JPH10241910A - Nonlinear resistor - Google Patents

Nonlinear resistor

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Publication number
JPH10241910A
JPH10241910A JP9043808A JP4380897A JPH10241910A JP H10241910 A JPH10241910 A JP H10241910A JP 9043808 A JP9043808 A JP 9043808A JP 4380897 A JP4380897 A JP 4380897A JP H10241910 A JPH10241910 A JP H10241910A
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JP
Japan
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mol
oxide
linear
resistor
linear resistor
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Application number
JP9043808A
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Japanese (ja)
Inventor
Hironori Suzuki
洋典 鈴木
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH10241910A publication Critical patent/JPH10241910A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonlinear resistor which can be lowered in varistor voltage, can be increased in thickness and size, and has an excellent discharge withstand current rating characteristic and voltage-applied life characteristic and the resistance value of which does not fluctuate much even when the size of the resistor is increased. SOLUTION: A resistor contains a zinc oxide as a main component and 0.1-5.0mol% bismuth when converted into bismuth oxide (Bi2 O3 ), 0.1-5.0mol% antimony when converted into antimony oxide (Sb2 O3 ), and 0.1-0.5mol% titanium when converted into titanium oxide (TiO2 ) as sub-components and has a varistor voltage (V1m A) of 20-150V/mm.

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
ブソーバ等に用いられる非直線抵抗体、特に酸化亜鉛を
主成分とした非直線抵抗体に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-linear resistor used for an arrester, a surge absorber and the like, and more particularly to a non-linear resistor mainly composed of zinc oxide.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、電力系統や電子機器回路におけ
る異常電圧を抑制し、電力系統や電子機器を保護するた
めに避雷器やサージアブソーバが用いられている。そし
て、この避雷器やサージアブソーバには、正常な電圧で
絶縁特性を示し、異常電圧が印加されたときに低抵抗特
性を示すことにより、系統や回路を保護する非直線抵抗
体が採用されている。
2. Description of the Related Art Lightning arresters and surge absorbers are generally used to suppress abnormal voltages in electric power systems and electronic equipment circuits and to protect electric power systems and electronic equipment. The lightning arrester and surge absorber employ a non-linear resistor that protects a system or a circuit by exhibiting insulation characteristics at a normal voltage and exhibiting low resistance characteristics when an abnormal voltage is applied. .

【0003】この非直線抵抗体の製造方法は、概略以下
の通りである。原料は、ΖnOを主成分とし、これに副
成分として、Bi2 3 、Sb2 3 、CoΟ、Μn
O、Cr2 3 等を加え、これらの原料を水及び有機バ
インダーとともに十分混合した後、スプレードライヤー
などで造粒し、成形及び焼結を行っている。この後、焼
結体の側面に沿面閃絡を防止するため高抵抗物質を塗布
し、再焼成して高抵抗層を形成する。そして、焼結体の
両端面を研磨し電極を取付けて、非直線抵抗体が製造さ
れる。
[0003] A method of manufacturing this nonlinear resistor is roughly as follows. The raw material contains {nO as a main component and Bi 2 O 3 , Sb 2 O 3 , Co}, ΔnO as sub-components.
O, Cr 2 O 3, etc. are added, these raw materials are sufficiently mixed with water and an organic binder, granulated by a spray drier or the like, and molded and sintered. Thereafter, a high-resistance substance is applied to the side surface of the sintered body to prevent creeping flashes, and refired to form a high-resistance layer. Then, both ends of the sintered body are polished and electrodes are attached, and a non-linear resistor is manufactured.

【0004】ところで、近年、電力系統は送電コスト低
減のため大容量化が進んでいる。例えば避雷器に使用さ
れる非直線抵抗体は、極めて大きなサージエネルギーを
処理する必要があり、非直線抵抗体の大容量化、並列接
続枚数の増加等の手段が用いられる。
[0004] In recent years, electric power systems have been increasing in capacity to reduce transmission costs. For example, a non-linear resistor used in a lightning arrester needs to process an extremely large surge energy, and measures such as increasing the capacity of the non-linear resistor and increasing the number of parallel-connected resistors are used.

【0005】しかし、並列接続枚数の増加は、電流分担
のアンバランスを招き易い等の特性上の問題から制限さ
れ、必然的に非直線抵抗体の大容量化が図られなければ
ならない。しかし、素子径の増加は、それを収容する円
筒容器の直径により制限される。
[0005] However, the increase in the number of parallel-connected elements is limited due to the problem of characteristics such as easy imbalance of current sharing, and the capacity of the non-linear resistor must necessarily be increased. However, the increase in the element diameter is limited by the diameter of the cylindrical container accommodating the element.

【0006】一方、非直線抵抗体の厚みは、非直線抵抗
体の立上がり電圧(バリスタ電圧,V1mA )と避雷器の
制限電圧との兼合いにより制限される。現状の非直線抵
抗体のバリスタ電圧は、180〜300V/mmである
が、これを低くすることができれば、非直線抵抗体の厚
さを増加することができ、エネルギー処理量の増加が図
れる。このため、バリスタ電圧の低い非直線抵抗体が望
まれていた。
On the other hand, the thickness of the non-linear resistor is limited by the combination of the rising voltage (varistor voltage, V 1 mA ) of the non-linear resistor and the limit voltage of the surge arrester. The current varistor voltage of the non-linear resistor is 180 to 300 V / mm. However, if the varistor voltage can be reduced, the thickness of the non-linear resistor can be increased and the energy processing amount can be increased. Therefore, a nonlinear resistor having a low varistor voltage has been desired.

【0007】このようにして得られる非直線抵抗体の形
状は、直径が100〜120mm、厚さが20〜45mmに
もなる。このような大型の非直線抵抗体には、別の問題
が生じる。すなわち、大型の非直線抵抗体に使用される
焼結体は、焼結時の部分的な焼成温度の不均一等の影響
により、ΖnO結晶粒子の異常粒成長が起こり、抵抗値
のバラツキが生じ易くなる。さらに、抵抗の低い部分に
電流が集中し、耐量特性の低下、寿命特性の低下を招く
といった間題があった。
The shape of the non-linear resistor thus obtained has a diameter of 100 to 120 mm and a thickness of 20 to 45 mm. Another problem arises with such large non-linear resistors. That is, in the sintered body used for the large-sized non-linear resistor, abnormal grain growth of ΔnO crystal grains occurs due to the partial non-uniformity of the sintering temperature during sintering, and the resistance value varies. It will be easier. Further, there is a problem that current concentrates on a portion having a low resistance, resulting in a decrease in withstand voltage characteristics and a decrease in life characteristics.

【0008】V1mA を低電圧化し、10〜50V/mmに
する方法は、電子回路用非直線抵抗体の製造方法(特公
平5−52642号)としては知られている。しかし、
この方法は、電子部品用の小型の非直線抵抗体、例えば
直径10mm、厚さ1mmのものに限ったものであり、電力
用の大型の非直線抵抗体にはそのまま適応できず、上記
のような問題があった。
[0008] The V 1mA was lower voltage, a method that 10~50V / mm are known as a method of manufacturing an electronic circuit for the non-linear resistor (Kokoku No. 5-52642). But,
This method is limited to small non-linear resistors for electronic components, for example, those having a diameter of 10 mm and a thickness of 1 mm, and cannot be directly applied to large non-linear resistors for electric power. There was a problem.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
非直線抵抗体はバリスタ電圧が高く、避雷器の制限電圧
による制約から、非直線抵抗体の厚さの増加が困難であ
った。また、大型化すると、焼結体に部分的な抵抗値の
バラツキが生じ、放電耐量特性や課電寿命特性が低下す
るといった問題があった。
As described above, the conventional non-linear resistor has a high varistor voltage, and it is difficult to increase the thickness of the non-linear resistor due to the restriction due to the limit voltage of the surge arrester. In addition, when the size is increased, there is a problem that a variation in the resistance value is partially generated in the sintered body, and the discharge withstand characteristic and the charging life characteristic are deteriorated.

