JPH1036168A - セラミックス直線抵抗体の製造方法 - Google Patents
セラミックス直線抵抗体の製造方法Info
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- JPH1036168A JPH1036168A JP8194574A JP19457496A JPH1036168A JP H1036168 A JPH1036168 A JP H1036168A JP 8194574 A JP8194574 A JP 8194574A JP 19457496 A JP19457496 A JP 19457496A JP H1036168 A JPH1036168 A JP H1036168A
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- resistor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 セラミックス直線抵抗体の高耐量化を図るこ
とにある。また、高耐量のセラミックス直線抵抗体を用
い高温まで安定に動作する遮断器を提供することにあ
る。 【解決手段】 ＺｎＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ系抵抗体の原
料粉としてＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4のうち少な
くとも一方を１モル％以上添加する。
とにある。また、高耐量のセラミックス直線抵抗体を用
い高温まで安定に動作する遮断器を提供することにあ
る。 【解決手段】 ＺｎＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ系抵抗体の原
料粉としてＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4のうち少な
くとも一方を１モル％以上添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＵＨＶ送電用遮断
器の遮断・投入抵抗に好適なセラミックス直線抵抗体の
製造方法に関する。
器の遮断・投入抵抗に好適なセラミックス直線抵抗体の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＵＨＶ送電用遮断器等に用いられる直線
抵抗体に望まれる特性として、電圧対電流特性がオーミ
ックであること、数百〜千Ωｃｍの抵抗率を有するこ
と、抵抗温度係数がゼロまたは正であること、エネルギ
ー耐量が大きいことなどが挙げられる。上記の諸特性が
実用レベルにある抵抗体として、例えば、特開昭５６−
４２０６号公報に記載のＣ−Ａｌ2Ｏ3系抵抗体、特開昭
６３−５５９０４号公報に記載のＺｎＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｍ
ｇＯ系抵抗体などがある。Ｃ−Ａｌ2Ｏ3系抵抗体は、導
電粒子として酸化物絶縁系に分散させた炭素の量とその
接触度合で抵抗値を調節している。また、ＺｎＯ−Ａｌ
2Ｏ3−ＭｇＯ系抵抗体は、基本的にＺｎＯ結晶粒とＺｎ
Ａｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4のスピネル結晶粒とからな
り、その抵抗値はこれらの結晶粒の体積割合と粒界の特
性で調節される。
抵抗体に望まれる特性として、電圧対電流特性がオーミ
ックであること、数百〜千Ωｃｍの抵抗率を有するこ
と、抵抗温度係数がゼロまたは正であること、エネルギ
ー耐量が大きいことなどが挙げられる。上記の諸特性が
実用レベルにある抵抗体として、例えば、特開昭５６−
４２０６号公報に記載のＣ−Ａｌ2Ｏ3系抵抗体、特開昭
６３−５５９０４号公報に記載のＺｎＯ−Ａｌ2Ｏ3−Ｍ
ｇＯ系抵抗体などがある。Ｃ−Ａｌ2Ｏ3系抵抗体は、導
電粒子として酸化物絶縁系に分散させた炭素の量とその
接触度合で抵抗値を調節している。また、ＺｎＯ−Ａｌ
2Ｏ3−ＭｇＯ系抵抗体は、基本的にＺｎＯ結晶粒とＺｎ
Ａｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4のスピネル結晶粒とからな
り、その抵抗値はこれらの結晶粒の体積割合と粒界の特
性で調節される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ｃ−Ａｌ2Ｏ3系抵抗体
は、抵抗温度係数がわずかながら負であるために通電時
に熱暴走を起こす危険性があり、また熱容量が小さくエ
ネルギー耐量が低い。この点を解決すべく開発されたＺ
ｎＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ系抵抗体は、ＺｎＯ、Ａｌ
2Ｏ3、ＭｇＯを原料として用い、混合、成形、焼成を経
て製造されるが、この方法では、原料の混合が均一でな
かったり、焼結時の物質拡散が十分でなかったりして、
原料粉のＡｌ2Ｏ3がＺｎＯへの固溶反応とＺｎＡｌ2Ｏ4
およびＭｇＡｌ2Ｏ4の合成反応で完全に消費されず、一
部微量ではあるが未反応のまま焼結体の中に残存してし
まう。このＡｌ2Ｏ3は絶縁性であり、かつ微小であるの
で、粒界に局所的に高抵抗な部分を作り、通電時の電流
分布を不均一にしてしまい、エネルギー耐量を低くして
