JPH08138909A - 電圧非直線抵抗体の製造方法 - Google Patents
電圧非直線抵抗体の製造方法Info
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- JPH08138909A JPH08138909A JP6276870A JP27687094A JPH08138909A JP H08138909 A JPH08138909 A JP H08138909A JP 6276870 A JP6276870 A JP 6276870A JP 27687094 A JP27687094 A JP 27687094A JP H08138909 A JPH08138909 A JP H08138909A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電圧非直線抵抗体の製造方法において、内部
ボイドの発生を抑制して放電耐量及び歩留まりを高くす
る。 【構成】 酸化亜鉛を主成分とする原料粉体に非直線性
誘発成分であるマンガン及びコバルトを添加し、この混
合物の成形、焼成等を行って電圧非直線抵抗体を製造す
る。この際、予めＣoxＭnyＯzを生成し、この化合物を
前記原料粉体と混合することによって前記マンガン及び
コバルトの添加を行う。好ましくは、ＣoxＭnyＯzにお
けるｘ／ｙの値を１〜５とする。更に好ましくは、Ｃox
ＭnyＯzを粒径３.０(μｍ)以下の粉末として原料粉体に
添加する
ボイドの発生を抑制して放電耐量及び歩留まりを高くす
る。 【構成】 酸化亜鉛を主成分とする原料粉体に非直線性
誘発成分であるマンガン及びコバルトを添加し、この混
合物の成形、焼成等を行って電圧非直線抵抗体を製造す
る。この際、予めＣoxＭnyＯzを生成し、この化合物を
前記原料粉体と混合することによって前記マンガン及び
コバルトの添加を行う。好ましくは、ＣoxＭnyＯzにお
けるｘ／ｙの値を１〜５とする。更に好ましくは、Ｃox
ＭnyＯzを粒径３.０(μｍ)以下の粉末として原料粉体に
添加する
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
電圧非直線抵抗体に関し、特に酸化亜鉛形避雷器に組み
込まれる電圧非直線抵抗体に関する。
電圧非直線抵抗体に関し、特に酸化亜鉛形避雷器に組み
込まれる電圧非直線抵抗体に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に電圧非直線抵抗体はオームの法則
に従わず、電圧が高くなると抵抗が減少し、電流が著し
く増加するという電圧非直線的な電圧−電流特性を有す
るため、避雷器やサージアブソーバのような異常電圧の
吸収などの用途において大きな効果を発揮する。
に従わず、電圧が高くなると抵抗が減少し、電流が著し
く増加するという電圧非直線的な電圧−電流特性を有す
るため、避雷器やサージアブソーバのような異常電圧の
吸収などの用途において大きな効果を発揮する。
【０００３】このような電圧非直線抵抗体として例えば
酸化亜鉛を主成分とする酸化亜鉛素子が挙げられる。一
般に、この酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体は
副添加物として酸化ビスマス、酸化珪素、酸化アンチモ
ン、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化クロム、酸化ニ
ッケル等を含有し、電圧非直線性が高く熱損失の小さい
組成配合となっている。
酸化亜鉛を主成分とする酸化亜鉛素子が挙げられる。一
般に、この酸化亜鉛を主成分とする電圧非直線抵抗体は
副添加物として酸化ビスマス、酸化珪素、酸化アンチモ
ン、酸化コバルト、酸化マンガン、酸化クロム、酸化ニ
ッケル等を含有し、電圧非直線性が高く熱損失の小さい
