JPS59117203A

JPS59117203A - 電圧電流非直線抵抗体

Info

Publication number: JPS59117203A
Application number: JP57226208A
Authority: JP
Inventors: 金井　秀之; 孝高橋; 今井　基真; 修古川
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1982-12-24
Filing date: 1982-12-24
Publication date: 1984-07-06
Also published as: EP0115149A1; JPH0136684B2; US4535314A; CA1202429A; DE3371435D1; EP0115149B1

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】〔発明の技術分野〕本発明は酸イ、ヒ亜鉛（Ｚ■）を主成分とする焼結体か
らなる′慮圧電流非直線抵抗体に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来から各種の４圧４流非直線抵抗体が研究されている
が、その中の一つにＺｎＯｉ主成分とした焼結体を用い
たものがある。このＺｎＣ）”、（主成分とした焼結体
を用いたものにおいては、各種副成分が添加されて所望
の特性を得ることが試みられている。このような電圧磁
流非直線抵抗体に要求される特性としては、峡圧電流罪
直線特性、寿命時性等があるが、いずれにも浸れた特性
を有するものを得るのは困難なことである。例えば特開
昭４９−１１９１８８号に示されているように、ＺｎＯ
ｆ主成分としＢ　１２０３　、　Ｃｏｏ　、　５ｂ２０
３．　ＮｉＯ、ＭｎＯｆ副成分として添加した電圧磁流
非直線抵抗体があるが、この場合にも電圧電流非直線特
性において十分な特性は得られていない。

また、このよう寵焼結体中のＢｌ！Ｏｓ相を制御して所
望の特性を得ることも試みられている。Ｂｉ２Ｏ。

は焼結体中において各種の相を呈するが例えば特開昭５
０−１３１０９４号に示されているように、全Ｂｉ２Ｏ
，のうちＩＱｗｔ％以上を体心立方晶系（γ相）として
パルス磁流、直流負荷に対する安定性増す試みがある。

しかしながら電圧電流非直線特性。

寿命特性等は組成によるところが大きくγ−Ｂ＊、ｏ。

相を制御するのみでは特性改善は難しわ。特に４圧４流
非直線性等において十分な特性は得られていない。

このように従来の′４圧磁電流直線抵抗体においては電
圧電流非直線特性、寿命特性等を兼ね備えたものは得ら
れていない。避雷器等の犬きｌサージ吸収全目的とする
場合は特に電圧電流非直線特性に優れたものが要求され
る。

〔発明の目的〕

本発明は電圧礒流罪直線特性、寿命特性ともに優れた電
圧磁流非直線抵抗体を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてビスマス
、コバルト、マンガン、アンチ七ン、ニッケル、アルミ
ニウムがそれぞれＢ’　２０３　＋　ｃｏ、ｏ、　ｌＭ
ｎ０　、　Ｓｂ、０３　、　ＮｉＯ、人、ｇ３＋に換算
して、Ｂｉ、Ｏｓ　０．１〜５ｍｏ１％、　　Ｃｏ□Ｏ
ｓ　Ｏ，１〜５ｍｏ１％。

ＭｎＯ０，１〜５ｍｏ７４．　　Ｓｂ、０．０．１〜５
＋ｎｏ１％＋ＮｊＯＯ，１〜５ｍｏ１％、　　Ａ４”　
　０．００１〜０．０’５；ｎｏ１％含有された焼結体
からなることを特徴とする緘圧市流非直線抵抗体である
。

上記のとと（Ｂｉ、０．　、　ｃ０２ｏ、　、ＭｎＯ、
Ｓｂ、Ｏ，、ＮＩＯにＡｌ″全卵えた組成をとることに
より、電圧・ユ流罪直線峙］生、寿命特性ともに向上す
る。Ｂ　１２０ｇ　、ＣｏｔＯ，ｓ　＋ＭｎＯ、Ｓｌ）
、Ｏ５，ＮｉＯをそ几ぞれ０．１〜５　ｍａｌ’Ｉｙと
したのは、この範囲をはｒれると、非直線特性、寿命特
注が劣化してしまうからである。またｉ”全０．００１
〜０．０５ｍｏｌ係としたのは、この範囲をはｒれると
、非直線特性、寿命特性が大幅に劣化してしまうからで
ある。

