JPS5952803A - 電圧非直線抵抗体及びその製造方法 - Google Patents
電圧非直線抵抗体及びその製造方法Info
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- JPS5952803A JPS5952803A JP57162249A JP16224982A JPS5952803A JP S5952803 A JPS5952803 A JP S5952803A JP 57162249 A JP57162249 A JP 57162249A JP 16224982 A JP16224982 A JP 16224982A JP S5952803 A JPS5952803 A JP S5952803A
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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。
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、酸化亜鉛を主成分とするセラミック焼結体の
電圧非直線抵抗体とその製造方法に門し、更に詳しくは
、電気回路(・でおける過電圧保護装置に使用されて高
い信頼性を示す電圧非直線抵抗体とその製造方法に関す
る。
電圧非直線抵抗体とその製造方法に門し、更に詳しくは
、電気回路(・でおける過電圧保護装置に使用されて高
い信頼性を示す電圧非直線抵抗体とその製造方法に関す
る。
従来、酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体は次の
ようにして製造されている。すなわち、まず、主成分と
してZnO、副成分としてMgO。
ようにして製造されている。すなわち、まず、主成分と
してZnO、副成分としてMgO。
BizOs + 5btOs HCll0 + Mn0
1 Cr2O31Fe=03などの粉末を所定量混合し
、得られた混合粉末を所定の金剛内に充填し加圧成形し
て成形体とする。
1 Cr2O31Fe=03などの粉末を所定量混合し
、得られた混合粉末を所定の金剛内に充填し加圧成形し
て成形体とする。
この成形体を1200〜1300℃の温度域で所定時間
焼結して焼結体とする。通常、円板形状である。
焼結して焼結体とする。通常、円板形状である。
ついで、この焼結体の両主面にA6などを溶射して電極
を形成して非直線抵抗体として実用に供する。
を形成して非直線抵抗体として実用に供する。
一般に、d正非直線抵抗体の「悦圧−市流関係は、近似
的にI −(V/C)“で表わされている。ここで、■
は該抵抗体に流れる電流、■は印加電圧、Cは定数で、
αが非直線係数と呼ばれるもので該抵抗体の特性を表わ
す目安である。すなわち、αの大きい抵抗体はど電圧非
直線性に優れるものである0 ところで、電圧非直線抵抗体を長期に亘って使用してい
ると、α値の変動することがある。とくにα値が減少す
ると、定常電圧を印加したときの漏洩電流が増大し、抵
抗体の異常過熱、破壊などの現象をもたらすことがある
。
的にI −(V/C)“で表わされている。ここで、■
は該抵抗体に流れる電流、■は印加電圧、Cは定数で、
αが非直線係数と呼ばれるもので該抵抗体の特性を表わ
す目安である。すなわち、αの大きい抵抗体はど電圧非
直線性に優れるものである0 ところで、電圧非直線抵抗体を長期に亘って使用してい
ると、α値の変動することがある。とくにα値が減少す
ると、定常電圧を印加したときの漏洩電流が増大し、抵
抗体の異常過熱、破壊などの現象をもたらすことがある
。
電圧非直線抵抗体のこのような変化を表現する指標とし
ては、上記したα値の変動の外に、該抵抗体に流れる電
流が1mAのときの電圧をV+mAとし、とのV+mA
の変化、すなわち、/4’ルス印加等各種の試験前後に
おけるVlmAの変化を△Vとしたときの変化率:△v
/■1mAがある。この指標において、△Vが負で大き
くなるということは、重大な事故を招く虞れを意味して
いる。
ては、上記したα値の変動の外に、該抵抗体に流れる電
流が1mAのときの電圧をV+mAとし、とのV+mA
の変化、すなわち、/4’ルス印加等各種の試験前後に
おけるVlmAの変化を△Vとしたときの変化率:△v
/■1mAがある。この指標において、△Vが負で大き
くなるということは、重大な事故を招く虞れを意味して
いる。
とくに、長期間に亘って雷パルスや電圧ザージパルスを
受ける過電圧保護装置にあっては、この電圧非直線抵抗
体の変化が大きいことは不適当な仁とである。しだがっ
て、長期に亘り安定し信頼性の高い電圧非直線抵抗体の
開発は強く望まれていることである。
受ける過電圧保護装置にあっては、この電圧非直線抵抗
体の変化が大きいことは不適当な仁とである。しだがっ
て、長期に亘り安定し信頼性の高い電圧非直線抵抗体の
開発は強く望まれていることである。
上記したような変化、V+TLAの低下の原因としては
種々のことが考えられるが、それらの太き表1つとして
、抵抗体の側面の抵抗減少がある。この燃抗減少は、上
記した大電流ノヤルス印加のときのまわり込みのみでは
なく、空気中に含まれている水分、各種の導電性物質(
例えばNa )の付着、更にはこれらの競合現象として
発生するものである。
種々のことが考えられるが、それらの太き表1つとして
、抵抗体の側面の抵抗減少がある。この燃抗減少は、上
記した大電流ノヤルス印加のときのまわり込みのみでは
