JPH04369804A - 酸化亜鉛バリスタの製造方法 - Google Patents
酸化亜鉛バリスタの製造方法Info
- Publication number
- JPH04369804A JPH04369804A JP3147180A JP14718091A JPH04369804A JP H04369804 A JPH04369804 A JP H04369804A JP 3147180 A JP3147180 A JP 3147180A JP 14718091 A JP14718091 A JP 14718091A JP H04369804 A JPH04369804 A JP H04369804A
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- JP
- Japan
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- zinc oxide
- silicon oxide
- mol
- oxide varistor
- manufacture
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- Pending
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は酸化亜鉛を主成分とする
酸化亜鉛バリスタの製造方法に関するものである。
酸化亜鉛バリスタの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】酸化亜鉛（ＺｎＯ）バリスタは、電圧非
直線性に優れ、大きなサージ電流耐量を有しており、低
圧タイプはサージアブソーバとして、高圧タイプはギャ
ップレスアレスタとして広く利用されている。
直線性に優れ、大きなサージ電流耐量を有しており、低
圧タイプはサージアブソーバとして、高圧タイプはギャ
ップレスアレスタとして広く利用されている。
【０００３】従来、酸化亜鉛バリスタは主成分のＺｎＯ
に酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３），酸化アンチモン（Ｓｂ
２Ｏ３），酸化コバルト（Ｃｏ２Ｏ３），酸化マンガン
（ＭｎＯ２），酸化珪素（ＳｉＯ２）などの添加物を添
加し、有機バインダなどを加え、ボールミルなどで湿式
粉砕ののち、造粒，成形，焼成工程を経て製造されてい
る。
に酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３），酸化アンチモン（Ｓｂ
２Ｏ３），酸化コバルト（Ｃｏ２Ｏ３），酸化マンガン
（ＭｎＯ２），酸化珪素（ＳｉＯ２）などの添加物を添
加し、有機バインダなどを加え、ボールミルなどで湿式
粉砕ののち、造粒，成形，焼成工程を経て製造されてい
る。
【０００４】上記アレスタ用の酸化亜鉛バリスタを製造
する場合、一般に単位厚み当りのバリスタ電圧（Ｖ１ｍ
Ａ／ｍｍ）が２００Ｖ以上の材料が小形化および低価格
化のために必要である。前記添加物の中で酸化珪素は、
酸化亜鉛の粒成長を抑制し、単位厚み当りのバリスタ電
圧（Ｖ１ｍＡ／ｍｍ）を高くする物質として知られ、ア
レスタ用酸化亜鉛バリスタには必要不可欠なものである
。この酸化珪素は焼結体中において、珪酸亜鉛（Ｚｎ２
ＳｉＯ４）として存在するものである。また、出発原料
の酸化珪素は、湿式法によるものが広く用いられていた
。
する場合、一般に単位厚み当りのバリスタ電圧（Ｖ１ｍ
Ａ／ｍｍ）が２００Ｖ以上の材料が小形化および低価格
化のために必要である。前記添加物の中で酸化珪素は、
酸化亜鉛の粒成長を抑制し、単位厚み当りのバリスタ電
圧（Ｖ１ｍＡ／ｍｍ）を高くする物質として知られ、ア
レスタ用酸化亜鉛バリスタには必要不可欠なものである
。この酸化珪素は焼結体中において、珪酸亜鉛（Ｚｎ２
ＳｉＯ４）として存在するものである。また、出発原料
の酸化珪素は、湿式法によるものが広く用いられていた
。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、湿式法
による酸化珪素は他の添加物に比べ嵩比重が著しく軽く
、凝集しやすく、固く容易に粉砕されないため分散性は
悪く、この結果、焼結体中にボイドが発生し、酸化亜鉛
バリスタの重要な特性の一つであるサージ耐量（２ｍｓ
の矩形波電流印加試験）が低いという問題を有していた
。また、単位厚み当りのバリスタ電圧（Ｖ１ｍＡ／ｍｍ
）の高圧化のために酸化珪素を１モル％以上添加すると
、スラリー粘度が著しく増加し、ゲル化するため造粒が
困難になるという問題も同時に有していた。
による酸化珪素は他の添加物に比べ嵩比重が著しく軽く
、凝集しやすく、固く容易に粉砕されないため分散性は
悪く、この結果、焼結体中にボイドが発生し、酸化亜鉛
バリスタの重要な特性の一つであるサージ耐量（２ｍｓ
の矩形波電流印加試験）が低いという問題を有していた
。また、単位厚み当りのバリスタ電圧（Ｖ１ｍＡ／ｍｍ
）の高圧化のために酸化珪素を１モル％以上添加すると
