JPS63142603A - 酸化亜鉛形バリスタの製造方法 - Google Patents
酸化亜鉛形バリスタの製造方法Info
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- JPS63142603A JPS63142603A JP61289208A JP28920886A JPS63142603A JP S63142603 A JPS63142603 A JP S63142603A JP 61289208 A JP61289208 A JP 61289208A JP 28920886 A JP28920886 A JP 28920886A JP S63142603 A JPS63142603 A JP S63142603A
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Apparatuses And Processes For Manufacturing Resistors (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。
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Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は酸化亜鉛を主成分とする酸化亜鉛形バリスタの
製造方法に関するものである。
製造方法に関するものである。
従来の技術
酸化亜鉛形バリスタ素子は、大きなサージ電流耐食と優
れた電圧非直線性を持ち、低圧タイプの素子はサージア
プンーバとして、高圧タイプの素子はギャップレスアレ
スタ素子として広く利用されている。
れた電圧非直線性を持ち、低圧タイプの素子はサージア
プンーバとして、高圧タイプの素子はギャップレスアレ
スタ素子として広く利用されている。
従来、酸化亜鉛形バリスタ素子は主成分の酸化亜鉛（Ｚ
ｎＯ）に酸化ビスマス（Ｂｉ２０３） 、酸化アンチモ
ン（５ｂ２０３） 、酸化コバルト（Ｃｏ２０３） 。
ｎＯ）に酸化ビスマス（Ｂｉ２０３） 、酸化アンチモ
ン（５ｂ２０３） 、酸化コバルト（Ｃｏ２０３） 。
酸化マンガン（ＭｎＯ□）、酸化珪素（Ｓ１０□）など
を添加し、適当なバインダーを加え、ボールミルなどで
湿式粉砕ののち、造粒、成形、焼結工程を経て製造され
ている。アレスタ用の酸化亜鉛形バリスタを製造する場
合、一般に単位厚み轟りのバ１） スｆｉ ７Ｆｉ、圧
（Ｖ、ｍＡ／ｒｎｘ ）が２００Ｖ以上の材料が、素子
の小形化、低価格化のために必要である。前記添加物の
中で特に酸化珪素（Ｓ１０□）は、酸化亜鉛の粒成長を
抑制し、合わせて温度特性１課電寿命特性を向上させる
物質として知られ、高圧タイプのアレスタ素子用の材料
には不可欠の成分となっている。Ｘ線マイクロアナライ
ザー、Ｘ線回折による分析の結果、酸化珪素は焼結体中
において、酸化アンチモンと同様に酸化亜鉛グレイン間
の三重点付近に偏析し、珪酸亜鉛（Ｚｎ２５ｉｎ４）と
して存在している事が確認された。
を添加し、適当なバインダーを加え、ボールミルなどで
湿式粉砕ののち、造粒、成形、焼結工程を経て製造され
ている。アレスタ用の酸化亜鉛形バリスタを製造する場
合、一般に単位厚み轟りのバ１） スｆｉ ７Ｆｉ、圧
（Ｖ、ｍＡ／ｒｎｘ ）が２００Ｖ以上の材料が、素子
の小形化、低価格化のために必要である。前記添加物の
中で特に酸化珪素（Ｓ１０□）は、酸化亜鉛の粒成長を
抑制し、合わせて温度特性１課電寿命特性を向上させる
物質として知られ、高圧タイプのアレスタ素子用の材料
には不可欠の成分となっている。Ｘ線マイクロアナライ
ザー、Ｘ線回折による分析の結果、酸化珪素は焼結体中
において、酸化アンチモンと同様に酸化亜鉛グレイン間
の三重点付近に偏析し、珪酸亜鉛（Ｚｎ２５ｉｎ４）と
して存在している事が確認された。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら酸化亜鉛形バリスタの出発原料に酸化珪素
（Ｓ１０□）を用いた場合、他の添加物に比べ嵩比重が
著しく経く、沈降性の材料を用いても充分粉砕されず、
この結果、焼結体中にボイドが発生し、酸化亜鉛形バリ
スタの最も重要な特性の一つであるサージ耐量（２ｍｓ
）の矩形波電流印加試験）が低いという問題点を有して
いた。また、材料の高圧化を図るため酸化珪素（Ｓｉｎ
２）を１モルチ以上添加すると、粉砕した原料スラリー
の粘度が著しく増加し、造粒が困難になる問題も同時に
有していた。
（Ｓ１０□）を用いた場合、他の添加物に比べ嵩比重が
