JPH0320883B2 - - Google Patents
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- JPH0320883B2 JPH0320883B2 JP57204082A JP20408282A JPH0320883B2 JP H0320883 B2 JPH0320883 B2 JP H0320883B2 JP 57204082 A JP57204082 A JP 57204082A JP 20408282 A JP20408282 A JP 20408282A JP H0320883 B2 JPH0320883 B2 JP H0320883B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は酸化亜鉛バリスタ組成物にガラスフリ
ツトを添加して高温で焼成した焼結体の両面に電
極をつけてなる電圧非直線抵抗器の製造方法に関
するものである。
ツトを添加して高温で焼成した焼結体の両面に電
極をつけてなる電圧非直線抵抗器の製造方法に関
するものである。
従来例の構成とその問題点
従来、電圧非直線抵抗器としては炭化珪素を主
体とし、これを磁器質結合剤で固めた、いわゆる
SiCバリスタが広く用いられてきたが、最近酸化
亜鉛を主成分とし、Bi2O3、Co2O3等の金属酸化
物を添加して混合、成形、焼成した焼結体を用い
た、いわゆる酸化亜鉛バリスタが生産され、実用
に供されている。
体とし、これを磁器質結合剤で固めた、いわゆる
SiCバリスタが広く用いられてきたが、最近酸化
亜鉛を主成分とし、Bi2O3、Co2O3等の金属酸化
物を添加して混合、成形、焼成した焼結体を用い
た、いわゆる酸化亜鉛バリスタが生産され、実用
に供されている。
この種の電圧非直線抵抗器（以降バリスタと呼
ぶ）の電圧−電流特性は一般に次式によつて表わ
されている。
ぶ）の電圧−電流特性は一般に次式によつて表わ
されている。
Ｉ＝（Ｖ／Ｃ）〓
ただし、Ｉは電流、Ｖは電圧、Ｃ、αは定数で
ある。そして、バリスタの特性はＣとαの２つの
定数で表わすことができる。Ｃは電流１アンペア
時における電圧で、一般に固定抵抗器の抵抗値に
相当し、またバリスタとしては電圧非直線指数α
ができるだけ大きい方が望ましい。本発明者らは
Ｃの代りに電流10μA、100μA、1mA、……、
100Aの時の電圧V10〓A、V100〓A、V1nA、……、
V100Aを使用している。
ある。そして、バリスタの特性はＣとαの２つの
定数で表わすことができる。Ｃは電流１アンペア
時における電圧で、一般に固定抵抗器の抵抗値に
相当し、またバリスタとしては電圧非直線指数α
ができるだけ大きい方が望ましい。本発明者らは
Ｃの代りに電流10μA、100μA、1mA、……、
100Aの時の電圧V10〓A、V100〓A、V1nA、……、
V100Aを使用している。
酸化亜鉛バリスタのαは40〜100と極めて大き
く、電圧安定化、サージ電圧抑制の効果が著し
く、電子機器の保護に広く使われている。最近で
は酸化亜鉛バリスタを避雷器等の高圧、高エネル
ギー分野にも使つていこうとする動きが活発にな
つている。
く、電圧安定化、サージ電圧抑制の効果が著し
く、電子機器の保護に広く使われている。最近で
は酸化亜鉛バリスタを避雷器等の高圧、高エネル
ギー分野にも使つていこうとする動きが活発にな
つている。
しかしながら、避雷器等に使われる酸化亜鉛バ
リスタは高電圧が常時印加され、雷サージ等の高
エネルギーを吸収しなければならないため、酸化
亜鉛バリスタ素子の形状が大きくなる。電子機器
の保護のために用いられる酸化亜鉛バリスタ素子
の形状が通常直径３mm〜14mm、厚み0.5〜２mmで
あるのに対し、避雷器等に用いられる酸化亜鉛バ
リスタ素子の形状は直径30mm〜80mm、厚み30mm〜
50mmである。
リスタは高電圧が常時印加され、雷サージ等の高
エネルギーを吸収しなければならないため、酸化
亜鉛バリスタ素子の形状が大きくなる。電子機器
の保護のために用いられる酸化亜鉛バリスタ素子
の形状が通常直径３mm〜14mm、厚み0.5〜２mmで
あるのに対し、避雷器等に用いられる酸化亜鉛バ
リスタ素子の形状は直径30mm〜80mm、厚み30mm〜
50mmである。
このように避雷器等に使われる酸化亜鉛バリス