いた。本発明の目的は、セラミックス直線抵抗体の高耐
量化を図ることにある。また、高耐量のセラミックス直
線抵抗体を用い高温まで安定に動作する遮断器を提供す
ることにある。
は、抵抗温度係数がわずかながら負であるために通電時
に熱暴走を起こす危険性があり、また熱容量が小さくエ
ネルギー耐量が低い。この点を解決すべく開発されたＺ
ｎＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ系抵抗体は、ＺｎＯ、Ａｌ
2Ｏ3、ＭｇＯを原料として用い、混合、成形、焼成を経
て製造されるが、この方法では、原料の混合が均一でな
かったり、焼結時の物質拡散が十分でなかったりして、
原料粉のＡｌ2Ｏ3がＺｎＯへの固溶反応とＺｎＡｌ2Ｏ4
およびＭｇＡｌ2Ｏ4の合成反応で完全に消費されず、一
部微量ではあるが未反応のまま焼結体の中に残存してし
まう。このＡｌ2Ｏ3は絶縁性であり、かつ微小であるの
で、粒界に局所的に高抵抗な部分を作り、通電時の電流
分布を不均一にしてしまい、エネルギー耐量を低くして
いた。本発明の目的は、セラミックス直線抵抗体の高耐
量化を図ることにある。また、高耐量のセラミックス直
線抵抗体を用い高温まで安定に動作する遮断器を提供す
ることにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的は、ＺｎをＺｎ
Ｏに換算して６８〜９０モル％、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算
して５〜２０モル％、ＭｇをＭｇＯに換算して３〜１０
モル％、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4のうち少なく
とも一方を１モル％以上混合して焼結することにより達
成される。上記目的は、ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜
９０モル％、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算して５〜２０モル
％、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4のうち少なくとも
一方を１モル％以上混合して焼結することにより達成さ
れる。上記目的は、ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜８０
モル％、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を各１モル％
以上混合して焼結することにより達成される。上記目的
は、ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜８０モル％、ＺｎＡ
ｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を各１モル％以上、ＳｉをＳ
ｉＯ2に換算して０．１〜５モル％を混合して焼結する
ことにより達成される。上記目的は、ＺｎをＺｎＯに換
算して６８〜８０モル％、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ
2Ｏ4を各１モル％以上、ＳｉをＳｉＯ2に換算して０．
１〜５モル％、ＣａをＣａＯに換算して１〜１０モル％
を混合して焼結することにより達成される。上記目的
は、ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜８０モル％、ＺｎＡ
ｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を各１モル％以上、ＳｉをＳ
ｉＯ2に換算して０．１〜５モル％、ＣａＯ、ＳｒＯ、
ＢａＯのうち一種以上を０．５〜１０モル％を混合して
焼結することにより達成される。上記製造方法によるセ
ラミックス直線抵抗体を用いて遮断器を製造することが
望ましい。上記構成によれば、原料として最初から反応
生成物であるＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を用いる
ことにより、焼結体中に残存する絶縁性の高いＡｌ2Ｏ3
を減らすことができ通電時の電流分布が均一になりエネ
ルギー耐量が向上する。ここで、上記各成分の組成範囲
を限定した理由を述べる。ＺｎがＺｎＯに換算して６８
モル％未満では抵抗温度係数が小さく、９０モル％を超
えると抵抗率が低くなり過ぎる。ＡｌがＡｌ2Ｏ3に換算
して５モル％未満では電圧−電流特性の直線性が悪くな
り、２０モル％を超えると抵抗率が大きくなり過ぎる。
ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4の量は合計１モル％未
満ではエネルギー耐量向上の効果が見られない。Ｍｇが
ＭｇＯに換算して３モル％未満では抵抗温度係数が負に
なり熱暴走を引き起こす危険性があり、１０モル％を超
えると抵抗率と抵抗温度係数が大きくなり過ぎる。Ｓｉ
がＳｉＯ2に換算して０．１モル％未満では焼結助剤と
しての効果が現れず、５モル％を超えると電圧−電流特
性の直線性が悪くなる。ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯについ
ては、０．５モル％未満では高電界下での抵抗率低下の
