JPH0812809B2 - 電圧非直線抵抗体の製造法 - Google Patents

電圧非直線抵抗体の製造法

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JPH0812809B2
JPH0812809B2 JP63286887A JP28688788A JPH0812809B2 JP H0812809 B2 JPH0812809 B2 JP H0812809B2 JP 63286887 A JP63286887 A JP 63286887A JP 28688788 A JP28688788 A JP 28688788A JP H0812809 B2 JPH0812809 B2 JP H0812809B2
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孝則 曽田
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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の
製造法に関するものである。
(従来の技術) 電圧非直線抵抗体は一般にバリスタと呼ばれ、通常は
絶縁体で、過大な電圧が印加されたときに導体として作
用する特性を備え、電圧安定素子、サージアブソーバ、
アレスタ等に広く利用される。
このような非直線抵抗体として近年開発された酸化亜
鉛バリスタは、例えば、酸化亜鉛を主成分とし、これに
所定量の酸化ビスマス、酸化コバルト、酸化マンガン、
酸化アンチモン、酸化クロム、酸化ニッケル等の添加物
を添加混合し、この混合物を加圧成形した後、焼成し、
得られた焼結体に電極を付設する工程を経て製造され、
その非直線特性は極めて優れたものであった。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来の非直線抵抗体の製造
法では、抵抗体を量産する場合の原料の結晶系及び粒径
が特定されてなく、種々の状態の原料が使用されてい
た。
例えば、酸化ニッケルは結晶系が立方晶で平均粒径が
0.4〜2.2μmのものが、二酸化マンガンは結晶系が斜方
晶で平均粒径が1〜25μmのものが用いられていた。
このため、従来の非直線抵抗体の製造法では、非直線
抵抗体を工業的に量産製造すると、非直線特性の低下や
その特性上のバラツキが生じ、特に微少電流領域におけ
る特性のバラツキ及びサージ耐量後の微少電流領域の変
化率のバラツキが大きく、課電寿命特性や微小電流特性
などの品質が安定しないという問題点があった。
本発明の目的は、抵抗分電流が1mA以下の微少電流領
域における電圧、電流特性のバラツキを小さくするとと
もに、サージ耐量後の微少電流領域の劣化のバラツキを
小さくすることのできる電圧非直線抵抗体の製造法を得
ることである。
(課題を解決するための手段) この目的を達成するため、本発明の電圧非直線抵抗体
の製造法は、酸化亜鉛を主成分とし、これに少なくとも
酸化ニッケルを含む添加物を添加混合し、この混合物を
成形した後焼成する電圧非直線抵抗体の製造法におい
て、前記混合前の酸化ニッケルの結晶系を六方晶にし、
平均粒径を1.2μm以下にしたことを特徴とするもので
ある。
また、本発明の電圧非直線抵抗体の製造法は、酸化亜鉛
を主成分とし、これに少なくとも二酸化マンガンを含む
添加物を添加混合し、この混合物を成形した後焼成する
電圧非直線抵抗体の製造法において、前記混合前の二酸
化マンガンの結晶系を正方晶にし、平均粒径を12μm以
下にしたことを特徴とするものである。
さらに、本発明の電圧非直線抵抗体の製造法は、酸化亜
鉛を主成分とし、これに少なくとも酸化ニッケル及び二
酸化マンガンを含む添加物を添加混合し、この混合物を
成形した後焼成する電圧非直線抵抗体の製造法におい
て、前記混合前の酸化ニッケルの結晶系を六方晶にし、
平均粒径を1.2μm以下にするとともに、前記混合前の
二酸化マンガンの結晶系を正方晶にし、平均粒径を12μ
m以下にしたことを特徴とするものである。
(作用) 本発明の電圧非直線抵抗体の製造法では、酸化ニッケ
