JPS5994402A - 電圧非直線抵抗器の製造方法 - Google Patents
電圧非直線抵抗器の製造方法Info
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- JPS5994402A JPS5994402A JP57204083A JP20408382A JPS5994402A JP S5994402 A JPS5994402 A JP S5994402A JP 57204083 A JP57204083 A JP 57204083A JP 20408382 A JP20408382 A JP 20408382A JP S5994402 A JPS5994402 A JP S5994402A
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- JP
- Japan
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- oxide
- voltage
- manufacturing
- zinc oxide
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は酸化亜鉛バリスタ組成物にガラスフリットを添
加して高温で焼成した焼結体の両面に電極をつけてなる
電圧非直線抵抗器の製造方法に関するものである。
加して高温で焼成した焼結体の両面に電極をつけてなる
電圧非直線抵抗器の製造方法に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来、電圧非直線抵抗器としては炭化珪素を主体とし、
これを磁器質結合剤で固めた、いわゆるＳｉＣバリスタ
が広く用いられてきたが、最近酸化亜鉛を主成分とし、
１３１２０３．ＣＯ２Ｏ３等の金属酸化物を添加して混
合、成形、焼成した焼結体を用いた、いわゆる酸化亜鉛
バリスタが生産され、実用に供されている。
これを磁器質結合剤で固めた、いわゆるＳｉＣバリスタ
が広く用いられてきたが、最近酸化亜鉛を主成分とし、
１３１２０３．ＣＯ２Ｏ３等の金属酸化物を添加して混
合、成形、焼成した焼結体を用いた、いわゆる酸化亜鉛
バリスタが生産され、実用に供されている。
この種の電圧非直線抵抗器（以降バリスタと呼ぶ）の電
圧−電流特性は一般に次式によって表わされる。
圧−電流特性は一般に次式によって表わされる。
Ｉ＝（Ｖ／（Ｊ”
ただし、Ｉは電流、■は電圧、Ｃ２αは定数である。そ
して、バリスタの特性はＣとαの２つの定数で表わすこ
とができる。Ｃは電流１アンペア時における電圧で、一
般に固定抵抗器の抵抗値に相当し、またバリスタとして
は電圧非直線指数αができるだけ大きい方が望ましい。
して、バリスタの特性はＣとαの２つの定数で表わすこ
とができる。Ｃは電流１アンペア時における電圧で、一
般に固定抵抗器の抵抗値に相当し、またバリスタとして
は電圧非直線指数αができるだけ大きい方が望ましい。
本発明者らはＣの代りに電流１０μ八、 １００ｐＡ、
１ ｍＡ、−。
１ ｍＡ、−。
１００Ａの時の電圧■１０４Ａ、 １００４Ａ Ｉ ｖ
１ｍＡＩ■ ・・・、ｖｌ。。Ａを使用している。
１ｍＡＩ■ ・・・、ｖｌ。。Ａを使用している。
酸化亜酸バリスタのαは４０〜１００と極めて大きく、
電圧安定化、サージ電圧抑制の効果が著しく、電子機器
の保護に広く使われている。最近では酸化亜鉛バリスタ
を避雷器等の高圧、高エネルギー分野にも使っていこう
とする動きが活発になっている。
電圧安定化、サージ電圧抑制の効果が著しく、電子機器
の保護に広く使われている。最近では酸化亜鉛バリスタ
を避雷器等の高圧、高エネルギー分野にも使っていこう
とする動きが活発になっている。
しかしながら、避雷器等に使われる酸化亜鉛バリスタは
高電圧が常時印加され、雷サージ等の高エネルギーを吸
収しなければならないため、酸化亜鉛バリスタ素子の形
状が大きくなる。電子機器の保護のために用いられる酸
