JPS60113402A - 直線抵抗体及びその製造方法 - Google Patents

直線抵抗体及びその製造方法

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JPS60113402A
JPS60113402A JP58219379A JP21937983A JPS60113402A JP S60113402 A JPS60113402 A JP S60113402A JP 58219379 A JP58219379 A JP 58219379A JP 21937983 A JP21937983 A JP 21937983A JP S60113402 A JPS60113402 A JP S60113402A
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oxide
resistance
linear resistor
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、特に遮断器などの開閉サージ吸収に好適な抵
抗体で、酸化亜鉛を主成分とし、副成分に他の酸化物を
添加含有させた焼結体を用いた直線抵抗体及びその製造
方法に関する。
〔発明の背景〕
従来、遮断器用直線抵抗体に関しては、酸化アルミニウ
ムー粘土−炭素系の組成物が知られており、抵抗値が約
4000・口で、遮断器の開閉サージ耐量が200ジユ
ール/cC(以下、:r/cr:、と略記する)、抵抗
温度係数が一9×10−2/ ℃(20〜250℃)、
使用温度200℃の特性が得られている。
最近、送電々圧の高圧化に伴い遮断器用直線抵抗体に対
して小型、軽量化が強く要望されていることから、抵抗
体としては(1)開閉サージ耐量を大きくすること。(
2)開閉サージを注入すれば温度上昇するが、高い温度
にさらしても抵抗値に変動が小さいこと。(3)抵抗温
度係数の小さいことなどの材料が要求されている。しか
し、従来の抵抗体は酸化アルミニウムー粘土系に炭素を
添加し、不活性ガス雰囲気中で焼結して抵抗値を炭素の
含有量で制御しているため、(1)焼結体の密度が低く
開閉サージ耐食が小さいこと、(2)高い温度にさらす
と抵抗値を制御している炭素が酸化され、抵抗値の変動
が大きいこと、(3)かつ、抵抗温度係数が大きいなど
の欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明は上記従来技術を改良するだめになされたもので
あシ、その目的は、抵抗が40〜1000Ω・副の値を
有し、かつ遮断器の開閉サージ耐量が大きく、5oo℃
以上の高温にさらしても抵抗値に変動が々<、シかも抵
抗温度係数の小さい特性を有する直線抵抗体及びその製
造方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明を概説すれば、本発明の第1の発明は直線抵抗体
に関する発明であって、酸化亜鉛を主成分とする焼結体
を用いた直線抵抗体において、該焼結体の原料が、酸化
亜鉛(2n0 )を主成分とし、副成分として酸化チタ
ン(TiO2)、酸化アンチモン(Sb203)、酸化
マグネシウム(MgO)、酸化スズ(Eln02 ) 
及び酸化ホウ素(B2O3) よりなる群から選択した
酸化物の少なくとも1種を、全体の0.2〜50モルチ
で含有したものであることを特徴とする。
また、本発明の第2の発明は上記第1の発明の直線抵抗
体を製造する方法に関する発明であって、酸化亜鉛を主
成分とする焼結体を用いた直線抵抗体を製造する方法に
おいて、酸化亜鉛(znO)を主成分とし、それに酸化
チタン(T102)、酸化アンチ% ン(5b203 
)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化スズ(5n02
 ) 及び酸化ホウ素(B2O3)よシなる群から選択
した酸化物の少なくとも1種を全体の0.2〜50モル
係量で有口して成る圧粉成形体を、酸化性雰囲気中にお
いて1000〜1500’Cの範囲内の温度で焼結させ
る工程、及び得られた焼結体の両端面に電極を形成する
工程の各工程を包含することを特徴とする。
本発明者等は遮断器用直線抵抗体の小型、軽量化につい
て種々検討した結果、(1)用いる抵抗体は抵抗値が4
0〜1000Ω・mで、がっ開閉サージ耐量が400J
/CC以上、抵抗の温度係数が±4 X 1 o−3/
℃(0〜5oo℃)以下及び500℃以上の高温にさら
した後でも抵抗値の変化が±10係以内であること、(