【0010】本発明は上記の点を考慮してなされたもの
で、バリスタ電圧を低くし、非直線抵抗体の厚さを増
加、大型化することができ、放電耐量特性に優れた非直
線抵抗体を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above points, and can reduce a varistor voltage, increase the thickness of a non-linear resistor, increase the size of the non-linear resistor, and provide a non-linear resistor excellent in discharge capability. The purpose is to provide the body.

【0011】本発明はまた、大型化しても抵抗値のバラ
ツキが少なく、放電耐量特性や課電寿命特性に優れた非
直線抵抗体を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a non-linear resistor which has a small variation in resistance value even when the size of the resistor is increased, and which is excellent in discharge withstand characteristics and charging life characteristics.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために、請求項1の発明に係る非直線抵抗体は、
酸化亜鉛を主成分とし、副成分として、ビスマスを酸化
ビスマス(Bi2 3 )に換算して0.1〜5.0mol
%、アンチモンを酸化アンチモン(Sb2 3 )に換算
して0.1〜5.0mol%、およびチタンを酸化チタン
(TiO2 )に換算して0.1〜5.0mol%それぞれ含
有し、バリスタ電圧(V1mA )が、20〜150V/mm
であることを特徴とする。
To achieve the above object, a non-linear resistor according to the first aspect of the present invention comprises:
Zinc oxide as a main component and as the minor component, in terms of bismuth bismuth oxide (Bi 2 O 3) 0.1~5.0mol
%, 0.1 to 5.0 mol% of antimony in terms of antimony oxide (Sb 2 O 3), and containing respectively 0.1 to 5.0 mol% of titanium in terms of titanium oxide (TiO 2), varistor voltage (V 1mA) is, 20~150V / mm
It is characterized by being.

【0013】請求項2の発明に係る非直線抵抗体は、副
成分として、コバルトをCoΟに換算して01〜5.0
mol%含有することを特徴とする。
In the nonlinear resistor according to the second aspect of the present invention, cobalt is converted to CoΟ as an auxiliary component in the range of 01 to 5.0.
mol%.

【0014】請求項3の発明に係る非直線抵抗体は、副
成分として、マンガンをΜnOに換算して0.1〜5.
0mol%含有することを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the nonlinear resistor, manganese is converted into ΔnO as a sub-component in the range of 0.1 to 5.0.
It is characterized by containing 0 mol%.

【0015】請求項4の発明に係る非直線抵抗体は、副
成分として、ニッケルをNiOに換算して0.1〜5.
0mol%含有することを特徴とする。
The nonlinear resistor according to the invention of claim 4 is characterized in that nickel is converted to NiO as a sub-component in the range of 0.1 to 5.0.
It is characterized by containing 0 mol%.

【0016】請求項5の発明に係る非直線抵抗体は、副
成分として、アルミニウムをA123 に換算して0.
5×10-3〜20×10-3mol%含有することを特徴とす
る。
In the nonlinear resistor according to the fifth aspect of the present invention, aluminum as an auxiliary component is converted to 0.12 in terms of A1 2 O 3 .
It is characterized by containing 5 × 10 −3 to 20 × 10 −3 mol%.

【0017】請求項6の発明に係る非直線抵抗体は、副
成分として、ホウ素をB2 3 に換算して0.5×10
-3〜20×10-3mol%含有することを特徴とする。
The nonlinear resistor according to the invention of claim 6 is characterized in that boron is converted into B 2 O 3 as a sub-component in an amount of 0.5 × 10 3
-3 to 20 × 10 -3 mol%.

【0018】請求項7の発明に係る非直線抵抗体は、副
成分として、銀をAg2 Oに換算して0.5×10-3
20×10-3mol%含有することを特徴とする。
In the nonlinear resistor according to the invention of claim 7, silver is converted into Ag 2 O as an auxiliary component in an amount of 0.5 × 10 −3 to 0.5 × 10 −3 .
It is characterized by containing 20 × 10 −3 mol%.

【0019】請求項8の発明に係る非直線抵抗体は、含
有されるビスマスが立方晶酸化ビスマスを形成すること
を特徴とする。
The nonlinear resistor according to the invention of claim 8 is characterized in that the bismuth contained forms cubic bismuth oxide.

【0020】以上の本発明は、下記の知見に基づいてな
されたものである。
The present invention has been made based on the following findings.

【0021】即ち、ΖnOを主成分とする非直線抵抗体
の抵抗は、ΖnO粒子の粒界において発現する。したが
って、非直線抵抗体の抵抗は、粒界の数の逆数、すなわ
ちΖnO粒子の粒径によって決定される。ΖnO粒子の
成長は、添加される副成分により影響される。すなわ
ち、Bi2 3 は、焼結中液相になり、ΖnΟを溶解
し、その移動を促進することによりΖnΟ結晶粒子の成
長を促進する。TiO2 は、そのΖnOの溶解度を上げ
ることにより、ΖnO結晶粒子の成長を促進する。この
2つの副成分により、ΖnO結晶粒子の成長が促進さ
れ、非直線抵抗体のバリスタ電圧(V1mA )を低くする
ことができる。しかし、ZnO結晶粒子の成長を促進す
るだけでは、異常な成長をするZnO結晶粒子が発生す
る。この異常粒成長を制御するため、Sb2 3 を添加
する。Sb2 3 は焼結中Zn7 Sb212形のスピネ
ル粒子を形成する。このスピネル粒子は、ZnO結晶粒
子の成長を疎外するため、異常粒成長を抑制するため、
ZnO結晶粒子の成長を制御することができる。これら
の副成分の効果のためZnO結晶粒子を均一に成長させ
ることができるため、バリスタ電圧(V1mA )を低くす
ると同時に、放電耐量が優れた非直線抵抗体が得られる
と考えられる。
That is, the resistance of the non-linear resistor mainly composed of ΔnO appears at the grain boundaries of the ΔnO particles. Therefore, the resistance of the nonlinear resistor is determined by the reciprocal of the number of grain boundaries, that is, the particle size of the ΔnO particles. The growth of the ΖnO particles is affected by the added secondary components. That is, Bi 2 O 3 becomes a liquid phase during sintering, dissolves {n}, and promotes its movement, thereby promoting the growth of {n} crystal grains. TiO 2 promotes the growth of ΔnO crystal particles by increasing the solubility of ΔnO. The two subcomponents promote the growth of the ΔnO crystal grains, and can lower the varistor voltage (V 1mA ) of the nonlinear resistor. However, merely promoting the growth of ZnO crystal particles generates ZnO crystal particles that grow abnormally. Sb 2 O 3 is added to control the abnormal grain growth. Sb 2 O 3 forms Zn 7 Sb 2 O 12 type spinel particles during sintering. The spinel particles alienate the growth of the ZnO crystal particles and suppress abnormal grain growth.
The growth of ZnO crystal grains can be controlled. It is considered that the ZnO crystal particles can be grown uniformly due to the effects of these subcomponents, so that a varistor voltage (V 1 mA ) can be reduced and a nonlinear resistor having excellent discharge withstand capability can be obtained.

【0022】本発明では、従来例(例えば、特開平5−
234716)に含まれる、アンチモン(Sb)、クロ
ム(Cr)を含んでいないが、これらは、焼成中、Ζn
Oと反応して複合酸化物を形成する。これらの複合酸化
物は、ΖnO結晶粒子の成長を阻害するため、バリスタ
電圧(V1mA )を低くすることができない。本発明で
は、この2つの成分を含まないため、良好なΖnΟ結晶
粒子を得ることができ、バリスタ電圧(V1mA )が低
く、良好な耐量特性を持つ非直線抵抗体が得られること
を確認している。
In the present invention, the conventional example (for example,
234716) does not contain antimony (Sb) or chromium (Cr), but these are not affected during firing.
Reacts with O to form a composite oxide. Since these composite oxides hinder the growth of ΔnO crystal grains, the varistor voltage (V 1mA ) cannot be reduced. In the present invention, it was confirmed that since these two components were not contained, good {n} crystal grains could be obtained, and a non-linear resistor having a low varistor voltage (V 1 mA ) and good withstand characteristics could be obtained. ing.

