JPH0128486B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0128486B2
JPH0128486B2 JP57077377A JP7737782A JPH0128486B2 JP H0128486 B2 JPH0128486 B2 JP H0128486B2 JP 57077377 A JP57077377 A JP 57077377A JP 7737782 A JP7737782 A JP 7737782A JP H0128486 B2 JPH0128486 B2 JP H0128486B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sintered body
zinc oxide
varistor
foreign particles
v1ma
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.)
Expired
Application number
JP57077377A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58194302A (ja
Inventor
Kyoshi Matsuda
Keiji Juki
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.)
Marcon Electronics Co Ltd
Original Assignee
Marcon Electronics Co 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 Marcon Electronics Co Ltd filed Critical Marcon Electronics Co Ltd
Priority to JP57077377A priority Critical patent/JPS58194302A/ja
Publication of JPS58194302A publication Critical patent/JPS58194302A/ja
Publication of JPH0128486B2 publication Critical patent/JPH0128486B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Thermistors And Varistors (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、バリスタ組成物や焼結体厚さ又は焼
結条件を変えることなく、高い非直線係数αと高
い信頼性を維持し、任意の立上がり電圧が得られ
る電圧非直線抵抗体の製造方法に関する。 近年、IC、トランジスタ、サイリスタなどの
半導体素子及び半導体回路とその応用の急速な発
展にともない計測制御機器、通信機器及び電力機
器における半導体素子及び半導体回路の使用が普
及し、これらの機器の小形化、高性能化が急速に
進展している。しかしながら、これらの機器やそ
の部品の耐電圧、耐サージ及び耐ノイズ性能は必
ずしも十分と言えない状況にある。 このためこれらの機器や部品を異常なサージや
ノイズから保護することや回路電圧を安定化する
ことが極めて重要な課題になつてきている。この
課題達成のため、優れたバリスタとして酸化亜鉛
系バリスタが開発されている。 バリスタの電圧電流特性は一般に次の関係 I=(V/C)〓 で表示される。ここでVはバリスタに印加されて
いる電圧であり、Iはバリスタを流れる電流であ
る。また、Cは与えられた電流を流したときの電
圧に対応する定数である。ここではバリスタ特性
をCとαで表わすかわりに、1mAにおける立上
がり電圧V1mAとαで表わすこととなる。αは
非直線係数でα=1はオームの法則に従う普通の
抵抗体であり、αが大きいほど非直線が優れてい
ると言える。前記酸化亜鉛係バリスタはV1mA
の値の各種のものが製造されている。焼結体厚さ
1mmにおける立上がり電圧をV1mA/mmとする
と、おおよそV1mA/mm=22V,40V,100V,
200Vの4種類のバリスタが製造されている。こ
れらのV1mA/mmをもつ酸化亜鉛系バリスタに
おいてV1mA/mmは焼結体内の酸化亜鉛結晶粒
の大きさによつて決まる。低いV1mA/mmを得
るためにはこの結晶粒を大きく成長させ、また、
高いV1mA/mmを得るためには結晶粒の成長を
小さく抑えることが必要となる。 しかして、以上の内容を前提に高い非直線係数
αと高い信頼性を有し、かつ所望のV1mA/mm
をもつ酸化亜鉛系バリスタを得る手段として、従
来は次のような手段が考えられていた。 すなわち、バリスタ組成物の種類やその比率を
種々変更するか、焼結条件を変更するか、又は焼
結体を構成する成形体の厚さを変更するか、ある
いはこれらの要素を組合せるかなどである。 しかしながら、これらの手段を実施した場合、
製造条件が複雑化し、工業的な製造手段として好
ましいものとは言えず、実用上多くの問題をかか
える結果となつていた。 本発明は、上記のような問題を解消するために
種々検討を重ね完成したもので、バリスタ組成
物,焼結条件あるいは成形体の成形厚さを変える
ことなく、酸化亜鉛結晶粒界に所望のケイ化物か
らなる異物粒子を存在させて結晶粒界の移動を抑
制し酸化亜鉛結晶粒成長を抑制することによつて
高い非直線係数αと高い信頼性を維持し、任意の
立上がり電圧V1mA/mmをもつバリスタが得ら
れる電圧非直線抵抗体の製造方法を提供すること
を目的とするものである。 以下、本発明につき詳細に説明する。 すなわち、バリスタ組成物を構成する主成分と
