JPS62136802A - Oxide resistor - Google Patents

Oxide resistor

Info

Publication number
JPS62136802A
JPS62136802A JP60276814A JP27681485A JPS62136802A JP S62136802 A JPS62136802 A JP S62136802A JP 60276814 A JP60276814 A JP 60276814A JP 27681485 A JP27681485 A JP 27681485A JP S62136802 A JPS62136802 A JP S62136802A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide
resistor
resistance
crystal grains
zinc oxide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60276814A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
山崎 武夫
荻原 覚
小杉 哲夫
白川 晋吾
大和田 伸一
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP60276814A priority Critical patent/JPS62136802A/en
Publication of JPS62136802A publication Critical patent/JPS62136802A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • 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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は酸化物抵抗体に係り、特に遮断器等の開閉サー
ジ吸収に好適な酸化物抵抗体に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an oxide resistor, and particularly to an oxide resistor suitable for absorbing switching surges in circuit breakers and the like.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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
400Ω・国で、遮断器の開閉サージ耐量が200ジユ
ール/ad (以下、J/adと略記する)、抵抗温度
係数が一9X10−”07℃(20〜250℃)、使用
温度200℃の特性が得られている。
Conventionally, aluminum oxide-clay-carbon compositions have been known as linear resistors for circuit breakers, and have a resistance value of approximately 400Ω and a circuit breaker switching surge withstand capacity of 200 Joules/ad (hereinafter referred to as J). /ad), a resistance temperature coefficient of 19×10-”07°C (20 to 250°C), and an operating temperature of 200°C.

最近、送電電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。
Recently, as power transmission voltages have become higher, there has been a strong demand for linear resistors for circuit breakers to be smaller and lighter, so resistors should (1) have increased switching surge resistance; (
2) Although the temperature will rise if a switching surge is injected, the resistance value should have little variation even when exposed to high temperatures. (3) Materials with a small resistance temperature coefficient are required.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

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
サージ耐量が小さいこと。
Conventional resistors are made by adding carbon to an aluminum oxide-clay system and sintering it in an inert gas atmosphere, so that the resistance value is controlled by the carbon content; (1) the density of the sintered body is low; Low opening/closing surge resistance.

(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。
(2) When exposed to high temperatures, the carbon that controls the resistance value is oxidized, resulting in large fluctuations in the resistance value; (3) and the temperature coefficient of resistance is large.

尚、遮断器用抵抗体として酸化亜鉛系のものを用いるこ
とは特開昭55−57219号公報で公知である。
Incidentally, the use of a zinc oxide type resistor as a resistor for a circuit breaker is known from Japanese Patent Application Laid-Open No. 55-57219.

但し上記(1)〜(3)の要求、特に開閉サージ耐量の
増加という点では検討がなされていない。
However, the requirements (1) to (3) above, especially the increase in switching surge resistance, have not been considered.

本発明者は抵抗体を形成する焼結体の結晶粒について鋭
意検討した結果上記課題を解決するに至った。
The inventor of the present invention has solved the above problem as a result of intensive studies on crystal grains of a sintered body forming a resistor.

本発明の目的は、抵抗が40〜1000Ω・】の値を有
し、かつ遮断器の開閉サージ耐量が大きく。
The object of the present invention is to have a resistance of 40 to 1000 Ω·] and a circuit breaker with high switching surge resistance.

500℃以上の高温にさらしても抵抗値に変動がなく、
しかも抵抗温度係数の小さい特性を有する酸化物抵抗体
を提供することにある。
There is no change in resistance value even when exposed to high temperatures of 500℃ or more.
Moreover, it is an object of the present invention to provide an oxide resistor having a characteristic of having a small resistance temperature coefficient.

更に本発明の目的は、抵抗温度係数が−I×10−8Ω
/℃から+I X i O−8Ω/℃の範囲を有する酸
化物抵抗体を提供することにある。
Furthermore, it is an object of the present invention that the temperature coefficient of resistance is -I×10-8Ω
An object of the present invention is to provide an oxide resistor having a resistance in the range from /°C to +I X i O-8Ω/°C.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の酸化物抵抗体は、酸化亜鉛からなる結晶粒と、
亜鉛以外の金属或いは半金属元素の酸化亜鉛化合物から
なる結晶粒とで構成される複合酸化物焼結体であって、
各結晶粒間には酸化亜鉛の結晶粒よりも高電気抵抗の粒
界層が存在しないことを特徴とする。また、a化亜鉛か
らなる結晶粒と、200Ωから3X10工8Ωの電気抵
抗値を示す結晶粒との複合焼結体で、酸化亜鉛結晶粒よ
りも高電気抵抗の粒界層が存在せず、この焼結体は板状
(含、円板状)であって両端面に電極を形成したもので
あることを特徴とする。
The oxide resistor of the present invention includes crystal grains made of zinc oxide,
A composite oxide sintered body composed of crystal grains made of a zinc oxide compound of a metal or metalloid element other than zinc,
It is characterized in that there is no grain boundary layer between each crystal grain, which has a higher electrical resistance than the zinc oxide crystal grains. In addition, it is a composite sintered body of crystal grains made of zinc a chloride and crystal grains exhibiting an electrical resistance value of 200Ω to 3×10 × 8Ω, and there is no grain boundary layer with higher electrical resistance than zinc oxide crystal grains. This sintered body is characterized by being plate-shaped (including disc-shaped) and having electrodes formed on both end faces.

〔作用〕[Effect]

各結晶粒間には酸化亜鉛の結晶粒と同じ電気抵抗値の粒
界層が存在しても良く、また結晶粒間における粒界相当
部分に隙間があっても良い。隙間のある場合とは、粒界
層が全く存在しない場合を含む。酸化亜鉛化合物の結晶
粒は200Ωから3×1Q18Ωの範囲で酸化亜鉛より
も高抵抗であることが望ましい。酸化亜鉛化合物は次の
化学式のものから選ばれることが望ましい; ZnzT
iOz+ZnzSiO+、  Zn7SbzOtzt 
 ZnzZrOa+ZnzSnO+。これらの化合物を
形成する為には上記金属酸いは半金属元素はチタン(T
i)、ケイ素(Si)、アンチモン(Sb)、ジルコニ
ウム(Zr)、スズ(Sn)である。ビスマス(B1)
の使用は望ましくない。Biを使用すると高抵抗の粒界
層が形成され易いからである。
A grain boundary layer having the same electrical resistance value as the zinc oxide crystal grains may exist between each crystal grain, and a gap may exist between the crystal grains at a portion corresponding to the grain boundary. The case where there is a gap includes the case where no grain boundary layer exists at all. It is desirable that the crystal grains of the zinc oxide compound have a higher resistance than zinc oxide in the range of 200Ω to 3×1Q18Ω. Preferably, the zinc oxide compound is selected from the following chemical formula: ZnzT
iOz+ZnzSiO+, Zn7SbzOtzt
ZnzZrOa+ZnzSnO+. In order to form these compounds, the metal acid or metalloid element is titanium (T).
i), silicon (Si), antimony (Sb), zirconium (Zr), and tin (Sn). Bismuth (B1)
The use of is not recommended. This is because when Bi is used, a grain boundary layer with high resistance is likely to be formed.

焼結体の原料は、酸化亜鉛(ZnO)が主成分であり、
副成分としてはZn○以外の金属・半金属酸化物1例え
ば酸化チタン(TiO2)、酸化ケイ素(SiOz)、
酸化アンチモン(S b20il) T酸化ジルコニウ
ム(Z r 02 ) を酸化スズ(SnOz)が用い
られる。
The raw material for the sintered body is mainly zinc oxide (ZnO),
Sub-components include metal/metalloid oxides other than Zn○, such as titanium oxide (TiO2), silicon oxide (SiOz),
Antimony oxide (S b20il), T zirconium oxide (Z r 02 ), and tin oxide (SnOz) are used.

本発明の焼結体構造は結晶粒の相互関係に特徴があるが
、その製法は配合原料に応じて1、その成分の量と、成
形圧力、温度9時間、降・昇温速度とを適宜選択するこ
とになる。尚、得られた抵抗体は概ね直線性を示すが、
非直線性を示す場合には高電圧をかけて高抵抗部分く特
に粒界層)を破壊することが有効である。
The structure of the sintered body of the present invention is characterized by the interrelationship of crystal grains, and its manufacturing method depends on the raw materials to be mixed. You will have to choose. The obtained resistor generally shows linearity, but
If nonlinearity is exhibited, it is effective to apply a high voltage to destroy the high-resistance portion, especially the grain boundary layer.