組成配合となっている。
【０００４】通常、上記のような酸化亜鉛を主成分とす
る電圧非直線抵抗体は以下のように製造される。
る電圧非直線抵抗体は以下のように製造される。
【０００５】まず、上記副添加成分をボールミル等で予
備粉砕した後に有機バインダ及び酸化亜鉛と混合し、ス
プレードライヤーで乾燥を行って流動性の良い造粒粉を
得る。次に、この造粒粉を金型成形プレスにより円板等
の形状に成形し、脱脂を行った後に1000(℃)〜1300(℃)
で数時間焼成を行い、更に側面に絶縁コーティングを施
した後に両平面を研磨し、アルミニウムの電極を溶射し
て電圧非直線抵抗体素子を完成する。
備粉砕した後に有機バインダ及び酸化亜鉛と混合し、ス
プレードライヤーで乾燥を行って流動性の良い造粒粉を
得る。次に、この造粒粉を金型成形プレスにより円板等
の形状に成形し、脱脂を行った後に1000(℃)〜1300(℃)
で数時間焼成を行い、更に側面に絶縁コーティングを施
した後に両平面を研磨し、アルミニウムの電極を溶射し
て電圧非直線抵抗体素子を完成する。
【０００６】以上のようにして得られた素子は、例えば
避雷器の限流要素ユニット等に用いられる。
避雷器の限流要素ユニット等に用いられる。
【０００７】特に、避雷器用の電圧非直線抵抗体は、一
般の弱電用サージ・アブソーバに比べると、吸収しうる
エネルギーが大きいため、大きな体積、または大口径サ
イズの素子が必要になる。
般の弱電用サージ・アブソーバに比べると、吸収しうる
エネルギーが大きいため、大きな体積、または大口径サ
イズの素子が必要になる。
【０００８】上記工程で用いる有機バインダーとして
は、通常は水系の有機バインダー、例えばポリビニルア
ルコール（以下ＰＶＡ）が用いられている。
は、通常は水系の有機バインダー、例えばポリビニルア
ルコール（以下ＰＶＡ）が用いられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、通常、
電圧非直線抵抗体の造粒粉は、ＺｎＯを主成分として数
種の金属酸化物を添加した原料をＰＶＡ（ポリビニルア
ルコール）と十分混合し、スプレードライヤーで噴霧乾
燥することで得られる。
電圧非直線抵抗体の造粒粉は、ＺｎＯを主成分として数
種の金属酸化物を添加した原料をＰＶＡ（ポリビニルア
ルコール）と十分混合し、スプレードライヤーで噴霧乾
燥することで得られる。
【００１０】この造粒粉を金型成形プレスで円盤状に形
成し、脱脂後、１０００〜１３００℃の温度で数時間焼
成する。次に側面に絶縁材料を塗布、焼付後、両端面を
研磨し、アルミニウムの電極を溶射して完成する。
成し、脱脂後、１０００〜１３００℃の温度で数時間焼
成する。次に側面に絶縁材料を塗布、焼付後、両端面を
研磨し、アルミニウムの電極を溶射して完成する。
【００１１】主原料のＺnＯに添加される原料は通常単
独の金属酸化物、例えばＢi2Ｏ3、Ｓb2Ｏ3、Ｃo2Ｏ3、
ＭnＯ2、Ｃr2Ｏ3、ＮiＯ、ＳiＯ2等であるが、これら原
料はそれぞれ粉体としての物性が大きくことなる。例え
ば、Ｓb2Ｏ3、Ｃo2Ｏ3、ＳiＯ2等は添加量、粒子径とい
ったパラメータにより混合粉砕したときのスラリー粘性
が変化してくる。
独の金属酸化物、例えばＢi2Ｏ3、Ｓb2Ｏ3、Ｃo2Ｏ3、
ＭnＯ2、Ｃr2Ｏ3、ＮiＯ、ＳiＯ2等であるが、これら原
料はそれぞれ粉体としての物性が大きくことなる。例え
ば、Ｓb2Ｏ3、Ｃo2Ｏ3、ＳiＯ2等は添加量、粒子径とい
ったパラメータにより混合粉砕したときのスラリー粘性
が変化してくる。
【００１２】場合によっては、特性上必要とする添加量
を混合すると、製造したスラリーがゲル化を起こしてし
まうという問題もある。
を混合すると、製造したスラリーがゲル化を起こしてし
まうという問題もある。
【００１３】一方、焼成工程においてこれらＺnＯと副
原料または副原料同士が反応するが、この反応が急に行