またこの組成の焼結体中のＢｉ、０３相を制御すること
によりさらに寿命特性を改善することができる。焼結体
中のＢ１□０．は、α相（斜方晶系）、β相（正方晶系
）、γ相（体心立方晶系）、δ相（面心立方晶系）と各
種の相となって存在する。

この各穏和のうち、β相とγ相の比率が各特性に大きく
寄与するのである。

すなわち焼結体中のＢｉ、Ｏ，相が几βに換算してＲβ
＞２０係、好ましくはＲβン９０係とすることにより、
電圧電流非直線特性を劣化させることなく寿命特性全改
善することができる。このＢｉ２Ｏ，相の制御は、焼結
後の再加熱処理、また各組成分の量を変化させることに
より行なうこと力；できる。

本発明における焼結体は、一般に用いられている方法で
形成され、例えばＺｉｌｏ等の各組成分ライ見合し、例
えば円板状に加圧成形し、焼成する。その後両面に電極
を形成し、電圧磁流非直線抵抗体を得る。この際、Ｒ／
を！ＷＩＪ呻するため焼成後４００〜７００　”０程度
の加熱処理を行なってもよい。

また上記組成分に加えホウケイ酸ビスマスガラスを含有
させて、さらに寿命特性の改善を行なってもよい。すな
わち酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてビスマス、コ
バルト、マンガン、アンチ七ン、ニッケル、アルミニウ
ムがそれぞれＢｉ、Ｏ５゜Ｃｏ２Ｏ３、ＭｎＯ、ｓｂ、
ｏ３．　Ｎ　ｉ　Ｏ、ｋ１３＋に換算して、Ｂ’ｔ’ｓ
　０．１〜５ｍ０１％＊　　Ｃ０ｔＯｓ　０．１〜５ｒ
ｎｏ１％。

ＭＩＩＯ０，１−−５ｍｏｊｌ！％、　　５ｔ）ｔｏｓ
　Ｏ，１〜５ｍｏＡ％。

ＮｉＯＱ、１〜５ｍｏ７％、　　Ａｌｌ”　　０．００
１〜０．０５ｍｏ１％含有され、かつ前記主成分及び副
成分に対し０．０１〜１．０ｗｔ％のホウケイ酸ビスマ
スガラスが含有された焼結体からなることを特徴とする
磁圧電流非直線抵抗体である。

この組成においてホウケイ酸ビスマスガラス以外につい
ては、前述の組成と同様の理由で各組成分の限定範囲と
する。またホウケイ酸ビスマスガラスは、０．０１ｗｔ
係より少ないと、寿命特性を改善する効果があられれず
、１．９ｗｔ％を越えると電圧電流非直線特性、寿命特
性ともに劣化してしまうため、０．０１ｗｔ％〜ｌ、Ｑ
ｗｔ％と限定する。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、（圧這流罪直線特
性、寿命特性ともに醍れた這圧磁流罪直線低抗体を得る
ことができる。従って避雷器等の大きいサージ吸収を行
なう場合に用いると好適である。

〔発明の実施例〕

以下本発明の詳細な説明する。

ＺｎＯに副成分としてＢｉ、Ｏ，、Ｃｏ、０３．　Ｍｎ
０　、８ｂ、Ｏ，。

ＮｉＯ、ＡＡ’（Ｎｏ、）３・９Ｈ７０を所望の組成比
で調合・混合の後、バインダーとしてＰＶＡを加え造粒
し、円板状の板材に成形した。この板材を乾燥した後１
１００〜１３００°Ｃ！２ｈｒ　程度の焼成の後両面研
磨を施して、直径２０１１１１厚さ２鵡の焼結体を形成
した０この試料の両面にｋｌ　溶射により磁極を設は鑞
王覗流非直線抵抗体を形成し各種特性を測定した。