本発明者等は遮断器抵抗体の小型・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40〜4
000Ω・lで、かつ開閉サージ耐量が400J−a&
以上、抵抗温度係数が±lXl0−3Ω/℃(20〜5
00℃)以下及び500℃以上の高温にさらした後でも
抵抗値変化が±10%以内であること、(2)抵抗体の
開閉サージ耐量は抵抗体中に抵抗値の異なる多種類の結
晶粒を生成させること、及び抵抗体の比重に影響される
ことなどを見出した。したがって、抵抗体に用いる原料
には焼結し易く、かつ原料同志が反応して電気的抵抗の
異なる新しい結晶粒を生成し、さらに得られる焼結体の
比重が大きいことである。そこで、酸化亜鉛、酸化チタ
ン、酸化マグネシウムを基本成分とし、酸化アンチモン
、酸化けい素、酸化ジルコニウム及び酸化錫などを添加
した抵抗体の特性を調べた。その結果、(1)開閉サー
ジ耐量は800J/cnfで従来品の約4倍の著しく高
くなること、(2)抵抗温度係数は基本成分酸化亜鉛(
ZnO)、酸化チタン(TiO2)、酸化マグネシウム
素(M g O)の酸化マグネシウム(MgO)の含有
量で負から正に変化して改善されること、(3)抵抗値
は基本成分のZn○、 T x O2zMgOに酸化ア
ンチモン(S bs O2) p酸化けい素(S x 
Oz ) +酸化ジルコニウム(ZrO2)及び酸化錫
(SnO2)などを添加して改善されることを発見した
As a result of various studies on reducing the size and weight of circuit breaker resistors, the inventors found that (1) the resistor used has a resistance value of 40 to 4
000Ω・l, and the opening/closing surge withstand capacity is 400J-a &
Above, the temperature coefficient of resistance is ±lXl0-3Ω/℃ (20~5
(2) The resistance value change must be within ±10% even after exposure to high temperatures of 00°C or lower and 500°C or higher. It was discovered that the resistance of the resistor is affected by the specific gravity of the resistor. Therefore, the raw materials used for the resistor should be easy to sinter, the raw materials should react with each other to produce new crystal grains with different electrical resistance, and the resulting sintered body should have a high specific gravity. Therefore, we investigated the characteristics of a resistor whose basic components are zinc oxide, titanium oxide, and magnesium oxide, with additions such as antimony oxide, silicon oxide, zirconium oxide, and tin oxide. As a result, (1) the opening/closing surge withstand capacity is 800 J/cnf, which is approximately four times that of the conventional product, and (2) the temperature coefficient of resistance is significantly higher than the basic component zinc oxide (
(3) The resistance value changes from negative to positive depending on the content of magnesium oxide (MgO) in ZnO), titanium oxide (TiO2), and elemental magnesium oxide (MgO). , T x O2zMgO to antimony oxide (S bs O2) p silicon oxide (S x
It has been discovered that this can be improved by adding zirconium oxide (ZrO2), tin oxide (SnO2), etc.

本発明の抵抗体の望ましい組成としては、基本組成はモ
ル比でZn065〜94.8  %、TiO24,7〜
20%、Mg00.2〜15%が良い。
As for the desirable composition of the resistor of the present invention, the basic composition is Zn065-94.8% and TiO24.7-94.8% in molar ratio.
20%, Mg00.2-15% is good.

さらに、この基本組成に5b302v S iO2TZ
rOz、SnO2の酸化物から少なくとも1つ以上を0
.06〜11.7モル%添加しても良い。
Furthermore, 5b302v SiO2TZ is added to this basic composition.
rOz, at least one of the oxides of SnO2
.. It may be added in an amount of 06 to 11.7 mol%.

上記組成範囲より多くとも少なくともT i O2の場
合には抵抗温度係数が±lXl0−3Ω/°Cよりも大
きくなり遮断器用抵抗体としては望ましくない。しかし
、T i 02を含有することによって開閉サージ耐量
が著しく向上する。この原因は原料中のZn○とTi0
zとを焼結するとZ n T i O2なる結晶を生成
すること、及びこの結晶の電気的抵抗が約200〜50
0ΩでZnO結晶の10〜50Ωよりやや高く、かつ焼
結体密度の向上に寄与しているためと考える。また、M
gOの場合は温度係数を負から正に変化させ、Ti0z
添加と同様に上記組成範囲よりも多くとも少なくとも抵
抗温度係数が±I X 10−8Ω/℃よりも大きくな
る。かつ上記組成範囲よりも多いと開閉サージ耐量が4
00J/adより小さくなり遮断器用抵抗体として不適
当になる。更に、添加物の5bzOa +5iOz、Z
rO2及びSnowの場合には、上記組成範囲よりも多
いと抵抗値が4X10”Ω・lよりも高くなること、及
び開閉サージ耐量が低下して遮断器用抵抗体に不適当に
なる。この原因は次のように考える。すなわち、添加物
の5bzOasSiO2+ Zr0z * 5nOzは
主に基本成分のZn○と反応してZnvSbzOt2.
ZnzSiO4゜Zn2Zr0t、ZnzSnOiなる
結晶粒を生成し、この生成結晶粒の電気的抵抗がlX1
07Ωがら3X1018Ωで、基本組成Zn○−TiO
z−Mgo系から生成される結晶粒Z n O+ Zr
+zTiO4よりも高いこと。かつ得られた抵抗体中に
電気的抵抗の異なった結晶粒の分布のバランスがくずれ
たことによるものと思われる。
If the composition is at least T i O2 in the above composition range, the temperature coefficient of resistance becomes larger than ±lXl0-3Ω/°C, which is not desirable as a resistor for a circuit breaker. However, by containing T i 02, the switching surge resistance is significantly improved. The cause of this is Zn○ and Ti0 in the raw materials.
When sintered with
This is considered to be because 0Ω is slightly higher than the 10 to 50Ω of ZnO crystal and contributes to improving the density of the sintered body. Also, M
In the case of gO, the temperature coefficient is changed from negative to positive, and Ti0z
Similarly to the addition, the temperature coefficient of resistance becomes at least greater than ±I x 10 -8 Ω/°C than the above composition range. And if the composition exceeds the above range, the opening/closing surge resistance will be 4.
If it becomes smaller than 00 J/ad, it becomes unsuitable as a resistor for a circuit breaker. Furthermore, the additive 5bzOa +5iOz, Z
In the case of rO2 and Snow, if the composition exceeds the above range, the resistance value will be higher than 4X10"Ω・l, and the switching surge resistance will decrease, making it unsuitable for use as a circuit breaker resistor. The reason for this is Think as follows: In other words, the additive 5bzOasSiO2+ Zr0z * 5nOz mainly reacts with the basic component Zn○ to form ZnvSbzOt2.
ZnzSiO4゜Zn2Zr0t, ZnzSnOi crystal grains are generated, and the electrical resistance of the generated crystal grains is lX1
07Ω to 3X1018Ω, basic composition Zn○-TiO
Crystal grains Z n O+ Zr generated from the z-Mgo system
+zHigher than TiO4. This is also thought to be due to an imbalance in the distribution of crystal grains with different electrical resistances in the obtained resistor.

従って、本発明の抵抗体の特に望ましい組成は前述の基
本成分に対して5bzOsを0.05〜3.9モル%、
5iOzを0.2〜11.7モル%。
Therefore, a particularly desirable composition of the resistor of the present invention is 0.05 to 3.9 mol% of 5bzOs based on the above-mentioned basic components;
0.2 to 11.7 mol% of 5iOz.

ZrO2を0.1〜6.0モル%、5T102を0.1
〜5モル%添加することである。
0.1 to 6.0 mol% ZrO2, 0.1 5T102
~5 mol% is added.

本発明は、酸化亜鉛を主成分とし、副成分として前記酸
化亜鉛と異なる酸化物を含む複合酸化物からなる焼結体
において、該焼結体は20〜500℃における抵抗温度
係数がI X 10−3Ω/℃〜−IXIO−”07℃
、20℃における抵抗値が50〜4000Ω口、開閉サ
ージ耐量が400〜800J/d及び3 X 10−3
〜80A/cdにおける電圧非直線係数が1.0〜1.
3であることを特徴とする酸化物抵抗体にある。
The present invention provides a sintered body made of a composite oxide containing zinc oxide as a main component and an oxide different from the zinc oxide as a subcomponent, the sintered body having a temperature coefficient of resistance at 20 to 500°C of I -3Ω/℃~-IXIO-"07℃
, resistance value at 20°C is 50 to 4000 Ω, opening/closing surge resistance is 400 to 800 J/d, and 3 X 10-3
The voltage nonlinear coefficient at ~80 A/cd is 1.0 to 1.
The oxide resistor is characterized in that:

更に、本発明は酸化亜鉛を主成分とし、酸化マグネシウ
ム1〜20モル%と酸化アルミニウム。
Furthermore, the present invention has zinc oxide as a main component, magnesium oxide 1 to 20 mol%, and aluminum oxide.

