JPS5934603A - 非直線抵抗体 - Google Patents

非直線抵抗体

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JPS5934603A
JPS5934603A JP57144846A JP14484682A JPS5934603A JP S5934603 A JPS5934603 A JP S5934603A JP 57144846 A JP57144846 A JP 57144846A JP 14484682 A JP14484682 A JP 14484682A JP S5934603 A JPS5934603 A JP S5934603A
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JP
Japan
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voltage
zno
thickness
firing temperature
composition
Prior art date
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Pending
Application number
JP57144846A
Other languages
English (en)
Inventor
成田 広好
丹野 善一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

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〕 本発明は酸化亜鉛(ZnO)を主成分とする焼結体自体
が非直線電圧−電涼特性を有する非直線抵抗体に関する
〔発明の技術的背景と問題点〕
電力系統において発生する異常電圧を抑制し、電力系統
を保護するために避雷器が用いられる。
避雷器には正常な電圧ではほぼ絶縁特性を示し、異常電
圧が印加された時には低い抵抗値となる非直線抵抗体が
用いられる。最近では酸化亜鉛を主成分とし、これに数
種の金属酸化物を混合した後成形し、焼結して得られた
優れた非直線性を持つものが用いられる。
この種の代表的な製法を述べると、主成分の酸化亜鉛(
ZnO)に酸化ビスマス(Bi20s) 、 Q’l化
コバルト(Co、、03 ) −二酸化マンガン(Mn
O2) +  酸化ア:y チモ:y (5btOs 
)+酸化クロム(Cr2O5) r二酸化ケイ素(Si
02)、酸化ニッケル(NiO)をそれぞれ05〜1.
0 m06%、さらに必要に応じて酸化アルミニウム(
Al2O5)、rIfll 化* ’y素(B2O3)
、 (’W化銀(A/20 )等を正確に秤量し、混合
機に入れ充分に分散・混合する。混合物は造粒した後、
所定の形状に成形し、焼結容器(サヤ)に入れ空気中で
1050〜1300℃で焼結する。焼結後研磨して直径
25朋〜130朋、厚さ10朋〜30朋の円柱9円板状
に形成するのが普通である。さらにアルミニウム等のメ
タリコン電極をつけて非直線抵抗体とする。
このようにして製造した非直線抵抗体を避雷器の内部要
素として用いた時の最も重要な性能は、避雷器に加えら
れている正常な電圧に耐え得る能力すなわち課電寿命特
性である。その解決のむつかしさは組成とその焼成条件
との相関関係を考慮する必要があることである。
〔発明の目的〕
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、課電寿命特性
を著しく改善した非直線抵抗体を提供することを目的と
する。
〔発明の概要〕
かかる目的を達成するため、本発明はZnoを主成分と
し添加物としてそれぞれの形に換算してBizOs 1
.90〜5.71 wt%、 Sb20g 1.63〜
4.88wt%、Co。
O−62〜’ 1.85 wt% + MnO(119
〜0−57 wt% t Cr20s O−43〜1.
29 wt%+ 5lot 0.49 ”= 1.47
 wt%、 NiOO,43〜1.28wt%、八e5
〜200Xへ0−4wt%I B 5〜200 X 1
0−’WtSI八130へ500 X 10−’wt%
の組成から成ル焼結体テ、交渡抵抗分電11iを流した
時の電圧(V+ mA・ピーク値)が前記焼結体単位厚
さく朋)あたり170〜235vであることをその特徴
とする。
〔発明の実施例〕
以下本発明を実施例により詳細に説明する。
主成分のZnOの他にB12Q、 、 Co2O3、M
nO2、CrtOs 。
S ionを各々0.5 mai1%、 Sb、O8,
NiOを各々1 mo1%。
さらにこれらの0. I Wt %になるようにBj、
、0350wt % 、 5i0210 Wi%、B、
0820wt%+ AJ’2020 wt%からなる混
合物、 A、l、0.25 X 10”−’Wt %と
fx ルj ウに:、正確に秤量する。これらの粉末原
料を十分に混合するために水9分散剤、バインダ、 d
74滑剤とともに分散・混合装置に入れ分散・混合した
。次に混合物スラリーをスプレードライヤで例えば平均
粒径120ミクロンになるように造粒する、この粉末を
プレスにかけ直径40.55,80,120,150M
1l11厚さ40,30,25.15IIImの円板に
成形り、fc、。添加シた分散剤、バインダ、潤滑剤を
予じめ除くだめ空気中で500°Cで焼成する。さらに
1050 ℃で側面に高抵抗層を形成させるため予備焼
成し、高抵抗形成物を塗布後、焼成容器(サヤ)に入れ
空気中で1100〜1250°atで変化させ焼成し、
得られた焼結体の両平面を研磨し、500℃で再加熱し
、両平面にアルミニウムのメタリコン電極をとシつけた
その後完成した非直線抵抗体の電気特性を測定し、課電
寿命試験を行った。第1図がその結果である。課電試験
は素子の周囲温度を120℃に保ち、素子に交漆抵抗分
電淀1 mAを渡した時の電圧(VlmA、ピーク値)
の100%の文法電圧(ピーク値)を加える加速試験法
で行ない交漆抵抗分電茄の変化を調べ、10,000時
間まで継続した。熱暴走を起こさず且つ時間経過と共に
変化を起さず且つ変化の小さいものが優れた課電寿命が
良いことを示す。
第1図はφ100Xt20素子の例を示すもので、焼成
温度を変化させることによって得られた種々のVBnA