【0023】なお、バリスタ電圧(V1mA )を20〜1
50V/mmとした理由は以下のように考えられる。バリ
スタ電圧(V1mA )が20V/mmより低い場合、避雷器
としての所定の制限電圧を得るためには、素子が大型に
なり、上記の副成分Bi2 3 、Sb2 3 およびTi
2 を添加しても、均一な焼結体を得ることが困難なた
めである。バリスタ電圧(V1mA )が150V/mmを超
えた場合、非直線抵抗体の厚さを十分増やすことができ
ず、放電耐量の改善が図れないためである。
It should be noted that the varistor voltage (V 1 mA ) is set to 20 to 1
The reason for setting the voltage to 50 V / mm is considered as follows. When the varistor voltage (V 1 mA ) is lower than 20 V / mm, the element becomes large in order to obtain a predetermined limit voltage as an arrester, and the above-mentioned sub-components Bi 2 O 3 , Sb 2 O 3 and Ti
This is because it is difficult to obtain a uniform sintered body even if O 2 is added. If the varistor voltage (V 1mA ) exceeds 150 V / mm, the thickness of the non-linear resistor cannot be sufficiently increased, and the discharge resistance cannot be improved.

【0024】なお、焼成温度を上げることや焼成時間を
長くすることによっても、ΖnΟ結晶粒子の成長を進め
ることができる。したがって、焼成時間、焼成温度を適
宜選ぶことによりバリスタ電圧(V1mA )を20〜15
0V/mmとすることができる。
The growth of {n} crystal grains can also be promoted by raising the firing temperature or increasing the firing time. Therefore, the varistor voltage (V 1 mA ) can be adjusted to 20 to 15 by appropriately selecting the firing time and the firing temperature.
It can be 0 V / mm.

【0025】なお、副成分のビスマスを、Bi2 3
換算して0.1〜5.0mol%、アンチモンを、Sb2
3 に換算して0.1〜5.0mol%、チタンを、TiO2
に換算して0.1〜5.0mol%とした理由は、これらの
範囲以内ではV5kA とV1mAが1.6以下と良好である
のに対し、これを外れると、非直線特性が悪くなるため
である。
Incidentally, bismuth as a sub-component is 0.1 to 5.0 mol% in terms of Bi 2 O 3 , and antimony is Sb 2 O 3
3 in terms of 0.1 to 5.0 mol%, titanium, TiO 2
The reason for the 0.1 to 5.0 mol% in terms of the contrast of these V 5 kA and V 1mA is within range is good and 1.6 or less, Outside this, non-linear characteristics is poor It is because it becomes.

【0026】コバルトは、Co2+となり、ΖnO結晶粒
子中に固溶する。Co2+は、ΖnΟ粒子の粒界付近に存
在し、非直線特性発現の要因となる障壁を形成する。こ
のため、コバルトの添加により非直線特性が改善される
と考えられる。なお、CoOの添加量が、0.1mol%未
満では、添加量が少なく、非直線特性改善の効果が少な
い。また、5.0mol%を超えた場合では、Co2+量が多
くなり、粒界における抵抗が低くなり、非直線特性が劣
化すると考えられる。
Cobalt becomes Co 2+ and forms a solid solution in ΔnO crystal particles. Co 2+ exists near the grain boundaries of the {n} particles, and forms a barrier that causes the development of nonlinear characteristics. For this reason, it is considered that the addition of cobalt improves the nonlinear characteristics. If the addition amount of CoO is less than 0.1 mol%, the addition amount is small, and the effect of improving the nonlinear characteristics is small. When the content exceeds 5.0 mol%, it is considered that the amount of Co 2+ increases, the resistance at the grain boundary decreases, and the nonlinear characteristics deteriorate.

【0027】マンガンは、Μn2+となり、ΖnO結晶粒
子中に固溶する。Co2+同様Μn2+は、ΖnO粒子の粒
界付近に存在し、非直線特性発現の要因となる障壁を形
成する。以下、非直線特性が改善された理由は、CoO
を添加した場合と概略同様と考えられる。
Manganese becomes Δn 2+ and forms a solid solution in the ΔnO crystal particles. Like Co 2+, Μn 2+ exists near the grain boundary of ΖnO particles and forms a barrier that causes the development of nonlinear characteristics. Hereinafter, the reason why the nonlinear characteristics are improved is that CoO
Is considered to be substantially the same as the case where is added.

【0028】ニッケルは、Ni2+となり、ΖnO結晶粒
子中に固溶する。Co2+同様Ni2+は、ΖnO粒子の粒
界付近に存在し、非直線特性発現の要因となる障壁を形
成する。以下、非直線特性が改善された理由は、CoΟ
を添加した場合と概略同様と考えられる。
Nickel becomes Ni 2+ and forms a solid solution in the ΔnO crystal particles. Like Co 2+, Ni 2+ exists near the grain boundary of the ΖnO particles, and forms a barrier that causes the development of nonlinear characteristics. Hereinafter, the reason why the nonlinear characteristics are improved is that CoΟ
Is considered to be substantially the same as the case where is added.

【0029】アルミニウムは、A13+となり、ΖnO結
晶粒子中に固溶する。Co2+同様A13+は、ΖnO粒子
の粒界付近に存在し、非直線特性発現の要因となる障壁
を形成する。非直線特性が改善される理由は、CoΟを
添加した場合と概略同様と考えられる。
Aluminum becomes A1 3+ and forms a solid solution in the ΔnO crystal particles. Like Co 2+, A1 3+ exists near the grain boundary of the ΖnO particles and forms a barrier that causes the development of nonlinear characteristics. It is considered that the reason why the nonlinear characteristics are improved is substantially the same as the case where CoΟ is added.

【0030】なお、Al2 3 の添加量を0.5×10
-3〜20×10-3mol%とした理由は、Al2 3 の添加
量が、0.5×10-3mol%未満では、添加量が少なく、
課電寿命特性改善の効果が少ないためであり、また、2
0×10-3mol%を超えた場合では、Al2 3 量が多く
なり、非直線抵抗体の抵抗が低くなり、非直線抵抗特性
が低下するためである。
The amount of Al 2 O 3 added was 0.5 × 10
The reason for setting -3 to 20 × 10 −3 mol% is that if the addition amount of Al 2 O 3 is less than 0.5 × 10 −3 mol%, the addition amount is small,
This is because the effect of improving the charging life characteristic is small.
If the amount exceeds 0 × 10 −3 mol%, the amount of Al 2 O 3 increases, the resistance of the nonlinear resistor decreases, and the nonlinear resistance characteristics deteriorate.

【0031】ホウ素は、焼結後B2+となり、ΖnOの格
子間に存在し、イオンの移動を阻害すると考えられる。
このため、課電寿命特性が改善されると考えられる。な
お、B2 3 の添加量を、0.5×10-3〜20×10
-3mol%とした理由は、B2 3 の添加量が0.5×10
-3mol%未満では、添加量が少なく、課電寿命特性の改善
の効果が少ないためであり、また、20×10-3mol%を
超えた場合では、B23 の量が多くなり、非直線抵抗
体の抵抗が低くなり、非直線特性が低下するためであ
る。
It is considered that boron becomes B 2+ after sintering, exists between lattices of ΔnO, and inhibits the movement of ions.
For this reason, it is considered that the charging service life characteristics are improved. In addition, the addition amount of B 2 O 3 is 0.5 × 10 −3 to 20 × 10
-3 mol% is because the amount of B 2 O 3 added is 0.5 × 10
If the amount is less than -3 mol%, the amount of addition is small, and the effect of improving the application life characteristics is small. If the amount exceeds 20 × 10 -3 mol%, the amount of B 2 O 3 increases. This is because the resistance of the non-linear resistor decreases and the non-linear characteristics deteriorate.

