JPH0574606A - 低電圧用酸化亜鉛バリスタ - Google Patents

低電圧用酸化亜鉛バリスタ

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JPH0574606A
JPH0574606A JP3232811A JP23281191A JPH0574606A JP H0574606 A JPH0574606 A JP H0574606A JP 3232811 A JP3232811 A JP 3232811A JP 23281191 A JP23281191 A JP 23281191A JP H0574606 A JPH0574606 A JP H0574606A
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JP
Japan
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mol
oxide
zinc oxide
voltage
varistor
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JP3232811A
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English (en)
Inventor
Naoki Muto
直樹 武藤
Kazushige Koyama
一茂 小山
Masaaki Katsumata
雅昭 勝又
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回路電圧が100V以下の各種電気機器に使
用される低電圧用酸化亜鉛バリスタにおいて、優れた電
圧非直線性と負荷寿命特性とすることを目的とする。 【構成】 主成分の酸化亜鉛に対して、副成分としてB
230.1〜2.0モル%,Co230.1〜1.0
モル%,MnO20.1〜2.0モル%,Sb230.
01〜0.50モル%,Cr230.01〜0.50モ
ル%,NiO0.1〜2.0モル%,Al230.00
1〜0.010モル%,TiO20.1〜3.0モル%
およびY230.01〜0.50モル%を添加含有させ
た組成を有する原料粉を混合,造粒,成形,焼成するこ
とにより、電圧非直線性と負荷寿命特性に優れた酸化亜
鉛バリスタが得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、回路電圧が100V以
下の回路に用いられる電圧非直線性および負荷寿命が優
れた低電圧用酸化亜鉛バリスタに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、各種酸化亜鉛バリスタの開発には
めざましいものがあり、中でも酸化ビスマスを含有した
酸化亜鉛系の酸化亜鉛バリスタはその優れた電圧非直線
性およびサージ吸収性が認められ、雷サージや異常電圧
に対する防護用酸化亜鉛バリスタとして広く用いられて
いる。このような酸化亜鉛バリスタは、実用上通常の電
圧状態においては漏れ電流が少なく、異常電圧や雷サー
ジの吸収能力が大きく、その後の電気特性の変化がきわ
めて少ないことが要求されている。従来このような要求
に応える技術として特公昭62−282416号公報に
開示されたものがある。上記公報に開示された技術は、
酸化亜鉛に酸化ビスマス,酸化コバルト,酸化マンガ
ン,酸化アンチモンならびに酸化イットリウム,酸化エ
ルビウムおよび酸化ホルミウムのうち少なくとも1種を
添加含有することにより、電圧非直線性に優れ、かつサ
ージ電流に対して安定な特性を示す主として回路電圧が
100V以上の回路に用いる酸化亜鉛バリスタに関する
ものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の酸化亜鉛バリスタでは自動車用などの回路電圧が1
00V以下の低電圧回路には、バリスタ電圧が高すぎる
ため、低電圧回路用として適さないという問題点を有し
ていた。
【0004】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、主に100V以下の低電圧回路用の優れた電圧非直
線性と負荷寿命特性を有する低電圧用酸化亜鉛バリスタ
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の低電圧用酸化亜鉛バリスタは、主成分の酸化
亜鉛に対して、酸化ビスマス(Bi23)0.1〜2.