を持つ素子のうちA I”): v、 mAを素子厚さ
く朋)で割った値が170vの場合で以下同様にBは1
85V、 Cは195V、 Dは205V、 Eば23
5V、Fは165V、Gは250vの場合のものである
コノ図テv1mA/llが165V、250V(7)場
合は課電後すぐ熱暴走して破壊し、170V〜235v
の場合長時間の課電に耐え、且つ安定した優れた性能で
あることがわかる。
第1図の関係は素子の径を30〜120朋、厚さ10〜
30闘と変えた場合でもまった〈同様になることを確認
した。しかし、素子形状によI)V、7mmと焼成温度
の関係は若干異なシ、素子形状により必要なV+/朋を
得るには焼成温度を調節せねばなら々い。その例を第2
図、第3図に示す。
第2図は厚さ20朋の場合のV1mA/朋と焼成温度(
T ’0 ’)と素子径との関係を表わす図である。
Aは素子径30朋、Bは素子径120朋である。
V1mA/IIImは交渡抵抗分電淀1m人を渡した時
の電圧値(ピーク値)を素子の厚さく朋)で割ったもの
である。
第3図は第2図と同様に素子径1001111の場合の
VIm人/龍と焼成温度と素子高さの関係を表わす図で
ある。人は素子厚さ10朋、Bは30朋である。
素子径、素子高さともに図中の中間のものは図の中間に
位置するので省略した。
この結果から明らかなように素子径、素子高さく素子形
状)によt)得られるVIrnA/amの値は若干変る
がさほど大きくはなく、VlmA/mmを決定づけるの
は素子形状ではなく、焼成温度が支配的であることを究
明した。
まだ、ZnOを除いた他の成分をそれぞれlおよび2倍
として先に述べた方法で非直線抵抗を作った場合にもこ
れまで述べた結果とまったく同様の効果が得られた。
本発明範囲内の非直線抵抗体の組成を限定するために組
成を変動させて課電寿命試験を行なった。
VImA/mmが170V 〜235Vの種々の素子の
化学分析を行ったところ次の結果が得られた。
Bi2O,1,90〜5.71 w1%、 8b20.
1.63〜4.88wt%。
Coo 0.62〜1.85wt%+ M n OO,
19〜o、57 wt % + Crt 0sO143
〜1.29wt%+ S i 020−49〜1.47
wt%、Ni00.43〜1.28 wt % 、 A
65〜2QQ x lO−’Wt % 、 B 5〜2
00 Xl0−’wt % 、 A7+ 30〜500
 X 10−’wt%でその他が主成分のZnOであっ
た。
以上のように焼成温度をa節することにより素子形状に
関係外く、V1mA/mmを170v〜235vに規制
することによシ優れた課電寿命が得られることが明らか
となったが、その理由は下記によると考えられる。
先に述べた組成・焼成条件によって得られた非直線抵抗
体は約10μのZnO粒とそれを収り囲むRi、0.を
中心とした1μより小さい薄い層で構成されておシ縦横
に無数に連なった構造をとっておシ、非直線性や寿命特
性はこの両者の境界層の物視的・一般的性質に基づいて
いる。との境界の性質を左右するのはその組成と焼成榮
件であり、均一な境界を作ることである。その境界が不
均一であると局部的な破壊が起こシ、劣化を早める。し
たがって添加物の種類1間によって最適な焼成榮件が6
j)現想的な境界層が形成されるためと考えられる。こ
の境界層の状態をもつとも良く検征する方法は先に述べ
たVlmA を測定する方法であり、これによシ境界の
状態のあらましを知ることができる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明に係る組成において、VI m
A/鴎を170v〜235vになるような焼成温度で焼
成したZnOを主体とした非直線抵抗体は優れた課電寿
命を持ち′ぽ力用避雷器に用いる場合はその小形化、保
護レベルの低減、信頼性の向上など実用的価値はきわめ
て大きい。
44、図面の簡単な説明 第1図は本発明の一実施例の課電寿命特性図、第2図、
第3図は本発明に係る素子の電気特性と焼成温度とのW
)検図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. m  ZnOを主成分とし添加物としてそれぞれの形に
    換算してBi2O31,90〜5.71 wt%、5b
    tOs 1.63〜4.88wt%、Co00.62〜
    1.85wt%+ MnO0,19〜0、57 wt 
    ’L Cry’s 0143〜1.29wt%、 5i
    020.49〜1、47 wt係、Ni0O,43〜1
    .28 wtチ、AJ5〜200X10−’wt%、B
    5〜200 X 10 ’ wtチ、A/30〜500
     X 10 ’wtチの組成から成る焼結体で、交加抵
    抗分電m 1 mAを流した時の電圧(V+mA・ピー
    ク値)が前記焼結体単位厚さく朋)あたシ170〜23
    5Vであることを特徴とする非直線抵抗体。
JP57144846A 1982-08-23 1982-08-23 非直線抵抗体 Pending JPS5934603A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61102003A (ja) * 1984-10-25 1986-05-20 株式会社東芝 電圧非直線抵抗体の製造方法
JPS6410601A (en) * 1987-07-03 1989-01-13 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of voltage-nonlinear resistor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61102003A (ja) * 1984-10-25 1986-05-20 株式会社東芝 電圧非直線抵抗体の製造方法
JPH0510804B2 (ja) * 1984-10-25 1993-02-10 Tokyo Shibaura Electric Co
JPS6410601A (en) * 1987-07-03 1989-01-13 Mitsubishi Electric Corp Manufacture of voltage-nonlinear resistor

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