なく、空気中に含まれている水分、各種の導電性物質(
例えばNa )の付着、更にはこれらの競合現象として
発生するものである。
また、抵抗体の表面に水分が吸着されると、その表面抵
抗が著しく減少し、かつ乾燥処理を施しても、なかなか
もとの特性に復帰するということはなかった。
抗が著しく減少し、かつ乾燥処理を施しても、なかなか
もとの特性に復帰するということはなかった。
したがって、これらの現象を防止するために、抵抗体の
910面にガラスや各種の樹脂で絶縁性の保護層を形成
する試みがなされている。しかしながら、これらの手段
では充分に満足のいく効果はあげられていない。
910面にガラスや各種の樹脂で絶縁性の保護層を形成
する試みがなされている。しかしながら、これらの手段
では充分に満足のいく効果はあげられていない。
なぜならば、上記手段を講じても、保護層と抵抗体の側
面とは単に物理的に密着して接触しているのみであって
、抵抗体の側面の表面抵抗それ目体が大きくなっている
のではないからである。そして、保護層はその形成の初
期段1階では外界から抵抗体の側面を保顧する効果を発
揮していても、時間が経過すると劣化してしまうからで
ある。
面とは単に物理的に密着して接触しているのみであって
、抵抗体の側面の表面抵抗それ目体が大きくなっている
のではないからである。そして、保護層はその形成の初
期段1階では外界から抵抗体の側面を保顧する効果を発
揮していても、時間が経過すると劣化してしまうからで
ある。
まだ、ガラスで保護層を形成する場合、ガラスの溶融温
度以上に加熱してガラスと抵抗体側面とを化学反応させ
てその表面抵抗を大きくすることも考えられるが、その
場合には、この加熱によって抵抗体が変質してその初期
特性の損われる虞れがあるので好ましくない。
度以上に加熱してガラスと抵抗体側面とを化学反応させ
てその表面抵抗を大きくすることも考えられるが、その
場合には、この加熱によって抵抗体が変質してその初期
特性の損われる虞れがあるので好ましくない。
本発明は、上記した問題点を解消し、抵抗体の側面の表
面抵抗それ自体を大きくしてαの変化率若しくはV、m
Aの変化が小さく信頼性の高い電圧非直線抵抗体とその
製造方法の提供を目的とするものである。
面抵抗それ自体を大きくしてαの変化率若しくはV、m
Aの変化が小さく信頼性の高い電圧非直線抵抗体とその
製造方法の提供を目的とするものである。
本発明者らは、まず、Z、n Oを主成分とする。1圧
非直線低抗体に〉いてその側面の表面[)(抗それ自体
を大きくする研究を重ねる過程で、Z n Oけn型半
導体であること、i型半導体性その表面に3w元性がス
(例えば% HC4r(to )を吸着するとその表面
抵抗値が減少し、酸化性ガス(例えば酸素ンを吸着する
とその表面抵抗値が増大すること、そしてn型半導体の
表面にP t + Rh + pci + Ir等を共
存せしめると酸素吸着能が促進されること、以−ヒの3
点に着目し、該知見を基礎にして本発明を完成するに到
った。
非直線低抗体に〉いてその側面の表面[)(抗それ自体
を大きくする研究を重ねる過程で、Z n Oけn型半
導体であること、i型半導体性その表面に3w元性がス
(例えば% HC4r(to )を吸着するとその表面
抵抗値が減少し、酸化性ガス(例えば酸素ンを吸着する
とその表面抵抗値が増大すること、そしてn型半導体の
表面にP t + Rh + pci + Ir等を共
存せしめると酸素吸着能が促進されること、以−ヒの3
点に着目し、該知見を基礎にして本発明を完成するに到
った。
すなわち、本発明の電圧非直線抵抗体は、酸化亜鉛を主
成分とするセラミック焼結体である電圧非直線抵抗体で
あって、該焼結体の側面が、白金。
成分とするセラミック焼結体である電圧非直線抵抗体で
あって、該焼結体の側面が、白金。
ロジウム、パラジウム、イリジウムの群から選ばれる少
々くとも1種の元素を0.05〜20 、’ji肪チ含
有する絶縁体層若しくはプラス層のいずれか又は両方で
被覆されていることを/r¥徴とし、その製造方法は、
酸化亜鉛を主成分とするセラミック焼結体の側面に、白
金、ロジウム、・やラジウム、イリジウムの群から選ば
れる少なくとも1種の元素を0.05〜20電量チ担持
する絶縁体粉末のペーストを塗布した後、該塗布層を焼
き付けて絶縁体層を形成することを特徴とし、更に他の
方法は、上記したセラミック焼結体の側面に、白金、ロ
ジウム、・臂ラジウム、イリジウムのd≠から選ばれる
少なくとも1種の元素を0.05〜20重1%含有する
ガラス粉末を塗布し、ついで、該塗布層をガラス成分の
軟化点以上1400℃以下の温度に加熱し焼き付けてガ
ラス層にすることを特徴とし、また更に他の方法は、上
記した絶縁体粉末若しくはガラス粉末を該セラミック焼
結体の側面に溶射することを特徴とするものである。
々くとも1種の元素を0.05〜20 、’ji肪チ含
有する絶縁体層若しくはプラス層のいずれか又は両方で
被覆されていることを/r¥徴とし、その製造方法は、
酸化亜鉛を主成分とするセラミック焼結体の側面に、白
金、ロジウム、・やラジウム、イリジウムの群から選ば
れる少なくとも1種の元素を0.05〜20電量チ担持
する絶縁体粉末のペーストを塗布した後、該塗布層を焼
き付けて絶縁体層を形成することを特徴とし、更に他の
方法は、上記したセラミック焼結体の側面に、白金、ロ
ジウム、・臂ラジウム、イリジウムのd≠から選ばれる
少なくとも1種の元素を0.05〜20重1%含有する