化亜鉛バリスタ素子の形状が通常直径３胴〜１４ｍｍ、
厚み０．５〜２Ｍであるのに対し、避雷器等に用いられ
る酸化亜鉛バリスタ素子の形状は直径３０ ｍｍ−８０
朋、厚み３０ｗａ〜５０Ｍである。
高電圧が常時印加され、雷サージ等の高エネルギーを吸
収しなければならないため、酸化亜鉛バリスタ素子の形
状が大きくなる。電子機器の保護のために用いられる酸
化亜鉛バリスタ素子の形状が通常直径３胴〜１４ｍｍ、
厚み０．５〜２Ｍであるのに対し、避雷器等に用いられ
る酸化亜鉛バリスタ素子の形状は直径３０ ｍｍ−８０
朋、厚み３０ｗａ〜５０Ｍである。
このように避雷器等に使われる酸化亜鉛バリスタには形
状が太きいために、通常の小形素子の製造法では要求性
能を満足させることはできない０要求性能の中でも特に
課電寿命特性と放電耐量特性が重要である。従来の小形
の酸化亜鉛バリスタ素子の課電寿命特性の改善策として
、（１）焼結体にガラスを塗布した後、６００℃〜８５
０℃で熱処理してガラス拡散させる。（２）無水ホウｄ
（’Ｂ２０３）。
状が太きいために、通常の小形素子の製造法では要求性
能を満足させることはできない０要求性能の中でも特に
課電寿命特性と放電耐量特性が重要である。従来の小形
の酸化亜鉛バリスタ素子の課電寿命特性の改善策として
、（１）焼結体にガラスを塗布した後、６００℃〜８５
０℃で熱処理してガラス拡散させる。（２）無水ホウｄ
（’Ｂ２０３）。
酸化バリウム（ＢａＯ）等のガラス質添加物を添加し、
焼成する。（３〕ホウケイ酸ビスマス系ガラスまたはホ
ウケイ酸鉛系ガラスを添加し、焼成する。
焼成する。（３〕ホウケイ酸ビスマス系ガラスまたはホ
ウケイ酸鉛系ガラスを添加し、焼成する。
（４）酸化ビスマス、無水ホウ酸、酸化−コバルト、酸
化銀からなるガラスを添加し、焼成する等の方法が採ら
れている。しかし、上記の方法を大形素子に適用した場
合、（１）の方法では素子が大きいため、ガラスが素子
内部にまで拡散しきらず、安定した性能が得られない。
化銀からなるガラスを添加し、焼成する等の方法が採ら
れている。しかし、上記の方法を大形素子に適用した場
合、（１）の方法では素子が大きいため、ガラスが素子
内部にまで拡散しきらず、安定した性能が得られない。
（２）の方法は原料混合物のスラリーのゲル化が起るの
でその対策として仮焼工程が心安になり、しかも成形性
が悪く、素子内部にクラックが発生する。
でその対策として仮焼工程が心安になり、しかも成形性
が悪く、素子内部にクラックが発生する。
さらに、放電耐量が悪くなる。（３）の方法は製造工程
上の問題はないが、課電寿命が少し悪く、放電耐量も悪
くなる。（４）の方法も製造工程上の問題はないが、課
電寿命が十分でなく、放電耐量も弱い等の問題点があっ
た。
上の問題はないが、課電寿命が少し悪く、放電耐量も悪
くなる。（４）の方法も製造工程上の問題はないが、課
電寿命が十分でなく、放電耐量も弱い等の問題点があっ
た。
発明の目的
本発明は上記欠点に鑑み、大形の酸化亜鉛バリスタ素子
でも課電寿命特性と放電耐量に優れている電圧非直線抵
抗器の製造方法を提供しようとするものである。
でも課電寿命特性と放電耐量に優れている電圧非直線抵
抗器の製造方法を提供しようとするものである。
発明の構成
この目的を達成するために本発明の電圧非直線抵抗器の
製造方法として、酸化亜鉛バリスタ組成物に添加するガ
ラスフリットの構成材料と添加量を検討し、特に高圧、
高エネルギー分野の酸化亜鉛バリスタ素子の課電寿命特
性、放電耐量を向上させたものである。具体的には、酸
化ビスマス（Ｂｉ２０３）４０〜９０Ｗｔチ、シソ力（
Ｓｉｏ２）５〜２５ｗｔ％、無水ホウ酸（Ｂ２Ｏ２）１
０〜Ｓ。
製造方法として、酸化亜鉛バリスタ組成物に添加するガ
ラスフリットの構成材料と添加量を検討し、特に高圧、
高エネルギー分野の酸化亜鉛バリスタ素子の課電寿命特
性、放電耐量を向上させたものである。具体的には、酸
化ビスマス（Ｂｉ２０３）４０〜９０Ｗｔチ、シソ力（