著しく経く、沈降性の材料を用いても充分粉砕されず、
この結果、焼結体中にボイドが発生し、酸化亜鉛形バリ
スタの最も重要な特性の一つであるサージ耐量（２ｍｓ
）の矩形波電流印加試験）が低いという問題点を有して
いた。また、材料の高圧化を図るため酸化珪素（Ｓｉｎ
２）を１モルチ以上添加すると、粉砕した原料スラリー
の粘度が著しく増加し、造粒が困難になる問題も同時に
有していた。
本発明は、このような従来の問題点を解決するもので、
酸化亜鉛形バリスタの高性能化、特にサージ耐食の大巾
な向上を主目的とし、合わせてスラリーのゲル化のない
酸化亜鉛形バリスタの製造方法の提供を目的とするもの
である。
酸化亜鉛形バリスタの高性能化、特にサージ耐食の大巾
な向上を主目的とし、合わせてスラリーのゲル化のない
酸化亜鉛形バリスタの製造方法の提供を目的とするもの
である。
問題点全解決するための手段
本発明では、上記の問題を解決するため、主成分の酸化
亜鉛に、添加物として少なくとも珪素粉末を用いる事を
特徴としている。
亜鉛に、添加物として少なくとも珪素粉末を用いる事を
特徴としている。
作用
本発明の酸化亜鉛形バリスタの製造方法によれば、添加
物の珪素の嵩比重が高く、粉砕が速やかに進むため、焼
結体中にボイドが発生しにくく、究めて高いサージ耐量
を有する酸化亜鉛形バリスタを製造することができる。
物の珪素の嵩比重が高く、粉砕が速やかに進むため、焼
結体中にボイドが発生しにくく、究めて高いサージ耐量
を有する酸化亜鉛形バリスタを製造することができる。
実施例
以下、本発明の製造方法およびそれにより得られた酸化
亜鉛形バリスタについて実施例に基づき詳細に説明する
。
亜鉛形バリスタについて実施例に基づき詳細に説明する
。
まず、酸化亜鉛の粉末に、合計量に対し酸化ビスマス０
．６モル％、酸化アンチモン１．○モルチ。
．６モル％、酸化アンチモン１．○モルチ。
酸化コバルト０．５モルチ、酸化マンガン０．５モルチ
に０，５〜２０．０モルチの粉末状珪素を加えた原料粉
末に、固形分比率が約６０Ｍ量チとなるよう純水を加え
、バインダーとして２７人（ポリビニルアルコール）全
固形分に対し０．５重量％添加し、全体？ジルコニア玉
石とともにボールミルに入れ、３０時間粉砕しスラリー
を得た。このスラリーをスプレードライヤーにて乾燥、
造粒して原料粉を作成した。原料粉は直径４ｏｍＸＩＬ
、厚さ３ＱＪＬＩＩＬの大きさに圧縮成形し、空気中に
おいて１２００°Ｃで焼結させた。このようにして得ら
れた焼結体の両端面を研磨し、アルミニウムの溶射電極
を形成した。スラリーの粘度は回転粘度計にて測定した
。
に０，５〜２０．０モルチの粉末状珪素を加えた原料粉
末に、固形分比率が約６０Ｍ量チとなるよう純水を加え
、バインダーとして２７人（ポリビニルアルコール）全
固形分に対し０．５重量％添加し、全体？ジルコニア玉
石とともにボールミルに入れ、３０時間粉砕しスラリー
を得た。このスラリーをスプレードライヤーにて乾燥、
造粒して原料粉を作成した。原料粉は直径４ｏｍＸＩＬ
、厚さ３ＱＪＬＩＩＬの大きさに圧縮成形し、空気中に
おいて１２００°Ｃで焼結させた。このようにして得ら
れた焼結体の両端面を研磨し、アルミニウムの溶射電極
を形成した。スラリーの粘度は回転粘度計にて測定した
。
また比較のため、出発原料に酸化珪素を用いた系も同様
の製造工程により作成した。図にスラリー粘度の時間変
化を示す。出発原料として１モルチの酸化珪素を用いた
場合、約６時間で粘度が６００ｃｐｓｉ越え、スプレー
ドライヤーで造粒を行うのは不可能となる。さらに６モ
ルチの酸化珪素を用いた場合、初期粘度が既に５ｏｏｃ
ｐｓ’を越えていることが確認された。一方、出発原料
として１モルチの粉末珪素を用いた場合、スラリーの増
粘現象はほとんど見られないことがわかる。また１０モ
モルの珪素を用いた場合にも同様に増粘現象は見られな
かった。従って、粉末珪素の添加方式により長時間に渡
りスプレードライヤーによる造粒が可能となり、大量の
原料処理にも究めて好都合となることがわかる。
の製造工程により作成した。図にスラリー粘度の時間変
化を示す。出発原料として１モルチの酸化珪素を用いた
場合、約６時間で粘度が６００ｃｐｓｉ越え、スプレー
ドライヤーで造粒を行うのは不可能となる。さらに６モ
ルチの酸化珪素を用いた場合、初期粘度が既に５ｏｏｃ
ｐｓ’を越えていることが確認された。一方、出発原料
として１モルチの粉末珪素を用いた場合、スラリーの増
粘現象はほとんど見られないことがわかる。また１０モ
モルの珪素を用いた場合にも同様に増粘現象は見られな