、スラリー粘度が著しく増加し、ゲル化するため造粒が
困難になるという問題も同時に有していた。
【０００６】上記問題を解決する方法として、粉末状珪
素を添加する方法（特開昭６３−１４２６０３号公報）
が開示されているが、珪素が酸化する際に多量の酸素が
必要となるために有機バインダの除去が困難であるなど
の問題を有していた。
素を添加する方法（特開昭６３−１４２６０３号公報）
が開示されているが、珪素が酸化する際に多量の酸素が
必要となるために有機バインダの除去が困難であるなど
の問題を有していた。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点を解決
するもので、サージ耐量の向上を主目的とし、合わせて
スラリーのゲル化のない、酸化亜鉛バリスタの製造方法
の提供を目的とするものである。
するもので、サージ耐量の向上を主目的とし、合わせて
スラリーのゲル化のない、酸化亜鉛バリスタの製造方法
の提供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題を解決
するために、出発原料として用いる酸化珪素に珪石を完
全溶融させた後冷却し粉砕する溶融法により製造された
酸化珪素を用いるものである。
するために、出発原料として用いる酸化珪素に珪石を完
全溶融させた後冷却し粉砕する溶融法により製造された
酸化珪素を用いるものである。
【０００９】
【作用】この溶融法により製造される酸化珪素は、嵩比
重が一般的な酸化珪素に比べ大きく、凝集しにくいため
に十分に粉砕され、分散性に優れるため、焼結体中にボ
イドが発生しにくく、高いサージ耐量を有する酸化亜鉛
バリスタを製造することができる。また、分散性に優れ
るため、添加量が増えてもスラリーのゲル化が起きず、
造粒を容量に行うことができる。
重が一般的な酸化珪素に比べ大きく、凝集しにくいため
に十分に粉砕され、分散性に優れるため、焼結体中にボ
イドが発生しにくく、高いサージ耐量を有する酸化亜鉛
バリスタを製造することができる。また、分散性に優れ
るため、添加量が増えてもスラリーのゲル化が起きず、
造粒を容量に行うことができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
【００１１】主成分のＺｎＯにＢｉ２Ｏ３，Ｃｏ２Ｏ３
，ＭｎＯ２をそれぞれ０．５モル％，Ｓｂ２Ｏ３を１．
０モル％、珪石を完全溶融させた後冷却し粉砕する溶融
法により製造された酸化珪素（例えば電気化学工業（株
）製品番ＦＳ２０）をそれぞれ０．５モル％，１．０モ
ル％および１０．０モル％となるように秤量した。この
原料粉末に固形分比率が約６０重量％となるように純水
を加え、さらに有機バインダ（ポリビニルアルコール）
を０．５重量％加え、ボールミルで２０時間混合しスラ
リーを得た。このスラリーをスプレードライヤーにて造
粒し、この造粒粉を直径５０ｍｍ，厚さ４０ｍｍの円板
状に成形し、空気中において１２００℃で２時間焼成を
行った。このようにして得られた焼結体の両端面にアル
ミニウムの溶射電極を形成し、試料とした。また、比較
のため、従来方法として、珪酸ソーダを酸で中和する湿
式法により製造される酸化珪素を用い、同様の方法によ
り試料を作成した。
，ＭｎＯ２をそれぞれ０．５モル％，Ｓｂ２Ｏ３を１．
０モル％、珪石を完全溶融させた後冷却し粉砕する溶融
法により製造された酸化珪素（例えば電気化学工業（株
）製品番ＦＳ２０）をそれぞれ０．５モル％，１．０モ
ル％および１０．０モル％となるように秤量した。この
原料粉末に固形分比率が約６０重量％となるように純水
を加え、さらに有機バインダ（ポリビニルアルコール）
を０．５重量％加え、ボールミルで２０時間混合しスラ
リーを得た。このスラリーをスプレードライヤーにて造
粒し、この造粒粉を直径５０ｍｍ，厚さ４０ｍｍの円板
状に成形し、空気中において１２００℃で２時間焼成を
行った。このようにして得られた焼結体の両端面にアル
ミニウムの溶射電極を形成し、試料とした。また、比較
のため、従来方法として、珪酸ソーダを酸で中和する湿
式法により製造される酸化珪素を用い、同様の方法によ
り試料を作成した。
【００１２】図に２０時間混合後のスラリー粘度の経時
変化を示す。この時、スラリー粘度は回転粘度計にて測
定した。
変化を示す。この時、スラリー粘度は回転粘度計にて測
定した。
【００１３】図に示すように、本発明の溶融法による酸
化珪素を用いたものは、１モル％および１０モル％の場
合も粘度の経時変化はほとんど見られない。一方、従来
の湿式法による酸化珪素を用いたものは、１モル％の場
合、約５時間後に５０００ＣＰＳを超え、スプレードラ
イヤーでの造粒が不可能となった。また、１０モル％の
場合には、スラリーがゲル化して粘度測定が不可能であ
った。
化珪素を用いたものは、１モル％および１０モル％の場
合も粘度の経時変化はほとんど見られない。一方、従来
の湿式法による酸化珪素を用いたものは、１モル％の場
合、約５時間後に５０００ＣＰＳを超え、スプレードラ
イヤーでの造粒が不可能となった。また、１０モル％の