ガラス粉末を塗布し、ついで、該塗布層をガラス成分の
軟化点以上1400℃以下の温度に加熱し焼き付けてガ
ラス層にすることを特徴とし、また更に他の方法は、上
記した絶縁体粉末若しくはガラス粉末を該セラミック焼
結体の側面に溶射することを特徴とするものである。
本発明の電圧非直線抵抗体は、その素材である酸化亜鉛
を主成分としたセラミック焼結体の側面に、Pt 、
Rh 、 Pd 、 Irの1種又は2種以上の元素を
0.05〜20重撒チ含有する絶縁体層若しくはガラス
層が形成されているものである。該層内に2種類以上の
元素が含有されている場合には、それらの含量は上記範
囲内に設定される。
を主成分としたセラミック焼結体の側面に、Pt 、
Rh 、 Pd 、 Irの1種又は2種以上の元素を
0.05〜20重撒チ含有する絶縁体層若しくはガラス
層が形成されているものである。該層内に2種類以上の
元素が含有されている場合には、それらの含量は上記範
囲内に設定される。
この絶縁体ゝ僧は、後述する絶縁体の粉末を・、!パフ
:き付は又は溶射した層であり、またブfラス層は、後
述するガラス粉末を焼き付は又は溶射しノこ1曹である
。
:き付は又は溶射した層であり、またブfラス層は、後
述するガラス粉末を焼き付は又は溶射しノこ1曹である
。
これらの層は、必ずしもり1密である必要(−1,なく
多孔質であっても何らの不都合は生じない。
多孔質であっても何らの不都合は生じない。
これらの層と焼結体との相互接触界面においては、焼結
体のZnO成分と該層内のP t Hah + Pd
+ I rの1種又は2種以上の元素とは共存する状態
にあるため、その部分のZnOへの酸素吸着が促進され
、その結果、該部分の表面抵抗値が1it大する。
体のZnO成分と該層内のP t Hah + Pd
+ I rの1種又は2種以上の元素とは共存する状態
にあるため、その部分のZnOへの酸素吸着が促進され
、その結果、該部分の表面抵抗値が1it大する。
この場合、これら層への上記した元暑チの含有14が重
賎比で0.05重電−未満の14合Qこは、上記した効
果は急激に減退し、20 iTj :’Aチを超えると
逆に表面抵抗が減少して漏洩′「匡流の噌加、αの低下
が進行する。
賎比で0.05重電−未満の14合Qこは、上記した効
果は急激に減退し、20 iTj :’Aチを超えると
逆に表面抵抗が減少して漏洩′「匡流の噌加、αの低下
が進行する。
本発明の電圧非直線抵抗体は次のようにして・4造され
る。まず、Z n Oを主成分とする焼結体を常法に従
って製造する。この)、“ム結体が本発明の素材である
。ついで、この焼結体の側面周(jllに本発明にかか
る層を形成して該側面を岐慢する。
る。まず、Z n Oを主成分とする焼結体を常法に従
って製造する。この)、“ム結体が本発明の素材である
。ついで、この焼結体の側面周(jllに本発明にかか
る層を形成して該側面を岐慢する。
本発明において、これら層の形成は次の3通りの方法で
行なわれる。
行なわれる。
第1の方法は、後述する絶縁体粉末の波−ストを焼結体
の側面周囲に塗布し、ついで、この塗布層を所定の温度
に加熱して焼き付ける方法である。
の側面周囲に塗布し、ついで、この塗布層を所定の温度
に加熱して焼き付ける方法である。
焼き付ける温度は300℃以上であれば何度であっても
よい。
よい。
用いる絶縁体粉末のペーストは次のようにして調製され
る。まず、所定粒度(通常0.1〜0.5μm)の電気
絶縁性の金属酸化物の粉末を用意する。本発明に用いる
ことのできる金属酸化物の粉末としては、Zr0t +
hlves * 810t などの絶縁体の粉末をあ
げることができるが、これらのうちZrCh+A40g
が安定性の点からして好ましい。
る。まず、所定粒度(通常0.1〜0.5μm)の電気
絶縁性の金属酸化物の粉末を用意する。本発明に用いる
ことのできる金属酸化物の粉末としては、Zr0t +
hlves * 810t などの絶縁体の粉末をあ
げることができるが、これらのうちZrCh+A40g
が安定性の点からして好ましい。
この絶縁体の粉末の表面に、Pt + Rh 、 Pd
+ Irの1種又は2種以上の元素を所定量付着・担
持せしめてペーストとする。
+ Irの1種又は2種以上の元素を所定量付着・担
持せしめてペーストとする。
すなわち、H2PtCJe・6)I20 、 RhC
15、PdC1a 。
15、PdC1a 。
IrCl3などの塩化物を水若しくは稀塩酸に溶解した
水溶液、若しくは塩酸溶液 ; 又は 該金属の有機化
合物例えば(C*LPtC4]t 、 C2eHsaO
xPdtC4。
水溶液、若しくは塩酸溶液 ; 又は 該金属の有機化
合物例えば(C*LPtC4]t 、 C2eHsaO
xPdtC4。
(RhCl(CJ+)t〕t 、(I rcl(C8H
I4)! ’:+ 2のようなPt。
I4)! ’:+ 2のようなPt。
R11,Pd 、 Irの有機化合物をアルコール、ト
ルエン。
ルエン。
ベンゼン、四塩化炭素、ジクロルメタンのような有機溶
媒若しくは水に溶解して成るそれぞれの元素の所定濃度
の溶液に、上記した絶縁体の粉末を所定量投入後混合し
てペーストとする。このとき、絶縁体の粉末の表面に、
上記した元素が0.05〜20重量%付着・担持される
ように、まだ、塗布操作に適した粘稠状態になるように
、それぞれの溶液の濃度、使用量、絶縁体の粉末の投入
量等が適宜に調整される。混合攪拌を10〜10′To
rrの減圧下で行なうと元素の付着効果は上昇する。な