タには形状が大きいために、通常の小形素子の製
造法では要求性能を満足させることはできない。
要求性能の中でも特に課電寿命特性とパルス寿命
特性と放電耐量特性が重要である。従来の小形の
酸化亜鉛バリスタ素子の課電寿命特性の改善策と
して、(1)焼結体にガラスを塗布した後、500℃〜
850℃で熱処理してガラスを拡散させる。(2)無水
ホウ酸（B2O3）、酸化バリウム（BaO）等のガラ
ス質添加物を添加し、焼成する。(3)ホウケイ酸ビ
スマス系ガラスまたはホウケイ酸鉛系ガラスを添
加し、焼成する。(4)酸化ビスマス、無水ホウ酸、
酸化コバルト、酸化銀からなるガラスを添加し、
焼成する等の方法が採られている。しかし、上記
の方法を大形素子に適用した場合、(1)の方法では
素子が大きいため、ガラス素子内部にまで拡散し
きらず、安定した性能が得られない。(2)の方法は
原料混合物のスラリーのゲル化が起るのでその対
策として仮焼工程が必要になり、しかも成形性が
悪く、素子内部にクラツクが発生する。さらに、
放電耐量、パルス寿命が悪くなる。(3)の方法は製
造工程上の問題はないが、課電寿命が少し悪く、
放電耐量、パルス寿命も悪くなる。(4)の方法も製
造工程上の問題はないが、課電寿命が十分ではな
く、放電耐量、パルス寿命も弱い等の問題点があ
つた。
タには形状が大きいために、通常の小形素子の製
造法では要求性能を満足させることはできない。
要求性能の中でも特に課電寿命特性とパルス寿命
特性と放電耐量特性が重要である。従来の小形の
酸化亜鉛バリスタ素子の課電寿命特性の改善策と
して、(1)焼結体にガラスを塗布した後、500℃〜
850℃で熱処理してガラスを拡散させる。(2)無水
ホウ酸（B2O3）、酸化バリウム（BaO）等のガラ
ス質添加物を添加し、焼成する。(3)ホウケイ酸ビ
スマス系ガラスまたはホウケイ酸鉛系ガラスを添
加し、焼成する。(4)酸化ビスマス、無水ホウ酸、
酸化コバルト、酸化銀からなるガラスを添加し、
焼成する等の方法が採られている。しかし、上記
の方法を大形素子に適用した場合、(1)の方法では
素子が大きいため、ガラス素子内部にまで拡散し
きらず、安定した性能が得られない。(2)の方法は
原料混合物のスラリーのゲル化が起るのでその対
策として仮焼工程が必要になり、しかも成形性が
悪く、素子内部にクラツクが発生する。さらに、
放電耐量、パルス寿命が悪くなる。(3)の方法は製
造工程上の問題はないが、課電寿命が少し悪く、
放電耐量、パルス寿命も悪くなる。(4)の方法も製
造工程上の問題はないが、課電寿命が十分ではな
く、放電耐量、パルス寿命も弱い等の問題点があ
つた。
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、大形の酸化亜鉛バリ
スタ素子でも課電寿命特性とパルス寿命特性と放
電耐量に優れている電圧非直線抵抗器の製造方法
を提供しようとするものである。
スタ素子でも課電寿命特性とパルス寿命特性と放
電耐量に優れている電圧非直線抵抗器の製造方法
を提供しようとするものである。
発明の構成
この目的を達成するために本発明の電圧非直線
抵抗器の製造方法として、酸化バリスタ組成物に
添加するガラスフリツトの構成材料と添加量を検
討し、特に高圧、高エネルギー分野の酸化亜鉛バ
リスタ素子の課電寿命特性、パルス寿命特性、放
電耐量を向上させたものである。具体的には、酸
化ビスマス（Bi2O3）40〜90wt％、シリカ
（SiO2）５〜25wt％、無水ホウ酸（B2O3）10〜
30wt％、酸化銀（Ag2O）５〜30wt％、酸化アン
チモン（Sb2O3）２〜30wt％からなるガラス組成
物を1000℃〜1250℃で融解後冷却し、微粉砕した
ガラスフリツトを、酸化亜鉛バリスタ組成物100
重量部に対して0.01〜５重量部添加して混合、成
形し、その成形体を850℃〜950℃で仮焼し、その
仮焼体の側面に酸化ビスマスとシリカと酸化アン
チモンの混合ペーストを塗布し、1000℃〜1400℃
で焼成して得られる焼結体に電極を設けることを
特徴とする電圧非直線抵抗器の製造方法を提供す
るものである。
抵抗器の製造方法として、酸化バリスタ組成物に
添加するガラスフリツトの構成材料と添加量を検
討し、特に高圧、高エネルギー分野の酸化亜鉛バ
リスタ素子の課電寿命特性、パルス寿命特性、放
