JPS60206002A - 非直線抵抗体 - Google Patents
非直線抵抗体Info
- Publication number
- JPS60206002A JPS60206002A JP59059461A JP5946184A JPS60206002A JP S60206002 A JPS60206002 A JP S60206002A JP 59059461 A JP59059461 A JP 59059461A JP 5946184 A JP5946184 A JP 5946184A JP S60206002 A JPS60206002 A JP S60206002A
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- Japan
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- resistance layer
- nonlinear resistor
- mol
- zinc oxide
- voltage
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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】
［発明の技術分野１
本発明は酸化亜鉛を主成分とし、電圧非直線抵抗特性を
持つ焼結成いは成形された素体の側面に、高抵抗層を形
成して成る電圧非直線抵抗体に関するものである。
持つ焼結成いは成形された素体の側面に、高抵抗層を形
成して成る電圧非直線抵抗体に関するものである。
［発明の技術的背景］
電圧非直線抵抗体は、一般にはバリスタと呼ばれ、その
優れた非直線電圧−電流特性が利用されて、電圧安定化
或いはサージ吸収を目的とした避雷器やサージアブソー
バに広く利用されている。
優れた非直線電圧−電流特性が利用されて、電圧安定化
或いはサージ吸収を目的とした避雷器やサージアブソー
バに広く利用されている。
代表的なものとして、近年開発された酸化亜鉛バリスタ
がある。これは酸化亜鉛を主成分とし、これに少量のビ
スマス、アンチモン、コバルト、マンガン、クロム等の
酸化物を添加し、混合造粒、成形した。後、空気中で高
温焼成し、その焼結体に電極を取り付けて構成されるも
のである。その非直線抵抗特性は非常に優れており、焼
結体は酸化亜鉛粒子とその周囲をとりまく添加物により
形成される粒界層から成り、優れた非直線抵抗特性は酸
化亜鉛粒子と粒界層との界面に起因すると考えられてお
り、電圧−Ｎ８！特性をある程度任意に調節し得る等多
くの特長を備えている。
がある。これは酸化亜鉛を主成分とし、これに少量のビ
スマス、アンチモン、コバルト、マンガン、クロム等の
酸化物を添加し、混合造粒、成形した。後、空気中で高
温焼成し、その焼結体に電極を取り付けて構成されるも
のである。その非直線抵抗特性は非常に優れており、焼
結体は酸化亜鉛粒子とその周囲をとりまく添加物により
形成される粒界層から成り、優れた非直線抵抗特性は酸
化亜鉛粒子と粒界層との界面に起因すると考えられてお
り、電圧−Ｎ８！特性をある程度任意に調節し得る等多
くの特長を備えている。
［背景技術の問題点］
ところで、これら酸化亜鉛系バリスタを電力用避雷器と
して使用するには、次の様な欠点があった。即ち、酸化
亜鉛素子単体では、耐湿性が劣り避雷器の様な苛酷な環
境で使用するには好ましくない上、大電流パルスを印加
した時の非直線抵抗体の抵抗の変化率が大きく、従って
長期に亘って雷パルスや電圧サージパルスを受ける過電
圧保護装置には不適当である。そのため、長期間に亘っ
て安定した電気特性を持つ金属酸化物非直線抵抗体が要
望されていた。
して使用するには、次の様な欠点があった。即ち、酸化
亜鉛素子単体では、耐湿性が劣り避雷器の様な苛酷な環
境で使用するには好ましくない上、大電流パルスを印加
した時の非直線抵抗体の抵抗の変化率が大きく、従って
長期に亘って雷パルスや電圧サージパルスを受ける過電
圧保護装置には不適当である。そのため、長期間に亘っ
て安定した電気特性を持つ金属酸化物非直線抵抗体が要
望されていた。
こうした要求に対して、酸化亜鉛を主体とする焼結素材
の側面に、エポキシ樹脂コートを施したり、Ｚｎｙ Ｓ
ｂｚ ０１２．２ｎ２Ｓ ｉ ０４を中心とした高抵抗
層等を形成することが提案され実施されている。しかし
、エポキシ樹脂コートは耐電圧特性が悪く、またＺｎｙ