われると抵抗体内部にボイドが発生し、放電耐量が低下
してしまう。
原料または副原料同士が反応するが、この反応が急に行
われると抵抗体内部にボイドが発生し、放電耐量が低下
してしまう。
【００１４】本発明は上記背景の下になされたものであ
り、電圧非直線抵抗体の製造方法において、内部ボイド
の発生を抑制して放電耐量及び歩留まりを高くすること
を目的とする。
り、電圧非直線抵抗体の製造方法において、内部ボイド
の発生を抑制して放電耐量及び歩留まりを高くすること
を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するために、請求項１記載の発明は、酸化亜鉛を主成分
とする原料粉体に非直線性誘発成分であるマンガン及び
コバルトの添加する工程を有する電圧非直線抵抗体の製
造方法において、予めＣoxＭnyＯzを生成し、この化合
物を前記原料粉体と混合することによって前記マンガン
及びコバルトの添加を行うことを特徴とする。
するために、請求項１記載の発明は、酸化亜鉛を主成分
とする原料粉体に非直線性誘発成分であるマンガン及び
コバルトの添加する工程を有する電圧非直線抵抗体の製
造方法において、予めＣoxＭnyＯzを生成し、この化合
物を前記原料粉体と混合することによって前記マンガン
及びコバルトの添加を行うことを特徴とする。
【００１６】請求項２記載の発明は、前記ＣoxＭnyＯz
は、Ｃo2Ｏ3とＭnＯ2とを混合し反応させて得られるこ
とを特徴とする。
は、Ｃo2Ｏ3とＭnＯ2とを混合し反応させて得られるこ
とを特徴とする。
【００１７】請求項３記載の発明は、前記ＣoxＭnyＯz
におけるｘ／ｙの値は１〜５であることを特徴とする。
におけるｘ／ｙの値は１〜５であることを特徴とする。
【００１８】請求項４記載の発明は、前記コバルトとマ
ンガンとの合計添加量は、それぞれＣo2Ｏ3、ＭnＯ2に
換算して０.５〜１０(mol％)であることを特徴とする。
ンガンとの合計添加量は、それぞれＣo2Ｏ3、ＭnＯ2に
換算して０.５〜１０(mol％)であることを特徴とする。
【００１９】請求項５記載の発明は、前記ＣoxＭnyＯz
は粒径３.０(μｍ)以下の粉末として前記原料粉体に添
加することを特徴とする。
は粒径３.０(μｍ)以下の粉末として前記原料粉体に添
加することを特徴とする。
【００２０】ＺnＯを主成分とする電圧非直線抵抗体の
製造方法において、非直線性を誘発する成分であるＣo
およびＭnの無機物を予め反応させ、ＣoxＭnyＯzの形態
で添加することで、原料粉砕工程においてスラリー粘度
が低下し、安定した分散状態が得られる。
製造方法において、非直線性を誘発する成分であるＣo
およびＭnの無機物を予め反応させ、ＣoxＭnyＯzの形態
で添加することで、原料粉砕工程においてスラリー粘度
が低下し、安定した分散状態が得られる。
【００２１】また、焼成時の反応が円滑に行われるの
で、ＺnＯの粒成長が促進され、所定のＶ／ｍｍを得る
ために必要な焼成温度を下げることができ、エネルギー
コストも削減される。
で、ＺnＯの粒成長が促進され、所定のＶ／ｍｍを得る
ために必要な焼成温度を下げることができ、エネルギー
コストも削減される。
【００２２】更に、反応が円滑に行われることで、Ｚn
Ｏ焼結体中の内部ボイドの発生を大きく減少される、４
／１０μｓ放電耐量も向上して歩留りも向上される。そ
のうえ非直線指数、熱損失および制限電圧特性も向上さ
れる。
Ｏ焼結体中の内部ボイドの発生を大きく減少される、４
／１０μｓ放電耐量も向上して歩留りも向上される。そ
のうえ非直線指数、熱損失および制限電圧特性も向上さ
れる。
【００２３】
【実施例】本実施例においては、抵抗体に非直線性を誘
発させる成分としてＣo及びＭnの無機物を予め反応さ
せ、ＣｏxＭｎyＯzの形態で使用した。以下にその詳細
を示す。
発させる成分としてＣo及びＭnの無機物を予め反応さ