お、2種類以上の金属を付着・担持せしめるためには、
それぞれ対応する溶液を適宜に組合せて成る混合溶液を
用いればよい。
媒若しくは水に溶解して成るそれぞれの元素の所定濃度
の溶液に、上記した絶縁体の粉末を所定量投入後混合し
てペーストとする。このとき、絶縁体の粉末の表面に、
上記した元素が0.05〜20重量%付着・担持される
ように、まだ、塗布操作に適した粘稠状態になるように
、それぞれの溶液の濃度、使用量、絶縁体の粉末の投入
量等が適宜に調整される。混合攪拌を10〜10′To
rrの減圧下で行なうと元素の付着効果は上昇する。な
お、2種類以上の金属を付着・担持せしめるためには、
それぞれ対応する溶液を適宜に組合せて成る混合溶液を
用いればよい。
ペーストの他の態様としては、上記【7だ方法を適用し
て必要元素を所定量付着・担持せしめた絶縁体の粉末を
川に300〜1000℃の温度域で仮焼すると、必要と
する元素がよシールう強固に該絶縁体の粉末の表面に付
着・担持されるので、この仮焼粉末を例えば水のような
溶媒又はメチルセルロース水溶液、酢酸セルロース水溶
液などの結着能を有する液状物に分散せしめて適宜な粘
稠性にしたものがあげられる。
て必要元素を所定量付着・担持せしめた絶縁体の粉末を
川に300〜1000℃の温度域で仮焼すると、必要と
する元素がよシールう強固に該絶縁体の粉末の表面に付
着・担持されるので、この仮焼粉末を例えば水のような
溶媒又はメチルセルロース水溶液、酢酸セルロース水溶
液などの結着能を有する液状物に分散せしめて適宜な粘
稠性にしたものがあげられる。
また、これらイーストの調製に当っては、焼き付けだと
きに熱分解して電気絶縁性の金属酸化物になる金属有機
化合物を所定量更に添加すると、それが結着成分として
機能して絶縁体層と焼結体側面との接着強度が向上する
ので一層有用である。
きに熱分解して電気絶縁性の金属酸化物になる金属有機
化合物を所定量更に添加すると、それが結着成分として
機能して絶縁体層と焼結体側面との接着強度が向上する
ので一層有用である。
このような金属有機化合物としては、上記した特性を有
するものでちれば何であってもよく、とくにナフチ/酸
アルミニウム、す7テン酸ジルコニウム、アルミニウム
のヘキシルアルコール化物。
するものでちれば何であってもよく、とくにナフチ/酸
アルミニウム、す7テン酸ジルコニウム、アルミニウム
のヘキシルアルコール化物。
ジルコニウムのヘキシルアルコール化物ナトのアルミニ
ウム、ジルコニラムラ含ムアルコール化合物が好適であ
る0また、これら金属有機化合物の添加量は格別限定さ
れないが、通常、ペーストの5〜30重tチ程度で充分
である0 第2の方法は、後述するガラス粉末を焼結体の側面周囲
に塗布し、ついで、このガラス粉末の塗布1mをガラス
成分の軟化点以上1400℃以下の温度に加熱し焼料け
てがラス層にする方法である。
ウム、ジルコニラムラ含ムアルコール化合物が好適であ
る0また、これら金属有機化合物の添加量は格別限定さ
れないが、通常、ペーストの5〜30重tチ程度で充分
である0 第2の方法は、後述するガラス粉末を焼結体の側面周囲
に塗布し、ついで、このガラス粉末の塗布1mをガラス
成分の軟化点以上1400℃以下の温度に加熱し焼料け
てがラス層にする方法である。
この方法においては、焼付は温度がガラス成分の軟化点
より低い場合にはガラス層が形成されず、また、140
0℃を超えるとガラス層は形成されるが、焼結体の初期
特性が損なわれるので好ましくない。
より低い場合にはガラス層が形成されず、また、140
0℃を超えるとガラス層は形成されるが、焼結体の初期
特性が損なわれるので好ましくない。
また、ガラス粉末を全血するに際しては、ポリビニルア
ルコール、メチルセルロース、エチルセルロースのよう
な焼付は時の温度で気化して分解する有機溶媒若しくは
ノ々インダー又は水にガラス粉末を添加してペーストと
し、該ペーストを適宜な方法(例えば刷毛塗り)で塗布
することが好ましい。
ルコール、メチルセルロース、エチルセルロースのよう
な焼付は時の温度で気化して分解する有機溶媒若しくは
ノ々インダー又は水にガラス粉末を添加してペーストと
し、該ペーストを適宜な方法(例えば刷毛塗り)で塗布
することが好ましい。
なお、このようにして形成されるガラス層は、必ずしも
ガラス成分が溶融した気密状態にある必要はなく、ガラ
スの粉末が相互に継着した状態の多孔質構造であっても
充分有効である。
ガラス成分が溶融した気密状態にある必要はなく、ガラ
スの粉末が相互に継着した状態の多孔質構造であっても
充分有効である。
さて、ガラス粉末は次のようにして調製される。
第1の調製法は、ガラスの粉末の表面にpt 、 Rh
。
。
Pd、Irの1種又は2種以上の元素を付着・担持せし
める方法である。
める方法である。
すなわち、本発明に75為かる絶縁体層用の絶縁体粉末
のペーストを調製するときに適用した方法を、はぼその
まま、ガラスの粉末に適用してその表面にPt、Rh、
Pd+Irの少なくとも1種の元素を所定量付着中担持
せしめればよい。なお、2種類以上の元素を付着命担持
せしめる場合には、それぞれ相当する溶液を適宜に組合
せて上記の操作を行なえばよい。
のペーストを調製するときに適用した方法を、はぼその
まま、ガラスの粉末に適用してその表面にPt、Rh、
Pd+Irの少なくとも1種の元素を所定量付着中担持
せしめればよい。なお、2種類以上の元素を付着命担持
せしめる場合には、それぞれ相当する溶液を適宜に組合
せて上記の操作を行なえばよい。