【0032】また、課電中、非直線抵抗体は高電圧の印
加により、ZnO結晶粒中に固溶したイオンが移動する
ため、非直線抵抗体の電気特性が変化すると考えられ
る。しかし、銀は、Αg+ となり、ΖnOの格子間に存
在し、イオンの移動を阻害すると考えられる。このた
め、銀の添加により課電寿命特性が改善されると考えら
れる。なお、Ag2 O添加量を0.5×10-3〜20×
10-3mol%とした理由は、Ag2 Oの添加量が、0.5
×10-3mol%未満では、添加量が少なく、課電寿命特性
改善の効果が少ないためであり、また、20×10-3mo
l%を超えた場合では、Ag2 O量が多くなり、非直線抵
抗体の抵抗が低くなり、非直線特性が低下するためであ
る。
Also, during application of power, it is considered that the electric characteristics of the non-linear resistor change because the ions dissolved in the ZnO crystal grains move by applying a high voltage to the non-linear resistor. However, silver becomes Αg + and exists between the lattices of ΖnO, which is considered to inhibit the movement of ions. For this reason, it is considered that the charging life property is improved by adding silver. The amount of Ag 2 O added was 0.5 × 10 −3 to 20 ×
The reason for setting it to 10 −3 mol% is that the addition amount of Ag 2 O is 0.5
× is less than 10 -3 mol%, less amount is because a small effect of voltage application life characteristics improved, also, 20 × 10 -3 mo
If the amount exceeds 1%, the amount of Ag 2 O increases, the resistance of the non-linear resistor decreases, and the non-linear characteristics deteriorate.

【0033】以上のように、請求項1記載の非直線抵抗
体においては、酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてビ
スマス、アンチモンおよびチタンを含むため、ΖnΟ結
晶粒子径を均一に大きくすることができる。さらに、バ
リスタ電圧を20〜150V/mmとしているため、非直
線抵抗体の厚さを増やすことができ、放電耐量特性を向
上することができる。
As described above, since the nonlinear resistor according to the first aspect contains zinc oxide as a main component and bismuth, antimony and titanium as subcomponents, the {n} crystal particle diameter can be uniformly increased. it can. Further, since the varistor voltage is set to 20 to 150 V / mm, the thickness of the non-linear resistor can be increased, and the discharge withstand characteristics can be improved.

【0034】請求項2乃至請求項5の非直線抵抗体にお
いては、コバルト、マンガン、ニッケル、またはアルミ
ニウムを含有している。この結果、優れた非直線特性を
得ることができる。
The non-linear resistor according to any one of claims 2 to 5 contains cobalt, manganese, nickel, or aluminum. As a result, excellent non-linear characteristics can be obtained.

【0035】請求項6または請求項7の非直線抵抗体に
おいては、銀またはホウ素を含有することにより優れた
課電寿命特性を得ることができる。
In the non-linear resistor according to the sixth or seventh aspect, by containing silver or boron, it is possible to obtain excellent current application life characteristics.

【0036】請求項8の非直線抵抗体においては、含有
されるビスマスが立方晶酸化ビスマスを形成することに
より優れた課電寿命特性を得ることができる。
In the non-linear resistor according to the eighth aspect, since the bismuth contained forms cubic bismuth oxide, excellent charging life characteristics can be obtained.

【0037】[0037]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を、図面を
参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0038】第1実施形態(表1,図1) 主成分ΖnOに、Bi2 3 、Sb2 3 およびTiO
2 を所定量秤量し、原料とした。この原料を水及び分散
剤などの有機バインダーとともに混合装置にて混合し
た。
First Embodiment (Table 1, FIG. 1) Bi 2 O 3 , Sb 2 O 3 and TiO
A predetermined amount of 2 was weighed and used as a raw material. This raw material was mixed with water and an organic binder such as a dispersant in a mixing device.

【0039】次に、混合物を例えばスプレードライヤー
で所定の粒径例えば100μmに噴霧造粒した。そし
て、この造粒粉を金型に入れ加圧し、円板等所定の形状
に成形することで成形体を得た。こうして得られた成形
体は、添加した有機バインダー類を除去するために空気
中で例えば500℃で焼成し、さらに空気中で1200
℃で2時間焼成することにより、図1に示す焼結体1を
得ることができた。そして、焼結体1の側面に焼成して
高抵抗となる絶縁物を塗布した後、焼成して高抵抗層2
を形成した。この後、焼結体1の両端面を研磨し、この
両端面にアルミニウムを溶射して電極3を形成した。こ
れにより図1に示す非直線抵抗体を得た。
Next, the mixture was spray-granulated to a predetermined particle size, for example, 100 μm using a spray dryer, for example. Then, the granulated powder was put into a mold, pressurized, and formed into a predetermined shape such as a disk to obtain a formed body. The molded body thus obtained is calcined at, for example, 500 ° C. in air in order to remove the added organic binders, and further calcined in air at 1200 ° C.
By firing at 2 ° C. for 2 hours, a sintered body 1 shown in FIG. 1 was obtained. Then, after applying an insulator having a high resistance by firing on the side surface of the sintered body 1, the firing is performed and the high resistance layer 2 is applied.
Was formed. Thereafter, both end faces of the sintered body 1 were polished, and aluminum was sprayed on the both end faces to form the electrodes 3. Thus, the non-linear resistor shown in FIG. 1 was obtained.

【0040】次に、以上のようにして得られた非直線抵
抗体の電気特性について説明する。
Next, the electrical characteristics of the nonlinear resistor obtained as described above will be described.

【0041】これらの非直線抵抗体のバリスタ電圧(V
1mA )、放電耐量特性、および非直線特性を表1に示
す。表1は、本実施形態の試料(実施例1〜16)と、
これに対する成分素成等が外れた試料(比較例1〜6)
とを示している。なお、放電耐量特性は、雷インパルス
(4/10)電流を、順次電流値を増加させながら20
個の非直線抵抗体に印加し、非直線抵抗体が耐えた電流
値で示した。また、非直線抵抗体はその厚さを調整し、
非直線抵抗体それぞれのバリスタ電圧(V1mA )を同じ
にして、放電耐量試験を行った。非直線特性は、5kAの
電流を流したときに発生する電圧V5kA とバリスタ電圧
(V1mA )との比V5kA /V1mA で示した。
The varistor voltage (V) of these non-linear resistors
1 mA ), discharge withstand characteristics, and non-linear characteristics are shown in Table 1. Table 1 shows the samples of the present embodiment (Examples 1 to 16),
Samples in which the composition of the components and the like were deviated (Comparative Examples 1 to 6)
Are shown. In addition, the discharge withstand characteristics are obtained by increasing the lightning impulse (4/10) current by 20
The current value applied to the non-linear resistors and expressed by the current value that the non-linear resistors withstood. Also, adjust the thickness of the nonlinear resistor,
A discharge withstand test was performed with the same varistor voltage (V 1 mA ) for each non-linear resistor. Nonlinearity exhibited by the ratio V 5kA / V 1mA of the voltage V 5 kA and the varistor voltage (V 1 mA) that occurs at a current of 5 kA.