Ｓｉｏ２）５〜２５ｗｔ％、無水ホウ酸（Ｂ２Ｏ２）１
０〜Ｓ。
ｗｔ係、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）５〜３０ ｗ ｔ％からな
るガラス組成物を１０００ ℃〜１２５０℃で融解後冷
却し微粉砕したガラスフリ、／）を、酸化亜鉛バリスタ
組成物１００重量部に対して０．０１〜６重量部添加し
て混合、成形し、１０００１：〜１４００℃で焼成して
得られる焼結体に電極を設けることを特徴とする電圧非
直線抵抗器の製造方法を提供するものである。
るガラス組成物を１０００ ℃〜１２５０℃で融解後冷
却し微粉砕したガラスフリ、／）を、酸化亜鉛バリスタ
組成物１００重量部に対して０．０１〜６重量部添加し
て混合、成形し、１０００１：〜１４００℃で焼成して
得られる焼結体に電極を設けることを特徴とする電圧非
直線抵抗器の製造方法を提供するものである。
実施例の説明
以下、実施例に従って本発明を説明する。
まず、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ２）４０〜ｅｏＷｔ係、
シリカ（Ｓｔ Ｏ２） ５〜２５ｗｔ％、無水ホウ酸（
Ｂ２Ｏ２）１０〜３ｏｗｔ％、酸化銀（八ｑ２０）５〜
３０ｗｔ ％を配合、混合し、混合物を白金ルツボに入
れ、１０００℃〜１２５０℃で融解後、水中へ投入し、
急冷し、それをポットミルで微粉砕してガラスフリット
を作る。
シリカ（Ｓｔ Ｏ２） ５〜２５ｗｔ％、無水ホウ酸（
Ｂ２Ｏ２）１０〜３ｏｗｔ％、酸化銀（八ｑ２０）５〜
３０ｗｔ ％を配合、混合し、混合物を白金ルツボに入
れ、１０００℃〜１２５０℃で融解後、水中へ投入し、
急冷し、それをポットミルで微粉砕してガラスフリット
を作る。
一方、酸化亜鉛（ＺｎＯ） ８５〜９８．５ｍｏ１％
。
。
酸化ビスマス（Ｂ１２０３）０．０１〜５ ｍｏｔ％
、酸化コバルト（ＣＯ２０３）α０１〜５ ｍｏ１％、
酸化マンガン（ＭｎＯ２）ｏ、Ｑ１〜５ｍ０Ｌ％、酸化
アンチモン（Ｓｂ２０３）０．０２〜１０ ｍｏ１％、
酸化クロム（Ｃｒ ２０３） ０．０１〜５ ｚｎｏＺ
％、シリカ（５１０２）０．０２〜１０ｍｏｔ％、酸化
−”）ケル（Ｎｉｐ） ０．０２〜１０ｍｏｔ％、酸化
アルミニウム（Ａ ｔ ２０３）０．００１〜ｏ、ｏｓ
ｍｏｚ％ を配合したもの（以下バリスタ組成物と呼ぶ
）を作り、このバリスタ組成物１００重量部に対して、
前記ガラスフリットを０．０１〜５重量部添加し、混合
２成形し、その成形体を８５０℃〜９５０℃で仮焼し、
その仮焼体の側面に酸化ビスマス（Ｂ１２Ｏ３）、シリ
カ（５１０２）ｒ酸化アンチモン（Ｓｂ２０３）からな
る側面高抵抗剤を塗布し、１０００℃〜１４０Ｑ℃で焼
成して得られる円柱形焼結体の両面に金属溶射によって
電極をつける。
、酸化コバルト（ＣＯ２０３）α０１〜５ ｍｏ１％、
酸化マンガン（ＭｎＯ２）ｏ、Ｑ１〜５ｍ０Ｌ％、酸化
アンチモン（Ｓｂ２０３）０．０２〜１０ ｍｏ１％、
酸化クロム（Ｃｒ ２０３） ０．０１〜５ ｚｎｏＺ
％、シリカ（５１０２）０．０２〜１０ｍｏｔ％、酸化
−”）ケル（Ｎｉｐ） ０．０２〜１０ｍｏｔ％、酸化
アルミニウム（Ａ ｔ ２０３）０．００１〜ｏ、ｏｓ
ｍｏｚ％ を配合したもの（以下バリスタ組成物と呼ぶ
）を作り、このバリスタ組成物１００重量部に対して、
前記ガラスフリットを０．０１〜５重量部添加し、混合
２成形し、その成形体を８５０℃〜９５０℃で仮焼し、
その仮焼体の側面に酸化ビスマス（Ｂ１２Ｏ３）、シリ
カ（５１０２）ｒ酸化アンチモン（Ｓｂ２０３）からな
る側面高抵抗剤を塗布し、１０００℃〜１４０Ｑ℃で焼
成して得られる円柱形焼結体の両面に金属溶射によって
電極をつける。
このようにして作られた本発明例と従来例の特性比較を
直径３３酎、厚み３０ｆｆ＋＋＋１の焼結体を用いて第
１図、第２図に示す。第１図は課電寿命特性を、第２図
は放電耐量特性を示す。課電寿命試験は１３０℃の恒温