かった。従って、粉末珪素の添加方式により長時間に渡
りスプレードライヤーによる造粒が可能となり、大量の
原料処理にも究めて好都合となることがわかる。
次に焼結体に電極全形成した試料の初期特性全第１表に
示す。ｖＩｍＡ ”Ｉ。ＩＩＡは直流定電流電源を用い
て測定した。また制限電圧特性は電流波高値５０００人
、波形８／２０μｓのインパルスを用いて測定した。初
期特性は、スラリー〇増粘現象を除けば、酸化珪素添加
方式と粉末珪素添加方式の差はほとんど無いことがわか
る。さらに粉末珪素添加方式を採用することにより１〜
１０モルチモルの多全添加が可能となり、素子の小形化
、低価格化を容易に実現す本ことができる。また、粉末
珪素を添加した焼結体について材料解析を実施した結果
、酸化珪素を添加した場合と全く同様に、酸化亜鉛間の
三重点付近に珪酸亜鉛として存在していることが確認さ
れた。
示す。ｖＩｍＡ ”Ｉ。ＩＩＡは直流定電流電源を用い
て測定した。また制限電圧特性は電流波高値５０００人
、波形８／２０μｓのインパルスを用いて測定した。初
期特性は、スラリー〇増粘現象を除けば、酸化珪素添加
方式と粉末珪素添加方式の差はほとんど無いことがわか
る。さらに粉末珪素添加方式を採用することにより１〜
１０モルチモルの多全添加が可能となり、素子の小形化
、低価格化を容易に実現す本ことができる。また、粉末
珪素を添加した焼結体について材料解析を実施した結果
、酸化珪素を添加した場合と全く同様に、酸化亜鉛間の
三重点付近に珪酸亜鉛として存在していることが確認さ
れた。
（以下余白）
第１表
１） 比較検討例で本発明例とは異なる２ ） ｖＳ
ＫＡ／ ｖｊｍＡ 次に上記の試料についてサージ耐量試験を実施した。試
験条件は２ｍｓ 、３００Ａの矩形波電流を同一方向に
５分間インターバルで素子が破壊に至るまで繰返し印加
した。この結果を第２表に示す。
ＫＡ／ ｖｊｍＡ 次に上記の試料についてサージ耐量試験を実施した。試
験条件は２ｍｓ 、３００Ａの矩形波電流を同一方向に
５分間インターバルで素子が破壊に至るまで繰返し印加
した。この結果を第２表に示す。
表中の値は、素子が破壊せずに耐えた矩形波電流の印加
回数を試料数各６個の平均値、および分布範囲（最高値
−最低値）で示した。
回数を試料数各６個の平均値、および分布範囲（最高値
−最低値）で示した。
第 ２ 表
１）比較検討例で本発明とは異なる。
第２表より、出発原料を酸化珪素から珪素に変えること
によってサージ耐量が約２倍になり、著しく高性能化し
ていることがわかる。また、分布範囲も、平均値に比べ
狭くなり素子の信顆性も向上していることがわかる。こ
れは、出発原料として珪素を用いた場合は酸化珪素を用
いた場合に比べ、粉砕が速やかに、かつ均一に進むため
、焼結体内部にボイドの発生が減少し、合わせて珪酸亜
鉛の均一分布により電流分布が均一化したためと考えら
れる。ま念珪素添加量が増加するのに反してサージ耐量
が徐々に低下するのは、珪素添加により単位厚み当りの
バリスタ電圧（ｖ１ｍＡ／ｒｕＩＬ）が上昇し、単位体
積当りにかかるエネルギーが上昇し、熱ストレスにより
破壊し易くなるものと考えられるが、従来の試料と比較
すれば性能的にも、素子の小形低価格化といった面から
も大きな効果がある。
によってサージ耐量が約２倍になり、著しく高性能化し
ていることがわかる。また、分布範囲も、平均値に比べ
狭くなり素子の信顆性も向上していることがわかる。こ
れは、出発原料として珪素を用いた場合は酸化珪素を用
いた場合に比べ、粉砕が速やかに、かつ均一に進むため
、焼結体内部にボイドの発生が減少し、合わせて珪酸亜
鉛の均一分布により電流分布が均一化したためと考えら
れる。ま念珪素添加量が増加するのに反してサージ耐量
が徐々に低下するのは、珪素添加により単位厚み当りの
バリスタ電圧（ｖ１ｍＡ／ｒｕＩＬ）が上昇し、単位体
積当りにかかるエネルギーが上昇し、熱ストレスにより
破壊し易くなるものと考えられるが、従来の試料と比較
すれば性能的にも、素子の小形低価格化といった面から
も大きな効果がある。
発明の効果
以上のように本発明によれば、酸化亜鉛形バリスタ素子
の出発原料に珪素を用いることにより、サージ耐量が犬
きく、単位厚み当りのバリスタ電圧の高い素子を容易に
製造することができる。
の出発原料に珪素を用いることにより、サージ耐量が犬
きく、単位厚み当りのバリスタ電圧の高い素子を容易に
製造することができる。
図は本発明および従来の製造方法により得られた原料ス
ラリーの粘度の経時変化を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名経過
