JPS5850703A - 電圧非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents

電圧非直線抵抗体の製造方法

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JPS5850703A
JPS5850703A JP56147948A JP14794881A JPS5850703A JP S5850703 A JPS5850703 A JP S5850703A JP 56147948 A JP56147948 A JP 56147948A JP 14794881 A JP14794881 A JP 14794881A JP S5850703 A JPS5850703 A JP S5850703A
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JP
Japan
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bao
subcomponent
nonlinear resistor
voltage
coo
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JP56147948A
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English (en)
Inventor
修 古川
金井 秀之
今井 基真
孝 高橋
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電気的特性の優れ九電圧非直線抵抗体の製造方
法に関する。
従来の電圧非直線抵抗体用の喫緒素体は酸化亜鉛(Zn
O)を主成分とし、副成分として三酸化ビスマス(Bi
203) s酸化コバルト(Coo)%酸化マンガン(
−〇)などの金$11PIN化物を少徽加え、これを混
合、造粒、成型した後、ttoo〜1400℃の温度で
焼結することによって得られている。
このようにして得られた電圧非直線抵抗体を電力用避雷
器のごとき大きなサージ−収を目的とするものに利用す
るときは、特に非直線性が優れていること、換首すれば
1μA〜10mAの小電流域における制限電圧ができる
限り大きく、1ooA〜限り100K近いことが要求さ
れる。すなわち、非直線性がよくない場合には、電圧非
直線抵抗体く電圧を印加した場合、素体内を流れる電流
が増加し、ジュール熱を発生し、素体の温度上昇を起こ
17、さらに電流が増加し、ついには熱暴走を起こして
所定の電気的特性が得られなくなるおそれがあり、さら
にサージに対する安定性や寿命特性などの点についても
従来のものは不充分であった。
このため、シ気的特性向上の要求に対して種々の製造方
法の改良の試みがなされている。すなわち11) Zn
O主成分に対する添加副成分の配合を変える方法、たと
えば特定成分を微量添加したや、配合Iを増減したりす
る方法、(2)Zn□を主成分りし、副成分としてB 
i 203 、Coo、MnOなどを添加したものを7
00〜1250°Cの@変で仮焼し九後粉砕し成型して
1150〜1400’Oの温度で焼結する方法、(3)
副成分のみを700〜1250℃の温度で仮焼した後、
:E’ff1分のZnOと混合、成型し1150〜14
00℃の温度で焼結する方法等が試み゛られている。し
かしながら、(1)の方法においヤは常時at竜王に対
するもれ電流増加率を小さく押えるような配合組成に′
Rえ九嵯田非直線抵抗体では寿命特性を向上させること
はできるが、逆にサージに対する安定性や、非直線性、
特に制限電圧比特性が低下する傾向にある。また(2)
の方法においてはZnOの瞳に対して副成分が微量であ
るため混合度が悪く、不均一な副成分の分散が起こシ、
その九め仮焼工程を加えても焼結時に結晶粒子の成長の
バラツキが大きく、結果として制限電圧のバラツキが大
きくなり、制限電圧比特性サージに対する安定性も劣る
欠点がある。さらに(3)つ方法でも充分満足できる電
気的特性は得られない欠点がちる。
本発明方法は上記の点に鑑み、非直線性(制限電圧比特
性)サージに対する安定性及び寿命を著しく改良する事
のできる電圧非直線抵抗体の製造方法を提供する事を目
的とする。
本発明はZnOを主成分とし、副成分として少なくとも
Bi 203 e−CoO,MnO,BaO,MgOを
含みこれを混合。
造粒、成型、焼成すること(よって非直線性を有する焼
結体を得る製造方法において、 (A) Bi2O3,Coo、MnO,BaOを含む第
1の副成分を混合し700〜s o o ’oで仮焼し
粉砕する工程;(B) B i 203 、Coo、M
nO,hJgoを含む第2の副成分を混合し800〜9
00°0で仮焼し粉砂する工程;(q前虻工8(A)お
よび(ロ)により得られた仮焼粉をZnOと混合する工
程;及び 0IitJ紀工程(qにより得られた粉末を造粒、成型
焼成する工程を含むことを特徴とする電圧非直線抵抗体
の製造方法(係るものであり、さらには。
前記第1及び12の副成分のうちBaOとMgOとの比
率が30ニア0〜70:30(mol*)であることを
特徴とする電圧非直線抵抗体の製造方法に係るものであ
る。
なお、本発明に係る電圧非直線抵抗体の組成は主成分Z
nO99,649〜78.9 mol *、副成分BI
2030.1〜3.0mnJ嘩、Co00.05〜2.