槽の中に試料を置き、試料の電極間に試料の■１ｒｎＡ
の９５％の電圧に相当するピーク電圧を有するＡＣ電圧
を印加し、その漏れ電流の増加状態を調べた。一方、放
電耐量試験は電流波形４×１０μｓのパルス電流を２回
印加した時の試料の■１ｍＡの変化率を調べた。図でイ
は本発明品の特性、口は従来品の特性である。
直径３３酎、厚み３０ｆｆ＋＋＋１の焼結体を用いて第
１図、第２図に示す。第１図は課電寿命特性を、第２図
は放電耐量特性を示す。課電寿命試験は１３０℃の恒温
槽の中に試料を置き、試料の電極間に試料の■１ｒｎＡ
の９５％の電圧に相当するピーク電圧を有するＡＣ電圧
を印加し、その漏れ電流の増加状態を調べた。一方、放
電耐量試験は電流波形４×１０μｓのパルス電流を２回
印加した時の試料の■１ｍＡの変化率を調べた。図でイ
は本発明品の特性、口は従来品の特性である。
以上の結果は本発明品が酸化ビスマス（Ｂ１２０３）５
０ｗｔ％ 、 シ＋） 力（Ｓｉｎ２）１０ｗｔ％ 、
無水ホウｅ（Ｂ２０３）２０ｗｔ％ｐ 酸化銀（Ａｇ２
Ｏ） ２０ｗｔ ％を１０００℃で融解した後急冷し、
微粉砕したガラスフリットをバリスタ組成ｗＪ（Ｚｎ０
９５．４９６ｍｏｔ％、 Ｂｉ Ｏ００５ｍ０Ｌ％、
ＣＯ２Ｏ３３ ０、５ｍｏ ｔ％、ＭｎＯ２０，６ｒｎｏｔ％、５ｂ２
０３１．。
０ｗｔ％ 、 シ＋） 力（Ｓｉｎ２）１０ｗｔ％ 、
無水ホウｅ（Ｂ２０３）２０ｗｔ％ｐ 酸化銀（Ａｇ２
Ｏ） ２０ｗｔ ％を１０００℃で融解した後急冷し、
微粉砕したガラスフリットをバリスタ組成ｗＪ（Ｚｎ０
９５．４９６ｍｏｔ％、 Ｂｉ Ｏ００５ｍ０Ｌ％、
ＣＯ２Ｏ３３ ０、５ｍｏ ｔ％、ＭｎＯ２０，６ｒｎｏｔ％、５ｂ２
０３１．。
ｍｏ７％、Ｃｒ２Ｏ３０，５ｍＯ４％、５ｉｎ２０．５
ｍｏｔ％。
ｍｏｔ％。
１寸１０１．０ｍｏｔ％、Ａｔ２０３０．○０５ｍｏ、
／＝％）１０゜重量部に対して０．１重量部を加えて混
合、成形し、そのｔＲ形体を９００℃で仮焼し、その仮
焼体の側面に酸化ビスマス、シリカ、酸化アンチモンか
らなる１μｍ１面高抵抗剤を塗布し、１２００℃で焼成
したものである。捷だ、従来品はＢ １２０３６８．４
ｗｔ％、ＳｉＯ１’２．５ｗｔ％、Ｂ２０３１２．５
ｖｖ ｔ％。
／＝％）１０゜重量部に対して０．１重量部を加えて混
合、成形し、そのｔＲ形体を９００℃で仮焼し、その仮
焼体の側面に酸化ビスマス、シリカ、酸化アンチモンか
らなる１μｍ１面高抵抗剤を塗布し、１２００℃で焼成
したものである。捷だ、従来品はＢ １２０３６８．４
ｗｔ％、ＳｉＯ１’２．５ｗｔ％、Ｂ２０３１２．５
ｖｖ ｔ％。
Ｃｏｏ ８．３ｗｔ％、Ａｇ２Ｏ８，３ｗｔ％のガラス
組成物であり、その池の条件は本発明品と同じである。
組成物であり、その池の条件は本発明品と同じである。
ガラスフリットの添゛加量が０．０１重量部未満になる
と課電寿命特性の改善効果がなくなり、一方５重量部を
超えると放電耐量が悪くなる。また、ガラスフリット中
のＢ１２Ｏ３が４ Ｑ ｗ ｔ ％未満ではガラス化が
困難になり、９０ｗｔ ％を超えた時は素子の電圧非直
線指数ａが悪くなる。次に、Ｓ ｚ ０２が５ｗｔ ％
未満では素子の課電寿命が悪くなり、２５ｗｔ ％を超
えた時には放電耐量が悪くなる。さらに、Ｂ２Ｏ３は１
０ｗｔ ％未満では電圧非直線指数αが悪くな９．３ｏ
ｗｔ ％を超えた時には放電耐量が悪くなる。そして、
Ａｇ２Ｏが５ｗｔ％未満では課電寿命特性が悪くなシ、
３０ｗｔ係を超えた時には放電耐量が悪くなる。
と課電寿命特性の改善効果がなくなり、一方５重量部を
超えると放電耐量が悪くなる。また、ガラスフリット中
のＢ１２Ｏ３が４ Ｑ ｗ ｔ ％未満ではガラス化が
困難になり、９０ｗｔ ％を超えた時は素子の電圧非直
線指数ａが悪くなる。次に、Ｓ ｚ ０２が５ｗｔ ％
未満では素子の課電寿命が悪くなり、２５ｗｔ ％を超
えた時には放電耐量が悪くなる。さらに、Ｂ２Ｏ３は１
０ｗｔ ％未満では電圧非直線指数αが悪くな９．３ｏ
ｗｔ ％を超えた時には放電耐量が悪くなる。そして、