ガラスの粉末は格別限定されないが、通常粒径0.5〜
2μm、その軟化点350℃程度のものが用いられる。
2μm、その軟化点350℃程度のものが用いられる。
第2の調製法は、Pt、Rh、Pd、Irの1種又は2
種以上の粉末若しくはこれら元素の酸化物、例えば、P
LO、PdOの粉末とガラスの粉末とを混合する方法で
ある0この場合の混合比は、Pt、Rh、Pd。
種以上の粉末若しくはこれら元素の酸化物、例えば、P
LO、PdOの粉末とガラスの粉末とを混合する方法で
ある0この場合の混合比は、Pt、Rh、Pd。
Irの1種若しくは2種以上の元素の量が0,05〜2
0重量%となるように設定される。
0重量%となるように設定される。
第3のMN Ijk法は、Pt、Rh、Pd、Irの1
種若しくは2種以上の元素、第1の調製法で用いたこれ
らの化合物又はP t + Rh HPd 、 Irを
適宜にイ、(1合せて成る合金をガラスと一緒にし、全
体をガラスの溶融温度以上に加熱して、上記した元素、
化合物(該温度では熱分解する)又は合金を均一に溶融
ガラスの中に分散せしめた後それを冷却固化し、得られ
た均一組成のガラスを所定粒度に粉砕する方法である。
種若しくは2種以上の元素、第1の調製法で用いたこれ
らの化合物又はP t + Rh HPd 、 Irを
適宜にイ、(1合せて成る合金をガラスと一緒にし、全
体をガラスの溶融温度以上に加熱して、上記した元素、
化合物(該温度では熱分解する)又は合金を均一に溶融
ガラスの中に分散せしめた後それを冷却固化し、得られ
た均一組成のガラスを所定粒度に粉砕する方法である。
この方法によれば、Pt 、 Rh 、 Pd 、 I
r等を所定緻最も均一にガラスの中に含有せしめること
ができるO これらの方法で調製されたガラス粉末は、通常、0.5
〜2μmの粒径で用いられて、上記した方法により焼結
体の側面を被覆する本発明にかかるガラス層に転化され
る。
r等を所定緻最も均一にガラスの中に含有せしめること
ができるO これらの方法で調製されたガラス粉末は、通常、0.5
〜2μmの粒径で用いられて、上記した方法により焼結
体の側面を被覆する本発明にかかるガラス層に転化され
る。
第3の方法は、既に述べたようにして調製した絶縁体粉
末若しくはガラス粉末を、セラミック焼結体の側面周囲
に溶射してそれぞれの層を形成する方法である。
末若しくはガラス粉末を、セラミック焼結体の側面周囲
に溶射してそれぞれの層を形成する方法である。
この溶射法にあっては、バインダーを用いることがない
ので、絶縁体粉末若しくはガラス粉末の表面は該バイン
ダーで被覆されることなく多孔質の層を形成することが
できるので、その結果、溶射層の表面積は大きくなりそ
の作用効果が保持されるという利点を生ずる。本発明に
あっては、通常、プラズマ溶射法が適用されるが炎溶射
ももち論適用することができる。
ので、絶縁体粉末若しくはガラス粉末の表面は該バイン
ダーで被覆されることなく多孔質の層を形成することが
できるので、その結果、溶射層の表面積は大きくなりそ
の作用効果が保持されるという利点を生ずる。本発明に
あっては、通常、プラズマ溶射法が適用されるが炎溶射
ももち論適用することができる。
本発明の抵抗体において、絶縁体層、ガラス層はそれぞ
れ単独でセラミック焼結体の側面に形成されるが、例え
ば、まず絶縁体層を形成しその上にり!にガラス層を形
成するという態様を採用することもできる。
れ単独でセラミック焼結体の側面に形成されるが、例え
ば、まず絶縁体層を形成しその上にり!にガラス層を形
成するという態様を採用することもできる。
実施例1
(1)焼結体の調製
8 Q モzy%iノZno粉末114%ル%量I)
MgO粉末、2モルチ量のBizOj粉末、1.5モル
%量のS b20g粉末、1.1モ、11/%iノco
O粉末、0.5モ/l/%量(7) Cr20g粉末*
O−5モ/’ % 量(7) Mn Ov珠、0.4
モル%量のFe120g粉末をボールミルに入れ、脱イ
オン水と一緒に24時間混合した。混合物を乾燥した後
、900℃、2時間仮焼した。塊状の仮焼体が得られた
。これを粉砕し、重量比で1重量%のポリビニルアルコ
ールを加えて、アトライタで微粉砕した。^得られた微
粉をスプレードライヤーにかけて造粒し、粒径loo〜
300μmの球状団粒を得た。
MgO粉末、2モルチ量のBizOj粉末、1.5モル
%量のS b20g粉末、1.1モ、11/%iノco
O粉末、0.5モ/l/%量(7) Cr20g粉末*
O−5モ/’ % 量(7) Mn Ov珠、0.4
モル%量のFe120g粉末をボールミルに入れ、脱イ
オン水と一緒に24時間混合した。混合物を乾燥した後
、900℃、2時間仮焼した。塊状の仮焼体が得られた
。これを粉砕し、重量比で1重量%のポリビニルアルコ
ールを加えて、アトライタで微粉砕した。^得られた微
粉をスプレードライヤーにかけて造粒し、粒径loo〜
300μmの球状団粒を得た。
これを加圧成形して直径100mm厚み25闘の円板と
した。この円板を電気炉中で、1300 ’C16時間
の条件で焼結した。直径60mm厚み10o+tで均質
組成の炸結円板が得られた。
した。この円板を電気炉中で、1300 ’C16時間
の条件で焼結した。直径60mm厚み10o+tで均質
組成の炸結円板が得られた。
(2)絶縁体層付抵抗体の製造
)hPtCla ” 6HzO、RhC1,、PdC4
、IrC4ヲそれぞれに水に溶解して各f1濃度の水溶
液とした。
、IrC4ヲそれぞれに水に溶解して各f1濃度の水溶