酸化ガリウム、酸化ランタン及び酸化インジウムの少な
くとも1つが単独又は合計量で0.1〜20モル%とを
含む焼結体からなり、酸化亜鉛結晶粒間に酸化亜鉛より
抵抗値の低い低抵抗層が形成されていることを特徴とす
る酸化物抵抗体にある。
A sintered body containing at least one of gallium oxide, lanthanum oxide, and indium oxide alone or in a total amount of 0.1 to 20 mol%, and a low resistance layer having a resistance value lower than that of zinc oxide is formed between the zinc oxide crystal grains. The oxide resistor is characterized by being formed.

特に、モル比で、酸化亜鉛70〜92%、酸化マグネシ
ウム3〜15%及び酸化アルミニウム5〜15%からな
る焼結体、モル比で、酸化亜鉛73〜91%、酸化マグ
ネシウム3〜10%、酸化アルミニウム5〜15%及び
酸化珪素1〜2%からなる焼結体が好ましい。
In particular, a sintered body consisting of zinc oxide 70-92%, magnesium oxide 3-15% and aluminum oxide 5-15% in molar ratio, zinc oxide 73-91%, magnesium oxide 3-10% in molar ratio, A sintered body consisting of 5-15% aluminum oxide and 1-2% silicon oxide is preferred.

酸化亜鉛から成る結−粒と、200Ωがら4×1013
Ωの電気抵抗値を示す結晶粒との複合焼結体で、酸化亜
鉛結晶粒間には酸化亜鉛粒よりも低い電気抵抗をもつ粒
界層が存在する。この焼結体は板状、柱状1円筒状のい
ずれでよく1両端面に電極が形成される。電極は端部が
若干残存した形で全面に形成され、溶射等によってAQ
等の金属が膜状に形成される。
Granules made of zinc oxide and 200Ω 4×1013
It is a composite sintered body with crystal grains that exhibit an electrical resistance value of Ω, and there is a grain boundary layer between the zinc oxide crystal grains that has a lower electrical resistance than the zinc oxide grains. This sintered body may be plate-shaped, columnar or cylindrical, and electrodes are formed on both end faces of the sintered body. The electrode is formed on the entire surface with some edges remaining, and is coated with AQ by thermal spraying etc.
Metals such as these are formed into a film.

各結晶粒間には酸化亜鉛の結晶粒と同じ電気抵抗値の粒
界層が存在しても良い。酸化亜鉛化合物及び酸化亜鉛を
除いた酸化物の結晶粒は200Ωから4Xl□zaΩの
範囲で酸化亜鉛よりも高抵抗であることが望ましい。酸
化亜鉛化合物及び酸化亜鉛以外の酸化物は次の化学式の
ものである。すなわち、基本成分のZnO,MgOに、
一層の電圧−電流特性の直線性を良くするためZnYz
O番。
A grain boundary layer having the same electrical resistance value as the zinc oxide crystal grains may exist between each crystal grain. It is desirable that the crystal grains of zinc oxide compounds and oxides other than zinc oxide have a resistance higher than that of zinc oxide in the range of 200Ω to 4Xl□zaΩ. Zinc oxide compounds and oxides other than zinc oxide have the following chemical formulas. That is, the basic components ZnO and MgO,
In order to further improve the linearity of voltage-current characteristics, ZnYz
Number O.

ZnGa20a、ZnLazO++ ZnA Q 20
4.Zn I r+zoa。
ZnGa20a, ZnLazO++ ZnA Q 20
4. ZnIr+zoa.

MgA Q zoay  MgY zo4+MgGaz
oi、MgLazO番。
MgA Q zoay MgY zo4+MgGaz
oi, MgLazO number.

M’gIr+zO+、Al2203.Y2O5eGa2
0a、Laxon及びInzO8から選らばれる1種類
以上を含有することである。これらの化合物を形成する
ためには主成分ZnO,MgOに、アルミニウム(Af
l)。
M'gIr+zO+, Al2203. Y2O5eGa2
0a, Laxon, and InzO8. In order to form these compounds, aluminum (Af) is added to the main components ZnO and MgO.
l).

イツトリウム(Y)、ガリウム(Ga)、ランクン(L
a)及びインジウム(In)などの金属あるいは半金属
元素を添加することである。ビスマス(Bi)の使用は
望ましくない。Biを使用すると結晶粒界相に高抵抗層
が形成され易いからである。
Yttrium (Y), gallium (Ga), rankan (L)
a) and addition of a metal or metalloid element such as indium (In). The use of bismuth (Bi) is undesirable. This is because when Bi is used, a high resistance layer is likely to be formed in the grain boundary phase.

焼結体の原料は、酸化亜鉛(ZnO)、酸化マグネシウ
ム(MgO)が基本成分であり、副成分としてはZnO
,MgO以外の3価の金属、半金属酸化物の酸化アルミ
ニウム(A n 20 a) +酸化イツトリウム(Y
2O3)、酸化ガリウム(Ga20δ)。
The basic ingredients of the raw materials for the sintered body are zinc oxide (ZnO) and magnesium oxide (MgO), with ZnO as a subcomponent.
, trivalent metals other than MgO, metalloid oxides aluminum oxide (A n 20 a) + yttrium oxide (Y
2O3), gallium oxide (Ga20δ).

酸化ランタン(La20g)及び酸化インジウム(I 
n203)から選ばれる。
Lanthanum oxide (La20g) and indium oxide (I
n203).

即ち、酸化亜鉛、酸化マグネシウムを基本成分とし、こ
れに得られる酸化物抵抗体の電圧−電流特性の直線性を
良くする酸化アルミニウム、酸化イツトリウム、酸化ガ
リウム、酸化ランタン、Wt化インジウムなどを添加し
た抵抗体の特性を調べた。その結果、(1)開閉サージ
耐量は800J/dで従来品の約4倍と著しく高くなる
こと、(2)抵抗温度係数は基本成分の酸化亜鉛(Zn
O)に酸化マグネシウム(MgO)の含有量で負から正
に変化して改善されること、(3)抵抗値及び電圧−電
流特性の直線性は基本成分のZnO,MgOに酸化アル
ミニウム(A Q xo a) 。
That is, the basic components are zinc oxide and magnesium oxide, and aluminum oxide, yttrium oxide, gallium oxide, lanthanum oxide, indium wt oxide, etc. are added to improve the linearity of the voltage-current characteristics of the resulting oxide resistor. The characteristics of the resistor were investigated. As a result, (1) the switching surge withstand capacity is 800 J/d, approximately four times that of the conventional product, and (2) the temperature coefficient of resistance is significantly higher than that of the basic component, zinc oxide (Zn).
(3) The linearity of the resistance value and voltage-current characteristics is improved by changing the content of magnesium oxide (MgO) from the negative to the positive. xo a).

酸化イツトリウム(Y2O3) 、酸化ガリウム(Ga
zOs)、酸化ランタン(LazOs)−酸化インジウ
ム(InzOa)などを添加することによって改善され
ることを発見した。
Yttrium oxide (Y2O3), gallium oxide (Ga
It has been discovered that this can be improved by adding lanthanum oxide (LazOs)-indium oxide (InzOa), etc.

本発明の抵抗体の望ましい組成としては基本組成として
は酸化亜鉛70〜99.5 モル%、酸化マグネシウム
0.2〜15モル%、AQzOa。
The basic composition of the resistor of the present invention is preferably 70 to 99.5 mol% zinc oxide, 0.2 to 15 mol% magnesium oxide, and AQzOa.

Y2O3,GazOs、LazOs、InzOaの酸化
物から少なくとも1つを0.3〜15モル%添加するこ
とである。MgOは含有量を変えることによって抵抗温
度係数が負から正に大きく変化し、上記組成範囲より多
くとも少なくとも−I X 10−”07℃から+1×
10−3Ω/℃よりも大きくなる。
At least one of the oxides of Y2O3, GazOs, LazOs, and InzOa is added in an amount of 0.3 to 15 mol%. The temperature coefficient of resistance of MgO changes greatly from negative to positive by changing the content, and the temperature coefficient of resistance changes from negative to positive at most from the above composition range to at least −I×10−”07°C to +1×
It becomes larger than 10-3Ω/°C.