５ｂ２０１２ 、Ｚｎ２ Ｓ ｉＯ４系によると耐湿
特性などは改良されたが、大電流パルスを印加した時の
抵抗の変化率が大きいという問題はまだ残っていた。
の側面に、エポキシ樹脂コートを施したり、Ｚｎｙ Ｓ
ｂｚ ０１２．２ｎ２Ｓ ｉ ０４を中心とした高抵抗
層等を形成することが提案され実施されている。しかし
、エポキシ樹脂コートは耐電圧特性が悪く、またＺｎｙ
５ｂ２０１２ 、Ｚｎ２ Ｓ ｉＯ４系によると耐湿
特性などは改良されたが、大電流パルスを印加した時の
抵抗の変化率が大きいという問題はまだ残っていた。
［発明の目的］
本発明は上記要望に鑑みなされたもので、長期間に亘り
繰り返し過電流パルスが印加されても、電気特性の劣化
の少ない金属酸化物非直線抵抗体を提供することを目的
とする。
繰り返し過電流パルスが印加されても、電気特性の劣化
の少ない金属酸化物非直線抵抗体を提供することを目的
とする。
［発明の概要］
かかる目的を達成１−る１こめ、本発明は、酸化亜鉛を
主体とする焼結成いは成形素体の側面に、鉄を主成分と
する例えば、ビスマス及び鉄を、３ｉ２０３、Ｆｅ２Ｏ
３に換算して、その合計量の５０モル％以下、５０モル
％以上含む組成物から成る高抵抗層を形成することによ
って、大電流パルスが加わった場合におけるバリスタ電
圧の変化率の小さな電圧非直線抵抗体を得る様にしたも
のである。
主体とする焼結成いは成形素体の側面に、鉄を主成分と
する例えば、ビスマス及び鉄を、３ｉ２０３、Ｆｅ２Ｏ
３に換算して、その合計量の５０モル％以下、５０モル
％以上含む組成物から成る高抵抗層を形成することによ
って、大電流パルスが加わった場合におけるバリスタ電
圧の変化率の小さな電圧非直線抵抗体を得る様にしたも
のである。
［発明の実施例］
以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
第１図は、本発明による非直線抵抗体の断面図で、図中
符号１は酸化亜鉛を主成分とした焼結素体、２はその両
側面に形成された高抵抗層、３は上下両面に設けられた
電極である。
符号１は酸化亜鉛を主成分とした焼結素体、２はその両
側面に形成された高抵抗層、３は上下両面に設けられた
電極である。
この様な構成の非直線抵抗体を製造するには、−例とし
て、次の様にする。
て、次の様にする。
まず、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の粉末に、酸化ビスマス＜Ｂ
ｉ２０３）、酸化コバルト（ＣＯ２０３）、Ｍ化マンガ
ン（ＭｎＯ）、酸化りロム（Ｃｒｚ０３）を各々０．５
モル％、酸化アンチモン（Ｓｂｚ ０３ ） 、酸化ニ
ッケル（Ｎ ｉ Ｏ）の粉末を夫々１．０モル％の範囲
で添加し、これらの原料粉末を十分に混合するために水
１分散剤、バインダー、潤滑剤と共に混合装置に入れて
混合した。この混合物スラリーを、スプレードライヤー
で例えば平均粒径１２０ミクロンになる様に造粒し、こ
の粉末をプレスにかけ直径５Ｑｍｍ厚さ３０ｍｍの円板
に成形した。添加した分散材、バインダー。
ｉ２０３）、酸化コバルト（ＣＯ２０３）、Ｍ化マンガ
ン（ＭｎＯ）、酸化りロム（Ｃｒｚ０３）を各々０．５
モル％、酸化アンチモン（Ｓｂｚ ０３ ） 、酸化ニ
ッケル（Ｎ ｉ Ｏ）の粉末を夫々１．０モル％の範囲
で添加し、これらの原料粉末を十分に混合するために水
１分散剤、バインダー、潤滑剤と共に混合装置に入れて
混合した。この混合物スラリーを、スプレードライヤー
で例えば平均粒径１２０ミクロンになる様に造粒し、こ
の粉末をプレスにかけ直径５Ｑｍｍ厚さ３０ｍｍの円板
に成形した。添加した分散材、バインダー。
潤滑剤を予め除くため空気中で５００℃で焼成後、１０
２０℃で仮焼した素体に予め用意した高抵抗層形成用ス
ラリーをスプレーガンを用いて塗布した。
２０℃で仮焼した素体に予め用意した高抵抗層形成用ス
ラリーをスプレーガンを用いて塗布した。
前記の高抵抗層形成用スラリーは、以下の様に調製され
た。酸化ビスマス（Ｂｉ２０３）０〜１００モル％、酸
化第二鉄（Ｆｅ２０３）１００〜Ｏモル％に、重量比で
１：１となる様に純水を加え適当なスラリーにした。こ
の時、ポリビニルアルコールの様な結合剤を０．１ｗｔ
％程添加することにより、塗膜の強度が増大した。この
素体を空気雰囲気中で１２００℃の温度で焼成しＩＣ０
このようにして得た焼結素体の両面を平行に研磨し厚さ
２０ｍｍとした後、アルミニウムの溶射にＪ、り電極３
を形成して、電圧非直線抵抗体を得た。
