JPH0779041B2

JPH0779041B2 - 電圧非直線抵抗体の製造方法

Info

Publication number: JPH0779041B2
Application number: JP63026579A
Authority: JP
Inventors: 立佐藤
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1988-02-09
Filing date: 1988-02-09
Publication date: 1995-08-23
Anticipated expiration: 2010-08-23
Also published as: JPH01202802A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体の
製造方法に関し、とくに該抵抗体のサージ耐量、課電寿
命特性等の電気的諸特性の効果的な改善を図ろうとする
ものである。

（従来の技術）電気系統や電気機器を保護する使途に有用な電圧非直線
抵抗体は、主成分である酸化亜鉛と、各種添加物との混
合物を好ましくは造粒し、得られた造粒粉を例えばプレ
ス金型にて所望の形状に加圧成形したのち、適切な処理
条件の下で焼成し、さらに電極を付設する工程を経て製
造されるのが一般的であった。

しかしながら従来法に従って製造された電圧非直線抵抗
体では同一の条件にて処理した場合においても所定の品
質を一定のロットにわたって確保するのが難しく、生産
性の著しい低下を余儀なくされた。

この点例えば特公昭62−45681号公報には、非直線抵抗
体を製造するに当り、とくに焼成過程における処理雰囲
気を0.05〜50mmHgの酸化ビスマス雰囲気とする技術が開
示されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで上記公報に開示の技術をただ単に適用しただけ
では、特性が改善される傾向にあるものの品質のばらつ
きを回避するのが困難であり、品質の良好な製品を安定
して得ることができないという不利があった。

上述したような従来の問題を解消し、電気的諸特性が良
好でしかも安定した品質を確保するのに有利な製造方法
を提案することがこの発明の目的である。

（課題を解決するための手段）さて、発明者らは、電気的諸特性が良好な電圧非直線抵
抗体を安定して製造すべく種々実験と検討を重ねた結
果、焼成工程の処理雰囲気における酸化アンチモン、酸
化ビスマスおよび酸素のそれぞれの分圧を適性範囲に調
整することが極めて有効であることを見出した。

この発明は上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、酸化亜鉛を主成分とする原料粉末
に、酸化ビスマスおよび酸化アンチモンを含む添加物を
添加混合し、好ましくは造粒、加圧成形したのち焼成し
電圧非直線抵抗体を製造するに当り、被焼成体の側面に
100〜300μｍの厚さになる酸化物ペーストを塗布し、こ
れを、分圧が0.1〜30mmHgの酸化ビスマス、0.1〜50mmHg
の酸化アンチモンおよび150mmHg以上の酸素の雰囲気中
にて焼成することを特徴とする電圧非直線抵抗体の製造
方法である。

（作用）電圧非直線抵抗体の製造につき、とくに焼成時における
酸化ビスマス、酸化アンチモンおよび酸素の分圧をそれ
ぞれ0.1〜30mmHg、0.1〜50mmHg、150mmHg以上に調整す
ることで電圧非直線抵抗体の電気的諸特性が改善され、
しかも一定の品質を確保できる理由は、電圧非直線抵抗
体では粒界相において電圧非直線性が発現するが、その
粒界相を形成する酸化ビスマス相、スピネル相（酸化亜
鉛と酸化アンチモンの反応生成物）の生成及び安定化に
焼成雰囲気の酸化ビスマス分圧、酸化アンチモン分圧、
酸素分圧が重要な働きをしていると考えられる。

具体的には酸化ビスマス、酸化アンチモンの分圧が0.1m
mHg未満では酸素中より酸化ビスマス、酸化アンチモン
が空気中に気散する一方、酸化ビスマスの分圧が30mmHg
を超えたり、酸化アンチモンの分圧が50mmHgを超えた場
合には逆に素子中に酸化ビスマス、酸化アンチモンが拡
散し、そのため素子中の酸化ビスマス及び酸化アンチモ
ンの分布が不均一になると考えられる。また酸素分圧が
150mmHg未満ではこれらの粒界相が安定化しないと考え
られる。

従って、焼成雰囲気において酸化ビスマス分圧、酸化ア
ンチモン分圧、酸素分圧の３つの条件が特定範囲内に満
たされて初めて電気的諸特性の安定した品質の良好な電
圧非直線抵抗体が提供できるのである。

以下この発明に従う具体的な製造要領について説明す
る。

所定の粒度に調整した酸化亜鉛の主原料と所定粒度に調
整した酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン、酸
化アンチモン、酸化クロム、酸化ケイ素、酸化ニッケル
等よりなる添加物および好ましくは銀を含むホウケイ酸
ビスマスガラスの所定量を混合する。次いでこれらの原
料粉末に対して所定量のポリビニルアルコール水溶液お
よび酸化アルミニウム源として硫酸アルミニウム溶液の
所定量を添加する。この混合操作は好ましくは乳化機を
用いる。