【0042】表1に示した結果から明らかなように、本
実施形態の非直線抵抗体は、バリスタ電圧(V1mA )が
20〜150V/mmとなり、放電耐量特性は従来例では
80kA程度であるのに対し、本実施形態では約120
kA以上と良好であることがわかる。
As is evident from the results shown in Table 1, the non-linear resistor of this embodiment has a varistor voltage (V 1 mA ) of 20 to 150 V / mm and a discharge withstand characteristic of about 80 kA in the conventional example. In contrast, in the present embodiment, about 120
It turns out that it is as good as kA or more.

【0043】第2実施形態(図2) 次に、本発明の第2の実施形態を説明する。 Second Embodiment (FIG. 2) Next, a second embodiment of the present invention will be described.

【0044】主成分ΖnOに、Bi2 3 、Sb2 3
およびΤiΟ2 をそれそれ、1mol%、また、CoOを所
定量秤量し、原料とした。製造方法は第1の実施形態と
同様である。本実施形態の非直線抵抗体は、第1実施形
態と同様、V1mA は20〜150V/mmであり、放電耐
量特性も良好である。
The main component 、 nO includes Bi 2 O 3 and Sb 2 O 3
And 1 mol% of {i} 2 and CoO were weighed in predetermined amounts to obtain raw materials. The manufacturing method is the same as in the first embodiment. Nonlinear resistor of this embodiment, like the first embodiment, V 1 mA is 20~150V / mm, discharge withstand current rating characteristic is good.

【0045】以上のようにして得られた非直線抵抗体の
非直線性を図2に示す。非直線特性は、V5kA /V1mA
で示した。横軸にCoO添加量を対数目盛りで、縦軸に
非直線特性V5kA /V1mA を示している。図2に示した
結果から明らかなように、非直線特性は、第1実施形態
に比べて、さらに改善されていることがわかる。
FIG. 2 shows the nonlinearity of the nonlinear resistor obtained as described above. Non-linear characteristics are V5kA / V1mA
Indicated by The horizontal axis indicates the amount of CoO addition on a logarithmic scale, and the vertical axis indicates the non-linear characteristic V 5 kA / V 1 mA . As is clear from the results shown in FIG. 2, the non-linear characteristics are further improved as compared with the first embodiment.

【0046】本実施形態では、Bi2 3 、Sb2 3
およびTiO2 をそれそれ、1mol%含み、C00を0.
1〜5.0mol%含む場合について示したが、Bi2 3
を0.1〜5.0mol%、Sb2 3 を0.1〜5.0mo
l%、TiO2 を0.1〜5.0mol%、およびCoOを
0.1〜5.0mol%含む場合についも同様の効果が得ら
れることを確認した。
In this embodiment, Bi 2 O 3 , Sb 2 O 3
And TiO 2 in an amount of 1 mol%, and
Although the case of containing 1 to 5.0 mol% is shown, Bi 2 O 3
The 0.1~5.0mol%, 0.1~5.0mo the Sb 2 O 3
l%, it was confirmed that the TiO 2 0.1 to 5.0 mol%, and the same effect with the case where CoO and containing 0.1 to 5.0 mol% is obtained.

【0047】第3実施形態(図3) 次に、本発明の第3の実施形態を説明する。 Third Embodiment (FIG. 3) Next, a third embodiment of the present invention will be described.

【0048】主成分ΖnOに、Bi2 3 、Sb2 3
およびTiO2 をそれそれ1mol%、また、ΜnOを所定
量秤量し、原料とした。製造方法は第1実施形態と同様
である。本実施形態の非直線抵抗体は、第1実施形態と
同様、V1mA を20〜150V/mmとすることができ、
放電耐量特性も良好である。
The main component 、 nO is composed of Bi 2 O 3 and Sb 2 O 3
A predetermined amount of TiO 2 and TiO 2 were weighed at 1 mol%, and ΔnO was weighed as a raw material. The manufacturing method is the same as in the first embodiment. As in the first embodiment, the nonlinear resistor of the present embodiment can set V 1mA to 20 to 150 V / mm,
The discharge capability is also good.

【0049】以上のようにして得られた非直線抵抗体の
非直線性を図3に示す。非直線抵抗体は、V5kA /V
1mA で示した。横軸にMnO添加量を対数目盛りで、縦
軸に非直線特性V5kA /V1mA を示している。
FIG. 3 shows the nonlinearity of the nonlinear resistor obtained as described above. V5kA / V for non-linear resistor
Shown at 1 mA . The abscissa indicates the amount of added MnO on a logarithmic scale, and the ordinate indicates the non-linear characteristic V 5 kA / V 1 mA .

【0050】図3に示した結果から明らかなように、非
直線特性は、第1実施形態に比べて、さらに改善されて
いることがわかる。
As is apparent from the results shown in FIG. 3, the non-linear characteristics are further improved as compared with the first embodiment.

【0051】本実施形態では、Bi2 3 、Sb2 3
およびΤiO2 をそれぞれ1mol%含みΜnOを0.1〜
5.0mol%含む場合について示したが、Bi2 3
0.1〜5.0mol%、Sb2 3 を0.15〜5.0mo
l%、TiO2 を0.1〜5.0mol%、CoOを5.0mo
l%以下、およびΜnOを0.1〜5.0mol%含む場合に
ついても同様の効果が得られることを確認した。
In this embodiment, Bi 2 O 3 , Sb 2 O 3
And 1 mol% of ΤiO 2 , respectively.
It has been described a case containing 5.0 mol%, 0.1 to 5.0 mol% of Bi 2 O 3, 0.15~5.0mo the Sb 2 O 3
l%, the TiO 2 0.1~5.0mol%, 5.0mo the CoO
It was also confirmed that the same effect can be obtained in the case of containing 1% or less and ΔnO of 0.1 to 5.0 mol%.

【0052】第4実施形態(図4) 次に、本発明の第4の実施形態を説明する。 Fourth Embodiment (FIG. 4) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0053】主成分ΖnOに、Bi2 3 、Sb2 3
およびTiO2 をそれそれ、1mol%、また、NiΟを所
定量秤量し、原料とした。製造方法は第1実施形態と同
様である。
Bi 2 O 3 , Sb 2 O 3
A predetermined amount of 1 mol% of TiO 2 and TiO 2 and a predetermined amount of NiΟ were weighed and used as raw materials. The manufacturing method is the same as in the first embodiment.

【0054】本実施形態の非直線抵抗体は、第1実施形
態と同様、V1mA は20〜150V/mmであり、放電耐
量特性も良好である。
As in the first embodiment, the non-linear resistor of this embodiment has V 1 mA of 20 to 150 V / mm, and has good discharge withstand characteristics.

【0055】以上のようにして得られた非直線抵抗体の
非直線性を図4に示す。非直線特性は、V5kA /V1mA
で示した。横軸にNiO添加量を対数目盛りで、縦軸に
非直線特性V5kA /V1mA で示している。図4に示した
結果から明らかなように、非直線特性は、第1実施形態
に比べて、さらに改善されていることがわかる。
FIG. 4 shows the nonlinearity of the nonlinear resistor obtained as described above. Non-linear characteristics are V5kA / V1mA
Indicated by The abscissa indicates the amount of NiO added on a logarithmic scale, and the ordinate indicates the non-linear characteristic V 5 kA / V 1 mA . As is clear from the results shown in FIG. 4, the non-linear characteristics are further improved as compared with the first embodiment.

【0056】本実施形態では、Bi2 3 、Sb
2 3 、およびTiO2 をそれぞれ、1mol%含み、Ni
Oを0.1〜5.0mol%含む場合について示したが、B
2 3 を0.1〜5.0mol%、Sb2 3 を0.1〜
5.0mol%、TiO2 を0.1〜5.0mol%、CoOを
5.0mol%以下、ΜnΟを5.0mol%以下、およびNi
Οを0.1〜5.0mol%含む場合についても同様の効果
が得られることを確認している。
In this embodiment, Bi 2 O 3 , Sb
2 O 3 and TiO 2 each containing 1 mol%, Ni
The case where O is contained in an amount of 0.1 to 5.0 mol% is shown.
i 2 O 3 of 0.1 to 5.0 mol%, 0.1 to the Sb 2 O 3
5.0 mol%, the TiO 2 0.1 to 5.0 mol%, the CoO 5.0 mol% or less, 5.0 mol of Myuenuomikuron%, and Ni
It has been confirmed that the same effect can be obtained also when Ο is contained in the range of 0.1 to 5.0 mol%.

