JPH02238604A - 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する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、Ｂｉｚ０３，　Ｓｂｚ
０３Ｓ１０２１　ＭｎＯ■等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。

この電圧非直線抵抗体では、雷等のサージ電流が素子に
印加された場合に主として素子側面に沿った閃絡いわゆ
る沿面閃絡が生じ、素子が破壊することがあるため、抵
抗体の側面にＢｉ−Ｓｂ−Ｓｉ系化合物またはＢｉ−Ｓ
ｂ−Ｓｉ−Ｚｎ系化合物よりなる高抵抗層を設けるのが
一般的である。

（発明が解決しようとする課題） 従来の電圧非直線抵抗体においては、その側面部に形成
される側面高抵抗層を、焼成時の熱膨張差によって結晶
粒界にクランクが発生しにくい結晶質構造としていた。

しかし、結晶質構造は耐湿性が劣り、その結果特性がバ
ラツキ、放電耐量も変化するとともに課電寿命も悪くな
るという問題があった。

本発明の目的は上述した課題を解決して、側面貰抵抗層
の耐湿性を向上し、雷サージ耐量を向上する電圧非直線
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、
少なくともビスマス酸化物を含んで成る電圧非直線抵抗
体の側面部に形成される高抵抗層においで、 該高抵抗層を形成する酸化物の結晶化率が８０％以下で
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、本発明者らは側面抵抗層中の酸
化物の結晶化率を８０％以下にすることにより、側面高
抵抗層の吸湿性を改善し、雷サージ耐量が良好になるこ
とを見出した。

また、この場合に上記酸化物に少なくとも酸化ビスマス
を含ませると良い。この理由は、酸化ビスマスは非晶質
の主要成分であり、側面高抵抗層においてはフラックス
として作用するからである。

また、好ましくは結晶相として珪酸亜鉛を含むとよい。

この理由は、珪酸亜鉛は雷サージ耐量を向上させるから
である。

（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Ｂｉ２（Ｌ＋＋　ＣＯ３０４１　Ｍｎ０２Ｓｂ
２０３＋　Ｃｒ２０，ｌ＋　ｓ；ｏ２，　ＮｉＯ等より
なる添加物の所？量を混合する。この際、本発明ではＳ
ｉＯ■源原料として平均粒径１０μｍ以下の非晶質シリ
カを使用する。これら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、好ましくはディスパー
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５０〜１
００ＭＰａの下で所定の形状に成形する。

そして成形体を昇降温速度５０〜７０゜Ｃ　／ｈｒで８
５０〜９８０゜Ｃ、保持時間１〜５時間という条件で仮
焼成する。

なお、仮焼成の前に成形体を昇降温速度１０〜１００’
Ｃ／ｈｒで４００〜６００゜Ｃ、保持時間１〜１０時間
で熱処理し結合剤を飛散除去することが好ましい。

次に、仮焼成した仮焼体の側面に側面高抵抗層を形成す
る。本発明では、酸化ビスマス、酸化アンチモン、酸化
ケイ素等の所定量に有機結合剤としてエチルセルロース
、プチルカルビトール、酢酸ｎブチル等を加えた側面高
抵抗層用混合ペーストを、６０〜３００　μｍの厚さに
成形体の側面に塗布する。この際、本発明では上記混合
ペーストは、酸化ビスマスの粒度を１〜１０μｍ、好ま
しくは１〜５μｍとし、酸化ケイ素の粒度を１０μｍ以
下、好ましくは１μｍ以下とし、全体の粒度を調整して
１０μｍ以下にし、酸化ケイ素として、より好ましくは
平均粒径が１０μｍ以下の非品質シリヵを使用する。こ
れと以下に示す焼成条件を組合わせることにより、本発
明で必要な側面高抵抗層中の酸化物の結晶化率８０％以
下を達成することができる。

なお、ここでは側面高抵抗層形成材料として酸化物を用
いたが、非晶質シリカを除き酸化物に限定されることな
く炭酸塩、水酸化物等の化合物でもよい。これらの化合
物は１０００゜Ｃ以下、好ましくは８００゜Ｃ以下で酸
化物に変化するものが好ましい。

次にこれを昇温速度４０〜６０゜Ｃ　／ｈｒで１０００
〜１３００゜Ｃ、好ましくは１１００〜１２５０゜Ｃま
で昇温し、そこに３〜７時間保持して、８００゜Ｃまで
降温速度１００〜２００゜Ｃ　／ｈｒで冷却する。

なお、ガラス粉末に有機結合剤としてエチルセルロース
、プチルカルビトール、酢酸ｎブチル等を加えたガラス
ペーストを上記側面高抵抗層上に？００〜３００μｍの
厚さに塗布し、空気中で昇降温速度１００〜２００゜Ｃ
／ｈｒ　、４００　〜６００゜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ＳｊＣ，
　ＡＩ■０３，ダイヤモンド等の＃４００−・２０００
相当の研磨剤により水好ましくは油を使用して研磨する
。次に研磨面を洗浄後、研磨した両端面に例えばアルミ
ニウム等によって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，以下、実際に本発明範囲内およ
び範囲外の電圧非直線抵抗体について各種特性を測定し
た結果について説明する。

実施五上 上述した方法で作成した直径４７Ｉｎｆｆｌ、厚さ２２
．５ｍｍでＶ　ｌ．，．Ａ　−２００　〜２３０Ｖ／ｍ
ｍの電圧非直線抵抗体において、側面高抵抗層の結晶化
率を変化させた場合にその耐湿性と特性に及ぼす影響を
調べるため、本発明範囲内の試料Ｎｏ．１〜６と、いず
れかの点で本発明の範囲内を満たさない比較例Ｎｏ．　
７〜１０とを準備し、側面高抵抗層の耐湿性、絶縁抵抗
および雷サージ耐量を測定した。また、本試料の結晶部
については珪酸亜鉛およびスピネル結晶が認められた。

この結果を第１表に示す。この第１表において、耐湿性
は浸透液中に圧力２００　ｋｇ／ｃ［、浸漬時間２４時
間という条件にて全く吸湿しないものを○、部吸湿する
ものを△、全体が吸湿するものを×で示し、雷サージ耐
量は、温度４０゜Ｃ、湿度１００％の雰囲気中に２４時
間放置した後に、ＩＯＯＫＡ，　ＩＩＯＫＡ１２０ＫＡ
，　１３０ＫＡのパルス電流を４／１０　ｐ　ｓの電流
波形で２回印加して破壊したものを×で、破壊しなかっ
たものを○で示す。また、絶縁抵抗はＩＯＯＯＶの電圧
を素子に印加したときの電流から測定した。

また、結晶化率はＸ線回折による定量法で結晶を定量し
、残部を非晶質としてその割合を求めた。

第１表 第１表の結果から側面高抵抗層の結晶化率を８０％以下
とした本発明例の試料は比較例に比べてその絶縁抵抗も
高く、かつ雷サージ耐量が良好であることが分かった。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明の電圧非直線抵
抗体によれば、その側面高抵抗層の結晶化率を８０％以
下としたことにより、側面高抵抗層の吸湿性を改善し、
雷サージ耐量が向上し、素子の経年変化（課電寿命）を
も良好なものとした電圧非直線抵抗体を得ることができ
る。

また、制限電圧比においても良好な結果が得られた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．酸化亜鉛を主成分とし、少なくともビスマス酸化物
   を含んで成る電圧非直線抵抗体の側面部に形成される高
   抵抗層において、該高抵抗層を形成する酸化物の結晶化
   率が８０％以下であることを特徴とする電圧非直線抵抗
   体。