せ、ＣｏxＭｎyＯzの形態で使用した。以下にその詳細
を示す。
【００２４】まず、結合剤（ＰＶＡ）と分散剤（カチオ
ンＭＡ）が所定量溶解したバインダー溶液に、予め所定
の配合となるように混合・粉砕した添加物原料（Ｂi2Ｏ
3，Ｓb2Ｏ3，Ｃo2Ｏ3＋ＭｎＯ2の反応物，Ｃr2Ｏ3，Ｎi
Ｏ，ＳiＯ2等）と主原料であるＺnＯとを加え、ディス
パーミルで乳化・混合を行った。
ンＭＡ）が所定量溶解したバインダー溶液に、予め所定
の配合となるように混合・粉砕した添加物原料（Ｂi2Ｏ
3，Ｓb2Ｏ3，Ｃo2Ｏ3＋ＭｎＯ2の反応物，Ｃr2Ｏ3，Ｎi
Ｏ，ＳiＯ2等）と主原料であるＺnＯとを加え、ディス
パーミルで乳化・混合を行った。
【００２５】得られた原料スラリーを十分に脱泡し、ス
プレードライヤーにて噴霧乾燥して流動性の良い造粒粉
を得た。
プレードライヤーにて噴霧乾燥して流動性の良い造粒粉
を得た。
【００２６】この造粒粉を計量し、乾式一軸成形を行っ
た。成形体の外径は６０(mm)（φ６０）とし、成形圧力
は３５０(kgf/cm2)とした。このように得られた成形体
を８００〜１０００℃で２時間仮燃し、側面部にセラミ
ック絶縁材を塗布後１１００〜１３００℃で１０時間焼
成した。
た。成形体の外径は６０(mm)（φ６０）とし、成形圧力
は３５０(kgf/cm2)とした。このように得られた成形体
を８００〜１０００℃で２時間仮燃し、側面部にセラミ
ック絶縁材を塗布後１１００〜１３００℃で１０時間焼
成した。
【００２７】さらに、側面部に低融点ガラスを塗布後４
００〜７００℃で焼付けを行い、両端面を研磨し、焼結
体の両端面にアルミニウムの電極を溶射してＺｎＯ素子
を完成させた。
００〜７００℃で焼付けを行い、両端面を研磨し、焼結
体の両端面にアルミニウムの電極を溶射してＺｎＯ素子
を完成させた。
【００２８】上記製造方法において、ＣoとＭnとの配合
比をかえて抵抗体試料を製造した。また、比較のために
上記製造方法においてＣoとＭnとを単独で添加する従来
法によって試料製造した。各試料における成分比を表１
に示す。
比をかえて抵抗体試料を製造した。また、比較のために
上記製造方法においてＣoとＭnとを単独で添加する従来
法によって試料製造した。各試料における成分比を表１
に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】この表に示されるように、試料Ａは従来法
に係る試料であり、試料Ｂ〜Ｊは上記製造法により得ら
れる試料である。これら各試料に対して非直線指数α、
Ｖ1mA/mm等の特性を調べた。その結果を表２に示す。
に係る試料であり、試料Ｂ〜Ｊは上記製造法により得ら
れる試料である。これら各試料に対して非直線指数α、
Ｖ1mA/mm等の特性を調べた。その結果を表２に示す。
【００３１】
【表２】
【００３２】この表から、副原料として添加するＣo2Ｏ
3＋ＭnＯ2の反応物は、添加量としてトータル０.５〜１
０(mol％)の範囲とし、かつＣoとＭnの比をＣo／Ｍn＝
５〜１／１の範囲に限定すると内部ボイド発生率が非常
に小さくなり、非直線指数αも大きくなることがわか
る。また、これら化合物の粒径は平均で３．０μｍ以下
とすることが好ましいこともわかる。
3＋ＭnＯ2の反応物は、添加量としてトータル０.５〜１
０(mol％)の範囲とし、かつＣoとＭnの比をＣo／Ｍn＝
５〜１／１の範囲に限定すると内部ボイド発生率が非常
に小さくなり、非直線指数αも大きくなることがわか
る。また、これら化合物の粒径は平均で３．０μｍ以下
とすることが好ましいこともわかる。
【００３３】ＣoとＭnの添加量および添加比が前記範囲
を越えると抵抗体特性が低下する傾向がある。
を越えると抵抗体特性が低下する傾向がある。
【００３４】これは、ＣoがＭnよりも量的に少ないと反
応物の生成が不完全となり、単独のＣo3Ｏ4が残存して
