JPS63117404A - 電圧非直線抵抗体用電極材料 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は電圧非直線抵抗体に用いる電極材料に関するも
のである。

従来の技術 電圧非直線抵抗体（以下、バリスタと称す）は、サージ
吸収素子、電圧安定化素子、避雷器等に広く用いられて
いる。従来、これらの用途にはシリコンカーバイドバリ
スタやシリコンバリスタ等が供されてきた。しかし、こ
れらのバリスタは、電圧非直線性係数αが小さく、特性
を任意に調整できない、あるいは形状が大きい等の欠点
を有しており、その用途はおのずから制限されていた。

そして、　これらの欠点を改善するものとして、酸化亜
鉛（ＺｎＯ）を主成分とＬ　１　これに数種の金属酸化
物を微量添加し、混合、成形、焼成した酸化物焼結体の
バリスタが開発された。このバリスタは優れた電圧非直
線係数を有しているためにその用途は拡大されようとし
ているが、高度に発達した通信機器の電気回路にはまだ
不十分な点が多い。

一般にバリスタの電圧非直線は次式で示す電圧非直線係
数αおよびＶｉの値で評価されている。

１／１＝（Ｖ／Ｖｉ）α ここで、Ｉはバリスタに流れる電流１　ｖはその印加電
圧、ｖｉは一定電流ｉアンペアにおける電圧で、通常立
ち上がシミ圧と称されている。

バリスタの電気特性を示す上で１αおよびＶｉは実用上
重要な定数である。すなわち、αはバリスタを挿入した
電気回路の電圧が如何に制御されるかを示すものであり
、αが大きい程その電圧の立ち上がりが優れており、α
は特殊用途を除けば大きい方が好ましく％　”３ｏ”以
上の値が望ましい。また、ｖｉは使用される電圧がいく
らであるかによって定められるものであり１それぞれの
製品によってあらかじめ指定された値に調整されるもの
である。

発明が解決しようとする問題点 ところで、通信機器の電気回路においてその使用条件を
考えれば、サージ電流に対する漏洩電流の増加が小さく
て制限電圧比特性（一般には１ｍｍ泥流た場合のバリス
タの端子間電圧ｖ＋ｍムと他の値の電流が流れた場合の
同一バリスタの端子間電圧の比で大電流領域における電
圧の非直線性を示したもの）に優れたバリスタが必要と
なる。

しかしながら、電極材料中のガラスフリット成分として
、　　Ｂｉ２Ｏ５を４０〜９０重量％、　Ｂ２Ｏ３を１
０”３０重量％、ＳｉＯ、、を５〜２６重量％含んでな
る硼珪酸ビスマスガラスを用いた従来の電極材料をＺｎ
Ｏ系バリスタに使用すると、サージ電流耐量におけるバ
リスタ電圧の特性劣化が大きく１かつ制限電圧比が満足
すべきものでないのが現状である。

本発明はＺｎＯ系バリスタのサージ電流耐量におけるバ
リスタ電圧の特性劣化と制限電圧比の改善を目的とする
。

問題点を解決するための手段 上記の目的を達成するために本発明は、　　ＺｎＯを主
成分とする電圧非直線抵抗体の電極材料のガラス成分と
して、ホウ素をＢ２Ｏ３の形で１０〜３０重量％、珪素
をＳｉＯ２の形で５〜２６重量％、鉛をｐｂｏＯ形で５
０〜８０重量％、亜鉛をＺｎＯの形で５〜３６重量％含
む硼珪酸鉛亜鉛ガラスをガラスフリットとして用いたも
のである。

作用 上記の構成によれば、硼珪酸鉛亜鉛ガラスをＺｎＯ系バ
リスタの電極材料のガラス成分として用いることにより
、　ＺｎＯ系バリスタのサージ電流耐量におけるバリス
タ電圧の特性劣化と制限電圧比の改善を図ることができ
る。