た。酸化ビスマス（Ｂｉ２０３）０〜１００モル％、酸
化第二鉄（Ｆｅ２０３）１００〜Ｏモル％に、重量比で
１：１となる様に純水を加え適当なスラリーにした。こ
の時、ポリビニルアルコールの様な結合剤を０．１ｗｔ
％程添加することにより、塗膜の強度が増大した。この
素体を空気雰囲気中で１２００℃の温度で焼成しＩＣ０
このようにして得た焼結素体の両面を平行に研磨し厚さ
２０ｍｍとした後、アルミニウムの溶射にＪ、り電極３
を形成して、電圧非直線抵抗体を得た。
この電圧非直線抵抗体に大電流パルスを印加した時の耐
電圧特性（ここでは４×１０マイクロ秒の波形で２回印
加により側面閃絡しない値を用いた）を第２図に、８×
２０マイクロ秒の波形で１０ＫＡの電流を２０回印加後
におｔ−する印加方向と逆方向の△■１０μＡの変化率
を第３図に示した。
電圧特性（ここでは４×１０マイクロ秒の波形で２回印
加により側面閃絡しない値を用いた）を第２図に、８×
２０マイクロ秒の波形で１０ＫＡの電流を２０回印加後
におｔ−する印加方向と逆方向の△■１０μＡの変化率
を第３図に示した。
第２図において、Ｆｅ２０３５０モル％以上、Ｂｉ２０
ａ５０モル％以下の組成比のものは、従来例として示し
たＢｉｚ Ｏ３，ＮｉＯ２，５ｂ２０３、ＺｎＯ等を含
有する組成系のものより、優れた耐電圧特性を有するこ
とが確認された。また、第３図に８Ｘ２０μ秒の波形で
２０回印加しに後の逆方向のΔＶ１０μＡの変化率を示
したが、この特性においても、Ｆｅ２０３５０モル％以
上、Ｂｉｚ０３５０モル％以下の組成比のものが良好な
特性が得られた。
ａ５０モル％以下の組成比のものは、従来例として示し
たＢｉｚ Ｏ３，ＮｉＯ２，５ｂ２０３、ＺｎＯ等を含
有する組成系のものより、優れた耐電圧特性を有するこ
とが確認された。また、第３図に８Ｘ２０μ秒の波形で
２０回印加しに後の逆方向のΔＶ１０μＡの変化率を示
したが、この特性においても、Ｆｅ２０３５０モル％以
上、Ｂｉｚ０３５０モル％以下の組成比のものが良好な
特性が得られた。
次に、これらの素子の側面における成分の温度分布につ
いてＸ線マイクロアナライザーを用いて測定したところ
、鉄の存在が確認された。その量は、深さ１０μｍの位
置において、Ｆｅ２Ｏ３に換算して、本発明の非直線抵
抗体では少なくとも１０モル％以上含まれていることが
わかった。酸化ビスマスの役割は融剤として働き、鉄の
拡散或いは酸化亜鉛との反応を促進するものと考えられ
ている。酸化ビスマスにより素体に拡散された鉄は、酸
化亜鉛等と反応して高抵抗層となり、耐電圧特性、耐パ
ルス特性を向上させている。
いてＸ線マイクロアナライザーを用いて測定したところ
、鉄の存在が確認された。その量は、深さ１０μｍの位
置において、Ｆｅ２Ｏ３に換算して、本発明の非直線抵
抗体では少なくとも１０モル％以上含まれていることが
わかった。酸化ビスマスの役割は融剤として働き、鉄の
拡散或いは酸化亜鉛との反応を促進するものと考えられ
ている。酸化ビスマスにより素体に拡散された鉄は、酸
化亜鉛等と反応して高抵抗層となり、耐電圧特性、耐パ
ルス特性を向上させている。
上記実施例によれば、本発明の非直線抵抗体は、耐電圧
特性に優れ、大電流パルスに対する変化率も小さく、極
めて優れた安定性を示すことがわかる。このことは、素
子を電力用避雷器等に使用した場合において、非常に優
れた信頼性を保証゛す゛るものであり、実用的見地から
見て重要である。
特性に優れ、大電流パルスに対する変化率も小さく、極
めて優れた安定性を示すことがわかる。このことは、素
子を電力用避雷器等に使用した場合において、非常に優
れた信頼性を保証゛す゛るものであり、実用的見地から
見て重要である。
なお、本発明の実施例では、原料として酸化物を用いた
が、焼結して酸化物になるものであれば何でも良く、例
えば水酸化物、炭酸化物、シ１つ酸化物等であっても同
じ効果が得られることはいうまでもない。また、実施例
に示した添加物以外に、非直線抵抗体の特性を向上させ
る目的で他の成分を加えてもよく、耐湿特性や耐電圧特
性を更に向上させる為に、当該非直線抵抗体の外側にガ
ラス成分等を焼付けることは望ましいことである。
が、焼結して酸化物になるものであれば何でも良く、例
えば水酸化物、炭酸化物、シ１つ酸化物等であっても同
じ効果が得られることはいうまでもない。また、実施例
に示した添加物以外に、非直線抵抗体の特性を向上させ
る目的で他の成分を加えてもよく、耐湿特性や耐電圧特
性を更に向上させる為に、当該非直線抵抗体の外側にガ