しての酸化亜鉛と添加物としてのMgO,Bi2O3
Sb2O3,CoO,MnO,Cr2O3,Fe2O3,Al2O3
SiO2,TiO2,SnO2,CuO,BaO,CaO,NiO,
PbO,B2O3,MoO3,Li2O,V2O5,ZrO2
In2O3,WO3,Ta2O5,SrO,Ga2O3,GeO2など
の他の金属酸化物を所定量秤量し、例えばボール
ミルで数時間混合・粉砕してスラリ化する。しか
る後、このスラリに焼結過程において前記バリス
タ組成物と反応せず、焼結体中の酸化亜鉛結晶粒
界に最後まで異物粒子として存在するMo3Si,
TaSi2,NbSi3,WSi2,Zr3Si2又はV3Siなどのケ
イ化物からなる不純物を所定量粉砕しないで混入
し分散混合する。 次にこの混合物を乾燥した後、例えばポリビニ
ルアルコールを加え造粒し、しかる後、所定の形
状に成形し1000〜1450℃の高温で焼結し焼結体中
の酸化亜鉛結晶粒界に前記したケイ化物からなる
異物粒子を存在させるようにしてなるものであ
る。 なお、この場合酸化亜鉛結晶粒界に異物粒子を
存在させるために混入するケイ化物からなる不純
物をバリスタ組成物といつしよに混合・粉砕しな
いのは、例えばバリスタ組成特性原料と同時に秤
量し、これら原料といつしよに混合・粉砕しスラ
リ化した場合、粉砕過程で不純物が粉砕されて微
粒子となり、焼結過程においてバリスタ組成物と
反応(添加物と同じ作用によるバリスタ組成の変
質)し、焼結体の酸化亜鉛結晶粒界に異物粒子と
して存在できなくなり、本発明の目的を達成し得
なくなるためである。 また、この場合の前記ケイ化物からなる不純物
の粒径は、特別な手段によつてコントロールする
ことなく、一般的な原料状態である。 次に具体的な実験結果に基づき説明する。 まず、V1mA/mm=22V,40V,100V,200V
それぞれのバリスタを得る場合の本発明による実
施例と不純物を一切混入しない従来の参考例との
製造条件について検討した結果を表1に示す。 表1に示す実施例(A),(B),(C)はバリスタ組成物
の構成及び焼結温度を一定にしてケイ化物からな
る不純物の混入量を適宜選定し、得られたバリス
タにおける立上がり電圧(V1mA/mm)と焼結
体の酸化亜鉛結晶粒界に存在する焼結体1cm3中の
異物粒子の個数の関係を明らかにしたものであ
る。試料に用いた成形体(焼結前)は実施例及び
参考例とも直径15mmで、厚さは1mmの寸法をもつ
円板形である。 なお、焼結体の酸化亜鉛結晶粒界に存在する異
物粒子の確認は、電子顕微鏡で行つた。 また、酸化亜鉛結晶粒界に存在する異物粒子の
個数については、スラリに混入する不純物の重量
(W)を求める次式から換算した。 W=N×ρ2×4/3π(D/―/2)3×10-12×WG
K/ρ1 上式は次の手順によつて求めた式に式を代
入して得たものである。すなわち、焼結体1cm3
の異物粒子個数をNとし不純物の比重をρ2とした
とき、焼結体1cm3当りの重量は N×ρ2×4/3π(D/―/2)3×10-12 ……式 は不純物の平均粒子量 焼結体1cm3を構成するための必要バリスタ組成
物重量は WG×K=WS ……式 WGはバリスタ組成物重量 Kは焼結減量系数 WSは焼結体重量 ここで式を焼結体比重(ρ1)で割ると焼結体
の体積(VS)が算出される。 WS/ρ1=VS WS=VS・ρ1 ……式 式にを代入し WG×K=VS・ρ1 VS=WGK/ρ1 ……式 ここで式に焼結体体積をかけることによつて
必要不純物重量(W)が求められる。 W=N×ρ2×4/3π(D/―/2)3×10-12×VS
……式
【表】 表1から明らかなように、任意の立上がり電圧
V1mA/mmのバリスタを得るために従来例では
成形体厚さを一定にした場合、バリスタ組成物及
び焼結温度を都度変更しなければならず、工程が
複雑化して工業的な製造手段としては好ましくな
いのに対し、実施例(A),(B),(C)はバリスタ組成物
及び焼結温度を変えることなく、焼結体の酸化亜
鉛結晶粒界に存在させるケイ化物からなる異物粒
子の個数を変えるだけで可能となることにより、
バリスタ組成物のスラリに所望のV1mA/mmに
応じた所定のケイ化物からなる不純物を混入する
のみのきわめて簡単な手段でよいことがわかる。 以上のことは次に述べる実験結果によつて一層
明瞭となる。すなわち、焼結体の酸化亜鉛結晶粒
界に存在する異物粒子の個数を変えたときの酸化
亜鉛結晶粒子の平均粒径の変化とV1mA/mmの
変化を調べた結果、第1図及び第2図に示すとお
りであつた。 第1図及び第2図から明らかなように、焼結体
の酸化亜鉛結晶粒界に存在する異物粒子の存在率
によつて酸化亜鉛結晶粒子の成長が抑制でき、よ
つてV1mA/mmを任意にコントロールできるこ
とがわかる。 次に表1の参考例と実施例(A)とのV1mA/mm
に対応する非直線係数αと電流波形が8×20μsで
1000Aの衝撃電流を10回印加したときのV1m
A/mmに対応する立上がり電圧の変化率を比較し
た結果、第3図及び第4図に示すとおりであつ
た。これによれば、実施例(A)はバリスタ組成物及
び焼結温度を変えないで焼結体の酸化亜鉛結晶粒
界に所望の異物粒子の個数を存在させるように、
単にケイ化物からなる不純物の混入量を変えるだ
けで参考例と同じ特性のバリスタが得られること
がわかる。 なお、焼結体の酸化亜鉛結晶粒界に存在する異
物粒子が105個/cm3未満では、バリスタ組成物及
び焼結条件を一定にしてV1mA/mm=22Vを確
保することは困難で、また2×107個/cm3を越え
ると焼結体の焼結性が悪く、本発明の主旨に反す
ることが実験上確認された。 以上詳述したように、本発明によればバリスタ