また、MgOを上記組成範囲よりも多くすると開閉サー
ジ耐量が400J/cdよりも小さくなり遮断器用抵抗
体として好ましくない。また、副成分のA Q 208
9 Y2O3,GazOs、 La20++Inz○8
の場合には、上記組成範囲よりも多いと抵抗値が400
0Ω】よりも高くなること、及び開閉サージ耐量が低下
して遮断器用抵抗体として不適当になる。しかし、AQ
zOst YzOa、GazOatLazOa、Inz
Oaの添加は抵抗値が制御でき、かつ電圧−電流特性の
直線性が向上するにの原因については次のように考える
。すなわち、副成分のA Q ios、 G a 20
a、I n20a、Lazosは、(1)主に基本成分
のZn○やMgOと反応してZnAQ2041ZnYz
○4! ZnGaC)4. Zn LazO4+ZnI
n2O+、MgA Q xo4.MgYzo番、MgG
azO4+MgLazO4,MgIr+zO番なる結晶
粒を生成し、この生成結晶粒の電気抵抗が500Ωから
4X10”Ωで基本組成Zn○−MgO系から生成され
る結晶粒ZnO,MgOよりも高いこと、 (2)生成
されるZnO結晶粒内にAQ、Y、Ga、La。
Moreover, if the MgO content is increased beyond the above composition range, the switching surge withstand capacity becomes less than 400 J/cd, which is not preferable as a resistor for a circuit breaker. In addition, the subcomponent AQ 208
9 Y2O3, GazOs, La20++Inz○8
In the case of , the resistance value will be 400 if it exceeds the above composition range.
0Ω], and the switching surge resistance decreases, making it unsuitable as a circuit breaker resistor. However, AQ
zOst YzOa, GazOatLazOa, Inz
The reason why the addition of Oa allows the resistance value to be controlled and the linearity of the voltage-current characteristics to improve is considered as follows. That is, the subcomponents A Q ios, G a 20
a, I n20a, Lazos (1) mainly reacts with basic components Zn○ and MgO to form ZnAQ2041ZnYz
○4! ZnGaC)4. Zn LazO4+ZnI
n2O+, MgA Q xo4. MgYzo number, MgG
azO4+MgLazO4, MgIr+zO crystal grains are generated, and the electrical resistance of the generated crystal grains is 500Ω to 4×10”Ω, which is higher than the crystal grains ZnO and MgO generated from the basic composition Zn○-MgO system, (2) Generation. AQ, Y, Ga, and La are present in the ZnO crystal grains.

Inが拡散し、ZnO結晶粒のキャリヤ濃度を高くする
こと、などによって生じたものと思われる。
This appears to be caused by diffusion of In and increasing the carrier concentration of ZnO crystal grains.

本発明の抵抗体の特に望ましい組成はZn○75〜92
.’7−1=/L/%、MgO0,2〜15モル%と、
A Q z○81〜20モル%、Y2O30,3〜5モ
ル%、Ga20a0.3〜10モル%、InzOa0.
2〜5モル%、LazOso、2〜5モル%の少なくと
も一種添加することである。
A particularly desirable composition of the resistor of the present invention is Zn○75-92
.. '7-1=/L/%, MgO0.2 to 15 mol%,
A Q z○81-20 mol%, Y2O30, 3-5 mol%, Ga20a 0.3-10 mol%, InzOa 0.
At least one of LazOso and LazOso is added in an amount of 2 to 5 mol%.

焼結体の製法として、例えば上記の酸化物原料粉末を充
分混合し、これに水及びポリビニルアルコール等の適当
なバインダを加えて造粒し、金型を用いて成型する。成
形体は電気炉を用いて大気中で120θ〜1600℃の
温度で焼成される。焼成した焼結体は電極を形成する両
端面を研磨!51!!L、プラズマ溶射または焼付は法
によって電極を形成する。得られた抵抗体は使用中での
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
ス層やガラス層を設けても良い。なお、得られた抵抗体
は概ね直線性を示すが、非直線性を示す場合には高電圧
をかけて高抵抗部分(特に粒界層)を破壊するとか有効
である。
The sintered body is manufactured by, for example, thoroughly mixing the above-mentioned oxide raw material powder, adding water and a suitable binder such as polyvinyl alcohol, granulating the mixture, and molding the mixture using a mold. The molded body is fired in the atmosphere at a temperature of 120θ to 1600°C using an electric furnace. Both end faces of the fired sintered body that form the electrodes are polished! 51! ! L. Form the electrode by plasma spraying or baking method. The obtained resistor may be provided with a high-resistance ceramic layer or a glass layer on the side surface of the resistor in order to prevent creeping discharge during use. The obtained resistor generally exhibits linearity, but if it exhibits nonlinearity, it is effective to apply a high voltage to destroy the high resistance portion (particularly the grain boundary layer).

実施例1 基本成分Zn○3460g (81,7%)、TiOz
398g(9,6%)、Mg0102g (4,9%)
に対し、添加物としてS bzoal 50 g(1,
0%)、510260g (1,9%)。
Example 1 Basic components Zn○3460g (81.7%), TiOz
398g (9,6%), Mg0102g (4,9%)
In contrast, 50 g of S bzoal (1,
0%), 510260g (1,9%).

Zr0z 62g (0,9%)を正確に秤量し、ボー
ルミルで15時時間式で混合する。()内モル比である
。混合粉は乾燥した後5%ポリビニール・アルコール水
溶液を乾燥原粉に対して5重量%混入して造粒する。造
粒粉は金型を用い成形圧力550kg/cnで35nm
φX20mmに成形する。
62 g (0.9%) of Zr0z was accurately weighed and mixed in a ball mill at 15 hours. () is the molar ratio. After the mixed powder is dried, 5% polyvinyl alcohol aqueous solution is mixed in at 5% by weight based on the dry raw powder and granulated. Granulated powder is 35 nm using a mold at a molding pressure of 550 kg/cn.
Shape to φX20mm.

成形体は大気中で1400℃、3時間保持して焼成した
。この時の昇・降温速度は50℃/hである。
The molded body was fired at 1400° C. for 3 hours in the atmosphere. The temperature raising/lowering rate at this time was 50°C/h.

得られた焼結体中に生成された結晶粒は電気的抵抗約2
0ΩのZn○結晶、約400ΩのZ n z T i 
O&結晶、及ヒlX107〜3×101sΩノzn7S
b20工2結晶、ZnzSiO4結晶、Zr+zZrO
+結晶が生成されている。
The crystal grains generated in the obtained sintered body have an electrical resistance of about 2
0Ω Zn○ crystal, approximately 400Ω Z n z T i
O&crystal, andhi lX107~3x101sΩnozn7S
b20 engineering 2 crystal, ZnzSiO4 crystal, Zr+zZrO
+Crystals are being generated.

別に、低融点結晶化ガラスで旭硝子社製ASF−140
0ガラス(ZnO−8i○x−Bx○2系)粉をエチル
セルローズ・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
なるように毛筆で塗布した。
Separately, ASF-140 manufactured by Asahi Glass Co., Ltd. is a low melting point crystallized glass.
0 glass (ZnO-8i○x-Bx○2 system) powder was suspended in an ethyl cellulose/butyl calpitol solution,
This was applied to the side surface of the fired sintered body with a brush to a thickness of 50 to 300 μm.

これを大気中で750℃、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0.51ずつ研磨し。
This was heat-treated in the atmosphere at 750° C. for 30 minutes to bake the glass. Both end faces of the glass-covered sintered body were polished by approximately 0.51 with a lap master.

トリクロルエチレンで洗浄した。洗浄した焼結体はAQ
電極を形成して抵抗体とした。この本発明品と従来品と
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。
Washed with trichlorethylene. The cleaned sintered body is AQ
Electrodes were formed to form a resistor. Table 1 shows a comparison of the switching surge resistance, temperature coefficient of resistance, and rate of change in resistance value after heat treatment at 500° C. in the atmosphere between the product of the present invention and the conventional product.

第1表 本発明品は従来品より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℃熱処理後の抵抗温度変
化率が小さく優れていることがわかる。
It can be seen from Table 1 that the products of the present invention have significantly greater switching surge resistance than conventional products, and are superior in terms of resistance temperature coefficient and resistance temperature change rate after heat treatment at 500°C.

第1図は得られた抵抗体の微構造模式図、第2図は、抵
抗体の比重(g/a()と開閉サージ耐量(J/cd)
との関係を示す線図、第3図は得られた抵抗体の電圧−
電流特性を示す線図である。尚、生成される結晶粒の電
気的抵抗の測定法は、焼結体を鏡面研磨、走査型電子顕
微鏡で分析後各結晶粒表面に微細電極を形成して電流及
び電圧から測定した。
Figure 1 is a schematic diagram of the microstructure of the resistor obtained, and Figure 2 shows the specific gravity (g/a() and switching surge resistance (J/cd) of the resistor.
Figure 3 is a diagram showing the relationship between the voltage of the obtained resistor and -
FIG. 3 is a diagram showing current characteristics. The electrical resistance of the produced crystal grains was measured by mirror-polishing the sintered body, analyzing it with a scanning electron microscope, forming a fine electrode on the surface of each crystal grain, and measuring it from the current and voltage.