ラス成分等を焼付けることは望ましいことである。
更に、本実施例では高抵抗層形成物質を仮焼した素体に
塗布したが、成形した素体に塗布しても同様の効果が認
められた。
塗布したが、成形した素体に塗布しても同様の効果が認
められた。
［発明の効果］
以上述べて来た様に、本発明によれば、酸化亜鉛を主体
とし電圧非直線性を有する焼結成いは成形素体の側面に
、鉄を主成分とする例えば、ビスマス及び鉄を、Ｂ １
２０３ 、Ｆｅ２Ｏ３に換算して、その合計量の５０モ
ル％以下、５０モル％以上含む組成物から成る高抵抗層
を形成したことにより、耐電圧特性、大電力パルス特性
に優れた信頼性の高い電圧非直線抵抗体を提供づ°るこ
とができる。
とし電圧非直線性を有する焼結成いは成形素体の側面に
、鉄を主成分とする例えば、ビスマス及び鉄を、Ｂ １
２０３ 、Ｆｅ２Ｏ３に換算して、その合計量の５０モ
ル％以下、５０モル％以上含む組成物から成る高抵抗層
を形成したことにより、耐電圧特性、大電力パルス特性
に優れた信頼性の高い電圧非直線抵抗体を提供づ°るこ
とができる。
第１図は本発明に係る非直線抵抗体の構造を示す断面図
、第２図はＦｅ２ｅｓとＢｉ２Ｏ５の配合比と耐電圧特
性を示すグラフ、第３図は同じく大電流パルス印加後に
おけるΔｖ１０μＡの変化率を示すグラフである。 １・・・焼結素体、２・・・高抵抗層、３・・・電極。 出願人 東京芝浦電気株式会社− ／ぐ゛ 第１図 ｓ２図 −２０３０２０４０６０８０１００−２＋し’／。
、第２図はＦｅ２ｅｓとＢｉ２Ｏ５の配合比と耐電圧特
性を示すグラフ、第３図は同じく大電流パルス印加後に
おけるΔｖ１０μＡの変化率を示すグラフである。 １・・・焼結素体、２・・・高抵抗層、３・・・電極。 出願人 東京芝浦電気株式会社− ／ぐ゛ 第１図 ｓ２図 −２０３０２０４０６０８０１００−２＋し’／。
Claims (3)
- （１）電圧非直線性を有する酸化亜鉛を主成分とする素
体の側面に、鉄を主成分とする高抵抗層が形成されてい
ることを特徴とする非直線抵抗体。 - （２）高抵抗層が、ビスマス及び鉄を、Ｂｉ２Ｏ５，Ｆ
ｅ２Ｏ３に換算して、その合計■の５０モル％以下、５
０モル％以上含む組成物から成る高抵抗層である特許請
求の範囲第１項記載の非直線抵抗体。 - （３）高抵抗層が、酸化亜鉛を主成分とする焼結素体の
側面に、スラリー状となった組成物を塗布した後焼結す
ることによって形成されたものである特許請求の範囲第
１項記載の非直線抵抗体。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59059461A JPS60206002A (ja) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | 非直線抵抗体 |
| EP85302051A EP0159820B1 (en) | 1984-03-29 | 1985-03-25 | Zinc oxide voltage - non-linear resistor |
| DE8585302051T DE3566753D1 (de) | 1984-03-29 | 1985-03-25 | Zinc oxide voltage - non-linear resistor |
| US06/717,977 US4700169A (en) | 1984-03-29 | 1985-03-29 | Zinc oxide varistor and method of making it |
| AU40707/85A AU587778B2 (en) | 1984-03-29 | 1985-03-29 | Zinc oxide voltage non-linear resistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59059461A JPS60206002A (ja) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | 非直線抵抗体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60206002A true JPS60206002A (ja) | 1985-10-17 |
| JPH0510803B2 JPH0510803B2 (ja) | 1993-02-10 |
Family