電耐量を向上させたものである。具体的には、酸
化ビスマス（Bi2O3）40〜90wt％、シリカ
（SiO2）５〜25wt％、無水ホウ酸（B2O3）10〜
30wt％、酸化銀（Ag2O）５〜30wt％、酸化アン
チモン（Sb2O3）２〜30wt％からなるガラス組成
物を1000℃〜1250℃で融解後冷却し、微粉砕した
ガラスフリツトを、酸化亜鉛バリスタ組成物100
重量部に対して0.01〜５重量部添加して混合、成
形し、その成形体を850℃〜950℃で仮焼し、その
仮焼体の側面に酸化ビスマスとシリカと酸化アン
チモンの混合ペーストを塗布し、1000℃〜1400℃
で焼成して得られる焼結体に電極を設けることを
特徴とする電圧非直線抵抗器の製造方法を提供す
るものである。
実施例の説明
以下、実施例に従つて本発明を説明する。
まず、酸化ビスマス（Bi2O3）40〜90wt％、シ
リカ（SiO2）５〜25wt％、無水ホウ酸（B2O3）
10〜30wt％、酸化銀（Ag2O）５〜30wt％、酸化
アンチモン（Sb2O3）２〜30wt％を配合、混合
し、混合物を白金ルツボに入れ、1000℃〜1250℃
で融解後、水中へ投入し、急冷し、それをポツト
ミルで微粉砕してガラスフリツトを作る。
リカ（SiO2）５〜25wt％、無水ホウ酸（B2O3）
10〜30wt％、酸化銀（Ag2O）５〜30wt％、酸化
アンチモン（Sb2O3）２〜30wt％を配合、混合
し、混合物を白金ルツボに入れ、1000℃〜1250℃
で融解後、水中へ投入し、急冷し、それをポツト
ミルで微粉砕してガラスフリツトを作る。
一方、酸化亜鉛（ZnO）85〜98.5mol％、酸化
ビスマス（Bi2O3）0.01〜5mol％、酸化コバルト
（Co2O3）0.01〜5mol％、酸化マンガン（MnO2）
0.01〜5mol％、酸化アンチモン（Sb2O3）0.02〜
10mol％、酸化クロム（Cr2O3）0.01〜5mol％、
シリカ（SiO2）0.02〜10mol％、酸化ニツケル
（NiO）0.02〜10mol％、酸化アルミニウム
（Al2O3）0.001〜0.05mol％を配合したもの（以下
バリスタ組成物と呼ぶ）を作り、このバリスタ組
成物100重量部に対して、前記ガラスフリツトを
0.01〜５重量部添加し、混合、成形し、その成形
体を850℃〜950℃で仮焼し、その仮焼体の側面に
酸化ビスマス（Bi2O3）５〜20mol％、シリカ
（SiO2）60〜90mol％、酸化アンモチン（Sb2O3）
10〜30mol％からなる側面高抵抗剤を塗布し、
1000℃〜1400℃で焼成して得られる円柱形焼結体
の両面に金属溶射によつて電極をつける。
ビスマス（Bi2O3）0.01〜5mol％、酸化コバルト
（Co2O3）0.01〜5mol％、酸化マンガン（MnO2）
0.01〜5mol％、酸化アンチモン（Sb2O3）0.02〜
10mol％、酸化クロム（Cr2O3）0.01〜5mol％、
シリカ（SiO2）0.02〜10mol％、酸化ニツケル
（NiO）0.02〜10mol％、酸化アルミニウム
（Al2O3）0.001〜0.05mol％を配合したもの（以下
バリスタ組成物と呼ぶ）を作り、このバリスタ組
成物100重量部に対して、前記ガラスフリツトを
0.01〜５重量部添加し、混合、成形し、その成形
体を850℃〜950℃で仮焼し、その仮焼体の側面に
酸化ビスマス（Bi2O3）５〜20mol％、シリカ
（SiO2）60〜90mol％、酸化アンモチン（Sb2O3）
10〜30mol％からなる側面高抵抗剤を塗布し、
1000℃〜1400℃で焼成して得られる円柱形焼結体
の両面に金属溶射によつて電極をつける。
このようにして作られた本発明例と従来例の特
性比較を直径33mm、厚み30mmの焼結体を用いて第
１図、第２図、第３図に示す。第１図は課電寿命
特性を、第２図はパルス寿命特性を、第３図は放
電耐量特性を示す。課電寿命試験は130℃の恆温
槽の中に試料を置き、試料の電極間に試料の
V1nAの95％の電圧に相当するピーク電圧を有す
るAC電圧を印加し、その漏れ電流の増加状態を
調べた。パルス寿命特性は試料に電流波形８×
20μS、電流波高値5000Aのパルスを繰返し印加
し、試料のV1nAの変化率を調べた。一方、放電
耐量試験は電流波形４×10μSのパルス電流を２
回印加した時の試料のV1nAの変化率を調べた。
