JPH01202802A - 電圧非直線抵抗体の製造方法 - 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） この発明は酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体の
製造方法に関し、とくに該抵抗体のサージ耐量、課電寿
命特性等の電気的緒特性の効果的な改善を図ろうとする
ものである。

（従来の技術） 電気系統や電気機器を保護する使途に有用な電圧非直線
抵抗体は、主成分である酸化亜鉛と、各種添加物との混
合物を好ましくは造粒し、得られた造粒粉を例えばプレ
ス金型にて所望の形状に加圧成形したのち、適切な処理
条件の下で焼成し、さらに電極を付設する工程を経て製
造されるのが一般的であった。

しかしながら従来法に従って製造された電圧非直線抵抗
体では同一の条件にて処理した場合においても所定の品
質を一定のロフトにわたって確保するのが難しく、生産
性の著しい低下を余儀なくされた。

この点例えば特公昭６２−４５６８１号公報には、非直
線抵抗体を製造するに当り、とくに焼成過程における処
理雰囲気を０．０５〜５０ｍｍＨｇの酸化ビスマス雰囲
気とする技術が開示されている。

（発明が解決しようとする課題） ところで上記公報に開示の技術をただ単に適用しただけ
では、特性が改善される傾向にはあるものの品質のばら
つきを回避するのが困難であり、品質の良好な製品を安
定して得ることができないという不利があった。

上述したような従来の問題を解消し、電気的緒特性が良
好でしかも安定した品質を確保するのに有利な製造方法
を提案することがこの発明の目的である。

（課題を解決するための手段） さて、発明者らは、電気的緒特性が良好な電圧非直線抵
抗体を安定して製造すべく種々実験と検討を重ねた結果
、焼成工程の処理雰囲気における酸化アンチモン、酸化
ビスマスおよび酸素のそれぞれの分圧を適性範囲に調整
することが極めて有効であることを見出した。

この発明は上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、酸化亜鉛を主成分とする原料粉末
に、酸化ビスマスおよび酸化アンチモンを含む添加物を
添加混合し、好ましくは造粒、加圧成形したのち焼成し
電圧非直線抵抗体を製造するに当り、加圧成形して得た
成形体を、分圧が０．１〜３０１ＨＨの酸化ビスマス、
０．１〜５０ｍｍＨｇの酸化アンチモンおよび１５０ｍ
ｍＨｇ以上の酸素の雰囲気中にて焼成することを特徴と
する電圧非直線抵抗体の製造方法である。

（作　用） 電圧非直線抵抗体の製造につき、とくに焼成時における
酸化ビスマス、酸化アンチモンおよび酸素の分圧をそれ
ぞれ０．１〜３０ｍｍｔ１ｇ、　　０．１〜５０ｍｍｔ
１ｇ。

１５０ｍｍｔ１ｇ以上に調整することで電圧非直線抵抗
体の電気的緒特性が改善され、しかも一定の品質を確保
できる理由は、電圧非直線抵抗体では粒界相において電
圧非直線性が発現するが、その粒界相を形成する酸化ビ
スマス相、スピネル相（酸化亜鉛と酸化アンチモンの反
応生成物）の生成及び安定化に焼成雰囲気の酸化ビスマ
ス分圧、酸化アンチモン分圧、酸素分圧が重要な働きを
していると考えられる。

具体的には酸化ビスマス、酸化アンチモンの分圧が０．
　ｌｍｍＨｇ未満では素子中より酸化ビスマス、酸化ア
ンチモンが空気中に気散する一方、酸化ビスマスの分圧
が３０ｍｍＨｇを超えたり、酸化アンチモンの分圧が５
０ｍｍＨｇを超えた場合には逆に素子中に酸化ビスマス
、酸化アンチモンが拡散し、そのため素子中の酸化ビス
マス及び酸化アンチモンの分布が不均一になると考えら
れる。また酸素分圧が１５０ｍｍＨｇ未満ではこれらの
粒界相が安定化しないと考えられる。

従って、焼成雰囲気において酸化ビスマス分圧、酸化ア
ンチモン分圧、酸素分圧の３つの条件が特定範囲内に満
たされて初めて電気的緒特性の安定した品質の良好な電
圧非直線抵抗体が提供できるのである。

以下この発明に従う具体的な製造要領について説明する
。

所定の粒度に調整した酸化亜鉛の主原料と所定粒度に調
整した酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン、酸
化アンチモン、酸化クロム、酸化ケイ素、酸化ニッケル
等よりなる添加物および好ましくは銀を含むホウケイ酸
ビスマスガラスの所定量を混合する。次いでこれらの原
料粉末に対して所定量のポリビニルアルコール水溶液お
よび酸化アルミニウム源として硝酸アルミニウム溶液の
所定量を添加する。この混合操作は好ましくは乳化機を
用いる。

次に好ましくは２００ｍｍｔ１ｇ以下の真空度で減圧脱
気を行い混合泥漿を得る。ここに混合泥漿の水分量は３
０〜３５−Ｌ％程度に、またその混合泥漿の粘度は１０
０ｃＰ±５０とするのが好ましい。