0 mol乞MnO0,05〜2.0mo/ 4%Ba
O0,1〜2.0mo1%、MgO0,05〜2.0r
no1%を塙本として、5b203 、Nip、 S 
102 、AJ 203 。
Cr 203をそれぞれ0.05〜3.0 mol 4
0.05〜2.0 mol4、0.1〜3.0mo14
.0.001〜0.1m0e%、 0.05〜2.0m
ol 4の一種又はそれ以上もしくけ他の成分を含んだ
組成のものが適するものである。
tた、本発明における*iの副成分゛の仮焼温度を70
0℃から800℃とし九のは第1の副成分の仮焼が70
0’0未満では非直線性、サージ特性、および寿命特性
がいずれも大幅に低下し、を九、800℃を超えると、
副成分中で反応がすすみすぎ、粉体が固まってしまい、
結局、すぐれた特性は得られない、ま九、第2の副成分
の仮焼温度を8o。
°0から900″Oとしたのはsoo′Oより低い場合
、または900°Cを超える場合本、同様にすぐれた特
性は得られない欠点がある。さらに、tslおよび第2
の副成分のうちBaOとMgOとの比率を30 : 7
0〜70:30に限定した理由け20:80以下になる
とBaOの添加効果が失1われてぃき、小電流破の非I
K線性が悪化し、全体として制限電圧比を悪化させる。
を九、80:20以上1(なると、大電流斌の電圧が上
昇しすぎてしまい、結果として制限電圧比を悪化させる
。シ九がって、BaOとMgOとの比率は30ニア0か
ら70:30の間に@御することが好ましい。
以下、本発明を実施例を用いて説明する。
(実権例1) ZnO97,49mo7 % 、 B12O30,5m
O/ 、 Co00.5m0J%  、MnO0,5m
oj 優λ12030.01 mol  4 BaOQ
、5 mo1% 、 MgOO,5mol  −よ抄な
る組成において、第1の副成分としてのBi2O30,
25mo1%、Coo  O,25mol −、Mo0
 0.25 mo196 # BaOO,5mol ’
1kをボットミルで混合し、600〜1000℃で仮焼
し、その後ボットミルで微粉砕した。また、第2の副成
分としてf) Bi2O30,25mol 、 Coo
 O,25mol ’lk # Mn00.25 mo
l ’li 、 MgO0,5mol −をボット建ル
テ混合1、; 600〜1000℃で仮焼し、その後ボ
ットミルで微粉砕し丸、コれらをZnO97,49m0
l * 。
At2030.01 ryloJ 優トfi & L、
造粒、sat、九m、1200’Oで2時間燐酸して焼
結体を得、両面を平行に、研磨を行ない直径45+u厚
さ2o關の円板状焼結体を得た。この円板面に人l溶射
し電極を取付は電子非直線抵抗体を得た。この電圧非直
線抵抗体の非直線性は抵抗体素子KIOKAの電流を流
し九ときの電圧(Vrok^)と素子に1mAの電流を
流し九ときの電圧(Vlmx)との比(VtokA/V
tmム)、すなわち制限電圧比で表わし、各々の副成分
の仮焼温間に対する制限電圧比の1係を(表1)に示し
九。
f九、サージ印加による小電流域の特性の変化をも(表
1)K示した。電圧変化率は素子KIOμNの電流を流
し九ときの電圧(V l0JA)のサージ印加前後の変
化率であられし九。なおサーザ電流は8X20:as 
IOK&を30秒間隔で10回印加し丸。また、寿命特
性の評価はVlmAの95%の電圧を120℃の雰囲気
下で300時間印加し、その前後のVIOカムの変化率
で行ない、それをも(表1)K合わせて示し丸、また、
比較の丸め同じ配合組成を用いて仮焼を行なわない従来
の方法についての結果も表1に示す。
以下余白 (表1) (表1)力1ら、明らかな如し、本発−に係る試料48
,9,13,14ではBi2O3,CoO,MnO,B
aOを含む第1の副成分の仮焼温度を700〜soo’
oに、さらに87203.CoO,MnO,MGZOを
含む第2の副成分の仮焼温度を800〜900’Oにそ
れぞれ調整することにより、非直線性を改良し、さらに
サージに対する安定性や寿命特性をも改良することがわ
かる。す/VloμAを10%以内にすることができ九
、これらの特性の著しい改善効果は非直線抵抗体を避雷
器などに適用するに際して必要不可欠であ抄、本実施例
の電圧非直線抵抗体の製造方法は、これらの要求を充分
満足するものである0次に実施例2について説明する。
(実施例2) Zn094.49mo/% e Buzzs o、sm
ol* 、 Co00.5mol優 、 八(no  
0.5mo/  4  、  Ba0 0.1−−1 
 mo196  #  :〜(goo、1〜1mo/%
 、5b2030.1mol’16.Ni00.5m0
11# 8102 1.0mof4 、 AJ!203
0.01 mol噂、 Cr2O30,5m01’16
よ抄なるm咬において、  Bi2O3,Coo、Mn
O,BaOを含む第1の副成分と、Bi2O3,Coo
、MnO,MgOを含む第2の副成分との比率を(表2
)のように変化させた組成のもとテBi 203 、C
oo、MnO,BaOを含む第1の副成分をボットミル
で混合し、750℃で仮焼し、その後ボア)ミルで微粉
砕した。tた、Bi 203 、Coo、MnO。
〜fgoを含む第2の副成分をボットミルで混合し、8
50℃で仮焼し、その後ポットミルで微粉砕した。