この結果全第１表に示す。第１茨には各組成分で、本発
明の範囲外のものについても比較例として示した。第１
表において、電圧電流非直線特性は■ＩＫＡ／ｖ１ｆｎ
Ａ１寿命特性はＬ２０ｏで示す。

（ただし各１圧は５ＱＨｚ正弦波波高値和仏通電時の電
圧→第１表第１表から明らかなように、本発明の実施９１１〜１８
の方が比較例１〜１７に比べ■、ＫＡ／■Ｉ□人＋　”
２０（ｌともに浸れていることがわかる。時にＡｌｓ＋
を含有しない比較例１３〜１７においてはＪト直線特性
、寿命特性ともに非常に劣っている。

また本発明の組成を有する焼結体の几／をｆｆｆｌｌ　
＋却することにより、さらに寿命特性を改善することが
できる。第１表に示した実施例ではＲβは１００係であ
ったが、４００〜７００　’Ｏの再加熱処理音節し、ｌ
ｔ／　を変化さぜ、このＲβの変化による特性の変化を
第１図に示した。

ＲβはＸ線回析により下記の式で求めた値とした。

×１００第１図に示す特性はＢｉ、Ｏｓ　：　０，５　ｍｏ１％　　　Ｃｏｔ’ｓ　
：　０．５　ｍｏ１％ＭｎＯ：０，５ｍｏ７％　　−ｓ
ｂ、ｏ３：ｔ、ｏ　ｍｏｌ１％ＮｉＯ：　１．Ｑ　ｍｏ
ｌ　％　　　Ａ７”　　：　０．０１　ｍａ１％ＺｎＯ
：残部の組成を有するものについて調べたが、他の組成でも同
様の傾向金示した。

Ｒ／ヲ少なくすると寿命特性を改善することができる。

しかしながら電圧電流非直線特性は１ｔβの減少ととも
に劣化するので、Ｒβン２０チ　　さらにはＲ／＞９０
％にすることが好ましい。Ｒ，制御のための再加熱処理
は温度が高くな・るとＲ／を減少し、低くするとＲβ増
加の傾向がある。

またホウケイ酸ビスマスガラス金いれても寿命特性の改
善を行なうことができる。第２表にホウケイ酸ビスマス
ガラスを加えた本発明の他の実施例における特性を示す
。製造方法は第１表に示したものと同様とし、ホウケイ
酸ビスマスガラス以外の組成に対する重量比でホウケイ
酸ビスマスガラスの含有量を示した。

第２表から明らかなようにホウケイ酸ビスマスガラスの
量が０．０１〜１ｗｔ％のときに寿命特性が改善されて
いることがわかる（試料１〜３）。ホウケイ酸ビスマス
ガラスの量が０．０１ｗｔ１より少ないとその効果があ
られれず（試料４）、１ｗｔ％を越えてしまうと、かえ
って寿命特性を劣化させてしまう（試料５）。