本発明の抵抗体構造の一例を第4図及び第5図に示す。An example of the resistor structure of the present invention is shown in FIGS. 4 and 5.

第4図及び第5図は本発明の抵抗体の一例の断面概略図
である。図において1は焼結体、2は電極、3は結晶化
ガラスまたはセラミックス材の膜を意味する。
4 and 5 are schematic cross-sectional views of an example of the resistor of the present invention. In the figure, 1 means a sintered body, 2 an electrode, and 3 a film of crystallized glass or a ceramic material.

本発明は、第5図に示すように抵抗体の中心に穴を設け
たものでもよい。
In the present invention, as shown in FIG. 5, a hole may be provided in the center of the resistor.

実施例2 基本成分のZnO,TiO2及びMgOの配合比による
特性の変化を得るため、配合式(100%式% 40モル%まで変化させ、その配合量を正確に秤量した
。秤量した原料粉は実施例1と同様に大気中1300〜
1600℃の温度で4時間保持して焼成した。
Example 2 In order to obtain changes in properties depending on the blending ratio of the basic components ZnO, TiO2 and MgO, the blending formula (100% formula % was varied up to 40 mol% and the blended amount was accurately weighed. The weighed raw material powder was As in Example 1, 1300 ~
It was fired by holding it at a temperature of 1600° C. for 4 hours.

得られた焼結体の密度は各々理論密度の94〜96%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 rrnずつ研磨し、トリクロルエチレンで超音波
洗浄した。洗浄した焼結体はAQ溶射電極を形成して抵
抗体とした。得られた抵抗体の抵抗値、開閉サージ耐量
及び抵抗温度係数を第2表に示す。
The density of each of the obtained sintered bodies was 94 to 96% of the theoretical density. Both end faces of the fired sintered body are coated with a lap master to approx.
.. It was polished by 5 rrn and ultrasonically cleaned with trichlorethylene. The cleaned sintered body was used as a resistor by forming an AQ sprayed electrode. Table 2 shows the resistance value, switching surge resistance, and resistance temperature coefficient of the obtained resistor.

第2表から、組成番号3〜5、及び組成番号7〜13、
すなわち基本成分Zn○にTi0zを5〜20モル%添
加したもの、及び75〜89.8モル%のZnOに10
モル%のTi0zを含有させ、さらにMgOを0.2〜
15モル%添加した抵抗体の特性は、抵抗値が50〜1
20Ω・口、開閉サージ耐量が420〜750J/cd
かつ抵抗[1を数カ−I X 10−3〜+ I X 
10−30 /℃テ遮断器用抵抗体として優れているこ
とがわかる。
From Table 2, composition numbers 3 to 5 and composition numbers 7 to 13,
That is, 5 to 20 mol% of TiOz is added to the basic component Zn○, and 10 to 75 to 89.8 mol% of ZnO is added.
Contains mol% of TiOz, and further contains MgO of 0.2~
The characteristics of the resistor with 15 mol% added are that the resistance value is 50 to 1
20Ω, opening/closing surge resistance 420-750J/cd
and resistance [1 to number - I X 10-3 ~ + I X
It can be seen that it is excellent as a resistor for a circuit breaker.

他方第2表から、開閉サージ耐量は基本成分のZnOに
T i Ozを添加することで著じるしく改善されるこ
とがわかる。しかし、TiO2を40モル%(試料番号
6)と含有させ過ぎると180J/cm3で、従来品の
200J/cm3よりも低くなってしまう。また、抵抗
温度係数はMgoの含有量を増加することで負から正に
変化し、MgOの最適添加量を選定することで±I X
 10−”07℃以内に小さくできることがわかる。さ
らに、抵抗値はT i O2及びMgOの含有量を増加
させても4XIO〜1.2X102Ω・■程度で大きな
変化を示さないこともわかる。これらのことから、遮断
器用抵抗体として特に望ましい基本成分の組成はZn○
にTi0zを5〜20モル%、MgOを0.2〜ISモ
ル%含有させることが良い。
On the other hand, Table 2 shows that the opening/closing surge resistance is significantly improved by adding TiOz to the basic component ZnO. However, if TiO2 is contained too much at 40 mol % (sample number 6), the result will be 180 J/cm3, which is lower than the 200 J/cm3 of the conventional product. In addition, the temperature coefficient of resistance changes from negative to positive by increasing the MgO content, and by selecting the optimal amount of MgO added, ±I
It can be seen that the resistance value can be reduced to within 10-07°C. Furthermore, it can be seen that even if the contents of TiO2 and MgO are increased, the resistance value does not show a large change at about 4XIO to 1.2X102Ω・■. Therefore, a particularly desirable basic component composition for a circuit breaker resistor is Zn○.
It is preferable to contain Ti0z in an amount of 5 to 20 mol % and MgO in an amount of 0.2 to IS mol %.

実施例3 基本成分のZn064〜88.8 モル%、T i O
xを4.6〜10モル%、MgOを3.3〜7モル%に
対し、これに添加物としてSbz○8゜5iOz t 
ZrC)z及びSn○2から選ばれた1種類を各々0.
05〜24.7モル%に変えて正確に秤量し、実施例2
と同様にして大気中1200〜1600℃の温度で4時
間保持して抵抗体を作製した。
Example 3 Zn064-88.8 mol% of basic components, T i O
x is 4.6 to 10 mol% and MgO is 3.3 to 7 mol%, and Sbz○8゜5iOz t is added as an additive thereto.
One type selected from ZrC)z and Sn○2 was added to 0.
Example 2
A resistor was produced in the same manner as above by holding it in the air at a temperature of 1200 to 1600°C for 4 hours.

得られた抵抗体の抵抗値、開閉サージ耐量及び抵抗温度
係数は第3表となる。
Table 3 shows the resistance value, switching surge resistance, and resistance temperature coefficient of the obtained resistor.

第3 表カラ、添加物(DSbxOsを0.05〜3.
9 モル%、5iOzを0.2〜11.7モル%、Zr
O2を0.1 〜8.7 モル%、5nOzを0.1 
〜5モル%に各々変えて得た抵抗体の特性は組成番号1
〜5,7〜10.13〜16゜19〜22が抵抗値90
〜4 X 103 Ω・−となり、かつ開閉サージ耐量
400〜810J/cJ、抵抗温度係数−IXIO−δ
Ω/℃〜+I X 10−8Ω/℃以内で遮断器用抵抗
体として優れていることがわかる。
Table 3 Color, additives (DSbxOs 0.05-3.
9 mol%, 0.2 to 11.7 mol% of 5iOz, Zr
0.1 to 8.7 mol% O2, 0.1 5nOz
The characteristics of the resistor obtained by changing the concentration to ~5 mol% are composition number 1.
~5,7~10.13~16°19~22 is resistance value 90
~4 x 103 Ω・-, switching surge withstand capacity 400~810J/cJ, temperature coefficient of resistance -IXIO-δ
It can be seen that it is excellent as a resistor for a circuit breaker within Ω/°C to +I x 10-8 Ω/°C.

一方、第3表から抵抗値は添加物中の5b20a。On the other hand, from Table 3, the resistance value is 5b20a in the additive.

5iOz * ZrO2及びSnowを増加するにした
がい抵抗値が高くなることがわかる。しかし、抵抗値は
添加物中の5bzOaの場合に7.6 モル%以上(試
料番号6)、5iOzの場合に16.5モル%以上(試
料番号11.12)、Zr0zの場合に8.7 モル%
以上、SnO2の場合に7.4モル%以上(試料番号2
3.24)添加すると4XIO8Ω・1以上となって遮
断器用抵抗体として不適当になる。また、開閉サージ耐
量は添加物5bzOs、5iOz 、Zr0z 、Sn
O2のいずれも、増加量を多くし過ぎると低下し、5b
zO♂の場合に7.6 モル%以上(試料番号6)、5
iOzの場合に16.5モル%以上(試料番号12)、
ZrO2の場合に8.7モル%以上(試料番号18)、
5nozの場合に7.4モル%以上(試料番号23.2
4)で70〜190J/dとなり従来品の200Jla
dよりも小さくなってしまう。さらに、抵抗温度係数は
添加物5bzOa。
5iOz* It can be seen that the resistance value increases as ZrO2 and Snow increase. However, the resistance value is 7.6 mol% or more in the case of 5bzOa in the additive (sample number 6), 16.5 mol% or more in the case of 5iOz (sample number 11.12), and 8.7 in the case of Zr0z. mole%
Above, in the case of SnO2, 7.4 mol% or more (sample number 2
3.24) If added, the resistance becomes 4XIO8Ω·1 or more, making it unsuitable as a circuit breaker resistor. In addition, the opening/closing surge resistance is determined by the additives 5bzOs, 5iOz, Zr0z, Sn
If the amount of increase in O2 is too large, it will decrease, and 5b
In the case of zO♂, 7.6 mol% or more (sample number 6), 5
16.5 mol% or more in the case of iOz (sample number 12),
8.7 mol% or more in the case of ZrO2 (sample number 18),
7.4 mol% or more in the case of 5noz (sample number 23.2
4) becomes 70 to 190 J/d, which is 200 Jla of the conventional product.
It becomes smaller than d. Furthermore, the temperature coefficient of resistance is 5bzOa with additives.