抑制効果が見られず、１０モル％を超えると異相の出現
を招き焼結性の低下をもたらす。また、原料としてＺｎ
Ａｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4のうち少なくとも一方を合
計１モル％以上用いることによって得られるＺｎＯ−Ａ
ｌ2Ｏ3−ＭｇＯ系抵抗体をガス遮断器の投入抵抗部分に
用いると、大きな温度上昇にも抵抗体の破壊を起こさな
い信頼性の高い遮断器を提供できる。
Ｏに換算して６８〜９０モル％、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算
して５〜２０モル％、ＭｇをＭｇＯに換算して３〜１０
モル％、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4のうち少なく
とも一方を１モル％以上混合して焼結することにより達
成される。上記目的は、ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜
９０モル％、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算して５〜２０モル
％、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4のうち少なくとも
一方を１モル％以上混合して焼結することにより達成さ
れる。上記目的は、ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜８０
モル％、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を各１モル％
以上混合して焼結することにより達成される。上記目的
は、ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜８０モル％、ＺｎＡ
ｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を各１モル％以上、ＳｉをＳ
ｉＯ2に換算して０．１〜５モル％を混合して焼結する
ことにより達成される。上記目的は、ＺｎをＺｎＯに換
算して６８〜８０モル％、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ
2Ｏ4を各１モル％以上、ＳｉをＳｉＯ2に換算して０．
１〜５モル％、ＣａをＣａＯに換算して１〜１０モル％
を混合して焼結することにより達成される。上記目的
は、ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜８０モル％、ＺｎＡ
ｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を各１モル％以上、ＳｉをＳ
ｉＯ2に換算して０．１〜５モル％、ＣａＯ、ＳｒＯ、
ＢａＯのうち一種以上を０．５〜１０モル％を混合して
焼結することにより達成される。上記製造方法によるセ
ラミックス直線抵抗体を用いて遮断器を製造することが
望ましい。上記構成によれば、原料として最初から反応
生成物であるＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を用いる
ことにより、焼結体中に残存する絶縁性の高いＡｌ2Ｏ3
を減らすことができ通電時の電流分布が均一になりエネ
ルギー耐量が向上する。ここで、上記各成分の組成範囲
を限定した理由を述べる。ＺｎがＺｎＯに換算して６８
モル％未満では抵抗温度係数が小さく、９０モル％を超
えると抵抗率が低くなり過ぎる。ＡｌがＡｌ2Ｏ3に換算
して５モル％未満では電圧−電流特性の直線性が悪くな
り、２０モル％を超えると抵抗率が大きくなり過ぎる。
ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4の量は合計１モル％未
満ではエネルギー耐量向上の効果が見られない。Ｍｇが
ＭｇＯに換算して３モル％未満では抵抗温度係数が負に
なり熱暴走を引き起こす危険性があり、１０モル％を超
えると抵抗率と抵抗温度係数が大きくなり過ぎる。Ｓｉ
がＳｉＯ2に換算して０．１モル％未満では焼結助剤と
しての効果が現れず、５モル％を超えると電圧−電流特
性の直線性が悪くなる。ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯについ
ては、０．５モル％未満では高電界下での抵抗率低下の
抑制効果が見られず、１０モル％を超えると異相の出現
を招き焼結性の低下をもたらす。また、原料としてＺｎ
Ａｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4のうち少なくとも一方を合
計１モル％以上用いることによって得られるＺｎＯ−Ａ
ｌ2Ｏ3−ＭｇＯ系抵抗体をガス遮断器の投入抵抗部分に
用いると、大きな温度上昇にも抵抗体の破壊を起こさな
い信頼性の高い遮断器を提供できる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本発明の実施の形態のセラミックス直線抵抗体
は、一般の焼結法により製造することができる。即ち、
所定量の酸化物粉末を混合後、ボールミル等を用いて十
分に混合し乾燥させる。この混合粉末にポリビニールア