液とした。
コレら水溶液30m1に粒径Q、511mのZ r 0
2粉末10Iを投入し、10”−’ Torrの減圧下
で混練した。ペーストが得られた。
2粉末10Iを投入し、10”−’ Torrの減圧下
で混練した。ペーストが得られた。
このペーストを上記した焼結円板の側面周囲に塗布した
。厚み100μm0ついで風乾した後、全体を500℃
に焼成してペースト層を焼き付けて絶縁体層とした。
。厚み100μm0ついで風乾した後、全体を500℃
に焼成してペースト層を焼き付けて絶縁体層とした。
円板の両生面を軽く研摩した後、そこにアルミニウムを
溶射して電極を添着し、本発明の抵抗体を製造した。
溶射して電極を添着し、本発明の抵抗体を製造した。
(3) 円板の側面の表面抵抗の測定以上のようにし
て製造され、絶縁体層に含有されるPt、Rh、Pd+
Ir等の元素の量が異なる各種の抵抗体につき、円板側
面の表面抵抗を測定した。
て製造され、絶縁体層に含有されるPt、Rh、Pd+
Ir等の元素の量が異なる各種の抵抗体につき、円板側
面の表面抵抗を測定した。
測定方法は、前記焼結体焼成後に焼結体側面の一部に約
5 x s mff1にわたり、本発明による絶縁体層
を設け、その絶縁体層を電極間に含むごとく蒸着による
Al電極を設けて表面抵抗を測定する方法を適用した。
5 x s mff1にわたり、本発明による絶縁体層
を設け、その絶縁体層を電極間に含むごとく蒸着による
Al電極を設けて表面抵抗を測定する方法を適用した。
また、このような絶縁体層を設けない部分についても同
様な電極を設けて表面抵抗を測定し、絶縁体層下の表面
抵抗と絶縁体層のない部分の表面抵抗を算出した。
様な電極を設けて表面抵抗を測定し、絶縁体層下の表面
抵抗と絶縁体層のない部分の表面抵抗を算出した。
Pt +Rh + Pd、 Irいずれも略同じ結果を
示した。ptに代表させて結果を含有量との関係として
第1図に示した。
示した。ptに代表させて結果を含有量との関係として
第1図に示した。
図から明らかなように、含有月二が0.05〜20重険
チの範囲で焼結円板側面の表面抵抗は大きくなる。
チの範囲で焼結円板側面の表面抵抗は大きくなる。
実施例2
実施例1で製造した抵抗体のうち、Pt 、 Rh 、
Pd 。
Pd 。
Itの絶縁体層中における含有量が1mi%である4種
類の抵抗体につき、10KAの電流を印加したときのV
l m Aの変化率(△Vハ’+mA)を測定した。そ
の結果を、電流パルスの印加回数との関係として第2図
に示した。比較のため、ガラス絶縁層を設けた従来の抵
抗体の結果も示した。図中、A:従来のもの、B :P
d+ C:Ir、 D :Rh、 B :Ptのもので
ある。
類の抵抗体につき、10KAの電流を印加したときのV
l m Aの変化率(△Vハ’+mA)を測定した。そ
の結果を、電流パルスの印加回数との関係として第2図
に示した。比較のため、ガラス絶縁層を設けた従来の抵
抗体の結果も示した。図中、A:従来のもの、B :P
d+ C:Ir、 D :Rh、 B :Ptのもので
ある。
図から明らかなように、本発明抵抗体の電気特性は著し
く向上している。
く向上している。
つぎに、本発明の抵抗体4枚と従来のものとを、室温下
、水中に60分間浸漬した後、これらを取り出し100
℃で乾燥した。そのときのVlmAの復帰特性を測定し
た。この復帰特性と乾燥時間との関係を第3図に示した
。
、水中に60分間浸漬した後、これらを取り出し100
℃で乾燥した。そのときのVlmAの復帰特性を測定し
た。この復帰特性と乾燥時間との関係を第3図に示した
。
図から明らかなように、本発明の抵抗体はいずれも30
分−・60分の間に特性は回復する0これは、抵抗体の
製造時に作業環境における湿度の影響が熱視でき、また
両主面の研摩に水を用いることができることからして極
めて大きな効果である。
分−・60分の間に特性は回復する0これは、抵抗体の
製造時に作業環境における湿度の影響が熱視でき、また
両主面の研摩に水を用いることができることからして極
めて大きな効果である。
実施例3
H2PtCl4・)TtOを用いてpt濃度1%の水溶
液を調製し、この100mgに粒径0.5#LのzrO
!粉末50Iを投入し、10−’Torrの減圧下で混
合攪拌した後、100°Cで乾燥した。この乾燥粉末に
1表に記した各種の化合物をバインダーとして20重量
%添加して混線し、得られた啄−ストをZnO焼結円板
の側面に塗布した後、300 ’C又は600℃で焼付
けて本発明の抵抗体とした。
液を調製し、この100mgに粒径0.5#LのzrO
!粉末50Iを投入し、10−’Torrの減圧下で混
合攪拌した後、100°Cで乾燥した。この乾燥粉末に
1表に記した各種の化合物をバインダーとして20重量
%添加して混線し、得られた啄−ストをZnO焼結円板
の側面に塗布した後、300 ’C又は600℃で焼付
けて本発明の抵抗体とした。
これら抵抗体の絶縁体層の上に、接着力の異なる各種市
販の接着テープを貼着し、面に対し180゜の方向に引
っ張って引きはがした。このときの貼着面積に対するは
がれた絶縁体層の面積の比を算出し、その結果を、用い
九ノ々インダーとの関係として表に一括して示した。な
お、表中の接着強度とは、絶縁体層と焼結円板の側面と
の接着強度であり、テープ巾1m展当りの力に換′碧さ
れたもので、その意味は上記したとおりである。
販の接着テープを貼着し、面に対し180゜の方向に引
っ張って引きはがした。このときの貼着面積に対するは