2)抵抗体の開閉サージ耐量は第1図に示すように、抵
抗体の比重に影響されることを見出した。すなわち第1
図は抵抗体の比重(r/cc)(横軸)と開閉サージ耐
量(J/CC)(縦軸)との関係を示すグラフである。
したがって、抵抗体に用いる主原料には焼結がしやすく
、かつ比重の大きいことなどが考えられ、酸化亜鉛を主
成分とした焼結体とし、その抵抗体特性を調べた。その
結果、(1)開閉サージ耐量が700.7/CCで従来
品の約35倍と著しく高くなること、(2)酸化亜鉛に
添加する副成分の酸化チタン、酸化アンチモン、酸化マ
グネシウム、酸化スズ、酸化ホウ素などの添加物の種類
及び含有量によって抵抗値が変化し、かつその抵抗温度
係数も改善されることを発見した。
本発明の酸化亜鉛系直線抵抗体の望ましい組成としては
、主成分の酸化亜鉛(Zno)に対して副成分の酸化チ
タン、酸化アンチモン、酸化マグネシウム及び酸化スズ
を各々TiO2、Sb7+Os、MgOX5n02の酸
化物として少なくとも1つ以上を0.2〜50モル係添
加するのが良い。上記の組成範囲よりも多いとsb、o
3の場合には抵抗値がlX103Ω・鍔より高く、かつ
上記組成範囲よυも少ないと抵抗温度係数が±4 X 
10−”7℃(0〜500℃)よシ大きくなシ遮断器用
直線抵抗体として不適当になる。
この原因は、ZnOと5b203 を焼結するとスピネ
ル型のZn7Sb20+z 結晶が生成し、その結晶の
生成量に起因しているものと推定される。また、副成分
子iO□ の場合は上記の組成範囲よυ、多くても、又
は少なくても抵抗の温度変化が大きくなって遮断器用直
線抵抗体として不適当になる。この原因はZnOとTl
O2とを焼結するとルチル型のZn2TiO4々る結晶
を生成し、この結晶の生成量に起因するものと推定され
る。更に、副成分が8n02及びMgOの場合には上記
の組成範囲よりも多いと、遮断器の開閉サージ耐量が低
くなり、上記の組成範囲よシ少ないと副成分s b2o
z及びTie、と同様に抵抗の温度変化が大きくなって
遮断器用直線抵抗体として不適当になる。ここで、副成
分5n02及びMgOの添加量が多い場合の開閉サージ
耐量の低下原因は次のように推定される。す々わち、前
者の5n02 の場合には分解温度が1130℃と高く
焼結し難いこと、後者のMgOの場合には融点が180
0℃と高いため焼結し難く、焼結体の密度低下が生じる
。他方、副成分のB2O2の添加は得られる焼結体の密
度を向上させ、かつ高い温度にさらしても抵抗値の変動
を小さくするのに有効であり、その添加量は0〜5モル
係が良い。
したがって、本発明の直線抵抗体の特に望ましい組成は
、主成分ZnOに対し、副成分として[15≦5b20
3≦30モル%、1≦Tie2≦50モルチ、0.5≦
MgO≦30%ル%及び1≦5n02≦50モル係を各
々添加し、かっB2 o3を0≦B2O3≦5モル係加
えることである。
本発明の酸化亜鉛系直線抵抗体の構造の一例を第2図及
び第3図に示す。すなわち第2図及び第3図は本発明の
直線抵抗体の一例の断面概略図である。第2図において
符号11は焼結体、12は電極、13は結晶化ガラス又
は絶縁性セラミックス材を意味する。第3図において2
1は焼結体、22は電極を意味する。この直線抵抗体の
製造法は一般に知られているセラミックス焼結技術で製
造される。その概要はZnO粉末を主成分として、これ
にTlO2,5b203、MgO1Sn02及びB、 
o3から選ばれた1≦分以上を全体の0.2〜50モル
係量加有口分に混合し、これに水及びポリビニルアルコ
ールなどの適当なバインダを加えて造粒し、金型を用い
て成形する。
成形体は電気炉を用い大気中で1000〜1500℃の
温度で焼成する。焼成した焼結体は電極を形成する両端
面を研磨調整し、溶射又は焼付は法によって電極を形成
して直線抵抗体とする。
また、得られた抵抗体は使用中の沿面放電を防止するた
め抵抗体側面に高抵抗セラミックス層や結晶化ガラス層
(第2図参照)を設けても良い。更に、第3図に示すよ
うに直線抵抗体の中心部付近に穴を設けても良いことは
いうまでもない。
本発明において焼結温度は、1000℃未満では従来品
に比べ抵抗値が高く、かつ本発明者等が目標としたlX
10” Ω・(7)よシも高く、1500℃超では開閉
サージ及び抵抗温度係数が従来品よシ劣るので、100
0〜1500℃であることが必要である。
〔発明の実施例〕
以下本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本