図でイは本発明の特性、ロは従来品の特性であ
る。
性比較を直径33mm、厚み30mmの焼結体を用いて第
１図、第２図、第３図に示す。第１図は課電寿命
特性を、第２図はパルス寿命特性を、第３図は放
電耐量特性を示す。課電寿命試験は130℃の恆温
槽の中に試料を置き、試料の電極間に試料の
V1nAの95％の電圧に相当するピーク電圧を有す
るAC電圧を印加し、その漏れ電流の増加状態を
調べた。パルス寿命特性は試料に電流波形８×
20μS、電流波高値5000Aのパルスを繰返し印加
し、試料のV1nAの変化率を調べた。一方、放電
耐量試験は電流波形４×10μSのパルス電流を２
回印加した時の試料のV1nAの変化率を調べた。
図でイは本発明の特性、ロは従来品の特性であ
る。
以上の結果は本発明品が酸化ビスマス
（Bi2O3）50wt％、シリカ（SiO2）10wt％、無水
ホウ酸（B2O3）20wt％、酸化銀（Ag2O）20wt
％、酸化アンチモン（Sb2O3）15wt％を1200℃で
融解した後急冷し、微粉砕したガラスフリツトを
バリスタ組成物（ZnO95.495mol％、
Bi2O30.5mol％、Co2O30.5mol％、MnO20.5mol
％、Sb2O31.0mol、Cr2O30.5mol％、SiO20.5mol
％、NiO1.0mol％、Al2O30.005mol％）100重量
部に対して0.1重量部を加えて混合、成形し、そ
の成形体を900℃で仮焼し、その仮焼体の側面に
酸化ビスマス（Bi2O3）10mol％、シリカ（SiO2）
70mol％、酸化アンチモン（Sb2O3）20mol％か
らなる側面高抵抗剤を塗布し、1200℃で焼成した
ものである。また、従来品はBi2O358.4wt％、
SiO212.5wt％、B2O312.5wt％、CoO8.3wt％、
Ag2O8.3wt％のガラス組成物であり、その他の条
件は本発明品と同じである。
（Bi2O3）50wt％、シリカ（SiO2）10wt％、無水
ホウ酸（B2O3）20wt％、酸化銀（Ag2O）20wt
％、酸化アンチモン（Sb2O3）15wt％を1200℃で
融解した後急冷し、微粉砕したガラスフリツトを
バリスタ組成物（ZnO95.495mol％、
Bi2O30.5mol％、Co2O30.5mol％、MnO20.5mol
％、Sb2O31.0mol、Cr2O30.5mol％、SiO20.5mol
％、NiO1.0mol％、Al2O30.005mol％）100重量
部に対して0.1重量部を加えて混合、成形し、そ
の成形体を900℃で仮焼し、その仮焼体の側面に
酸化ビスマス（Bi2O3）10mol％、シリカ（SiO2）
70mol％、酸化アンチモン（Sb2O3）20mol％か
らなる側面高抵抗剤を塗布し、1200℃で焼成した
ものである。また、従来品はBi2O358.4wt％、
SiO212.5wt％、B2O312.5wt％、CoO8.3wt％、
Ag2O8.3wt％のガラス組成物であり、その他の条
件は本発明品と同じである。
ガラスフリツトの添加量が0.01重量部未満にな
ると課電寿命特性の改善効果がなくなり、一方５
重量部を超えると放電耐量が悪くなる。また、ガ
ラスフリツト中のBi2O3が40wt％未満ではガラス
化が困難になり、90wt％を超えた時は素子の電
圧非直線指数αが悪くなる。次に、SiO2が5wt％
未満では素子の課電寿命が悪くなり、25wt％を
超えた時には放電耐量が悪くなる。さらに、
B2O3は10wt％未満では電圧非直線指数αが悪く
なり、30wt％を超えた時には放電耐量が悪くな
る。そして、Ag2Oが5wt％未満では課電寿命特
性が悪くなり、30wt％を超えた時には放電耐量
が悪くなる。また、Sb2O3が2wt％未満ではパル
ス寿命特性が悪くなり、30wt％を超えた時には
ガラス化が困難となつた。
ると課電寿命特性の改善効果がなくなり、一方５
重量部を超えると放電耐量が悪くなる。また、ガ
ラスフリツト中のBi2O3が40wt％未満ではガラス
化が困難になり、90wt％を超えた時は素子の電
圧非直線指数αが悪くなる。次に、SiO2が5wt％
未満では素子の課電寿命が悪くなり、25wt％を
超えた時には放電耐量が悪くなる。さらに、
B2O3は10wt％未満では電圧非直線指数αが悪く
なり、30wt％を超えた時には放電耐量が悪くな