次に得られた混合泥漿を噴霧乾燥装置に供給して平均粒
径５０〜１５０μｍ、好ましくは８０〜１２０μｍで、
水分量が０．５〜２．０ｗｔ％、より好ましくは０．９
〜１．５　ｗｔ％の造粒粉を造粒する。

次に得られた造粒粉を、成形工程において、成形圧力８
００〜１０００ｋｇ　／　ｃｍ”の下で所定の形状に成
形する。そしてその成形体を昇降温速度５０〜７０°Ｃ
／ｈｒで８００〜１０００°Ｃ１保持時間１〜５時間と
いう条件で仮焼成して結合剤をまず飛散除去する。

そして、仮焼成した仮焼体の側面にＳＪＡ縁被覆層を形
成する。この絶縁被覆層は具体的に酸化ビスマス、酸化
アンチモン、酸化ケイ素、酸化亜鉛等の所定量に有機結
合剤としてエチルセルロース、ブチルカルピトール、酢
酸ｎブチル等を加えた酸化物ペーストよりなるものとし
、これを１００〜３００μｍの厚さで仮焼体側面に塗布
する。

次にこれを昇降温速度３０〜６０°Ｃ／ｈｒ、処理温度
１０００″Ｃ〜１３００°Ｃ２より好ましくは１１００
〜１２５０°Ｃ１保持時間２〜７時間、また、処理雰囲
気における酸化ビスマスの分圧を０．１〜３０ｍｍＨｇ
、好ましくは２．０〜２０ｍｍ）Ｉｇ、酸化アンチモン
の分圧を０．１〜５０ｍｍＨｇ、好ましくは５〜３５ｍ
ｍＨｇ、酸素の分圧を１５０ｍｍＨｇ以上、好ましくは
１６０ｍｍＨｇ以上とする条件の下に本焼成を行う。

ここで焼成時の雰囲気は、それらの成分を含むペレット
や敷粉を用いるかあるいはそれらのガス媒体を用いて適
宜調整することができる。分圧を測定するに当たっては
焼成雰囲気の一定量をサンプリングし、その中に含まれ
るＢｉｚＯ＋＋　５ｂｚＯ＋ｉを定量することによりＢ
ｔｚＯ−Ｊ＋　５ｂｚＯ：＋の分圧を求め、また、酸素
の分圧は酸素メーターにより測定する。

なお上記の絶縁被覆層上には、ガラス粉末に有機結合剤
としてエチルセルロース、ブチルカルピトール、酢酸ｎ
ブチル等を加えたガラスペーストを１００〜３００μｍ
の厚さに塗布してさらに空気中で昇降温速度１００〜２
００″Ｃ／ｈｒ、４００〜６００°Ｃで０．５〜２時間
という条件で熱処理することにより得られるガラス層を
設けるのはさらに好適である。

そして最後に、得られた素体の両端面を平滑に研摩し、
その面にアルミニウム電極を溶射により設ける。

（実施例） 表−１に示す成分組成になる直径４７ｍｍ、厚さ２０ｍ
ｍの電圧非直線抵抗体をこの発明に従い表−２に示す条
件下に製造し、得られた各素子の電気的緒特性について
調査した。なお表−２中の電圧非直線指数ａ　ハＩ　＝
　Ｋ　Ｖ”（１：　ｔ４流、Ｖ：を圧、Ｋ：比例定数）
に基づいてＶ、ｍＡとＶＩＯ０μＡの値から求め、雷サ
ージ耐量破壊率（％）は、１００ｋＡおよび１２０ｋＡ
の電流を４／１０μｓの電流波形で２０回繰返し印加し
た後の破壊した割合を、また開閉サージ耐量破壊率　（
％）は１０００　Ａおよび１２０ＯＡの電流を２ｍｓの
電流波形で２０回繰返し印加した場合に破壊した割合を
それぞれ示した。また漏洩電流の比は、得られた素子を
１３０°Ｃの周囲温度のもと課電率９５％で課電　し、
課電１００時間後の課電直後に対する電流比　■、。。

時間７１０時間より求めた。

表−２より明らかなようにこの発明に従って製造された
電圧非直線抵抗体（試料Ｎ０９１〜１２）は電気的緒特
性が何れも良好であり、しかも品質が安定していること
が確かめられた。

（発明の効果） この発明によれば、サージ耐量や課電寿命特性の如き電
気的特性が良好な電圧非直線抵抗体を安定して製造する
ことができる。

特許出願人　　日本碍子株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．酸化亜鉛を主成分とする原料粉末に、酸化ビスマス
   および酸化アンチモンを含む添加物を添加混合、加圧成
   形したのち焼成し電圧非直線抵抗体を製造するに当り、 加圧成形して得た成形体を、分圧が０．１〜３０ｍｍＨ
   ｇの酸化ビスマス、０．１〜５０ｍｍＨｇの酸化アンチ
   モンおよび１５０ｍｍＨｇ以上の酸素の雰囲気中にて焼
   成することを特徴とする電圧非直抵抗体の製造方法。