【0057】第5実施形態(図5) 次に、本発明の第5の実施形態を説明する。 Fifth Embodiment (FIG. 5) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.

【0058】主成分ΖnOに、Bi2 3 、Sb2 3
およびΤiΟ2 をそれそれ1mol%、また、Al2 3
所定量秤量し、原料とした。製造方法は第1実施形態と
同様である。
Bi 2 O 3 , Sb 2 O 3
And 1 mol% of {i} 2 and Al 2 O 3 were weighed in predetermined amounts to obtain raw materials. The manufacturing method is the same as in the first embodiment.

【0059】本実施形態の非直線抵抗体は、第1実施形
態と同様、V1mA は20〜150V/mmであり、放電耐
量特性も良好である。
As in the first embodiment, the non-linear resistor of this embodiment has a V 1 mA of 20 to 150 V / mm, and has good discharge withstand characteristics.

【0060】以上のようにして得られた非直線抵抗体の
非直線性を図5に示す。非直線抵抗体は、V5kA /V
1mA で示した。横軸にAl2 3 添加量を対数目盛り
で、縦軸に非直線特性V5kA /V1mA を示している。図
5に示した結果から明らかなように、非直線特性は、第
1実施形態に比べて、さらに改善されていることがわか
る。
FIG. 5 shows the nonlinearity of the nonlinear resistor obtained as described above. V5kA / V for non-linear resistor
Shown at 1 mA . The horizontal axis indicates the amount of Al 2 O 3 added on a logarithmic scale, and the vertical axis indicates the non-linear characteristic V 5 kA / V 1 mA . As is clear from the results shown in FIG. 5, the non-linear characteristics are further improved as compared with the first embodiment.

【0061】本実施形態では、Bi2 3 、Sb
2 3 、およびTiO2 をそれぞれ、1mol%含み、Al
2 3 を0.1〜5.0mol%含む場合について示した
が、Bi2 3 を0.1〜5.0mol%、Sb2 3
0.1〜5.0mol%、TiO2 を0.1〜5.0mol%、
CoOを5.0mol%以下、ΜnΟを5.0mol%以下、N
iΟを5.0mol%以下、およびAl2 3 を0.5×1
-3〜20×10-3mol%含む場合についても同様の効果
が得られることを確認している。
In this embodiment, Bi 2 O 3 , Sb
1 mol% each of 2 O 3 and TiO 2 ,
The case where 0.1 to 5.0 mol% of 2 O 3 is contained is shown, but 0.1 to 5.0 mol% of Bi 2 O 3 , 0.1 to 5.0 mol% of Sb 2 O 3 , and TiO 2 are contained. 0.1-5.0 mol%,
CoO 5.0 mol% or less, {n} 5.0 mol% or less, N
iΟ is 5.0 mol% or less, and Al 2 O 3 is 0.5 × 1
It has been confirmed that the same effect can be obtained also when the composition contains 0 -3 to 20 × 10 -3 mol%.

【0062】第6実施形態(図6) 次に、本発明の第6の実施形態を説明する。 Sixth Embodiment (FIG. 6) Next, a sixth embodiment of the present invention will be described.

【0063】主成分ΖnOに、Bi2 3 、Sb2 3
およびTiO2 をそれそれ1mol%、また、Αg2 Oを所
定量秤量し、原料とした。製造方法は第1実施形態と同
様である。また、比較のためにAg2 Oを添加しない非
直線抵抗体を製造した。
Bi 2 O 3 , Sb 2 O 3
A predetermined amount of TiO 2 and TiO 2 were each weighed, and Δg 2 O was weighed as a raw material. The manufacturing method is the same as in the first embodiment. For comparison, a non-linear resistor to which no Ag 2 O was added was manufactured.

【0064】本実施形態の非直線抵抗体は、第1実施形
態と同様、V1mA は20〜150V/mmであり、放電耐
量特性、非直線特性も良好である。
As in the first embodiment, the non-linear resistor of this embodiment has V 1 mA of 20 to 150 V / mm, and has good discharge withstand characteristics and non-linear characteristics.

【0065】以上のようにして得られた非直線抵抗体の
寿命特性を図6に示す。寿命特性は120℃でV1mA
対する課電率100%で、500時間課電した後の、電
気特性(電流値が10μAの時の電圧V10μA)の変化
率で示した。横軸にAg2 Oの添加量を対数目盛りで、
縦軸にV10μAの変化率を示した。図6に示した結果か
ら明らかなように、寿命特性は、第1実施形態に比べ
て、さらに改善されていることがわかる。
FIG. 6 shows the life characteristics of the nonlinear resistor obtained as described above. The life characteristics were shown as the rate of change in the electric characteristics (voltage V 10 μA at a current value of 10 μA ) after applying power for 500 hours at 120 ° C. with an application rate of 100% to V 1 mA . On the horizontal axis, the addition amount of Ag 2 O is shown on a logarithmic scale.
The vertical axis indicates the rate of change of V10 μA . As is clear from the results shown in FIG. 6, the life characteristics are further improved as compared with the first embodiment.

【0066】本実施形態では、Bi2 3 、Sb
2 3 、およびTiO2 をそれぞれ、1mol%含み、Ag
2 Oを0.5×10-3〜20×10-3mol%含む場合につ
いて示したが、Bi2 3 を0.1〜5.0mol%、Sb
2 3 を0.1〜5.0mol%、TiO2 を0.1〜5.
0mol%、CoOを5.0mol%以下、ΜnΟを5.0mol%
以下、NiΟを5.0mol%以下、およびAl2 3 を2
0×10-3mol%以下含む場合についても同様の効果が得
られることを確認している。
In this embodiment, Bi 2 O 3 , Sb
Each containing 1 mol% of 2 O 3 and TiO 2 ,
Although the case where 0.5 × 10 −3 to 20 × 10 −3 mol% of 2 O is included is shown, Bi 2 O 3 is 0.1 to 5.0 mol%, Sb
2 O 3 of 0.1 to 5.0 mol%, the TiO 2 0.1 to 5.
0 mol%, CoO is 5.0 mol% or less, {n} is 5.0 mol%
Below, NiΟ is 5.0 mol% or less, and Al 2 O 3 is 2
It has been confirmed that the same effect can be obtained when the content is 0 × 10 −3 mol% or less.

【0067】第7実施形態(図7)次に、本発明の第7
の実施形態を説明する。
Seventh Embodiment (FIG. 7) Next, the seventh embodiment of the present invention
An embodiment will be described.

【0068】主成分ΖnOに、Bi2 3 、Sb2 3
およびΤiO2 をそれそれ1mol%、また、B2 3 を所
定量秤量し、原料とした。製造方法は第1実施形態と同
様である。また、比較のためにB2 3 を添加しない非
直線抵抗体も製造した。本実施形態の非直線抵抗体は、
第1実施形態と同様、V1mA は3.0〜150V/mmで
あり、放電耐量特性、非直線抵抗特性とも良好である。
Bi 2 O 3 , Sb 2 O 3
A predetermined amount of each of 1 mol% and ΔiO 2 and B 2 O 3 were weighed to obtain raw materials. The manufacturing method is the same as in the first embodiment. For comparison, a non-linear resistor to which B 2 O 3 was not added was also manufactured. The non-linear resistor of the present embodiment includes:
Similarly to the first embodiment, V 1 mA is 3.0~150V / mm, discharge withstand current rating characteristic is better with nonlinear resistance characteristics.