ルコールなどの適当なバインダを加えて造粒し、金型に
より成形する。成形体は電気炉で大気中１０００〜１４
００℃で焼成し、得られた焼結体の上下端面を研磨し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等を溶射して電極を形成する。
ここで抵抗体の形状は、ディスク状であっても良いし、
特開昭６３−５５９０４号公報に記載されるように、中
心部分に貫通孔を設けた構造であっても良い。
する。本発明の実施の形態のセラミックス直線抵抗体
は、一般の焼結法により製造することができる。即ち、
所定量の酸化物粉末を混合後、ボールミル等を用いて十
分に混合し乾燥させる。この混合粉末にポリビニールア
ルコールなどの適当なバインダを加えて造粒し、金型に
より成形する。成形体は電気炉で大気中１０００〜１４
００℃で焼成し、得られた焼結体の上下端面を研磨し、
Ａｌ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｐｄ等を溶射して電極を形成する。
ここで抵抗体の形状は、ディスク状であっても良いし、
特開昭６３−５５９０４号公報に記載されるように、中
心部分に貫通孔を設けた構造であっても良い。
【０００６】以下に本発明を具体的実施例により説明す
る。 《実施例１》出発原料としてＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｍｇ
Ｏ、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4の各粉末を表１に
示す組成となるように所定量秤量した。
る。 《実施例１》出発原料としてＺｎＯ、Ａｌ2Ｏ3、Ｍｇ
Ｏ、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4の各粉末を表１に
示す組成となるように所定量秤量した。
【０００７】
【表１】
【０００８】これらをジルコニアを玉石とし分散媒に純
水を用いて１５時間ボールミルで混合しスラリーとした
後、スラリーを乾燥した。得られた混合粉に、粉末に対
して６ｗｔ％の３wt％濃度ポリビニールアルコールを加
えて混練後、３２メッシュのふるいを通し造粒粉を得
た。造粒粉は金型を用いて圧力４．５ＭＰａで外径９９
mmφ−内径４０mmφ×厚さ２３mmの中心部に孔を設けた
構造に成形し、大気中１２５０℃で２時間保持して焼成
した。得られた焼結体の上下端面を研磨し、洗浄、乾燥
後、Ａｌ電極を溶射により形成し、セラミックス直線抵
抗体を得た。なお、従来の製造方法ではＺｎＡｌ2Ｏ4お
よびＭｇＡｌ2Ｏ4の合成反応を効率良く行わせるため
に、少量のＺｎＯと他の添加成分とを仮焼した後、残部
のＺｎＯと混合し焼成していたが、本発明の製造方法で
は、原料粉として最初から反応生成物であるＺｎＡｌ2
Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を用いるため、仮焼工程を省略
することができ、製造工程を短縮しコストを低減するこ
とができた。なお、仮焼によりＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇ
Ａｌ2Ｏ4が生成するが、仮焼粉および残部のＺｎＯを均
一に混合するのは難しいため、原料粉として最初から反
応生成物であるＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を用い
る方が、エネルギー耐量の高い抵抗体を得ることができ
る。表１に組成の異なるセラミックス直線抵抗体の抵抗
率とエネルギー耐量を示す。エネルギー耐量は、振幅４
ｋＶ周期２０msの交流電圧を印加した際の貫通破壊を起
こすまでの注入エネルギーとして求めた。従来例 No.1
と本発明例 No.3〜5とを比較するとＡｌ2Ｏ3をＺｎＡｌ
2Ｏ4に置き換えることによって抵抗率に大きな影響を及
ぼさずにエネルギー耐量を向上させることができること
がわかる。エネルギー耐量は原料粉中のＡｌ2Ｏ3を減ら
すほど良くなっている。ただし、参考例 No.2のように
ＺｎＡｌ2Ｏ4の量が１モル％に満たないとエネルギー耐
量向上の効果は見られない。また、従来例 No.1と本発
明例 No.7〜9とを比較するとＡｌ2Ｏ3をＭｇＡｌ2Ｏ4に
置き換えることによっても抵抗率に大きな影響を及ぼさ
ずにエネルギー耐量を向上させることができることがわ
かる。この場合もエネルギー耐量は原料粉中のＡｌ2Ｏ3
を減らすほど良くなっている。しかし、No.6のようにＭ
ｇＡｌ2Ｏ4の量が１モル％に満たないとエネルギー耐量
向上の効果は見られない。さらに本発明例 No.11〜16を
見ると、原料としてＺｎＡｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4を両方
用いた場合には、エネルギー耐量向上の効果がさらに著
しいことがわかる。
水を用いて１５時間ボールミルで混合しスラリーとした
後、スラリーを乾燥した。得られた混合粉に、粉末に対
して６ｗｔ％の３wt％濃度ポリビニールアルコールを加
えて混練後、３２メッシュのふるいを通し造粒粉を得
た。造粒粉は金型を用いて圧力４．５ＭＰａで外径９９
mmφ−内径４０mmφ×厚さ２３mmの中心部に孔を設けた
構造に成形し、大気中１２５０℃で２時間保持して焼成
した。得られた焼結体の上下端面を研磨し、洗浄、乾燥