２吟間（Ｈｒ−’）
ラリーの粘度の経時変化を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名経過
２吟間（Ｈｒ−’）
Claims (1)
- 焼結体中に珪酸亜鉛を含む酸化亜鉛形バリスタ素子の
出発原料に粉末状珪素を用いることを特徴とする酸化亜
鉛形バリスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61289208A JPH0773082B2 (ja) | 1986-12-04 | 1986-12-04 | 酸化亜鉛形バリスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61289208A JPH0773082B2 (ja) | 1986-12-04 | 1986-12-04 | 酸化亜鉛形バリスタの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63142603A true JPS63142603A (ja) | 1988-06-15 |
| JPH0773082B2 JPH0773082B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=17740175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61289208A Expired - Lifetime JPH0773082B2 (ja) | 1986-12-04 | 1986-12-04 | 酸化亜鉛形バリスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0773082B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0803880A3 (en) * | 1996-04-23 | 1998-05-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Voltage-dependent non-linear resistor member, method for producing the same and arrester |
| CN114644339A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-06-21 | 成都理工大学 | 一种采用无机锌盐去除硅中杂质的方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5080496A (ja) * | 1973-11-19 | 1975-06-30 |
-
1986
- 1986-12-04 JP JP61289208A patent/JPH0773082B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5080496A (ja) * | 1973-11-19 | 1975-06-30 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0803880A3 (en) * | 1996-04-23 | 1998-05-13 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Voltage-dependent non-linear resistor member, method for producing the same and arrester |
| CN1093979C (zh) * | 1996-04-23 | 2002-11-06 | 三菱电机株式会社 | 压敏非线性电阻体、压敏非线性电阻体制造方法及避雷器 |
| CN114644339A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-06-21 | 成都理工大学 | 一种采用无机锌盐去除硅中杂质的方法 |
| CN114644339B (zh) * | 2022-04-29 | 2023-04-25 | 成都理工大学 | 一种采用无机锌盐去除硅中杂质的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0773082B2 (ja) | 1995-08-02 |
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