JPH01230206A - 電圧非直線抵抗体 - 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） 本発明は酸化亜鉛を主成分とした電圧非直線抵抗体に関
するものである。

（従来の技術） 従来から酸化亜鉛を主成分としβＩＺＯｆｆ＋　５ｂ２
ｏ、。

ＳｉＯ□、　Ｃｏ２Ｏ３，ＭｎＯ□等の少量の添加物を
含有した抵抗体は、優れた電圧非直線性を示すことが広
く知られており、その性質を利用して避雷器等に使用さ
れている。

このうち、酸化ビスマスの結晶相の形態としてはα型、
β型、γ型等があるが、従来の酸化亜鉛素子中の酸化ビ
スマスの結晶相は通常β相のみ、γ相のみ、β＋Ｔ相の
３形態が主であった。

（発明が解決しようとする課題） この酸化亜鉛素子中の酸化ビスマスの結晶相はバリスタ
特性に大きな影響を与えるため最適な結晶相とする必要
があるが、β相のみでは課電寿命が低下し放電耐量も低
くなる問題が、γ相のみでは漏れ電流が大きく電圧非直
線指数αが低く絶縁抵抗も低くなる問題が、さらにβ＋
γ相では相互の比率が不安定であり特性が一定しない問
題があった。

本発明の目的は上述した課題を解消して、放電耐量およ
びバリスタ特性が向上するとともに、各種特性のバラツ
キの少ない電圧非直線抵抗体を提供しようとするもので
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明の電圧非直線抵抗体は、酸化亜鉛を主成分として
酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化ケイ素等の金属酸
化物を添加成分として含む電圧非直線抵抗体において、
酸化ビスマスの結晶相が少なくともα型とＴ型の二種類
を含むとともに、α型結晶相景とＴ型結晶相蛍との比α
／γが０．１〜０．８であることを特徴とするものであ
る。

（作　用） 上述した構成において、抵抗体中の酸化ビスマスの結晶
相として少なくとも所定量比のα型結晶相とｒ型詰晶相
を含ませることにより、放電耐量およびバリスタ特性が
向上し、各種特性のバラツキのない電圧非直線抵抗体を
得ることができる。

ここで、α／γの量比を０．１〜０．８と限定する理由
は、α／γが０．１未満になると低電流領域のバリスタ
特性が低下しまた絶縁抵抗も大幅に低下するとともに、
α／γが０．８を超えると雷サージ限界放電耐量が低下
しまた課電寿命特性も悪化するためである。なお、限界
放電耐量の面から、α／γが０６２〜０．５であると好
ましい。

抵抗体中に少なくとも所定量比のα型とγ型の酸化ビス
マスを含有する方法としては、酸化ケイ素の添加油をＳ
ｉＯ□に換算して７〜１１モル％とし、焼成を１０５０
〜１２００°Ｃの比較的低温で実施するとともに、側面
のガラス焼付を４５０〜５５０″Ｃで実施すると好まし
い。

ここで、ＳｉＯ□添加量が７モル％未満では目的とする
酸化ビスマスのγ相が得られにくいとともに、１１モル
％を超えるとＺｎ２５ｉＯ，の結晶相が非常に多くなり
放電耐量が低下しやすい。焼成温度が１０５０℃未満で
は十分な焼成体が得られにくいとともに、１２００°Ｃ
を超えると気孔が増加して良好な焼結体となりにくい。

さらに、側面ガラスの焼付は温度が４５０°Ｃ未満では
目的とするγ相が得られにくいとともに、５５０°Ｃを
超えるとα相がすべてγ相に転Ｉ多してしまうため好ま
しくない。

（実施例） 酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体を得るには、
まず所定の粒度に調整した酸化亜鉛原料と所定の粒度に
調整したＢｉｚＯｚ＋　ＣＯ２０３１Ｍｎ０ｚ。

５ｔ）ｚ０３＋　ＣｒｚＯ，、、５ｊＯｚ、　ＮｉＯ等
よりなる添加物の所定量を混合する。この際、ＳｉＯ□
Ｏ量は７〜１１モル％であると好ましい。次に、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
液等を加え、好ましくはデイスパーミルにより混合した
後、好ましくはスプレードライヤにより造粒して造粒物
を得る。造粒後、成形圧力８００〜１０００ｋｇ／ｃｍ
２の下で所定の形状に成形する。その成形体を昇降温速
度５０〜７０°Ｃ／ｈｒで８００〜１０００″Ｃ保持時
間１〜５時間という条件で仮焼成して結合剤を飛散除去
する。