後、Ａｌ電極を溶射により形成し、セラミックス直線抵
抗体を得た。なお、従来の製造方法ではＺｎＡｌ2Ｏ4お
よびＭｇＡｌ2Ｏ4の合成反応を効率良く行わせるため
に、少量のＺｎＯと他の添加成分とを仮焼した後、残部
のＺｎＯと混合し焼成していたが、本発明の製造方法で
は、原料粉として最初から反応生成物であるＺｎＡｌ2
Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を用いるため、仮焼工程を省略
することができ、製造工程を短縮しコストを低減するこ
とができた。なお、仮焼によりＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇ
Ａｌ2Ｏ4が生成するが、仮焼粉および残部のＺｎＯを均
一に混合するのは難しいため、原料粉として最初から反
応生成物であるＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を用い
る方が、エネルギー耐量の高い抵抗体を得ることができ
る。表１に組成の異なるセラミックス直線抵抗体の抵抗
率とエネルギー耐量を示す。エネルギー耐量は、振幅４
ｋＶ周期２０msの交流電圧を印加した際の貫通破壊を起
こすまでの注入エネルギーとして求めた。従来例 No.1
と本発明例 No.3〜5とを比較するとＡｌ2Ｏ3をＺｎＡｌ
2Ｏ4に置き換えることによって抵抗率に大きな影響を及
ぼさずにエネルギー耐量を向上させることができること
がわかる。エネルギー耐量は原料粉中のＡｌ2Ｏ3を減ら
すほど良くなっている。ただし、参考例 No.2のように
ＺｎＡｌ2Ｏ4の量が１モル％に満たないとエネルギー耐
量向上の効果は見られない。また、従来例 No.1と本発
明例 No.7〜9とを比較するとＡｌ2Ｏ3をＭｇＡｌ2Ｏ4に
置き換えることによっても抵抗率に大きな影響を及ぼさ
ずにエネルギー耐量を向上させることができることがわ
かる。この場合もエネルギー耐量は原料粉中のＡｌ2Ｏ3
を減らすほど良くなっている。しかし、No.6のようにＭ
ｇＡｌ2Ｏ4の量が１モル％に満たないとエネルギー耐量
向上の効果は見られない。さらに本発明例 No.11〜16を
見ると、原料としてＺｎＡｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4を両方
用いた場合には、エネルギー耐量向上の効果がさらに著
しいことがわかる。
【０００９】図１は本発明の実施の形態の製造方法によ
るセラミックス直線抵抗体の断面を模式的に示した組織
図である。本図のように焼結体中にＡｌ2Ｏ3が残存しな
いと、通電時の電流分布が均一になる。ところが、本発
明例 No.16のようにスピネル結晶相（ＺｎＡｌ2Ｏ4とＭ
ｇＡｌ2Ｏ4）が大きな体積割合を占めるようになると抵
抗率が大きくなるためにエネルギー耐量が減少する方向
に向かう。No.17のようにスピネル結晶相が一定量を超
えると（ＺｎＡｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4をＺｎＯ、Ａｌ2
Ｏ3、ＭｇＯに換算したときにＡｌ2Ｏ3が２０モル％を
超えると）抵抗率が大きくなり過ぎ、エネルギー耐量が
悪くなるので好ましくない。また、No10のようにＺｎＡ
ｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4の合計量が１モル％に満たないと
エネルギー耐量向上の効果は見られない。 《実施例２》実施例１のNo.15に近い組成にＳｉＯ2を添
加して試料を作製し評価を行った。表２に組成と特性を
示す。
るセラミックス直線抵抗体の断面を模式的に示した組織
図である。本図のように焼結体中にＡｌ2Ｏ3が残存しな
いと、通電時の電流分布が均一になる。ところが、本発
明例 No.16のようにスピネル結晶相（ＺｎＡｌ2Ｏ4とＭ
ｇＡｌ2Ｏ4）が大きな体積割合を占めるようになると抵
抗率が大きくなるためにエネルギー耐量が減少する方向
に向かう。No.17のようにスピネル結晶相が一定量を超
えると（ＺｎＡｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4をＺｎＯ、Ａｌ2
Ｏ3、ＭｇＯに換算したときにＡｌ2Ｏ3が２０モル％を
超えると）抵抗率が大きくなり過ぎ、エネルギー耐量が
悪くなるので好ましくない。また、No10のようにＺｎＡ
ｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4の合計量が１モル％に満たないと
エネルギー耐量向上の効果は見られない。 《実施例２》実施例１のNo.15に近い組成にＳｉＯ2を添
加して試料を作製し評価を行った。表２に組成と特性を
示す。
【００１０】
【表２】
【００１１】気孔率は破断面を走査型電子顕微鏡で観察
し、画像処理を行って求めた。電圧−電流特性の直線性
については、ｌｏｇＩ＝αlog（Ｖ／Ｃ）で表した場合
（Ｉは電流、Ｖは電圧、Ｃは定数、αは非直線係数）、
αは１．３以下である事が望ましい。そこで直流１０Ｖ
／ｃｍと１．５ｋＶ／ｃｍでのＩ、Ｖよりαを決定し、
１．３以内を○印、それより大きい場合を×印を示し
た。No.18は従来例 No.1より焼結性が向上している。N
o.19はNo.18を焼成温度を１１５０℃に下げて焼成した
ものであるが、気孔率はNo.1と同等である。しかし、N