発明はこれら実施例に限定されない。
実施例1 主成分としてZnO530?に対し、副成分としてTi
e、240 f 、 Mg020 fを正確に秤量し、
ボールミルで15時時間式で混合する。混合粉は乾燥し
た後5チボリビニルアルコール水溶液を乾燥原料粉に対
して10重量係混入して造粒する。造粒粉は金型を用い
成形圧力フ00kg/c+++”で25咽φX5mmに
成形する。成形体は大気中で1350℃、3時間保持し
て焼成した。
別に低融点結晶化ガラスで、旭硝子社製ASF−140
0ガラス(ZnO−slo、−B2O3系)粉をエチル
セルロース拳ブチルカルピトール溶液に懸濁しておき、
これを焼成した焼結体の側面に厚さ50〜300μmに
なるように筆で塗布した。これを大気中750℃で30
分間熱処理してガラスを焼付けた。ガラスを被覆した焼
結体はその両端面をラップマスタで約0.5 mnずつ
研磨し、トリクロロエチレンで洗浄した。洗浄した焼結
体はAt溶射電極を形成して直線抵抗体とした。この本
発明品と従来品(酸化アルミニウムー粘土−炭素系)と
の開閉サージ耐量、抵抗温度係数及び大気中500℃熱
処理後の抵抗値変化率を比較すると第1表となる。
第1表 本発明品は従来品よシも開閉サージ耐量が極めて大きく
、かつ抵抗温度係数及び500℃熱処理後の抵抗値温度
変化も小さく優れていることがわかる。
実施例2 主成分ZnOに対して、副成分を1種ずつ使用し、5b
203を0.2〜50モル係、TiO2を0.5〜60
モル%、MgOをα1〜50モル%、5n02を0.5
〜50モル係、各々正確に秤量し、実施例1と同様に大
気中1300〜1500℃の温度で3時間保持して焼成
した。得られた焼結体の密度は各々理論密度の85〜9
6係であった。
焼成した焼結体は両端面をラップマスタで約0.5+m
ずつ研磨し、トリクロロエチレンで超音波洗浄した。洗
浄した焼結体はデュポン社製の+6425銀ペーストを
塗布して750℃で焼付けて電極を形成して直線抵抗体
とした。得られた直線抵抗体の抵抗値、開閉サージ耐量
、抵抗の温度係数を第2表に示す。
第2表から、主成分のZnOに各々の副成分s B2O
3、Tie2、MgO及びBn02を添加した抵抗体特
性は組成番号2〜6.10〜13.19〜23及び27
〜30が抵抗値40〜1000Ω・百となり、かつ開閉
サージ耐量330〜710:r/cr、、抵抗温度係数
±4X10−3/’C以下で直線抵抗体として優れてい
ることがわかる。
他方第2表から、副成分s b、03の添加は添加量を
増量するに従って、抵抗値が他の副成分よシ急激に増加
する傾向にあることがわかる。また、副成分のTlO2
は添加量を増量するに従って開閉サージ耐量が良く寿る
傾向にあるが、増量し過ぎると抵抗温度係数が悪くなる
傾向を示し、組成番号17では一2X10−”7℃で従
来品の−9X 10−”よシも大きく、副成分MgO1
8n02 の添加は添加量を増加するに従って開閉サー
ジ耐量が低下する傾向を示し、組成番号25及び32で
は170J/cc以下となシ従来品の200J/CCよ
シも小さくなることがわかる。これらのことから遮断器
用直線抵抗体として特に望ましい組成は主成分のZnO
に加える副成分のs B2O3、Tie、、Mgo及び
5n02の各々の添加量が0.5〜30モル係、1〜5
0モルチモル、5〜30モル係、1〜30モル係が良い
実施例3 主成分ZnO75モル係に副成分子102 を20モモ
ル係びMgOを5モル係添加したものに対し、B2O3
を0.5モル係、1モル係、3モル係、5モル係、7モ
ル係及び15モル係係止正確秤量し、実施例2と同様に
1300℃で3時間保持して直線抵抗体を作製した。こ
の本発明品と従来品とを比較すると第6表となる。
第3表から本発明品は従来品に比べ抵抗値は目標の40
〜1000Ω・αを満足し、開閉サージ耐量、抵抗温度
係数及び大気中500℃熱処理後の抵抗値変化率が小さ
く優れていることがわかる。他方、本発明者等の検討結
果による500℃熱処理後の抵抗値変化率は±10qb
が良いことがわかる。これによれば、500℃熱処理後
の抵抗値の変化率はB2O3添加量によって変化し、最
適添加量はα5〜5モル係が良いことがわかる。
実施例4 主成分ZnOの611fに対し、副成分としてTlO2
の136fXMgOの20 f、B、03の211を正
確に秤量し、実施例3と同様にして25■φ×5−の成
形体を得た。成形体は大気中で温度の保持時間を5時間
一定とし、温度を1000℃〜1600℃に変えて焼成
した。焼成した焼結体は両端面をラップラスタで約0.