【0069】以上のようにして得られた非直線抵抗体の
課電寿命特性を図7に示す。課電寿命特性は、大気中、
120℃で、V1mA に対する課電率100%で、500
時間課電した後の、V10μΑの変化率で示した。図中、
横軸にはB2 3 添加量を対数目盛で、縦軸にはV
10μΑの変化率を示した。図7に示した結果から明らか
なように、課電寿命特性は、第1実施形態に比べ改善さ
れていることがわかる。
FIG. 7 shows the charging life characteristics of the non-linear resistor obtained as described above. The charging life characteristics are as follows:
At 120 ° C. and 100% charging rate for V 1 mA , 500
It is shown by the rate of change of V 10 μΑ after the time charge. In the figure,
The horizontal axis is the logarithmic scale of the amount of B 2 O 3 added, and the vertical axis is V
The rate of change was 10 μΑ . As is clear from the results shown in FIG. 7, it is understood that the charging lifetime characteristic is improved as compared with the first embodiment.

【0070】本実施形態では、Bi2 3 、Sb
2 3 、およびTiO2 をそれぞれ、1mol%含み、B2
3 を0.5×10-3〜20×10-3mol%含む場合につ
いて示したが、Bi2 3 を0.1〜5.0mol%、Sb
2 3 を0.1〜5.0mol%、TiO2 を0.1〜5.
0mol%、CoOを5.0mol%以下、ΜnΟを5.0mol%
以下、NiΟを5.0mol%以下、Al2 3 を20×1
-3mol%以下、およびB2 3 を0.5×10-3〜20
×10-3mol%含む場合についても同様の効果が得られる
ことを確認している。
In this embodiment, Bi 2 O 3 , Sb
2 O 3, and TiO 2, respectively, wherein 1 mol%, B 2
O 3, but shows the case containing 0.5 × 10 -3 ~20 × 10 -3 mol%, 0.1~5.0mol% of Bi 2 O 3, Sb
2 O 3 of 0.1 to 5.0 mol%, the TiO 2 0.1 to 5.
0 mol%, CoO is 5.0 mol% or less, {n} is 5.0 mol%
Hereinafter, NiΟ is 5.0 mol% or less, and Al 2 O 3 is 20 × 1.
0 -3 mol% or less, and B 2 O 3 to 0.5 × 10 -3 to 20
It has been confirmed that the same effect can be obtained also when the composition contains × 10 −3 mol%.

【0071】第8実施形態(図8) 次に、本発明の第8の実施形態を説明する。 Eighth Embodiment (FIG. 8) Next, an eighth embodiment of the present invention will be described.

【0072】主成分ΖnOに、Bi2 3 、Sb2 3
およびTlO2 をそれそれ1mol%秤量し、原料とした。
製造方法は第1実施形態と略同様であるが、本実施形態
では、得られた焼結体を、さらに450℃〜500℃で
熱処理した。続いて、側面高抵抗層形成以下第1実施形
態と同様の製造方法により、非直線抵抗体を製造した。
また、比較のために、熱処理を行わない非直線抵抗体を
製造した。
Bi 2 O 3 , Sb 2 O 3
And TlO 2 were each weighed at 1 mol% to obtain raw materials.
The manufacturing method is substantially the same as that of the first embodiment, but in this embodiment, the obtained sintered body is further heat-treated at 450 to 500 ° C. Subsequently, a non-linear resistor was manufactured by a manufacturing method similar to that of the first embodiment after forming the side surface high resistance layer.
Further, for comparison, a non-linear resistor without heat treatment was manufactured.

【0073】このようにして得られた非直線抵抗体につ
いて、Χ線回折測定を行ったところ、本実施形態につい
ては立方晶系酸化ビスマスが形成しているのに対し、比
較形態については、単斜晶系酸化ビスマスが形成してい
ることを確認した。
The non-linear resistor obtained in this manner was subjected to Χ-ray diffraction measurement. As a result, cubic bismuth oxide was formed in the present embodiment, whereas single crystal was obtained in the comparative embodiment. It was confirmed that the clinic bismuth oxide was formed.

【0074】本実施形態の非直線抵抗体は、第1実施形
態と同様、V1mA は20〜150V/mmであり、非直線
特性も良好であった。
As in the first embodiment, the non-linear resistor of this embodiment has V 1 mA of 20 to 150 V / mm and good non-linear characteristics.

【0075】以上のようにして得られた非直線抵抗体の
放電耐量特性を図8に示す。放電耐量特性は、20個の
非直線抵抗体に、雷インパルス(4/10)電流を、順
次電流値を増加させながら印加し、非直線抵抗体が耐え
た電流の平均値で示した。
FIG. 8 shows the discharge withstand characteristics of the non-linear resistor obtained as described above. The discharge withstand characteristics were represented by the average value of the current that the non-linear resistor endured by applying a lightning impulse (4/10) current to 20 non-linear resistors while increasing the current value in order.

【0076】図8に示した結果から明らかなように、本
実施形態の非直線抵抗体は、比較形態に比べ、放電耐量
特性が良好であることがわかる。
As is clear from the results shown in FIG. 8, the non-linear resistor of the present embodiment has better discharge withstand characteristics than the comparative example.

【0077】本実施形態において、放電耐量特性が比較
形態に比べて良好な非直線抵抗体が得られる理由は、概
略次のように考えられる。
In this embodiment, the reason why a non-linear resistor having better discharge withstand characteristics than the comparative example can be obtained is considered as follows.

【0078】非直線抵抗体の微細構造においては、10
μm程度のΖnO結晶粒子とこのΖnΟ結晶粒子を取り
囲む粒界層から形成されている。比較形態における粒界
層は、単斜晶系酸化ビスマスが形成されているのに対
し、本実施形態においては、立方晶系酸化ビスマスで構
成されていることが認められた。非直線抵抗体の強度は
ΖnO結晶粒子の粒界層との界面の強度によって決定さ
れる。本実施形態と比較形態について、破壊試験を行
い、その強度を比較したところΖnOと立方晶系酸化ビ
スマスとの界面の強度がより優れていることが認められ
た。
In the microstructure of the non-linear resistor, 10
It is formed of {nO crystal grains of about μm and a grain boundary layer surrounding the {n} crystal grains. In the comparative embodiment, the grain boundary layer was formed of monoclinic bismuth oxide, while in the present embodiment, it was recognized that the grain boundary layer was formed of cubic bismuth oxide. The strength of the nonlinear resistor is determined by the strength of the interface between the ΔnO crystal grains and the grain boundary layer. A destructive test was performed on this embodiment and a comparative example, and the strength was compared. As a result, it was confirmed that the interface strength between ΔnO and cubic bismuth oxide was more excellent.

【0079】以上のように本実施形態によれば、立方晶
系酸化ビスマスの存在のため、非直線抵抗体の機械的強
度が向上し、電流印加により発生する熱応力に対して十
分耐え得ることができるため、放電耐量特性が向上した
と考えられる。
As described above, according to the present embodiment, the mechanical strength of the nonlinear resistor is improved due to the presence of cubic bismuth oxide, and the nonlinear resistor can sufficiently withstand the thermal stress generated by applying a current. Therefore, it is considered that the discharge withstand characteristics were improved.