第２表

【図面の簡単な説明】

第１図け■（β−■ＩＫＡ、／Ｖ、、、い”２００　　
’寺ヰ曲線図、）代理人　弁理士　則　近　憲　佑　（
ばか１名）第　　１　　図ｇｐｔ％）手続補正書（自発）昭和５　ＣＰｌ、　２’３　　日特許庁長官　殿１、事件の表示昭和５７年特願第２２６２０８号２　発明の名称電圧電流非直線抵抗体３、補正をする者事件との関係　特許出願人（３０７）東京芝浦電気株式会社４、代理人〒１００東京都千代田区内幸町１−１−６細な説明の欄。６　補正の内容する。（２）明細書第９頁第１行「（ただし　・９圧）」　と
あるのをｒ　（Ｌ２００中の電圧は１ｍＡ通電時の５０
Ｈｚ正弦波波高値であり、　、Ｖ（２００ｈｒ後）はＶ
１ｍＡノ９５％の電圧を周囲温度１５０℃で２００時間
印加の後、室温で測定した値である。）」と訂正する。（３）明細書第１１頁第１０行とあるのを。ｒ　　　　　Ｉ（β）〜”　Ｉ（ｒ）　＋　Ｉ（β５−ｘｉｏ。と訂正する。特許請求の範囲（１）酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてビスマス、
コバルト、マンガン、アンチモン、ニッケル。アルミ、？−ウムがそれぞれＢ１２ｏ３．　Ｃｏ２Ｏ３
，ＭｎＯ。８ｂ２０３．　Ｎｉｐ、　ｌ’Ｊ３“に換算して。Ｂ’２０３０．１〜５　ｍ０１％、　　　Ｃｏ２Ｏ３０
，１−ｓ　ｍ０１％。ＭｎＯ０，１〜５　ｍ０１％、　　　５ｂ２ｏ３０．１
−５　ｍ０１％。Ｎｊｏ　　０．１〜５　ｍ０１％、Ａｌｌ　　Ｏ，ＧＯ
ｌ−０，０５ｍｏＡ％含有された焼結体からなることを
特徴とする電圧電流非直線抵抗体。（２）前記焼結体中の８１２０３相がＲβに換算してＲ
β〉２０％を満たすことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の電圧電流非直線抵抗体。（３）前記ＲβがＲβ〉９０チを満たすことを特徴とす
る特許請求の範囲第２項記載の電圧電流非直線抵抗体。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてビスマス、
コバルト、マンガン、アンチモン、ニッケル、アルミニ
ウムがそれぞれＢｉ、Ｏ，＋”Ｏ２Ｏ３、Ｍｎ０゜８ｂ
、Ｏ，、ＮｉＯ、ｋｌ＆＋に換算して、Ｂ＋、０８０．
１〜５ｍ０７％　、　　ｃｏ、ｏ、　０．１〜５ｍｏ１
％　ｌＭｎ０　　Ｑ、１〜５ｍｏ１％、　　５ｂ２０３
０．１〜５ｍｏ７１！％１ＮｉＯＱ、１〜５ｍｏ１％　
ｌ　　ＡＡ””　　ｏ、ｏｏｉ〜ｏ、ｏ５＋ｎｏｚ係含
有された焼結体からなることを４敵とする「に］王磁流
非直線抵抗体。
（２）前記焼−１吉体中のＢｉ、Ｏ，相がＲβに換算し
てＲβ２２０チ金満たすことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載のべ圧鴫流非直線抵抗体。
（３）　　前記Ｒβ　がＲβ〉９０係を満たすことを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の電圧眠流非直線抵
抗体。（４１酸化亜鉛を主成分とし、副成分としてビスマス、
コバルト、マンガン、アンチモン、ニッケル、アルミニ
ウムがそれぞれＢｉ、Ｏ，、ｃｏ、ｏ３．　ＭｎＯ。Ｓｂ、０３　、ＮｉＯ，Ａ１３＋に換算して、Ｂｉ、０
３０．１〜５ｍｏＡ！％、　　ｃｏ、ｏ３０．１〜５ｍ
ｏＺ％＋Ｍｎ０ｏ、１〜５ｍｏ１％＋　　５ｔ）ｔｏｓ
　０．１〜５ｍｏＪ　％　。Ｎｉ００．１〜５ｍ０１％＋　　ＡＡ”　　０．００１
〜０．０５ｍｏ１％含有嘔れ、かつ前記主成分及び副成
分に対し０．０１〜１．０ｗｔ％のホウケイ酸ビスマス
ガラスが含有され存焼結体からなｊることを特徴とする
峨王鑞流非直線抵抗体。