る。そして、Ag2Oが5wt％未満では課電寿命特
性が悪くなり、30wt％を超えた時には放電耐量
が悪くなる。また、Sb2O3が2wt％未満ではパル
ス寿命特性が悪くなり、30wt％を超えた時には
ガラス化が困難となつた。
発明の効果
以上のように本発明は大形の酸化亜鉛バリスタ
素子の課電寿命特性、パルス寿命特性、放電耐量
特性を大巾に改善でき、その実用的効果は大なる
ものがある。
素子の課電寿命特性、パルス寿命特性、放電耐量
特性を大巾に改善でき、その実用的効果は大なる
ものがある。
第１図は課電寿命特性の本発明品と従来品との
比較を示す図、第２図はパルス寿命特性の本発明
品と従来品との比較を示す図、第３図は放電耐量
特性の本発明品と従来品との比較を示す図であ
る。
比較を示す図、第２図はパルス寿命特性の本発明
品と従来品との比較を示す図、第３図は放電耐量
特性の本発明品と従来品との比較を示す図であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 酸化ビスマス（Bi2O3）40〜90wt％、シリカ
（SiO2）５〜25wt％、無水ホウ酸（B2O3）10〜
30wt％、酸化銀（Ag2O）５〜30wt％、酸化アン
チモン（Sb2O3）２〜30wt％からなるガラス組成
物を1000℃〜1250℃で融解後冷却し、微粉砕した
ガラスフリツトを、酸化亜鉛バリスタ組成物100
重量部に対して0.01〜５重量部添加して混合、成
形し、その成形体を850℃〜950℃で仮焼し、その
仮焼体の側面に酸化ビスマスとシリカと酸化アン
チモンの混合ペーストを塗布し、1000℃〜1400℃
で焼成して得られる焼結体に電極を設けることを
特徴とする電圧非直線抵抗器の製造方法。 ２ 酸化亜鉛バリスタ組成物の配合組成を酸化亜
鉛（ZnO）85〜98.5mol％、酸化ビスマス
（Bi2O3）0.01〜5mol％、酸化コバルト（Co2O3）
0.01〜5mol％、酸化マンガン（MnO2）0.01〜
5mol％、酸化アンチモン（Sb2O3）0.02〜10mol
％、酸化クロム（Cr2O3）0.01〜5mol％、シリカ
（SiO2）0.02〜10mol％、酸化ニツケル（NiO）
0.02〜10mol％、酸化アルミニウム（Al2O3）
0.001〜0.05mol％とした特許請求の範囲第１項記
載の電圧非直線抵抗器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57204082A JPS5994401A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57204082A JPS5994401A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5994401A JPS5994401A (ja) | 1984-05-31 |
| JPH0320883B2 true JPH0320883B2 (ja) | 1991-03-20 |
Family
ID=16484477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57204082A Granted JPS5994401A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5994401A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63117402A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-05-21 | 株式会社東芝 | 非直線抵抗体の製造方法 |
| JP6355360B2 (ja) * | 2014-02-26 | 2018-07-11 | Koa株式会社 | 酸化亜鉛系バリスタの製造方法 |
-
1982
- 1982-11-19 JP JP57204082A patent/JPS5994401A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5994401A (ja) | 1984-05-31 |
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