o.18、19ともにエネルギー耐量は良くない。これに対
し、本発明例 No.20〜22は７００Ｊ／ｃｃ以上の高いエ
ネルギー耐量を示し、ＳｉＯ2を添加した場合にも原料
としてＺｎＡｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4を用いることの有効
性が確認できる。なお、No.23はＳｉＯ2の添加量が５モ
ル％を超えており、エネルギー耐量は高いものの直線性
が悪い。
し、画像処理を行って求めた。電圧−電流特性の直線性
については、ｌｏｇＩ＝αlog（Ｖ／Ｃ）で表した場合
（Ｉは電流、Ｖは電圧、Ｃは定数、αは非直線係数）、
αは１．３以下である事が望ましい。そこで直流１０Ｖ
／ｃｍと１．５ｋＶ／ｃｍでのＩ、Ｖよりαを決定し、
１．３以内を○印、それより大きい場合を×印を示し
た。No.18は従来例 No.1より焼結性が向上している。N
o.19はNo.18を焼成温度を１１５０℃に下げて焼成した
ものであるが、気孔率はNo.1と同等である。しかし、N
o.18、19ともにエネルギー耐量は良くない。これに対
し、本発明例 No.20〜22は７００Ｊ／ｃｃ以上の高いエ
ネルギー耐量を示し、ＳｉＯ2を添加した場合にも原料
としてＺｎＡｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4を用いることの有効
性が確認できる。なお、No.23はＳｉＯ2の添加量が５モ
ル％を超えており、エネルギー耐量は高いものの直線性
が悪い。
【００１２】《実施例３》実施例２のNo.20の組成にＣ
ａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯを添加して試料を作製し評価を行
った。表３に組成と特性を示す。
ａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯを添加して試料を作製し評価を行
った。表３に組成と特性を示す。
【００１３】
【表３】
【００１４】電圧−電流特性の直線性については、高電
界下での抵抗率変化を調べるため、直流１０Ｖ／ｃｍと
５ｋＶ／ｃｍでのＩ、Ｖを測定し、抵抗値の減少率が３
０％以内の場合を○、それより大きい場合を×で示し
た。本発明例 Ｎｏ．２４〜26のようにＣａＯを添加し
た試料でも原料粉にＺｎＡｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4を用い
ると高いエネルギー耐量が得られる。抵抗率が大きくな
るとエネルギー耐量は下がる傾向にあるがそれでもＺｎ
Ａｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4を用いない従来例 No.1の４０
０Ｊ／ｃｃよりも大きい。No.27のようにＣａＯを加え
過ぎると直線性が悪くなる。本発明例 No.27〜30、32〜
34を見るとＳｒＯ、ＢａＯを添加した試料でも原料粉に
ＺｎＡｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4を用いるとエネルギー耐量
の向上に効果があることがわかる。しかし、No.31、35
のようにＳｒＯ、ＢａＯを加え過ぎるとやはり直線性が
悪くなる。本発明例 No.36、38、40、42は、ＣａＯ、Ｓ
ｒＯ、ＢａＯを組み合わせて添加した例であるが、いず
れの組合せにおいてもエネルギー耐量向上の効果が見ら
れる。これに対し、No.37、39、41、43は、ＣａＯ、Ｓ
ｒＯ、ＢａＯの合計が１０モル％を超えておりいずれも
直線性が悪い。
界下での抵抗率変化を調べるため、直流１０Ｖ／ｃｍと
５ｋＶ／ｃｍでのＩ、Ｖを測定し、抵抗値の減少率が３
０％以内の場合を○、それより大きい場合を×で示し
た。本発明例 Ｎｏ．２４〜26のようにＣａＯを添加し
た試料でも原料粉にＺｎＡｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4を用い
ると高いエネルギー耐量が得られる。抵抗率が大きくな
るとエネルギー耐量は下がる傾向にあるがそれでもＺｎ
Ａｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4を用いない従来例 No.1の４０
０Ｊ／ｃｃよりも大きい。No.27のようにＣａＯを加え
過ぎると直線性が悪くなる。本発明例 No.27〜30、32〜
34を見るとＳｒＯ、ＢａＯを添加した試料でも原料粉に
ＺｎＡｌ2Ｏ4とＭｇＡｌ2Ｏ4を用いるとエネルギー耐量
の向上に効果があることがわかる。しかし、No.31、35
のようにＳｒＯ、ＢａＯを加え過ぎるとやはり直線性が
悪くなる。本発明例 No.36、38、40、42は、ＣａＯ、Ｓ
ｒＯ、ＢａＯを組み合わせて添加した例であるが、いず
れの組合せにおいてもエネルギー耐量向上の効果が見ら
れる。これに対し、No.37、39、41、43は、ＣａＯ、Ｓ
ｒＯ、ＢａＯの合計が１０モル％を超えておりいずれも
直線性が悪い。
【００１５】《実施例４》本発明のセラミックス直線抵
抗体の製造方法により、実施例３のNo.25の組成の試料
（外径127mm−内径33mm×厚み25mmの貫通孔を有する円
板状）を１６５０枚製造し、６並列で積層させ１１００
ｋＶガス遮断器に組み込んだ。図２は本発明の実施の形
態の全体構成を示す縦断面図である。本図に示すように
