JPS5923444B2 - 電圧非直線抵抗器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電圧非直線抵抗器、特に課電率特性と制限電圧
比特性が優れている電圧非直線抵抗器に関するものであ
る。

ＺｎＯにＢｉ 、 Ｃｏ 、Ｍｎや他の金属酸化物を添
加したＺｎＯ焼結体は顕著な非オーム性を示すことがよ
く知られており、電気回路における異常電圧サージの吸
収や回路電圧の安定化のためのバリスタとして広く実用
に供されている。

その中で、ＺｎＯにＢｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｓｂ、Ｃｒ、Ｓ
ｉやＮｉなどの成分を添加して焼成したＺｎＯ焼結体は
、非オーム性や温度特性、直流負荷寿命、課電率、制限
電圧比なと、バリスタとしてのほとんどすべての特性に
おいて優れており、かつ単位厚み当りのバリスタ電圧（
Ｖ １ｍＡ／ｒｎｒｔｃ ）が大きいので、高電圧回路
におけるサージ吸収用素子や避雷器として広く用いられ
ている。

しかしながら、市場からは、この分野の素子として、サ
ージ吸収特性の重要な要素である大電流での制限電圧比
（たとえば、１００Ａにおける電圧Ｖ１００Ａとバリス
タ電圧■１ｍＡとの比）のより小さい素子や課電率特性
の優れた素子に対する要望が強く出されていた。

本発明は、それらの要望に応えることのできる、制限電
圧比や課電率特性の優れた電圧非直線抵抗器を提供しよ
うとするものである。

高電圧回路におけるサージ吸収用素子や避電器などに用
いられる焼結体は、ＺｎＯにＢ ｉ 、 Ｓｂ、Ｓｉの
酸化物を添加し、さらにＣｏ、Ｍｎ、ＣｒやＮｉなどの
酸化物を添加して焼成し、それから徐冷することによっ
て作製されており、ＺｎＯ相、Ｚｎ７Ｓｂ２Ｏ１２主成
分スピネル相、Ｚｎ２ＳｉＯ４相やＢ ｉ ２０３主成
分相などの結晶相から構成されている０この焼結体にお
いて、種々の成分を固溶したＢ ｉ ２０３主成分相は
、三次元的に連なった粒界層を形成し、顕著な非オーム
性を発現させるために欠くことのできないものである。

これ（こ対して、Ｚｎ２５ｉＣ）！目やＺｎ７Ｓｂ２０
．２主成分のスピネル相は、粒界に不連続に析出するた
め、粒界での電流の流れが妨げられ、制限電圧比特性に
悪影響を及ぼす。

したがって、これらの相を除くことができれば、焼結体
の微細構造の均一性はさらに向上し、制限電圧比特性は
大巾に向上すると考えられるわけである。

本発明では、冷却条件を制御して粒界層を均質なガラス
層とすることにより、Ｚｎ２ＳｉＯ４相の析出を防いで
制限電圧比特性を大巾に向上させるとともに、課電率特
性をも顕著に改善することができたものである。

以下、実施例にもとづいて具体的に説明する。

ＺｎＯにＢｉ、Ｓｂ、Ｓｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、ＣｒやＮｉの
酸化物を添化し、十分に混合、成型し、１３５０℃で１
時間焼成した。

焼成後の冷却速度を種々に変えた焼結体を作製し、焼結
体の構成相を解析するとともに、焼結体の両面にオーミ
ック電極を付して電気特性を測定した。

焼結体の構成相および電気特性を従来例とともに下表に
示す。

表において、課電率とは、交流印加電圧の波高値のバリ
スタ電圧（ＶｌｍＡ）に対する割合を示し、これが大き
いほど望ましい。

また、制限電圧比とは １００Ａの電流が流れるときの
電圧Ｖ１００Ａとバリスタ電圧Ｖ１ｍＡとの比の値であ
り、これが小さいほどサージ吸収特性がよい。

表に示すように、冷却速度の小さいときには、焼結体は
、ＺｎＯ相、Ｚｎ７Ｓｂ２０＋２主成分のスピネル相、
Ｚｎ２ＳｉＯ４相、Ｂｉ２Ｏ３主成分相などの結晶相か
らなる。

冷却速度を大きくすると、Ｚｎ２ Ｓ ＋ ０４相の析
出を防ぐことができ、このときＺｒ＋２８ｉＯ＋相はＢ
ｉ２０ａ主成分相と一緒になって均質なガラス相を形成
し、このガラス相が粒界層となる。

以上のように、本発明の電圧非直線抵抗器は、粒界層が
少なくともＺｎ２ＳｉＯ４成分とＢ ｉ ２０３成分と
で構成された非晶質層であるため、Ｚ ｎ ２ Ｓ ＋
０４結晶相が存在しなくなり、またあっても無視できる
程度であり、課電率特性と制限電圧比に優れたものであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｉ ＺｎＯに少なくともＢｉ、ＳｂとＳｉの成分を含
   み、電圧非直線性を示す焼結体の粒界層が少なくともＺ
   ｎ２ Ｓ ｉ Ｏ４成分とＢｉ２Ｏ３成分とで構成され
   た非晶質層であることを特徴とする電圧非直線抵抗器。