実施例・ 以下５本発明の実施例を従来例と比較しながら説明する
。

まず、ＺｎＯを９６モル％＊　　Ｂｉ２Ｏ３を０．６モ
ル％。

ＣｏｏをＱ、５−Ｅ：に％、ＭｎＯ２を０．９モ／Ｉ／
％、５ｂ２０５をＱ、　９　モに％、ＮｉＯを０．６％
／ｌ／％、Ｃｒ２Ｏ３を０．６モル％秤量し、ボールミ
ルで混合した。こうして得られた混合スラリーを乾燥後
７００〜９５０°Ｃで仮焼し、（この仮焼を省略しても
よい）、バインダ（ｐｖムロ％水溶液）を加え、円板状
に加圧成形した。その後、１１００〜１３００℃で焼成
し、得られた焼結体（直径７ｊＩ！ｌ＋）を厚さ１・ｏ
ＩＩＮに研摩した後、直径６Ｈの銀電極を焼き付けた。

ここで使用した銀電極は、硼珪酸鉛亜鉛ガラス粉末（下
記の第１表は使用した硼珪酸鉛亜鉛ガラスの組成比を示
す）を所定量（重量比で６％）秤量しｔブチルカルピト
ールにエチルセルローズを溶かしたビヒクル（重量比で
３０％）中にムｇ粉末（重量比で６６％）とともに混練
し、ペースト状にしたものである。また、下記の第２表
は従来例の硼珪酸ビスマスガラスの組成比を示す。

く第１表〉 く第２表〉 下記の第３表はこのようにして得られた焼結体の電気特
性を示す。

（以下余　白） この第３表は、１μム〜１０ムまでの電圧電流特性を測
定した結果より算出したもので、電流が０．１ｍムと１
ｍ人間の非直線指数０．１ｍムα１ｍム素子単位厚み当
りのバリスタ電圧ｖ１．ｎＡ／、１．、電ａ値’　ＯＡ
　Ｉｔｃオ’ｒｊ　ルｖ＋　ＯＡとｖ、ｌｎＡの比ｖ、
。Ａ／ｖ１１１１ム（制限電圧比）およびサージ電流耐
量特性におけるｖ４ｍＡノ変化率Δｖ／ｖ、ｘｌｌＡ（
％）テ表すれる。

サージ電流耐量特性は、規定された８×２０μｓｅｃの
標準電流波形の衝撃電流（ここでは５００ム）を６分間
隔で２回印加し、バリスタ電圧Ｖ、１ｎムの変化率を算
出し、これで特性評価を行った。

第３表に示されたごとく、硼珪酸ビスマスガラスを含有
したサンプル悪１に比べて本発明のサンプル！２〜７を
使用したバリスタはサージ電流耐量特性が非常によくな
ると共に制限電圧特性も改善されており、通信機器の電
気回路用として用いるバリスタに要望される特性を満足
するものである。

また、ガラス成分の有効な組成範囲は、ホウ素をＢ２Ｏ
３の形で１０〜３０重量％、珪素を５ｉ０２の形で５〜
２６重量％、鉛をＰｂＯの形で５０〜８０重量％、亜鉛
をＺｎ０Ｏ形で５〜３５重景％含む硼珪酸鉛亜鉛ガラス
である。

これらの組成の範囲外になると０．１ｍムα１ｍムが３
０未満、ｖ１ｏム／ｖ１Ｔｎムが１．４６以上、サージ
電流耐量におけるバリスタ電その特性劣化が大きくなる
、のうちのいずれかになり１通信機器の電気回路用のバ
リスタとしては不適当になる。

発明の効果 以上の説明のように本発明の電極材料を印刷、焼き付け
してＺｎＯ系バリスタを構成すれば、小電流領域から大
電流領域にわたって優れた電圧非直線特性を示し、かつ
通信機器の電気回路にも適した非常に優れたサージ電流
耐量特性のバリスタが得られるものである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　ＺｎＯを主成分とする電圧非直線抵抗体の電極材料の
   ガラス成分として、ホウ素をＢ＿２Ｏ＿３の形で１０〜
   ３０重量％、珪素をＳｉＯ＿２の形で５〜２５重量％、
   鉛をＰｂＯの形で５０〜８０重量％、亜鉛をＺｎＯの形
   で５〜３５重量％含む硼珪酸鉛亜鉛ガラスをガラスフリ
   ットとして用いた電圧非直線抵抗体用電極材料。