組成物、焼結温度あるいは成形体厚さなどの複雑
な製造条件を変えることなく、酸化亜鉛結晶粒界
に所望のケイ化物からなる異物粒子を存在させて
結晶粒界の移動を抑制し酸化亜鉛結晶粒成長を抑
制することによつて高い非直線係数αと高い信頼
性を維持し、任意の立上がり電圧V1mA/mmを
もつバリスタが得られる電圧非直線抵抗体の製造
方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は異物粒子の存在量に対する酸化亜鉛結
晶粒子の平均粒径を示す曲線図、第2図は異物粒
子の存在量に対するV1mA/mmの変化を示す曲
線図、第3図はV1mA/mmに対する非直線係数
αの比較を示す曲線図、第4図は衝撃電流を印加
したときのV1mA/mmに対する立上がり電圧の
変化率比較を示す曲線図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 酸化亜鉛を主成分とし他に数種類の金属酸化
    物を添加してなるバリスタ組成物を混合・粉砕し
    スラリを作る手段と、このスラリに焼結過程で前
    記バリスタ組成物と反応せず焼結体の酸化亜鉛結
    晶粒界に最後まで異物粒子として存在するケイ化
    物からなる不純物を混入し分散混合する手段と、
    この混合物を成形焼結し焼結体を得る手段からな
    ることを特徴とする電圧非直線抵抗体の製造方
    法。 2 ケイ化物がMo3Si,TaSi2,NbSi3,WSi2
    Zr3Si2又はV3Siであることを特徴とする、特許請
    求の範囲第1項記載の電圧非直線抵抗体の製造方
    法。 3 不純物の混入量として焼結体1cm3中の異物粒
    子の個数が105〜2×107個になるようにしたこと
    を特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記
    載の電圧非直線抵抗体の製造方法。
JP57077377A 1982-05-08 1982-05-08 電圧非直線抵抗体の製造方法 Granted JPS58194302A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57077377A JPS58194302A (ja) 1982-05-08 1982-05-08 電圧非直線抵抗体の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57077377A JPS58194302A (ja) 1982-05-08 1982-05-08 電圧非直線抵抗体の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58194302A JPS58194302A (ja) 1983-11-12
JPH0128486B2 true JPH0128486B2 (ja) 1989-06-02

Family

ID=13632200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57077377A Granted JPS58194302A (ja) 1982-05-08 1982-05-08 電圧非直線抵抗体の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58194302A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58194302A (ja) 1983-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20010022821A (ko) 기계적인 분쇄에 의해 생성된 나노 결정체 분말을 기초로 한 배리스터
US6011459A (en) Voltage-dependent non-linear resistor member, method for producing the same and arrester
US4180483A (en) Method for forming zinc oxide-containing ceramics by hot pressing and annealing
US4038217A (en) Ceramics having non-linear voltage characteristics and method of producing the same
JPH0128481B2 (ja)
JPH0128486B2 (ja)
US3836483A (en) Oxide varistor
JPH0128485B2 (ja)
JPH0128482B2 (ja)
JPH0128487B2 (ja)
JPH0128483B2 (ja)
JPH0128484B2 (ja)
KR920005155B1 (ko) 산화아연 바리스터의 제조방법
JPH0552642B2 (ja)
JPS6249961B2 (ja)
JPH0249521B2 (ja)
JPH02114603A (ja) グレーズバリスタの製造方法
JPH1131605A (ja) 電圧非直線抵抗体
JPS6028121B2 (ja) 電圧非直線抵抗器の製造方法
JP3286515B2 (ja) 電圧非直線抵抗体
JPH0383846A (ja) バルスタの製造方法
JPS6322602B2 (ja)
JPS6028203A (ja) 電圧非直線抵抗体の製造方法
JPH03195003A (ja) 電圧非直線抵抗体
JPH038765A (ja) 電圧依存性非直線抵抗体磁器組成物およびバリスタの製造方法