次に、仮焼成した仮焼体の側面に絶縁被覆層を形成する
。本発明では、８１２０３１５ｂ２０３．　ＺｎＯ，５
１０ｚ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Ｉ
Ｉペーストを、６０〜３００　μｍの厚さに仮焼体の側
面に塗布する。次に、これを昇降温速度４０〜６０”Ｃ
／ｈｒ、１０００〜１３００°Ｃ好ましくは１０５０〜
１２００°Ｃ１３〜７時間という条件で本焼成する。な
お、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
ーストを前記の絶縁被覆層上に１００〜３００μｍの厚
さに塗布し、空気中で昇降温速度１００〜２００”Ｃ／
ｈｒ、４５０〜５５０°Ｃ保持時間０．５〜２時間とい
う条件で熱処理することによりガラス層を形成すると好
ましい。

その後、得られた電圧非直線抵抗体の両端面をＳａｃ、
　Ａｈ０３、ダイヤモンド等の＃４００〜２０００相当
の研に剤により水好ましくは油を研磨液として使用して
研磨する。次に、研磨面を洗浄後、研磨した両端面全面
に例えばアルミニウムメタリコン等によってメタリコン
電極を例えば溶射により設けて電圧非直線抵抗体を得て
いる。

なお、電極は端部より０．５〜１．５ｍｍ程度内側にひ
かえて形成することが好ましい。

以下に、実際の本発明の範囲内および範囲外の電圧非直
線抵抗体において、各種特性を測定した結果について説
明する。

実遣貫 上述した方法で作成した直径４７　ｔｒｔｙｒ　、厚さ
２０ｍｍの電圧非直線抵抗体において■１．Ａ／ｍを４
００　Ｖとし、酸化ビスマスの結晶相およびその量比を
調べるため、Ｂｉ２Ｏ３の結晶相および星比が本発明範
囲内の試料Ｎｏ、　１〜１６と、結晶相または量比のい
ずれかが本発明範囲外の比較例試料Ｎｏ、　１〜１２を
準備した。準備した本発明および比較例の試料に対して
、電圧非直線指数αと雷サージ限界放電耐量を測定した
。結果を第１表に示す。

ここで、酸化ビスマスの結晶相およびその量比は、Ｘ線
回折による内部標準法を用いて定量した。

なお、内部標準法としてはＣａＣＯ３の２θ−２３，０
゜（１０２）のピークを用い、α−Ｂｉ２０１は２θ−
２６，９゜（１１３）を、γ−Ｂｉｚ０３は２θ−３０
，４°（２２２）のピークをそれぞれ定量に使用した。

電圧非直線指数αはＩ＝ＫＶ“（Ｉ：電流、Ｖ：電圧、
Ｋ：比例定数）に基づいてＶ　１ｆｆｉＡと■１゜。μ
。

との比から求めた。また、雷サージ限界放電耐量は４／
１０７／Ｓの電流波形で６０ＫＡ、　６５ＫＡ、　７０
ＫＡ、　８０にへの電流を１０回印加した後に破壊した
素子を×とし、破壊しなかった素子を○とする。

第１表 第１表の結果から、本発明の範囲内の電圧非直線抵抗体
である本発明試料Ｎｏ、　１〜１６は、比較例試料Ｎｏ
、　１〜１２と比べて、電圧非直線指数αは向上し、雷
サージ限界放電耐量も良好なことがわかる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したところから明かなように、本発明の
電圧非直線抵抗体によれば、抵抗体中の酸化ビスマスの
結晶相として少な（とも所定量比のα型結晶相とγ型詰
晶相を含ませることにより、各種バリスタ特性特に電圧
比直線指数と雷サージ限界放電耐量が良好な電圧非直線
抵抗体を得ることができる。

また、開閉サージ限界放電耐量、課電寿命特性およびＶ
　ｌ＋＋＋Ａ変化率においても安定した特性が得られた
。

手　　　続　　　補　　　正　　　書 平成　元年　３月　２日 特許庁長官　　吉　　　１）　　文　　　毅　　殿１、
事件の表示 昭和６３年特許願第５４７４８号 ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 ４、代理人 １、明細書第５頁第１７〜１８行の「ガラス粉末ｊを「
ガラスフリット」と訂正する。

２、同第６真第９行および第１０行の「メタリコン」を
削除する。

３、同第７頁第１７行の「１０回」を「２回」と訂正す
る。

４、同第９頁第１４行の「および■１．Ａ変化率」を「
および雷サージ印加後におけるＶ、、、変化率」と訂正
する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．酸化亜鉛を主成分として酸化ビスマス、酸化アンチ
   モン、酸化ケイ素等の金属酸化物を添加成分として含む
   電圧非直線抵抗体において、酸化ビスマスの結晶相が少
   なくともα型とγ型の二種類を含むとともに、α型結晶
   相量とγ型結晶相量との比α／γが０．１〜０．８であ
   ることを特徴とする電圧非直線抵抗体。