がれた絶縁体層の面積の比を算出し、その結果を、用い
九ノ々インダーとの関係として表に一括して示した。な
お、表中の接着強度とは、絶縁体層と焼結円板の側面と
の接着強度であり、テープ巾1m展当りの力に換′碧さ
れたもので、その意味は上記したとおりである。
表の結果から明らかなように、バインダーとして有機金
属化合物を添加すると、接着強度は30〜300チ大き
くなることがわかる。
属化合物を添加すると、接着強度は30〜300チ大き
くなることがわかる。
実施例4
(1)焼結体の調製
実施例1と同様にしてZnOを主成分とする焼結円板を
調製した。
調製した。
(2)ガラス粉末の調製
HsP tCla ” 6H20+ RhCA!s +
PdCl5 + IrCA!aをそれぞれ水に溶解し
て4種類の水溶液とした。各元素の濃度は1チとなるよ
うに調整した。
PdCl5 + IrCA!aをそれぞれ水に溶解し
て4種類の水溶液とした。各元素の濃度は1チとなるよ
うに調整した。
これら水溶液に平均粒径1μm、軟化点350℃のガラ
スの粉末を、それぞれ1011投入し、1O−2Tor
rの減圧下で充分に攪拌した。さらに、100℃で乾燥
した。得られたガラスの粉末の表面には、Pt 、Rh
I Pd * Irがそれぞれ1重量%付着していた
。
スの粉末を、それぞれ1011投入し、1O−2Tor
rの減圧下で充分に攪拌した。さらに、100℃で乾燥
した。得られたガラスの粉末の表面には、Pt 、Rh
I Pd * Irがそれぞれ1重量%付着していた
。
(3) ガラス層付抵抗体の製造
以上のようにして調製した各ガラス粉末5gを8gの水
に加えてスラリーとした。このスラリーを刷毛で上記の
焼結円板の側面周囲に塗布した。
に加えてスラリーとした。このスラリーを刷毛で上記の
焼結円板の側面周囲に塗布した。
厚み150μm0ついで全体を風乾した後、500℃で
焼成した。ガラス層が形成された。
焼成した。ガラス層が形成された。
円板の両主面を軽く研摩した後、そこにアルミニウムを
溶射して電極を形成しガラスト1つきの抵抗体を製造し
た。
溶射して電極を形成しガラスト1つきの抵抗体を製造し
た。
(4)特性試験
以上4枚の抵抗体につき、実施例1と同様の方法で抵抗
体側面の表面抵抗を測定した。実ljm例1と同じ結果
が得られた。また、実、ノ5穐例2と同様の\ 方法で復帰特性を測定したところ、その結果も実施例2
と同じであった。
体側面の表面抵抗を測定した。実ljm例1と同じ結果
が得られた。また、実、ノ5穐例2と同様の\ 方法で復帰特性を測定したところ、その結果も実施例2
と同じであった。
実施例5
実施例1の(2)で用いたペーストを9811r、成(
5000G)シた後これを粉砕し、得られた粉末を焼結
円板の側面周囲にプラズマ溶射法(Ar−ル中、がンノ
ズルとの距離7511111)で溶射して約200μm
の溶射層を形成した。
5000G)シた後これを粉砕し、得られた粉末を焼結
円板の側面周囲にプラズマ溶射法(Ar−ル中、がンノ
ズルとの距離7511111)で溶射して約200μm
の溶射層を形成した。
この抵抗体につき、実施例1及び実!血例2と同様の特
性試験を行なったところ、結果は実施例1.2と同じで
あった。また、溶射する粉末を実施例4のガラス粉末に
代えてもほぼ同じ7+”#性の抵抗体が得られた。
性試験を行なったところ、結果は実施例1.2と同じで
あった。また、溶射する粉末を実施例4のガラス粉末に
代えてもほぼ同じ7+”#性の抵抗体が得られた。
本発明によれば、抵抗体の側面の表面抵抗それ自体が大
きくなり、αの変化率又はVIrILAの変化が小さい
ので長期に亘シ信頼性の高い抵抗体を提供し得る。また
、復帰特性にも優れているので、製造時における水の影
響を無視することができ、更にはバインダーを用いるこ
とによシ接着強度を高めることができるので、その製造
を非常に効果的に行なうことができる。
きくなり、αの変化率又はVIrILAの変化が小さい
ので長期に亘シ信頼性の高い抵抗体を提供し得る。また
、復帰特性にも優れているので、製造時における水の影
響を無視することができ、更にはバインダーを用いるこ
とによシ接着強度を高めることができるので、その製造
を非常に効果的に行なうことができる。
第1図は、実施例1の抵抗体側面の表面抵抗に対するp
t含有量の影響を表わす図。第2図は、実施例2の抵抗
体における1oKA電流ノ(ルス印加回数とVtmAの
変化率との関係図、第3図は乾燥時間とVlm A の
変化率との関係図である。図中、A:従来のもの、B
:Pd、 C:Ir 、 D :Rh、 E :Ptの
ものを表わす。
t含有量の影響を表わす図。第2図は、実施例2の抵抗
体における1oKA電流ノ(ルス印加回数とVtmAの
変化率との関係図、第3図は乾燥時間とVlm A の
変化率との関係図である。図中、A:従来のもの、B
:Pd、 C:Ir 、 D :Rh、 E :Ptの
ものを表わす。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 酸化亜鉛を主成分とするセラ建ツク焼結体である電
圧非直線抵抗体であって、 該焼結体の側面が、白金、ロジウム、ノj、7ジウム、
イリジウムの群から選ばれる少なくとも1種の元素を0
.05〜20重量%含有する絶縁体層若しくはガラス層
のいずれか又は両方で被覆されていることを特徴とする
電圧非直線抵抗体。 2 該絶縁体層が、白金、ロジウム、パラジウム、イリ