場合には、スラリーがゲル化して粘度測定が不可能であ
った。
【００１４】次に、上記のようにして得られた試料につ
いて単位厚み当りのバリスタ電圧（Ｖ１ｍＡ／ｍｍ），
電圧非直線性係数（α）を測定し、その値を（表１）に
示す。さらに、サージ耐量試験を実施した。この試験は
、２ｍｓ，５００Ａの矩形波電流を同一方向に５分イン
ターバルで試料が破壊に至るまで繰り返し印加した。そ
の回数を（表１）に併せて示す。ここで、（表１）には
試料数５個の最高と最低の回数を示した。
いて単位厚み当りのバリスタ電圧（Ｖ１ｍＡ／ｍｍ），
電圧非直線性係数（α）を測定し、その値を（表１）に
示す。さらに、サージ耐量試験を実施した。この試験は
、２ｍｓ，５００Ａの矩形波電流を同一方向に５分イン
ターバルで試料が破壊に至るまで繰り返し印加した。そ
の回数を（表１）に併せて示す。ここで、（表１）には
試料数５個の最高と最低の回数を示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】（表１）より、バリスタ電圧及び電圧非直
線係数は酸化珪素の種類による差はほとんど見られない
。しかし、本発明の溶融法による酸化珪素を用いると多
量添加が可能となり、素子の小型化，低価格が可能とな
る。
線係数は酸化珪素の種類による差はほとんど見られない
。しかし、本発明の溶融法による酸化珪素を用いると多
量添加が可能となり、素子の小型化，低価格が可能とな
る。
【００１７】一方、サージ耐量試験では、本発明の溶融
法の酸化珪素を用いる方法は、従来例に比較して約２倍
となることがわかる。また、最高と最低の幅も小さくな
り、バラツキの小さいことがわかる。これは、溶融法に
よる酸化珪素を用いることにより、粉砕されやすく、分
散性が良いため、焼結体中のボイドの発生が著しく低下
し、合わせて珪酸亜鉛の分布も均一となり、電流分布が
均一化したためと考えられる。
法の酸化珪素を用いる方法は、従来例に比較して約２倍
となることがわかる。また、最高と最低の幅も小さくな
り、バラツキの小さいことがわかる。これは、溶融法に
よる酸化珪素を用いることにより、粉砕されやすく、分
散性が良いため、焼結体中のボイドの発生が著しく低下
し、合わせて珪酸亜鉛の分布も均一となり、電流分布が
均一化したためと考えられる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、酸化亜鉛
バリスタの出発原料に珪石を完全溶融させた後冷却し粉
砕する溶融法により製造された酸化珪素を用いることに
より、スラリーのゲル化がなく、サージ耐量が大きく、
単位厚み当りのバリスタ電圧の高い酸化亜鉛バリスタを
容易に製造することができる。
バリスタの出発原料に珪石を完全溶融させた後冷却し粉
砕する溶融法により製造された酸化珪素を用いることに
より、スラリーのゲル化がなく、サージ耐量が大きく、
単位厚み当りのバリスタ電圧の高い酸化亜鉛バリスタを
容易に製造することができる。
【図１】本発明および従来の製造方法により得られた原
料のスラリー粘度の経時変化を示す図
料のスラリー粘度の経時変化を示す図
Claims (1)
- 【請求項１】焼結体中に珪酸亜鉛を含む酸化亜鉛バリス
タの出発原料に、珪石を完全溶融させた後冷却し粉砕す
る溶融法により製造された酸化珪素を用いることを特徴
とする酸化亜鉛バリスタの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3147180A JPH04369804A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 酸化亜鉛バリスタの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3147180A JPH04369804A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 酸化亜鉛バリスタの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04369804A true JPH04369804A (ja) | 1992-12-22 |
Family
ID=15424392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3147180A Pending JPH04369804A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 酸化亜鉛バリスタの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04369804A (ja) |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP3147180A patent/JPH04369804A/ja active Pending
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