 ’S tmずつ研磨し、トリクロロエチレンで超音波
洗浄した。
洗浄した焼結体にはデュポン社製の”6425銀ペース
トを塗布して760℃で焼付けて電極を形成して抵抗体
とした。焼成温度を変えて得た本発明品と従来品とを比
較すると第4表となる。
本発明品は従来品に比べ、1000℃焼成品の抵抗値は
2X103Ω・鋼と従来品より高く、かつ本発明者等が
目標値とした1×1o3Ω・mよシも高いが、開閉サー
ジ耐量、抵抗温度係数及び大気中500℃で熱処理後の
抵抗値変化の小さいことがわかる。他方、本発明品の項
の1600℃焼成品は抵抗値、大気中500℃熱処理後
の抵抗値変化率は満足するが、開閉サージ耐量及び抵抗
温度係数が従来品と同等か、それよシも悪くなることが
わかる。したがって、本発明品の最適焼成温度は100
0〜1500℃が良い。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の直線抵抗体は、従来のも
のよシ、開閉サージ耐量が極めて大きく、かつ抵抗温度
係数及び500℃熱処理後の抵抗温度変化が小さいとい
う顕著な効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は直線抵抗体の比重と遮断器の開閉ササージ耐量
との関係を示すグラフ、第2図及び第3図は本発明の直
線抵抗体の一例を示す断面概略図である。 11.12:焼結体、12.22:電極、13:結晶化
ガラス又は絶縁性セラミックス材。 特許出願人 株式会社 日立製作所 代理人 中 本 宏 第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 酸化亜鉛を主成分とする焼結体を用いた直線抵抗
    体において、酸化亜鉛(znO)を主成分とし、副成分
    として酸化チタン(T102)、酸化アンチモン(5b
    2o3 ) 、酸化マグネシウム(MgO)、酸化スズ
    (Sn02)及び酸化ホウ素(Btus )よ)なる群
    から選択した酸化物の少なくとも1種を、全体の12〜
    50モルチ量で含有したものであることを特徴とする直
    線抵抗体。 2 酸化亜鉛を主成分とする焼結体を用いた直線抵抗体
    を製造する方法において、酸化亜鉛(2n0 )を主成
    分とし、それに酸化チタン(Tie、)、酸化アンチモ
    ン(5b2o3)、酸化マグネシウム(MgO)、酸化
    スズ(5n02 )及び酸化ホウ素(BzOs)よりな
    る群から選択した酸化物の少なくとも1種を全体のα2
    〜50モル係量で含有口て成る圧粉成形体を、酸化性雰
    囲気中において1000〜1500℃の範囲内の温度で
    焼結させる工程、及び得られた焼結体の両端面に電極を
    形成する工程の各工程を包含することを特徴とする直線
    抵抗体の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109887694A (zh) * 2019-03-27 2019-06-14 扬州发运电气有限公司 一种中压高能氧化锌电阻片制造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52106497A (en) * 1976-03-02 1977-09-07 Toshiba Corp Manufacturing of resistors

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