しまい、効果が低下するからである。逆に多すぎると、
ＭnＯ2が残存してインパルス吸収時の劣化特性が悪くな
る。
応物の生成が不完全となり、単独のＣo3Ｏ4が残存して
しまい、効果が低下するからである。逆に多すぎると、
ＭnＯ2が残存してインパルス吸収時の劣化特性が悪くな
る。
【００３５】また、原料粒径が３μｍを超えるとＣo2Ｏ
3＋ＭnＯ2の反応物効果が減少して抵抗体特性が低下し
てしまう。これを解消するため粉砕時間を延長すると粉
砕時の媒体からＺrなどの不純物が混入し、課電寿命特
性を悪化させる。
3＋ＭnＯ2の反応物効果が減少して抵抗体特性が低下し
てしまう。これを解消するため粉砕時間を延長すると粉
砕時の媒体からＺrなどの不純物が混入し、課電寿命特
性を悪化させる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
内部ボイドの発生が抑制されて放電耐量及び歩留まりも
高くなる。
内部ボイドの発生が抑制されて放電耐量及び歩留まりも
高くなる。
【００３７】また、焼成時の反応が円滑に行えることに
より、ＺnＯの粒成長が促進され、所定のＶ／ｍｍを得
るために必要な焼成温度を下げることができ、エネルギ
ーコストも削減される。
より、ＺnＯの粒成長が促進され、所定のＶ／ｍｍを得
るために必要な焼成温度を下げることができ、エネルギ
ーコストも削減される。
Claims (5)
- 【請求項１】 酸化亜鉛を主成分とする原料粉体に非直
線性誘発成分であるマンガン及びコバルトを添加する工
程を有する電圧非直線抵抗体の製造方法において、 予めＣoxＭnyＯzを生成し、この化合物を前記原料粉体
と混合することによって前記マンガン及びコバルトの添
加を行うことを特徴とする電圧非直線抵抗体の製造方
法。 - 【請求項２】 前記ＣoxＭnyＯzは、Ｃo2Ｏ3とＭnＯ2と
を混合し反応させて得られることを特徴とする請求項１
記載の電圧非直線抵抗体の製造方法。 - 【請求項３】 前記ＣoxＭnyＯzにおけるｘ／ｙの値は
１〜５であることを特徴とする請求項１または２記載の
電圧非直線抵抗体の製造方法。 - 【請求項４】 前記コバルトとマンガンとの合計添加量
は、それぞれＣo2Ｏ3、ＭnＯ2に換算して０.５〜１０(m
ol％)であることを特徴とする請求項１または２または
３記載の電圧非直線抵抗体の製造方法。 - 【請求項５】 前記ＣoxＭnyＯzは粒径３.０(μｍ)以下
の粉末として前記原料粉体に添加されることを特徴とす
る請求項１〜４のいずれか１項に記載の電圧非直線抵抗
体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6276870A JPH08138909A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6276870A JPH08138909A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08138909A true JPH08138909A (ja) | 1996-05-31 |
Family
ID=17575564
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6276870A Pending JPH08138909A (ja) | 1994-11-11 | 1994-11-11 | 電圧非直線抵抗体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08138909A (ja) |
-
1994
- 1994-11-11 JP JP6276870A patent/JPH08138909A/ja active Pending
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