Ａｇ２Ｏが５ｗｔ％未満では課電寿命特性が悪くなシ、
３０ｗｔ係を超えた時には放電耐量が悪くなる。
発明の効果
以上のように本発明は大形の酸化亜鉛バリスタ素子の課
電寿命の特性、放電耐量を大巾に改善でき、その実用的
効果は犬なるものがある。
電寿命の特性、放電耐量を大巾に改善でき、その実用的
効果は犬なるものがある。
第１図は課電寿命特性の本発明品と従来品との比較を示
す図、第２図は放電耐量特性の本発明品と従来品との比
較を示す図である。
す図、第２図は放電耐量特性の本発明品と従来品との比
較を示す図である。
Claims (2)
- （１）酸化ビスマス（Ｂ１２Ｏ３）４０〜９０ｗｔ％。 シリカ（Ｓ ＩＯ２） ５〜２５ｗｔ％、無水ホウ酸（
Ｂ２Ｏ２）１０〜３０ｗｔ％、酸化銀（Ａｑ２ｏ）５〜
３０ｗｔ％５ｘらなるガラス組成物を１０００℃〜１２
５０℃で融解後冷却し微粉砕したガラスフリットを、酸
化亜鉛バリスタ組成物１００重量部に対して０．０１〜
５Ｍ量部添加して混合、成形し、１０００℃〜１４００
℃で焼成して得られる焼結体に電極を設けることを特徴
とする電圧非直線抵抗器の製造方法。 - （２）酸化亜鉛バリスタ組成物の配合組成を酸化亜鉛（
Ｚ：ｎＯ） ８５〜９ Ｂ、６ｒｎｏｔ％、酸化ビスマ
ス（Ｂｉ２０３）０．０１〜５ｒＱｏｔ％、酸化コバル
ト（Ｃ０２ｏ３）０．０１〜５ｍ０ｔ％、１−化７７ガ
ン（ＭｎＯ２） ｏ、 ｏ１〜ｓ ｒｎｏｔ％、酸化７
７ｆ％７（Ｓｂ２０３）Ｏ１０２〜１０ｍ０Ｌ％、酸化
クロム（Ｃｒ２０３）０．０１〜５ｍＯ２％、クリ力（
Ｓ １０２ ）０．０２〜１０ ｍｏ、ｌ−％、酸化ニ
アケル（ＮｉＯ） ０．０２〜１０ｍｏｔ％、酸化アル
ミニウム（Ａｔ２ｏ３）０．００１〜０．０６ ｍｏ
ｔ％とじた特許請求の範囲第１項記載の電圧非直線抵抗
器の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57204083A JPS5994402A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57204083A JPS5994402A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5994402A true JPS5994402A (ja) | 1984-05-31 |
| JPH0320884B2 JPH0320884B2 (ja) | 1991-03-20 |
Family
ID=16484496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57204083A Granted JPS5994402A (ja) | 1982-11-19 | 1982-11-19 | 電圧非直線抵抗器の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5994402A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6182401A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-26 | 株式会社東芝 | 電圧非直線抵抗体及びその製造方法 |
-
1982
- 1982-11-19 JP JP57204083A patent/JPS5994402A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6182401A (ja) * | 1984-09-29 | 1986-04-26 | 株式会社東芝 | 電圧非直線抵抗体及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0320884B2 (ja) | 1991-03-20 |
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