0モル%,酸化コバルト(Co23)0.1〜1.0モ
ル%,酸化マンガン(MnO2)0.1〜2.0モル
%,酸化アンチモン(Sb23)0.01〜0.50モ
ル%,酸化クロム(Cr23)0.01〜0.50モル
%,酸化ニッケル(NiO)0.1〜2.0モル%,酸
化アルミニウム(Al23)0.001〜0.010モ
ル%,酸化チタン(TiO2)0.1〜3.0モル%お
よび酸化イットリウム(Y23)0.01〜0.50モ
ル%を添加含有させた組成の構成としたものである。
【0006】
【作用】この構成により、焼結体中の酸化亜鉛粒子の均
一性を向上させることとなり、異常に粒成長した酸化亜
鉛粒子への電流の集中を防止することとなる。
【0007】
【実施例】以下、本発明の一実施例について説明する。
【0008】まず、主成分の酸化亜鉛(ZnO)ならび
に酸化ビスマス(Bi23),酸化コバルト(Co
23),酸化マンガン(MnO2),酸化アンチモン
(Sb23),酸化クロム(Cr23),酸化ニッケル
(NiO),酸化アルミニウム(Al23),酸化チタ
ン(TiO2)および酸化イットリウム(Y23)を
(表1),(表2)の酸化亜鉛に対する添加物(モル
%)の欄に試料番号1〜30で記載した添加量となるよ
うに、所定量を秤量し、ポットミルにて湿式混合し、脱
水後、バインダを加えて造粒した。得られた造粒粉末を
1000kg/cm2の成形圧力のもとで、直径13mm,厚
み1.3mmに成形し、1200℃で2時間焼成し焼結体
を得た。この焼結体の両面に、銀(Ag)を主成分とす
る電極を形成し、電極にリード線を半田付けし、エポキ
シ樹脂で被覆して酸化亜鉛バリスタを作成した。(表
3),(表4)に、このようにして得られた試料番号別
の酸化亜鉛バリスタのバリスタ電圧(V1mA)、電圧比
(V1mA/V10μA)、制限電圧比および負荷寿命特
性の評価結果を示した。
【0009】
【表1】
【0010】
【表2】
【0011】
【表3】
【0012】
【表4】
【0013】試料番号に*印を付したものは、検討例で
あり、本発明の請求の範囲外のものである。V1mAとV
10μAは直流定電流電源にて測定し電圧非直線性を電
圧比で評価した。制限電圧比は、8/20μSec,10
Aのインパルス電流にて測定し、V10A/V1mAの比
で評価した。低電圧用酸化亜鉛バリスタの負荷寿命特性
は、125℃の恒温槽中でバリスタ電圧の90%の直流
電圧を500時間印可し、バリスタ電圧の変化率(ΔV
1mA)を測定した。以下、上記実験結果に基づき、各添
加物の範囲を限定した理由を述べる。
【0014】(表1)〜(表4)からわかるように、酸
化ビスマスは添加量が0.1モル%未満であると粒界層
を充分に形成できず、電圧比(α)が悪化した。また、
2.0モル%を超えると制限電圧比が悪化した。よっ
て、酸化ビスマスの添加量を0.1〜2.0モル%とし
た。酸化コバルトは添加量が0.1モル%未満であると
低電流域での電圧比(α)が悪化した。また、1.0モ
ル%を超えるとバリスタ電圧が上昇するとともに、制限
電圧比が悪化した。よって、酸化コバルトの添加量を
0.1〜1.0モル%とした。酸化マンガンは添加量が
0.5モル%未満であると酸化コバルト同様、低電流域
での電圧比(α)が悪化し、2.0モル%を超えると制
限電圧比が悪化した。よって、酸化マンガンの添加量を
0.5〜2.0モル%とした。酸化アンチモンは添加量
が0.01モル%未満の場合、焼結体中の酸化亜鉛粒子
の異常粒成長が発生し、負荷寿命特性が悪化した。ま
た、0.50モル%を超えるとバリスタ電圧が上昇し
た。よって、酸化アンチモンの添加量を0.01〜0.
50モル%とした。酸化クロムは添加量が0.01モル
%未満の場合、酸化アンチモンと同様、焼結体中の酸化
亜鉛粒子の異常粒成長が発生し、負荷寿命特性が悪化し
た。また、0.50モル%を超えると電圧比(α)が悪
化した。よって、酸化クロムの添加量を0.01〜0.