遮断器の抵抗体ユニット４は、絶縁筒３内に絶縁棒２に
挿入された本発明の製法による抵抗体素子１が収納され
ている。１０は電路を保護するブッシングである。遮断
器の遮断動作は、 １）空気タンク９からの空気により開閉操作用ピストン
７が作動し、通常通電する主接点６ａ、６ｂが開き、こ
の主接点６ａ、６ｂと並列接続する抵抗体ユニット４に
電流が流れる。 ２）その後に抵抗体ユニット４の抵抗接点５ａ、５ｂが
開閉操作用ピストン７により開き、遮断動作は完了す
る。一方、投入動作は、 １）抵抗接点５ａ、５ｂが開閉操作用ピストン７により
閉じ、抵抗体ユニット４に電流が流れる。 ２）主接点６ａ、６ｂが開閉操作用ピストン７により閉
じ、投入動作は完了する。 抵抗体ユニット４には主接
点６ａ、６ｂを開いたときに数十msecのＡＣ放電電流が
流れ、かつ過電圧を吸収する。なお、開閉操作用ピスト
ン７動作完了時の衝撃は油ダッシュポット８が緩和す
る。本遮断器に連続１０回の遮断投入動作を行った結
果、試験中、試験後共に抵抗特性や遮断器に異常は見ら
れず、抵抗体素子のエネルギー耐量が高いため３００℃
まで温度上昇しても安定に動作することが確認された。
抗体の製造方法により、実施例３のNo.25の組成の試料
（外径127mm−内径33mm×厚み25mmの貫通孔を有する円
板状）を１６５０枚製造し、６並列で積層させ１１００
ｋＶガス遮断器に組み込んだ。図２は本発明の実施の形
態の全体構成を示す縦断面図である。本図に示すように
遮断器の抵抗体ユニット４は、絶縁筒３内に絶縁棒２に
挿入された本発明の製法による抵抗体素子１が収納され
ている。１０は電路を保護するブッシングである。遮断
器の遮断動作は、 １）空気タンク９からの空気により開閉操作用ピストン
７が作動し、通常通電する主接点６ａ、６ｂが開き、こ
の主接点６ａ、６ｂと並列接続する抵抗体ユニット４に
電流が流れる。 ２）その後に抵抗体ユニット４の抵抗接点５ａ、５ｂが
開閉操作用ピストン７により開き、遮断動作は完了す
る。一方、投入動作は、 １）抵抗接点５ａ、５ｂが開閉操作用ピストン７により
閉じ、抵抗体ユニット４に電流が流れる。 ２）主接点６ａ、６ｂが開閉操作用ピストン７により閉
じ、投入動作は完了する。 抵抗体ユニット４には主接
点６ａ、６ｂを開いたときに数十msecのＡＣ放電電流が
流れ、かつ過電圧を吸収する。なお、開閉操作用ピスト
ン７動作完了時の衝撃は油ダッシュポット８が緩和す
る。本遮断器に連続１０回の遮断投入動作を行った結
果、試験中、試験後共に抵抗特性や遮断器に異常は見ら
れず、抵抗体素子のエネルギー耐量が高いため３００℃
まで温度上昇しても安定に動作することが確認された。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、焼結体中に残存するＡ
ｌ2Ｏ3を減らすことができ通電時の電流分布が均一にな
り、セラミックス直線抵抗体のエネルギー耐量を１０〜
９０％向上させる効果が得られる。さらに本発明の製造
方法で製造されたセラミックス直線抵抗体を用いて高温
まで安定に動作する遮断器を提供できる。
ｌ2Ｏ3を減らすことができ通電時の電流分布が均一にな
り、セラミックス直線抵抗体のエネルギー耐量を１０〜
９０％向上させる効果が得られる。さらに本発明の製造
方法で製造されたセラミックス直線抵抗体を用いて高温
まで安定に動作する遮断器を提供できる。
【図１】本発明の実施の形態の製造方法によるセラミッ
クス直線抵抗体の断面を模式的に示した組織図である。
クス直線抵抗体の断面を模式的に示した組織図である。
【図２】本発明の実施の形態の全体構成を示す縦断面図
である。
である。
１ 抵抗体素子 ２ 絶縁棒 ３ 絶縁筒 ４ 抵抗体ユニット ５ａ 抵抗接点 ５ｂ 抵抗接点 ６ａ 主接点 ６ｂ 主接点 ７ 開閉操作用ピストン ８ 油ダッシュポット ９ 空気タンク １０ ブッシング
フロントページの続き (72)発明者 田中 滋 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 前田 邦裕 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内
Claims (8)
- 【請求項１】 ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜９０モル
％、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算して５〜２０モル％、Ｍｇを
ＭｇＯに換算して３〜１０モル％、ＺｎＡｌ2Ｏ4および
ＭｇＡｌ2Ｏ4のうち少なくとも一方を１モル％以上混合
して焼結することを特徴とするセラミックス直線抵抗体
の製造方法。 - 【請求項２】 ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜９０モル
％、ＡｌをＡｌ2Ｏ3に換算して５〜２０モル％、ＺｎＡ
ｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4のうち少なくとも一方を１モ
ル％以上混合して焼結することを特徴とするセラミック
ス直線抵抗体の製造方法。 - 【請求項３】 ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜８０モル