SiC2、Zr0z 、SnO2のいずれも添加量を増
加するにしたがい正から負になる傾向を示し、5b20
3の場合に7.6 モル%以上(試料番号6)。
SiC2, Zr0z, and SnO2 all showed a tendency from positive to negative as the amount added increased, and 5b20
7.6 mol% or more in case of 3 (sample number 6).

SiO2の場合に16.5 モル%以上(試料番号11
.12)、Zr0zの場合に8.7モル%以上(試料番
号17.18)、Snowの場合に7.4モル%以上(
試料番号23.24)にすると1 x 10−aΩ/℃
以上になって遮断器用抵抗体として不適当になることが
わかる。これらのことから、遮断器用抵抗体として基本
成分Zn0−TlC)z −MgO系への添加物S b
zoa+s i 021Zr○z、Sn○2の添加量は
5bzOaが0.05〜3.9モル%、5iOzが0.
2〜11.7モル%、ZrO2が0.1〜6.0 モル
%、Sn○2が0.1 〜5.0 モル%が良い。
16.5 mol% or more in the case of SiO2 (sample number 11
.. 12), 8.7 mol% or more in the case of Zr0z (sample number 17.18), 7.4 mol% or more in the case of Snow (
For sample number 23.24), 1 x 10-aΩ/℃
It can be seen from the above that it is unsuitable as a resistor for a circuit breaker. For these reasons, additives S b to the basic component Zn0-TlC)z -MgO system as a resistor for circuit breakers
The amount of addition of zoa+s i 021Zr○z and Sn○2 is 0.05 to 3.9 mol% for 5bzOa and 0.05 to 3.9 mol% for 5iOz.
Preferably, the content is 2 to 11.7 mol%, ZrO2 is 0.1 to 6.0 mol%, and Sn○2 is 0.1 to 5.0 mol%.

実施例4 基本成分Zn03420g (82,2モル%)、Mg
O101g(4,9モル%)に対し、副成分としてAQ
z○a510g (9,8モル%)、G a20s47
 g (0,5モル%)及びI nxos369g(2
,6モル%)を正確に秤量し、ボールミルで15時間湿
式で混合する。混合粉は乾燥した後5%ポリビニール・
アルコール水溶液を乾燥原料粉に対して5重量%加えて
造粒する。造粒粉は金型を用い成形圧力450kg/a
Jで35mmφX20a++に成型する。成形体を大気
中で1350℃、3時間保持して焼成した。このときの
昇・降温速度は70℃/hである。得られた焼結体中に
生成された結晶粒の電気抵抗は各々約10〜50ΩのZ
nO結晶、約70〜100ΩのZnAl2zO4結晶、
約400ΩのMg○結晶、約700〜4×1018Ωの
ZnGa20tt ZnLaz○t、ZnYzOi+Z
nInzOs、MgA R2041Mg2O41,Mg
Ga204 。
Example 4 Basic components Zn03420g (82.2 mol%), Mg
AQ as a subcomponent to 101g (4.9 mol%) of O
z○a510g (9.8 mol%), Ga20s47
g (0.5 mol%) and I nxos 369 g (2
, 6 mol %) was weighed accurately and wet mixed in a ball mill for 15 hours. After drying the mixed powder, 5% polyvinyl
An alcohol aqueous solution is added in an amount of 5% by weight based on the dry raw material powder for granulation. The granulated powder is molded using a mold at a pressure of 450 kg/a.
Mold to 35mmφX20a++ using J. The molded body was fired at 1350° C. for 3 hours in the atmosphere. The temperature raising/lowering rate at this time was 70°C/h. The electrical resistance of the crystal grains generated in the obtained sintered body is approximately 10 to 50 Ω.
nO crystal, ZnAl2zO4 crystal of about 70-100Ω,
Mg○ crystal of about 400Ω, ZnGa20tt of about 700 to 4×1018Ω, ZnLaz○t, ZnYzOi+Z
nInzOs, MgA R2041Mg2O41, Mg
Ga204.

MgLazO4+MgInzos+A Q2031G 
a203゜La20δ、InzO8であった・ 実施例1と同様に、低融点結晶化ガラスを被覆した焼結
体に同様にAQtl極を溶融によって形成した。この本
発明品と従来品(炭素分散型セラミック抵抗体)との開
閉サージ耐量、抵抗温度係数。
MgLazO4+MgInzos+A Q2031G
a203°La20δ, InzO8.Similar to Example 1, an AQtl pole was similarly formed by melting on a sintered body coated with low melting point crystallized glass. Opening/closing surge resistance and temperature coefficient of resistance between this invention and the conventional product (carbon-dispersed ceramic resistor).

大気中500℃熱処理後の抵抗値変化率及び電圧−電流
特性の非直線係数αを比較して第4表に示す。
Table 4 shows a comparison of the resistance value change rate and the nonlinear coefficient α of the voltage-current characteristics after heat treatment at 500° C. in the atmosphere.

本発明品は従来品よりも開閉サージ耐量が極めて大きく
、かつ電圧非直線係数αが小さくすぐれていることがわ
かる。本発明の抵抗温度係数が正で、V−I特性におけ
るαが1.02である。
It can be seen that the product of the present invention has an extremely large switching surge resistance and a small voltage nonlinear coefficient α compared to the conventional product. The resistance temperature coefficient of the present invention is positive, and α in the VI characteristic is 1.02.

結晶粒の電気抵抗の測定は、前述と同様である。The measurement of the electrical resistance of crystal grains is the same as described above.

本発明の酸化物抵抗体の微構造模式図の一例を第6図に
示す。焼結体の側面に結晶化ガラスまたはセラミックス
材の膜をもうけたのは、使用中での沿面放電を防止する
ためである。
An example of a schematic diagram of the microstructure of the oxide resistor of the present invention is shown in FIG. The reason why a film of crystallized glass or ceramic material is provided on the side surface of the sintered body is to prevent creeping discharge during use.

実施例5 基本成分のZn○を65〜99.95モル%、MgOを
0.05〜20モル%に変え、かつ副成分としてA Q
 z○3.Y2O31Laz○sr I nzoa。
Example 5 The basic component Zn○ was changed to 65 to 99.95 mol%, MgO was changed to 0.05 to 20 mol%, and AQ was used as a subcomponent.
z○3. Y2O31Laz○sr I nzoa.

Ga2esから選ばれた1種類を各々0.1〜30モル
%に変化させ、その配合量を正確に秤量した。
One type selected from Ga2es was varied from 0.1 to 30 mol%, and the blending amount was accurately weighed.

秤量した原料粉は実施例1と同様に大気中1300〜1
600℃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95〜98%であった。焼
成した焼結体は両端面をラップマスタ約0.5  mm
ずつ研磨し、トリクロルエチレンで超音波洗浄した。洗
浄した焼結体はA0溶射電極を形成して抵抗体とした。
The weighed raw material powder had a concentration of 1300 to 1 in the air as in Example 1.
It was fired by holding it at a temperature of 600° C. for 3 hours. The density of each of the obtained sintered bodies was 95 to 98% of the theoretical density. Both ends of the fired sintered body are wrapped with a lap master of approximately 0.5 mm.
It was polished and cleaned ultrasonically with trichlorethylene. The cleaned sintered body was used as a resistor by forming an A0 sprayed electrode.

得られた抵抗体の抵抗値。Resistance value of the obtained resistor.

開閉サージ耐量、抵抗温度係数及び電圧非直線係数αを
第5表に示す。
Table 5 shows the switching surge withstand capacity, resistance temperature coefficient, and voltage nonlinear coefficient α.