ル原料の結晶系及び平均粒径を特定することにより、直
流1mAを流した時の両端電圧であるV1mA及び非直線指数
αのロット内のバラツキ及びロット間のバラツキが小さ
くなり、量産における品質が安定し、特にサージ電圧印
加前後のV1mAの変化率のバラツキが小さくできる。
さらに本発明では二酸化マンガン原料の結晶系及び平
均粒径を特定することにより、V1mA変化率のバラツキを
向上させることができるが、この場合特にV1mA及びαの
バラツキを少なくすることができる。
(実施例) 次に本発明の電圧非直線抵抗体の製造法の実施例を説
明する。
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Bi2O3,Co3O4,MnO2,Sb2O3,Cr2O3,SiO2,N
iO等よりなる添加物の所定量を混合する。この際、本発
明の第1実施例では、混合前のNiOの結晶系を六方晶に
するとともに平均粒径を1.2μm以下にし、本発明の第
2実施例では、混合前のMnO2の結晶系を正方晶にすると
ともに平均粒径を12μm以下にし、本発明の第3実施例
では、混合前のNiOの結晶系を六方晶にし、平均粒径を
1.2μm以下にするとともに、混合前の二酸化マンガン
の結晶系を正方晶にし、平均粒径を12μm以下にする。
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800〜1000kg/cm2
下で所定の形状に成形する。その成形体を昇降温速度50
〜70℃/hrで800〜1000℃で保持時間1〜5時間という条
件で仮焼成する。
なお、仮焼の前に成形体を昇降温速度10〜100℃/hrで
400〜600℃に1〜10時間保持し、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高抵抗層を形成す
る。これには、Bi2O3,Sb2O3,SiO2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ブチル等を加えた側面高抵抗層用混合物ペースト
を、60〜300μmの厚さに仮焼体の側面に塗布する。次
に、これを昇降温速度40〜60℃/hr,1000〜1300℃好まし
くは1100〜1250℃、3〜7時間という条件で本焼成す
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、ブチルカルビトール、酢酸nブチル等を加えたガ
ラスペーストを前記の絶縁被覆層上に100〜300μmの厚
さに塗布し、空気中で昇降温速度100〜200℃/hr,400〜6
00℃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SiC,Al
2O3,ダイヤモンド等の#400〜2000相当の研磨剤により
水また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。
次に本発明の製造法による電圧非直線抵抗体と本発明
範囲外の製造法による電圧非直線抵抗体との比較実験例
について説明する。
実験例1 実験例1においては、添加物に結晶系が単斜晶系のBi
2O3,立方晶系のSb2O3,立方晶系のCo3O4,六方晶系のC
r2O3,非晶質のSiO2,斜方晶系のMnO2,及びNiOとして
比較例の立方晶系のものと、本発明の六方晶系のも
のとを用いて、又結晶粒径は0.3,0.7,1.2,1.5μm、規
定せずの5種類を用意して、直径47mm、高さ22.5mm、V
1mA=200V/mmの抵抗体を製造し、微少電流領域の電圧、
電流特性を調べた。結果を第1表に示す。
第1表の結果からこの第1実施例の製造法では、NiO
原料の結晶系を六方晶系にしたことにより、比較例の立
方晶系のものよりV1mA及び非直線指数αのロット内及び
ロット間の標準偏差が小さくなり、特にサージ印加前後
のV1mAの変化率の標準偏差が小さくなることがわかる。
なお、結晶粒径の比較においては、V1mA及び非直線指
数αの標準偏差は0.3,0.7,1.2μmについては大差ない
が、規定せずの場合は著しく値が高くなることがわか
る。
また、サージ印加後のV1mAの変化率の標準偏差は、0.