％、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を各１モル％以上
混合して焼結することを特徴とするセラミックス直線抵
抗体の製造方法。 - 【請求項４】 ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜８０モル
％、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を各１モル％以
上、ＳｉをＳｉＯ2に換算して０．１〜５モル％を混合
して焼結することを特徴とするセラミックス直線抵抗体
の製造方法。 - 【請求項５】 ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜８０モル
％、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を各１モル％以
上、ＳｉをＳｉＯ2に換算して０．１〜５モル％、Ｃａ
をＣａＯに換算して１〜１０モル％を混合して焼結する
ことを特徴とするセラミックス直線抵抗体の製造方法。 - 【請求項６】 ＺｎをＺｎＯに換算して６８〜８０モル
％、ＺｎＡｌ2Ｏ4およびＭｇＡｌ2Ｏ4を各１モル％以
上、ＳｉをＳｉＯ2に換算して０．１〜５モル％、Ｃａ
Ｏ、ＳｒＯ、ＢａＯのうち一種以上を０．５〜１０モル
％を混合して焼結することを特徴とするセラミックス直
線抵抗体の製造方法。 - 【請求項７】 請求項１から請求項６のうちのいずれか
の請求項に記載の製造方法により製造されたことを特徴
とするセラミックス直線抵抗体。 - 【請求項８】 請求項１から請求項６のうちのいずれか
の請求項に記載の製造方法により製造されたセラミック
ス直線抵抗体を用いて構成したことを特徴とする遮断
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8194574A JPH1036168A (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | セラミックス直線抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8194574A JPH1036168A (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | セラミックス直線抵抗体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1036168A true JPH1036168A (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=16326808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8194574A Pending JPH1036168A (ja) | 1996-07-24 | 1996-07-24 | セラミックス直線抵抗体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1036168A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007201143A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Tdk Corp | 接合中間層および複合積層型電子部品 |
| CN102787294A (zh) * | 2011-05-19 | 2012-11-21 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种钛掺杂铝酸锌镁薄膜的制备方法及其应用 |
| CN114477994A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 广东爱晟电子科技有限公司 | 一种大功率陶瓷芯片电阻及其材料和制备 |
| CN118084481A (zh) * | 2024-03-07 | 2024-05-28 | 烟台大学 | 一种ZnO基线性陶瓷电阻材料及其制备方法 |
-
1996
- 1996-07-24 JP JP8194574A patent/JPH1036168A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007201143A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Tdk Corp | 接合中間層および複合積層型電子部品 |
| CN102787294A (zh) * | 2011-05-19 | 2012-11-21 | 海洋王照明科技股份有限公司 | 一种钛掺杂铝酸锌镁薄膜的制备方法及其应用 |
| CN114477994A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-13 | 广东爱晟电子科技有限公司 | 一种大功率陶瓷芯片电阻及其材料和制备 |
| CN118084481A (zh) * | 2024-03-07 | 2024-05-28 | 烟台大学 | 一种ZnO基线性陶瓷电阻材料及其制备方法 |
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