50モル%とした。酸化ニッケルは添加量が0.1モル
%未満の場合、電圧比(α)が悪化した。また、2.0
モル%を超えると制限電圧比が悪化した。よって、酸化
ニッケルの添加量を0.1〜2.0モル%とした。酸化
アルミニウムは添加量が0.001モル%未満の場合、
焼結体中の酸化亜鉛粒子の抵抗を充分低下させることが
できず、制限電圧比が悪化した。また、0.010モル
%を超えると電圧比(α)が悪化し、低電流領域での漏
れ電流が増加した。よって、酸化アルミニウムの添加量
を0.001〜0.010モル%とした。酸化チタンは
添加量が0.1モル%未満の場合、バリスタ電圧が10
0V以下にならなかった。また、3.0モル%を超える
と負荷寿命特性および制限電圧比が悪化した。よって、
酸化チタンの添加量を0.1〜3.0モル%とした。酸
化イットリウムは添加量が0.01モル%未満の場合、
焼結体中の異常に粒成長した酸化亜鉛粒子の均一化を充
分進めることができず、負荷寿命特性が悪化した。ま
た、0.50モル%を超えるとバリスタ電圧が上昇し、
目的とした低電圧用酸化亜鉛バリスタを得ることができ
なかった。よって、酸化イットリウムの添加量を0.0
1〜0.50モル%とした。
【0015】以上の結果より、優れた電圧非直線性と負
荷寿命特性とを有する低電圧用酸化亜鉛バリスタの組成
範囲は、主成分である酸化亜鉛に対し、副成分とし酸化
ビスマス(Bi23)0.1〜2.0モル%,酸化コバ
ルト(Co23)0.1〜1.0モル%,酸化マンガン
(MnO2)0.1〜2.0モル%,酸化アンチモン
(Sb23)0.01〜0.50モル%,酸化クロム
(Cr23)0.01〜0.50モル%,酸化ニッケル
(NiO)0.1〜2.0モル%,酸化アルミニウム
(Al23)0.001〜0.010モル%,酸化チタ
ン(TiO2)0.1〜3.0モル%および酸化イット
リウム(Y23)0.01〜0.50モル%が最適であ
ることがわかる。
【0016】以上のように本実施例の酸化亜鉛バリスタ
は、100V以下のバリスタ電圧で優れた電圧非直線性
と負荷寿命特性とを有するもので、本実施例の酸化亜鉛
バリスタは自動車用バリスタなどの高温度中の低電圧回
路で使用される低電圧用酸化亜鉛バリスタとしての用途
に特に好適である。
【0017】なお、酸化亜鉛バリスタの性能向上を目的
として、Ag23,B23,SiO 2,PbO,In2
3,Ga23等の金属酸化物を添加しても本発明の効果
に変化はない。
【0018】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、主成分の酸化亜鉛に対して、副成分として酸化ビス
マス(Bi23)0.1〜2.0モル%,酸化コバルト
(Co23)0.1〜1.0モル%,酸化マンガン(M
nO2)0.1〜2.0モル%,酸化アンチモン(Sb2
3)0.01〜0.50モル%,酸化クロム(Cr2
3)0.01〜0.50モル%,酸化ニッケル(Ni
O)0.1〜2.0モル%,酸化アルミニウム(Al2
3)0.001〜0.010モル%,酸化チタン(T
iO2)0.1〜3.0モル%および酸化イットリウム
(Y23)0.01〜0.50モル%を添加含有させた
組成とすることにより、主に100V以下の低電圧回路
用の優れた電圧非直線性と負荷寿命特性を有する優れた
低電圧用酸化亜鉛バリスタを実現できるものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸化亜鉛を主成分とし、この成分に対し
    て、酸化ビスマス(Bi 23)0.1〜2.0モル%,
    酸化コバルト(Co23)0.1〜1.0モル%,酸化
    マンガン(MnO2)0.1〜2.0モル%,酸化アン
    チモン(Sb23)0.01〜0.50モル%,酸化ク
    ロム(Cr23)0.01〜0.50モル%,酸化ニッ
    ケル(NiO)0.1〜2.0モル%,酸化アルミニウ
    ム(Al23)0.001〜0.010モル%,酸化チ
    タン(TiO2)0.1〜3.0モル%および酸化イッ
    トリウム(Y23)0.01〜0.50モル%を添加含
    有してなる低電圧用酸化亜鉛バリスタ。
JP3232811A 1991-09-12 1991-09-12 低電圧用酸化亜鉛バリスタ Pending JPH0574606A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0762438A3 (en) * 1995-09-07 1997-12-10 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Electric resistance element exhibiting voltage nonlinearity characteristic and method of manufacturing the same
JP2007173313A (ja) * 2005-12-19 2007-07-05 Toshiba Corp 電流−電圧非直線抵抗体
JP2007329175A (ja) * 2006-06-06 2007-12-20 Toshiba Corp 電流−電圧非直線抵抗体および避雷器

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