3,0.7,1.2μmの場合は比較的小さい値となっている
が、1.5μmの場合はこれらの倍程度の値となり、規定
せずの場合はさらにその倍ぐらいの値となっていること
がわかる。
実験例2 実験例2においては、添加物に結晶系が単斜晶系のBi
2O3,立方晶系のSb2O3,立方晶系のCo3O4,六方晶系のC
r2O3,非晶質のSiO2,立方晶系のNiO,及びMnO2として比
較例の斜方晶系のものと、本発明の正方晶系のもの
とを用いて、又結晶粒径は3,7,12,15μm、規定せずの
5種類を用意して、直径47mm、高さ22.5mm、V1mA=200V
/mmの抵抗体を製造し、その微少電流領域の電圧、電流
特性を調べた。
結果を第2表に示す。
第2表の結果から、この第2実施例の製造法では、Mn
O2原料の結晶系を正方晶系にしたことにより、比較例の
斜方晶系のものよりV1mA変化率の標準偏差が小さくな
り、特にV1mA及びαの標準偏差が小さくなっていること
がわかる。
なお、結晶粒径の比較においては、V1mA及び非直線指
数αの標準偏差は、3,7,12μmの場合は比較的小さい値
となっているが、15μmの場合はこれらの倍程度の値と
なり、規定せずの場合はさらにその倍ぐらいとなること
がわかる。
また、サージ印加後のV1mAの変化率の標準偏差は、3,
7,12μmの場合は比較的小さい値となっているが15μm,
及び規定せずの場合には、著しく高い値となっているこ
とがわかる。
実験例3 実験例3においては、添加物に結晶系が単斜晶系のBi
2O3,立方晶系のSb2O3,立方晶系のCo3O4,六方晶系のC
r2O3,非晶質のSiO2,及びNiOの結晶系に比較例の立
方晶系のものと、本発明の六方晶系のものを、又MnO2
の結晶系に比較例の斜方晶系のものと、本発明の正
方晶系のものとを用いて、NiOの結晶粒径は、0.3,0.7,
1.2,1.5μm、規定せずの5種類を、MnO2の結晶粒径は
3,7,12,15μm、規定せずの5種類を用意して直径47mm,
高さ22.5mm、V1mA=200V/mmの抵抗体を製造し、その微
少電流領域の電圧、電流特性を調べた。結果を第3表に
示す。
第3表の結果から、この第3実施例の製造法では、Ni
O原料の結晶系を六方晶系にするとともに、MnO2原料の
結晶系を正方晶系にすることにより、比較例のものよ
り、V1mA、非直線指数α及びサージ印加後のV1mAの変化
率のバラツキを更に小さくできることがわかる。
なお、結晶粒径の比較においては、前述の第1実施例
及び第2実施例と同様な傾向を示し、NiOの結晶粒径が
1.2μm以下の場合で、MnO2の結晶粒径が12μm以下の
場合がV1mA、非直線指数α、サージ印加後のV1mA変化率
とも標準偏差の値が比較的小さく、特性にバラツキが少
ないことが確認された。
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明の電圧非直線抵抗体の製
造法は、酸化ニッケル原料若しくは二酸化マンガン原料
の結晶系及び平均粒径を特定することにより、又これら
両者の結晶系及び平均粒径を特定することにより、直流
1mAを流した時の両端電圧であるV1mA、非直線指数α、
及びサージ印加後のV1mAの変化率のバラツキを小さくす
ることができ、量産における品質を安定させ、安全性及
び耐久性の高い電圧非直線抵抗体を提供することができ
る。
又、課電寿命、雷サージ放電耐量、開閉サージ放電耐
量、制限電圧等の他の特性も向上することが確認され
た。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸化亜鉛を主成分とし、これに少なくとも
    酸化ニッケルを含む添加物を添加混合し、この混合物を
    成形した後焼成する電圧非直線抵抗体の製造法におい
    て、前記混合前の酸化ニッケルの結晶系を六方晶にし、
    平均粒径を1.2μm以下にしたことを特徴とする電圧非
    直線抵抗体の製造法。
  2. 【請求項2】酸化亜鉛を主成分とし、これに少なくとも
    二酸化マンガンを含む添加物を添加混合し、この混合物
    を成形した後焼成する電圧非直線抵抗体の製造法におい
    て、前記混合前の二酸化マンガンの結晶系を正方晶に
    し、平均粒径を12μm以下にしたことを特徴とする電圧
    非直線抵抗体の製造法。
  3. 【請求項3】酸化亜鉛を主成分とし、これに少なくとも
    酸化ニッケル及び二酸化マンガンを含む添加物を添加混
    合し、この混合物を成形した後焼成する電圧非直線抵抗
    体の製造法において、前記混合前の酸化ニッケルの結晶
    系を六方晶にし、平均粒径を1.2μm以下にするととも
    に、前記混合前の二酸化マンガンの結晶系を正方晶に
    し、平均粒径を12μm以下にしたことを特徴とする電圧
    非直線抵抗体の製造法。
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JPS58220405A (ja) * 1982-06-16 1983-12-22 松下電器産業株式会社 電圧非直線抵抗器の製造方法
JPS58220403A (ja) * 1982-06-16 1983-12-22 松下電器産業株式会社 電圧非直線抵抗器の製造方法
JPS59903A (ja) * 1982-06-25 1984-01-06 株式会社東芝 電圧非直線抵抗体

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