ジウムの群から選ばれ6少なくとも1種の元素を帆05
〜20重量%担持する二酸化ジルコニウム又は酸化アル
ミニウムの粉末を焼き付けた層である特許請求の範囲第
1項記載の電圧非直線抵抗体。 3 該ガラス層が、白金、ロジウム、パラジウ為、イリ
ジウムの群から選ばれる少なくとも1種の元素を0.0
5〜20重耽チ含有するがラス粉末を焼き付けた層であ
る特許請求の範囲第1項記載の電圧非直線抵抗体。 4 酸化亜鉛を主成分とするセラミツ媒結体の側面に、
白金、ロジウム、ノ卆ラジウム、イリジウムの群から選
ばれる少なくともI Tfiの元素を0.05〜20重
量%担持する絶縁体粉末のイーストを塗布した後、該塗
布層を焼き付けて絶縁体層を形成することな特徴とする
電圧非直線抵抗体の製造方法。 5 該ペーストが、白金、ロジウム、パラジウム、イリ
ジウムの群から選ばれる少なくとも1種の元素の塩化物
又は有機化合物を溶解して成る溶液に、絶縁体の粉末を
混入して成るペーストである特許請求の範囲第4項記載
の低圧非直線抵抗体の製造方法。 6 該ペーストが、白金、ロジウム、パラジウム、イリ
ジウムの群から選ばれる少なくとも1種の元素の塩化物
又は有機化合物を溶解して成る溶液に、該絶縁体の粉末
を混入して該粉末の表面に該元素を担持せしめた後、該
粉末を300〜1000℃の温度域で仮焼し、得られた
仮焼粉末を分散媒に分散せしめて成るペーストである特
許請求の範囲第4項又は第5項記載の電圧非直線抵抗体
の製造方法。 7 該波−ストには、更に、焼き付は時に熱分解して電
気絶縁性の金属酸化物になる金属有機化合物が添加され
ている特許請求の範囲第4〜第6.頃のいずれかに記載
の電圧非直線抵抗体の製造方法。 8 該金属有機化合物が、金属石けん、金属アルコール
化物、金属含有有機錯体、有機金属化合物のいずれかで
ある特許請求の範囲第7項記載の電圧非直線抵抗体の製
造方法。 9 該金属が、アルミニウム、ジルコニウムのいずれか
で゛ある特許請求の範囲第7項又は第8項記載の電圧非
直線抵抗体の製造方法。 10 酸化亜鉛を主成分とするセラミック焼結体の側
面に、白金、ロジウム、パラジウム、イリジウムの群か
ら選ばれる少なくとも1種の元素−を帆05〜20重量
%含有するガラス粉末を塗布し、ついで、該塗布層をガ
ラス成分の軟化点以上1400℃以下の温度に加熱し、
焼き付けてガラス層にすることを行間とする電圧非直線
抵抗体の製造方法。 11 該ガラス粉末が、白金、ロジウム、7でラジウ
ム、イリジウムの群から選ばれる少なくとも1種の元素
の塩化物又は有機化合物を溶解して成る溶液に、ガラス
の粉末を添加して該粉末の表面に該元素を付着せしめた
後、乾燥して得られるガラス粉末である特許請求の範囲
第10項記載の電圧非直線抵抗体の製造方法。 12 該ガラス粉末が、白金、ロジウム、パラジウム
、イリジウムの群から選ばれる少なくとも1種の元素又
はその酸化物の粉末と、ガラスの粉末とを混合して成る
混合粉末である特許請求の範囲第10項記載の電圧非直
線抵抗体の製造方法。 13核ガラス粉末が、白金、ロジウム、・臂ラジウム、
イリジウムの群から選ばれる少なくとも1種の元素又は
その化合物とガラスとを一緒に加熱溶融して均一組成と
した後、得られたガラス組成物を粉砕して成るガラス粉
末である特許請求の範囲第10項記載の電圧非直線抵抗
体の製造方法。 14 該ガラス粉末の塗布が、該ガラス粉末をガラス
成分の軟化点以上の温度で気化若しくは分解する有機溶
媒又は水に添加して成るジーストを用いる方法である特
許請求の範囲第10項記載の電圧非直線抵抗体の製造方
法。 15酸化亜鉛を主成分とするセラミック焼結体の側面に
、白金、ロジウム、パラジウム、イリジウムの群から選
ばれる少なくとも1種の元素を0・05〜20重量%担
持する絶縁体粉末若しくはガラス粉末のいずれか又は両
方を溶射して絶縁体層を形成することを特徴とする電圧
非直線抵抗体の製造方法0
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57162249A JPS5952803A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 電圧非直線抵抗体及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57162249A JPS5952803A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 電圧非直線抵抗体及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5952803A true JPS5952803A (ja) | 1984-03-27 |
Family
ID=15750827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57162249A Pending JPS5952803A (ja) | 1982-09-20 | 1982-09-20 | 電圧非直線抵抗体及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5952803A (ja) |
-
1982
- 1982-09-20 JP JP57162249A patent/JPS5952803A/ja active Pending
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