ID=13113968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59059461A Granted JPS60206002A (ja) | 1984-03-29 | 1984-03-29 | 非直線抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60206002A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996036058A1 (en) * | 1995-05-08 | 1996-11-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Lateral high-resistance additive for zinc oxide varistor, zinc oxide varistor produced using the same, and process for producing the varistor |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5213692A (en) * | 1975-07-23 | 1977-02-02 | Marcon Electronics Co Ltd | Non-linear voltage resistor |
| JPS5516458A (en) * | 1978-07-21 | 1980-02-05 | Marukon Denshi Kk | Method of manufacturing voltage nonlinear resistor |
-
1984
- 1984-03-29 JP JP59059461A patent/JPS60206002A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5213692A (en) * | 1975-07-23 | 1977-02-02 | Marcon Electronics Co Ltd | Non-linear voltage resistor |
| JPS5516458A (en) * | 1978-07-21 | 1980-02-05 | Marukon Denshi Kk | Method of manufacturing voltage nonlinear resistor |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996036058A1 (en) * | 1995-05-08 | 1996-11-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Lateral high-resistance additive for zinc oxide varistor, zinc oxide varistor produced using the same, and process for producing the varistor |
| US5980788A (en) * | 1995-05-08 | 1999-11-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Lateral high-resistance additive for zinc oxide varistor, zinc oxide varistor produced using the same, and process for producing the varistor |
| US6224937B1 (en) | 1995-05-08 | 2001-05-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method of manufacturing a zinc oxide varistor |
| KR100289207B1 (ko) * | 1995-05-08 | 2001-05-02 | 모리시타 요이찌 | 산화아연배리스터용 측면고저항제와 그것을 사용한 산화아연배리스터와 이산화아연배리스터의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0510803B2 (ja) | 1993-02-10 |
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