第5表から7組成番号10〜122組成番号16〜18
.組成番号21〜231組成番号27〜302組成番号
32〜36、すなわち基本成分80〜92.9 モル%
のZnOに、5〜15モル%のMgOを含有させ、さら
に副成分としてA Q z○3を5〜15モル%、Y2
O3を0.5 〜5モル%、Laz’sを0.3−1モ
ル%、Gazesを0.5 〜5モル%、InzOaを
0.1〜5モル%から選ばれた1成分以上を添加した抵
抗体の特性は抵抗率が110〜3500Ω個、開閉サー
ジ耐量が400〜780J/cJ、抵抗温度係数が一5
×10−’Ω/℃以下、+4.3  Xl0−’Ω/℃
以下かつ電圧非直線係数αが1.02〜1.3であり、
遮断器用抵抗体として優れていることがわかる。
From Table 5 7 composition numbers 10-122 composition numbers 16-18
.. Composition number 21-231 Composition number 27-302 Composition number 32-36, i.e. basic component 80-92.9 mol%
ZnO contains 5 to 15 mol% of MgO, and further contains 5 to 15 mol% of A Q z○3 and Y2 as subcomponents.
Add one or more components selected from 0.5 to 5 mol% of O3, 0.3 to 1 mol% of Laz's, 0.5 to 5 mol% of Gazes, and 0.1 to 5 mol% of InzOa. The characteristics of the resistor are resistivity of 110 to 3500Ω, switching surge resistance of 400 to 780J/cJ, and temperature coefficient of resistance of 15.
×10-'Ω/℃ or less, +4.3 Xl0-'Ω/℃
and the voltage nonlinear coefficient α is 1.02 to 1.3,
It can be seen that it is excellent as a resistor for circuit breakers.

また、第5表から開閉サージ耐量は基本成分のZnOに
MgOを添加することで改善されることがわかる。また
、MgOの含有量を変えることで抵抗温度係数が負から
正に変化し、MgOの添加量を選定すれば−I X 1
0−8Ω/℃以下、+lX10−8Ω/℃以下に小さく
できることがわかる。
Further, from Table 5, it can be seen that the opening/closing surge resistance is improved by adding MgO to the basic component ZnO. Also, by changing the MgO content, the temperature coefficient of resistance changes from negative to positive, and if the amount of MgO added is selected, -I
It can be seen that the resistance can be reduced to 0-8 Ω/°C or less, and +l×10-8 Ω/°C or less.

また、抵抗値は基本成分のMgOの含有量を増加させて
も20〜500ΩG程度で大きな変化を示さないが、副
成分のA n xos、 Y2O3,L a xis。
Further, even if the content of the basic component MgO is increased, the resistance value does not show a large change at about 20 to 500 ΩG, but the resistance value does not show a large change even if the content of the basic component MgO is increased.

Gazes及びInzOgの添加量によって91〜5×
107ΩGを著しく変化することがわかる。さらに、電
圧非直線係数は副成分のA Q 205tYz○s、L
azos、Gazes、InzOsなどの最適添加量を
選定することによって1.02〜1.3と著しく改善で
きること、しかし副成分のA Q 2031YzOs*
La2O3,Ga20a+I nx○3の添加量を増加
しすぎると開閉サージ耐量が低下することがわかる。
91-5x depending on the amount of Gazes and InzOg added
It can be seen that 107ΩG changes significantly. Furthermore, the voltage nonlinear coefficient is the subcomponent A Q 205tYz○s, L
By selecting the optimal addition amount of azos, Gazes, InzOs, etc., it can be significantly improved to 1.02 to 1.3. However, the subcomponent A Q 2031YzOs*
It can be seen that if the amount of La2O3, Ga20a+Inx○3 added is increased too much, the opening/closing surge resistance decreases.

これらのことから、遮断器用抵抗体として特に望ましい
組成は基本成分がZnOにMgOを5〜15モル%含有
させた混合物に対し、副成分としてAQz○8を5〜1
5モル%、Y2O3を0.5〜5モル%、Lazosを
0.3〜1モル%、Gazesを0.5〜5モル%、I
nzOaを0.1 〜5モル%添加するのが良い。
For these reasons, a particularly desirable composition for a resistor for a circuit breaker is a mixture in which the basic component is ZnO and 5 to 15 mol% of MgO, and 5 to 1% of AQz○8 is added as a subcomponent.
5 mol%, Y2O3 0.5-5 mol%, Lazos 0.3-1 mol%, Gazes 0.5-5 mol%, I
It is preferable to add 0.1 to 5 mol% of nzOa.

実施例5 第7図及び第8図は実施例1及び実施例4で得られた本
発明の酸化物抵抗体を各々ガス遮断器(GCB)投入抵
抗用及びSFsガス絶縁中性点接地(NCR)用に用い
た応用例を示したものである。第7図及び第8図で用い
られた抵抗体5は第5図に示す円筒形状のものが使用さ
れている。
Example 5 Figures 7 and 8 show the oxide resistors of the present invention obtained in Example 1 and Example 4, respectively, for gas circuit breakers (GCB) closing resistance and SFs gas insulated neutral point grounding (NCR). ) shows an example of its application. The resistor 5 used in FIGS. 7 and 8 has a cylindrical shape as shown in FIG. 5.

