resistor according to claim 1, wherein
【請求項3】 前記酸化亜鉛に対する添加ビスマス量濃
度をB(wt%)とした場合に、この添加ビスマス量濃
度Bと前記焼結体の表面近傍のビスマス量濃度B2との
比B2/Bが、 0.5<(B2/B) の範囲内にあることを特徴とする請求項1または請求項
2記載の非直線抵抗体。
3. When the added bismuth amount concentration with respect to the zinc oxide is B (wt%), the ratio B2 / B between the added bismuth amount concentration B and the bismuth amount concentration B2 near the surface of the sintered body is , 0.5 <(B2 / B). 3. The nonlinear resistor according to claim 1 or 2, wherein
【請求項4】 前記焼結体中に形成される酸化ビスマス
(Bi2 3 )の主結晶相が、焼結体の中心部と表面近
傍で同一結晶相であることを特徴とする請求項1〜3の
いずれか一つに記載の非直線抵抗体。
4. The main crystal phase of bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) formed in the sintered body is the same crystal phase in the central portion and near the surface of the sintered body. The nonlinear resistor according to any one of 1 to 3.
【請求項5】 前記焼結体中に形成される酸化ビスマス
(Bi2 3 )結晶中に含まれる亜鉛(Zn)の量が、
焼結体の中心部と表面近傍の両方において、いずれも2
〜20mol%の範囲内にあることを特徴とする請求項
1〜4のいずれか一つに記載の非直線抵抗体。
5. The amount of zinc (Zn) contained in the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) crystal formed in the sintered body is
2 at both the center and near the surface of the sintered body
It exists in the range of -20 mol%, The nonlinear resistor as described in any one of Claims 1-4.
【請求項6】 前記焼結体中に形成される酸化ビスマス
(Bi2 3 )結晶中に含まれるアンチモン(Sb)の
量が、焼結体の中心部と表面近傍の両方において、いず
れも0.3〜10mol%の範囲内にあることを特徴と
する請求項1〜5のいずれか一つに記載の非直線抵抗
体。
6. The amount of antimony (Sb) contained in the bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) crystal formed in the sintered body is both in the center and near the surface of the sintered body. It exists in the range of 0.3-10 mol%, The nonlinear resistor as described in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned.
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