次に好ましくは200mmHg以下の真空度で減圧脱気を行い
混合泥漿を得る。ここに混合泥漿の水分量は30〜35wt％
程度に、またその混合泥漿の粘度は100cp±50とするの
が好ましい。

次に得られた混合泥漿を噴霧乾燥装置に供給して平均粒
径50〜150μｍ、好ましくは80〜120μｍで、水分量が0.
5〜2.0wt％、より好ましくは0.9〜1.5wt％の造粒粉を造
粒する。

次に得られた造粒粉を、成形工程において、成形圧力80
0〜1000kg/cm²の下で所定の形状に成形する。そしてそ
の成形体を昇降温度速度50〜70℃/hrで800〜1000℃、保
持時間１〜５時間という条件で仮焼成して結合剤をまず
飛散除去する。

そして、仮焼成した仮焼体の側面に絶縁被覆層を形成す
る。この絶縁被覆層は具体的に酸化ビスマス、酸化アン
チモン、酸化ケイ素、酸化亜鉛等の所定量に有機結合剤
としてエチルセルロース、ブチルカルビトール、酢酸ｎ
ブチル等を加えた酸化物ペーストよりなるものとし、こ
れを100〜300μｍの厚さで仮焼体側面に塗布する。

次にこれを昇降温速度30〜60℃/hr、処理温度1000℃〜1
300℃、より好ましくは1100〜1250℃、保持時間２〜７
時間、また、処理雰囲気における酸化ビスマスの分圧を
0.1〜30mmHg、好ましくは2.0〜20mmHg、酸化アンチモン
の分圧を0.1〜50mmHg、好ましくは５〜35mmHg、酸素の
分圧を150mmHg以上、好ましくは160mmHg以上とする条件
の下に本焼成を行う。

ここで焼成時の雰囲気は、それらの成分を含むペレット
や敷粉を用いるかあるいはそれらのガス媒体を用いて適
宜調整することができる。分圧を測定するに当たっては
焼成雰囲気の一定量をサンプリングし、その中に含まれ
るBi₂O₃,Sb₂O₃量を定量することによりBi₂O₃,Sb₂O₃の分
圧を求め、また、酸素の分圧は酸素メーターにより測定
する。

なお上記の絶縁被覆層上には、ガラス粉末に有機結合剤
としてエチルセルロース、ブチルカルビトール、酢酸ｎ
ブチル等を加えたガラスペーストを100〜300μｍの厚さ
に塗布してさらに空気中で昇降温速度100〜200℃/hr、4
00〜600℃で0.5〜２時間とする条件で熱処理することに
より得られるガラス層を設けるのはさらに好適である。

そして最後に、得られた素体の両端面を平滑に研摩し、
その面にアルミニウム電極を溶射により設ける。

（実施例）表−１に示す成分組成になる直径47mm、厚さ20mmの電圧
非直線抵抗体をこの発明に従い表−２に示す条件下に製
造し、得られた各素子の電気的諸特性について調査し
た。なお表−２中の電圧非直線指数αはＩ＝KV^α（I:電
流、V:電圧、K:比例定数）に基づいてV₁mAとV₁₀₀μＡの
値から求め、雷サージ耐量破壊率（％）は、100kAおよ
び120kAの電流を4/10μｓの電流波形で20回繰返し印加
した後の破壊した割合を、また開閉サージ耐量破壊率
（％）は1000Aおよび1200Aの電流を2msの電流波形で20
回繰返し印加した場合に破壊した割合をそれぞれ示し
た。また漏洩電流の比は、得られた素子を130℃の周囲
温度のもと課電率95％で課電し、課電100時間後の課電
直後に対する電流比I₁₀₀時間/I₀時間より求めた。

表−２より明らかなようにこの発明に従って製造された
電圧非直線抵抗体（試料No.1〜12）は電気的諸特性が何
れも良好であり、しかも品質が安定していることが確か
められた。

（発明の効果）この発明によれば、サージ耐量や課電寿命特性の如き電
気的特性が良好な電圧非直線抵抗体を安定して製造する
ことができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】酸化亜鉛を主成分とする原料粉末に、酸化
ビスマスおよび酸化アンチモンを含む添加物を添加混
合、加圧成形したのち焼成し電圧非直線抵抗体を製造す
るに当たり、被焼成体の側面に酸化物ペーストを塗布し、これを分圧
が0.1〜30mmHgの酸化ビスマス、0.1〜50mmHgの酸化アン
チモンおよび150mmHg以上の酸素の雰囲気中にて焼成す
ることを特徴とする電圧非直線抵抗体の製造方法。