【0080】本実施形態では、Bi2 3 、Sb2 3
およびTiO2 をそれそれ1mol%含み、B2 3 を0.
5×10-3〜20×10-3mol%含む場合について示した
が、Bi2 3 を0.1〜5.0mol%、Sb2 3
0.1〜5.0mol%、TiO2を0.1〜5.0mol%、
CoOを5.0mol%以下、MnOを5.0mol%以下、Ν
iΟを5.0mol%以下、Al2 3 を20×10-3mol%
以下、および、B2 3を20×10-3〜20×10-3m
ol%以下含む場合についても同様の効果が得られること
を確認している。
In this embodiment, Bi 2 O 3 , Sb 2 O 3
And TiO 2 at 1 mol% each, and B 2 O 3 at 0.
Although the case where 5 × 10 −3 to 20 × 10 −3 mol% is contained is shown, Bi 2 O 3 is 0.1 to 5.0 mol%, Sb 2 O 3 is 0.1 to 5.0 mol%, and TiO 2 is contained. From 0.1 to 5.0 mol%,
CoO 5.0 mol% or less, MnO 5.0 mol% or less, Δ
iΟ is 5.0 mol% or less, and Al 2 O 3 is 20 × 10 −3 mol%
Or less and the B 2 O 3 20 × 10 -3 ~20 × 10 -3 m
It has been confirmed that the same effect can be obtained when the content is less than ol%.

【0081】以上、第1乃至第8の実施形態では、原料
として酸化物を用いたが、これに限定されるものではな
く、焼成し、酸化物になるものであればよく、例えば、
水酸化物、炭酸化物、シュウ酸化物であっても、同様の
効果を得ることができる。また、成形体および焼結体の
大きさは適宜選択できる。
As described above, in the first to eighth embodiments, an oxide is used as a raw material. However, the present invention is not limited to this.
The same effects can be obtained with hydroxides, carbonates, and oxalates. The size of the compact and the sintered body can be appropriately selected.

【0082】[0082]

【表1】 [Table 1]

【0083】[0083]

【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、副成分としてビスマス、アンチ
モン、チタンを含み、ZnO結晶粒子径を均一に大きく
し、バリスタ電圧を20〜150V/mmとすることによ
り、非直線抵抗体の厚さを増やすことができ、放電耐量
特性を向上した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,
Includes zinc oxide as a main component, bismuth, antimony, and titanium as subcomponents, uniformly increases the ZnO crystal particle diameter, and increases the thickness of the non-linear resistor by setting the varistor voltage to 20 to 150 V / mm. Thus, it is possible to provide a non-linear resistor having improved discharge withstand characteristics.

【0084】本発明はまた、副成分としてさらに、コバ
ルト、マンガン、ニッケル、またはアルミニウムを含有
しているため、非直線特性に優れた非直線抵抗体を提供
することができる。
Since the present invention further contains cobalt, manganese, nickel or aluminum as an auxiliary component, it is possible to provide a non-linear resistor excellent in non-linear characteristics.

【0085】本発明はまた、副成分としてさらに、銀ま
たはホウ素を含有しているため、非直線特性に優れた非
直線抵抗体を提供することができる。
The present invention can provide a non-linear resistor excellent in non-linear characteristics because it further contains silver or boron as a subcomponent.

【0086】本発明はまた、含有されるビスマスが体心
立方晶酸化ビスマスを形成しているため、寿命特性に優
れた非直線抵抗体を提供することができる。
The present invention can also provide a non-linear resistor excellent in life characteristics because bismuth contained forms body-centered cubic bismuth oxide.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係る非直線抵抗体を示
す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a non-linear resistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施形態に係る非直線抵抗体の非
直線特性を示すグラフ。
FIG. 2 is a graph showing non-linear characteristics of a non-linear resistor according to a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施形態に係る非直線抵抗体の非
直線特性を示すグラフ。
FIG. 3 is a graph showing non-linear characteristics of a non-linear resistor according to a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4実施形態に係る非直線抵抗体の非
直線特性を示すグラフ。
FIG. 4 is a graph showing non-linear characteristics of a non-linear resistor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5実施形態に係る非直線抵抗体の非
直線特性を示すグラフ。
FIG. 5 is a graph showing non-linear characteristics of a non-linear resistor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6実施形態に係る非直線抵抗体の課
電寿命特性を示すグラフ。
FIG. 6 is a graph showing a charging life characteristic of a nonlinear resistor according to a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第7実施形態に係る非直線抵抗体の課
電寿命特性を示すグラフ。
FIG. 7 is a graph showing a charging life characteristic of a non-linear resistor according to a seventh embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第8実施形態に係る非直線抵抗体の放
電耐量特性を示すグラフ。
FIG. 8 is a graph showing discharge withstand characteristics of a nonlinear resistor according to an eighth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 焼結体 2 高抵抗層 3 電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sintered body 2 High resistance layer 3 Electrode

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸化亜鉛を主成分とし、副成分として、
ビスマスを酸化ビスマス(Bi2 3 )に換算して0.
1〜5.0mol%、アンチモンを酸化アンチモン(Sb2
3 )に換算して0.1〜5.0mol%、およびチタンを
酸化チタン(TiO2 )に換算して0.1〜5.0mol%
それぞれ含有し、バリスタ電圧(V1m A )が、20〜1
50V/mmであることを特徴とする非直線抵抗体。
1. A composition comprising zinc oxide as a main component and subcomponents as
Bismuth oxide is converted to bismuth oxide (Bi 2 O 3 ) to be 0.1%.
1 to 5.0 mol% of antimony is replaced by antimony oxide (Sb 2
O 3 ) and 0.1 to 5.0 mol% in terms of titanium oxide (TiO 2 ).
Each contains, varistor voltage (V 1 m A) is 20 to 1
A non-linear resistor having a voltage of 50 V / mm.
【請求項2】 副成分として、コバルトを酸化コバルト
(CoO)に換算して0.1〜5.0mol%含有すること
を特徴とする請求項1記載の非直線抵抗体。
2. The nonlinear resistor according to claim 1, wherein cobalt is contained as an auxiliary component in an amount of 0.1 to 5.0 mol% in terms of cobalt oxide (CoO).
【請求項3】 副成分として、マンガンを酸化マンガン
(MnO)に換算して0.1〜5.0mol%含有すること
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. The nonlinear resistor according to claim 1, wherein manganese is contained as an accessory component in an amount of 0.1 to 5.0 mol% in terms of manganese oxide (MnO).
【請求項4】 副成分として、ニッケルを酸化ニッケル
(NiO)に換算して0.1〜5.0mol%含有すること
を特徴とする請求項1乃至請求項3記載の非直線抵抗
体。
4. The non-linear resistor according to claim 1, wherein nickel is contained as a minor component in an amount of 0.1 to 5.0 mol% in terms of nickel oxide (NiO).
【請求項5】 副成分として、アルミニウムを酸化アル
ミニウム(Al2 3 )に換算して0.5×10-3〜2
0×10-3mol%含有することを特徴とする請求項1乃至
請求項4記載の非直線抵抗体。
5. An aluminum oxide (Al 2 O 3 ) conversion from 0.5 × 10 −3 to 2 as an auxiliary component.
5. The non-linear resistor according to claim 1, which contains 0 × 10 −3 mol%.
【請求項6】 副成分として、ホウ素を酸化ホウ素(B
2 3 )に換算して0.5×10-3〜20×10-3mol%
含有することを特徴とする請求項1乃至請求項5記載の
非直線抵抗体。
6. Boron oxide (B) as a sub-component
0.5 × 10 -3 to 20 × 10 -3 mol% in terms of 2 O 3 )
The nonlinear resistor according to claim 1, wherein the resistor is contained.
【請求項7】 副成分として、銀を酸化銀(Ag2 Ο)
に換算して0.5×10-3〜20×10-3mol%含有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6記載の非直線抵
抗体。
7. Silver is used as a sub-component as silver oxide (Ag 2 Ο).
The non-linear resistor according to claim 1, wherein the non-linear resistor contains 0.5 × 10 −3 to 20 × 10 −3 mol% in terms of.
【請求項8】 含有されるビスマスが立方晶酸化ビスマ
スを形成することを特徴とする請求項1乃至請求項7記
載の非直線抵抗体。
8. The nonlinear resistor according to claim 1, wherein the bismuth contained forms cubic bismuth oxide.
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