図中6投入抵抗器、7抵抗体支持棒、8コンデ・ンサ、
9遮断器、10油ダツシユポツト、11開閉用操作ピス
トン、12空気タンク、13ブツシング、14タンク、
15接地端子である。
In the figure, 6 closing resistors, 7 resistor support rods, 8 capacitors,
9 circuit breaker, 10 oil doss pot, 11 opening/closing operation piston, 12 air tank, 13 bushing, 14 tank,
15 is the ground terminal.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば前述の如く、開閉サージ耐量が極めて大
きく、電圧−電流特性の電圧非直線係数が小さく、抵抗
温度係数が正でしかも小さく、かつ500℃熱処理後の
抵抗温度変化も小さいという優れた酸化物抵抗体を用い
ているので、装置が小型軽量化されている。
According to the present invention, as described above, the switching surge resistance is extremely high, the voltage non-linearity coefficient of the voltage-current characteristic is small, the resistance temperature coefficient is positive and small, and the resistance temperature change after heat treatment at 500°C is also small. Since the oxide resistor is used, the device is smaller and lighter.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図及び第6図は本発明の一例に係る酸化物抵抗体の
微構造を示す模式図、第2図は酸化物抵抗体の比重と遮
断器の開閉サージ耐量との関係を示す特性図、第3図は
電界強度と電流密度との関係を示す線図、第4図及び第
5図は本発明の一実施例に係る酸化物抵抗体の断面図、
第7図はGCB投入抵抗用抵抗器の構成図及び第8図は
SFaガス絶縁中性点接地(NGR)の構成図である。
1 and 6 are schematic diagrams showing the microstructure of an oxide resistor according to an example of the present invention, and FIG. 2 is a characteristic diagram showing the relationship between the specific gravity of the oxide resistor and the switching surge withstand capacity of the circuit breaker. , FIG. 3 is a diagram showing the relationship between electric field strength and current density, FIGS. 4 and 5 are cross-sectional views of an oxide resistor according to an embodiment of the present invention,
FIG. 7 is a configuration diagram of a GCB closing resistor, and FIG. 8 is a configuration diagram of an SFa gas insulated neutral point grounding (NGR).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、酸化亜鉛からなる結晶粒と、亜鉛以外の金属或いは
半金属元素の酸化亜鉛化合物からなる結晶粒とで構成さ
れる複合酸化物焼結体であつて、前記各結晶粒間には酸
化亜鉛の結晶粒と同等又はそれよりも低電気抵抗の粒界
層が存在することを特徴とする酸化物抵抗体。 2、特許請求の範囲第1項記載において、前記各結晶粒
間には酸化亜鉛の結晶粒と同じ電気抵抗値の粒界層が存
在することを特徴とする酸化物抵抗体。 3、特許請求の範囲第1項記載において、前記各結晶粒
間における粒界相当部分に隙間があることを特徴とする
酸化物抵抗体。 4、特許請求の範囲第1項記載において、前記金属或い
は半金属元素はチタン、ケイ素、アンチモン、ジルコニ
ウム、スズから選ばれることを特徴とする酸化物抵抗体
。 5、特許請求の範囲第1項記載において、前記酸化亜鉛
化合物は次の化学式で表われるものから選ばれることを
特徴とする酸化物抵抗体;  Zn_2TiO_4、Zn_2SiO_4、Zn_7
Sb_2O_1_2、Zn_2ZrO_4、Zn_2S
nO_4。 6、特許請求の範囲第1項記載において、前記酸化亜鉛
化合物の結晶粒の電気抵抗は200Ωから3×10^1
^3Ωの範囲で酸化亜鉛結晶粒よりも高いことを特徴と
する酸化物抵抗体。 7、酸化亜鉛からなる結晶粒と、200Ωから3×10
^1^3Ωの電気抵抗値を示す結晶粒との複合焼結体で
、酸化亜鉛結晶粒よりも高電気抵抗の粒界層が存在せず
、該焼結体は板状で両端面に電極を形成することを特徴
とする酸化物抵抗体。 8、酸化亜鉛を主成分とし、副成分として前記酸化亜鉛
と異なる酸化物を含む複合酸化物からなる焼結体におい
て、該焼結体は20〜500℃における抵抗温度係数が
1×10^−^3Ω/℃〜−1×10^−^3Ω/℃、
20℃における抵抗値が40〜4000Ωcm、開閉サ
ージ耐量が400〜800J/cm^3及び3×10^
−^3〜80Å/cm^3における電圧非直線係数が1
.0〜1.3であることを特徴とする酸化物抵抗体。 9、酸化亜鉛を主成分とし、酸化マグネシウム0.2〜
15モル%と酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸
化ガリウム、酸化ランタン及び酸化インジウムの少なく
とも1つが単独又は合計量で0.1〜20モル%とを含
む焼結体からなり、酸化亜鉛結晶粒間に酸化亜鉛より抵
抗値の低い低抵抗層が形成されていることを特徴とする
酸化物抵抗体。 10、モル比で酸化亜鉛7〜92%、酸化マグネシウム
3〜10%及び酸化アルミニウム5〜15%からなる焼
結体である特許請求の範囲第9項に記載の酸化物抵抗体
。 11、モル比で、酸化亜鉛73〜91%、酸化マグネシ
ウム3〜10%、酸化アルミニウム5〜15%及び酸化
珪素1〜2%からなる焼結体である特許請求の範囲第9
項に記載の酸化物抵抗体。 12、酸化物抵抗体を備えたガスしゃ断器(GCB)に
おいて、前記酸化物抵抗体は円柱又は円筒形状を有し、
その外周面を除く端面に電極が形成されている特許請求
の範囲1〜11のいずれかに記載の酸化物抵抗体からな
る。 13、前記酸化物抵抗体の外周面の全面に絶縁性のガラ
スが焼付けられている特許請求の範囲12のガスしゃ断
器。 14、酸化物抵抗体を備えたSF_6ガス絶縁中接点(
NGR)において、前記酸化物抵抗体は円柱又は円筒形
状を有し、その外周面を除く端面に電極が形成されてい
る特許請求の範囲1〜11のいずれかに記載の酸化物抵
抗体。 15、前記電極は外周面より内側に形成されている特許
請求の範囲14のNGR。
[Scope of Claims] 1. A composite oxide sintered body composed of crystal grains made of zinc oxide and crystal grains made of a zinc oxide compound of a metal or metalloid element other than zinc, wherein each of the crystals An oxide resistor characterized by the presence of a grain boundary layer between the grains, the electrical resistance of which is equal to or lower than that of zinc oxide crystal grains. 2. The oxide resistor according to claim 1, wherein a grain boundary layer having the same electrical resistance as the zinc oxide crystal grains exists between each of the crystal grains. 3. The oxide resistor according to claim 1, wherein there is a gap between each of the crystal grains at a portion corresponding to a grain boundary. 4. The oxide resistor according to claim 1, wherein the metal or metalloid element is selected from titanium, silicon, antimony, zirconium, and tin. 5. An oxide resistor according to claim 1, wherein the zinc oxide compound is selected from those represented by the following chemical formula: Zn_2TiO_4, Zn_2SiO_4, Zn_7
Sb_2O_1_2, Zn_2ZrO_4, Zn_2S
nO_4. 6. In claim 1, the electrical resistance of the crystal grains of the zinc oxide compound is from 200Ω to 3×10^1.
An oxide resistor characterized by having a resistance in the range of ^3Ω, which is higher than that of zinc oxide crystal grains. 7. Crystal grains made of zinc oxide and 3×10 from 200Ω
It is a composite sintered body with crystal grains that exhibit an electrical resistance value of ^1^3Ω, and there is no grain boundary layer with higher electrical resistance than zinc oxide crystal grains, and the sintered body is plate-shaped and has electrodes on both end faces. An oxide resistor characterized by forming. 8. A sintered body made of a composite oxide containing zinc oxide as a main component and an oxide different from the zinc oxide as a subcomponent, the sintered body having a temperature coefficient of resistance of 1 x 10^- at 20 to 500°C. ^3Ω/℃〜-1×10^−^3Ω/℃,
Resistance value at 20℃ is 40-4000Ωcm, switching surge resistance is 400-800J/cm^3 and 3x10^
- Voltage nonlinear coefficient between 3 and 80 Å/cm^3 is 1
.. An oxide resistor characterized in that the resistance is 0 to 1.3. 9. Zinc oxide as main component, magnesium oxide 0.2~
15 mol% and at least one of aluminum oxide, yttrium oxide, gallium oxide, lanthanum oxide, and indium oxide alone or in a total amount of 0.1 to 20 mol%, and oxidized between zinc oxide crystal grains. An oxide resistor characterized by forming a low resistance layer having a resistance value lower than that of zinc. 10. The oxide resistor according to claim 9, which is a sintered body consisting of 7 to 92% zinc oxide, 3 to 10% magnesium oxide, and 5 to 15% aluminum oxide in molar ratio. 11. Claim 9, which is a sintered body consisting of 73 to 91% zinc oxide, 3 to 10% magnesium oxide, 5 to 15% aluminum oxide, and 1 to 2% silicon oxide in molar ratio.
The oxide resistor described in section. 12. In a gas circuit breaker (GCB) equipped with an oxide resistor, the oxide resistor has a columnar or cylindrical shape,
It consists of an oxide resistor according to any one of claims 1 to 11, in which an electrode is formed on the end face excluding the outer circumferential face. 13. The gas breaker according to claim 12, wherein insulating glass is baked onto the entire outer peripheral surface of the oxide resistor. 14. SF_6 gas-insulated medium contact with oxide resistor (
12. The oxide resistor according to any one of claims 1 to 11, wherein the oxide resistor has a columnar or cylindrical shape, and an electrode is formed on an end surface other than an outer peripheral surface of the oxide resistor. 15. The NGR according to claim 14, wherein the electrode is formed inside the outer peripheral surface.
JP60276814A 1985-12-11 1985-12-11 Oxide resistor Pending JPS62136802A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60276814A JPS62136802A (en) 1985-12-11 1985-12-11 Oxide resistor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60276814A JPS62136802A (en) 1985-12-11 1985-12-11 Oxide resistor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS62136802A true JPS62136802A (en) 1987-06-19

Family

ID=17574760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP60276814A Pending JPS62136802A (en) 1985-12-11 1985-12-11 Oxide resistor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS62136802A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01189901A (en) * 1988-01-26 1989-07-31 Ngk Insulators Ltd Voltage dependent nonlinear resistor and manufacture thereof
JPH01196101A (en) * 1988-01-30 1989-08-07 Ngk Insulators Ltd Manufacture of voltage non-linear resistor
WO2004038738A1 (en) * 2002-10-25 2004-05-06 Tdk Corporation Voltage non-linear resistor ceramic comosition, electronic component and laminate chip varistor

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01189901A (en) * 1988-01-26 1989-07-31 Ngk Insulators Ltd Voltage dependent nonlinear resistor and manufacture thereof
JPH01196101A (en) * 1988-01-30 1989-08-07 Ngk Insulators Ltd Manufacture of voltage non-linear resistor
WO2004038738A1 (en) * 2002-10-25 2004-05-06 Tdk Corporation Voltage non-linear resistor ceramic comosition, electronic component and laminate chip varistor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS62136802A (en) Oxide resistor
JP2005145809A (en) Zinc oxide-based sintered compact, zinc oxide varistor, and lamination type zinc oxide varistor
JPS61256701A (en) Oxide resistor
JP2588951B2 (en) High temperature PTC thermistor and manufacturing method thereof
JPH01289206A (en) Voltage-dependent nonlinear resistance element and manufacture thereof
JP2630156B2 (en) Semiconductor porcelain composition and method for producing the same
JP2777009B2 (en) Neutral grounding resistor
JP2713040B2 (en) Semiconductor porcelain composition and method for producing the same
JPH038765A (en) Production of voltage-dependent nonlinear resistor porcelain composition and varistor
JP2808778B2 (en) Varistor manufacturing method
JPS6355904A (en) Oxide resistor
JP2786367B2 (en) Gas insulated circuit breaker
JPH03109257A (en) Grain boundary oxidized voltage-nonlinear resistance composition
JPH03138905A (en) Voltage dependent non-linear ceramic resistor and its manufacture
JP2725406B2 (en) Voltage-dependent nonlinear resistor element and method of manufacturing the same
JPH03178101A (en) Voltage non-linear resistor
JPH03261657A (en) Voltage-dependent non-linear resistive porcelain composition and production of varistor
JPH03109260A (en) Grian boundary oxidized voltage-nonlinear resistance composition
JPH0311081B2 (en)
JPH03109259A (en) Grain boundary oxidized voltage-nonlinear resistance composition
JPH0443610A (en) Manufacture of voltage-dependent nonlinear resistor ceramic composition and varistor
JPH0310205B2 (en)
JPS61281501A (en) Oxide resistor
JPS6156843B2 (en)
JPH02177507A (en) Grain boundary oxidation type voltage dependent nonlinear resistance element