これらをZnO,A/203と混合し、造粒成型し先後
1200’Oで2時間焼成して焼結体を得、両面を千行
く研轡を行ない、直径45朋厚さ20m+11の円板状
焼結体を得た。この円板面にAI溶射し、電極を取付け
、電子非直線抵抗体を得た。この電圧非直線抵抗体の非
[@性、サージに対する安定性、寿命性を(実施例1)
と同一の方法により評価した結果を(表2)K示した。
ま九比較のため仮焼を行なわない従来の方法についての
結果をも(表2)に示し九。
(表2) (表2)から明らかな如く、本発明に係る試料、428
〜32.35〜37ではB l 203 、Coo 、
MnO、BaOを含tr第1の副成分とBi 203 
、Coo、MnO,MgOを含む第2の副成分のうちの
BaOとMρとの比率を30=70〜70〜30に選ぶ
ことにより、非直線性を改良し、さらにサージに対する
安定性や寿命特性をも1.69以下1cシ、サージ特性
△v1og/loμ入を1〇慢以内にし、寿命特性ΔV
IOμA/vlOμムを1〇−以内にすることができた
。これらの特性の著しい改善効果は非直線抵抗体を避雷
器などに適用するに際して必要不可欠であり、本実施例
の電圧非直線抵抗体の製造方法はこれらの要求を充分満
足するものである。
なお、本実施例に督いて出発原料はすべて酸化物を用い
たが、高温で酸化物になるもの、たとえば炭酸化物でも
よい。
本発明による電圧非直線抵抗体の製造方法を使用するこ
とにより電気的特性が著しく改善される原因は必ずしも
明らかではないが、その一つとしては次のように考えら
れる。すなわち、副成分のうちのBaOは粒界相に析出
し界面を安定化するため小電流域の非直線性改善に著し
い効果を示す。
一方MgOは抵抗体の大電流域における制限這王を低く
する効果がちるJ、シかし、仮焼を行なわない従来の製
造方法におい゛ては、これらの悪い面が顕著にあられ+
Lろ、すなわち、 BaOは大電流域の制限f/IFE
を−ヒげ、lVgoは小電流域の制限′シ王を下げその
結果全体としては、非直線性(九とえばもBaO)−M
gOとを同時に仮焼しても、全体としては非直線性は改
善されない。しかしながら、本発明の製造方法により、
それぞれ別々に仮焼し混合する場合にはこれらの悪い面
がさ#1ど顕著にはあられれず、むしろ本来の好ましい
特性があられれる。すなわち、 BaOは小電流域の制
限電圧を上げ、MgOけ大電流域の御限電圧を上げ、全
体として制限電子比を小さくシ、改善しているものと考
える。
以上説明したように、本発明によれば電力用避雷器のよ
うに大きなサージ吸収を必要とし、・非直線性が優れ、
さらにサージ印加に対する安定性や寿命特性に優れ九1
E庄非直線抵抗体の製造に対しては特に効果が大である
代理人 弁理士  則 近 憲 佑 (ほか1名)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ■ZnOを主成分とし、副成分として少なくと4+4i
    203.CoO,MnO,BaO,MgOを含み、これ
    を混合、造粒、成型、焼成することKよって、非直線性
    を有する焼結体を得る電圧非直線抵抗体の製造方法にお
    いて、 (A) B i 203 、Coo 、MnO,BaO
    、f含む第1の副成分を混合し700〜800℃で仮焼
    し粉砕する工程;@B i 203 、Cod、MnO
    ,MgOを含む第2の副成分を混合し800〜900’
    Oで仮焼し粉砕する工程;(q前配工程囚および(ロ)
    により得られた仮焼粉をZnOと混合する工程:及び (11)前記工程(qにより得られた粉末を造粒、成型
    、焼成する工程を含むことを特徴とする電圧非直線抵抗
    体の製造方法。 ■第1および第2の副成分のうちBaOとMgOとの比
    率が30ニア0〜70:30(mo1%)であることを
    特徴とする特許請求の範囲第一項(記載の電圧非直線抵
    抗体の製造方法。
JP56147948A 1981-09-21 1981-09-21 電圧非直線抵抗体の製造方法 Pending JPS5850703A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016146379A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 電圧非直線性抵抗体組成物とこれを用いたバリスタおよび積層バリスタ
JP2019516235A (ja) * 2016-03-17 2019-06-13 ティーディーケイ・エレクトロニクス・アクチェンゲゼルシャフトTdk Electronics Ag セラミック材料、バリスタ、並びにセラミック材料及びバリスタの製造方法

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JP2016146379A (ja) * 2015-02-06 2016-08-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 電圧非直線性抵抗体組成物とこれを用いたバリスタおよび積層バリスタ
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