JPS6113603A - 電圧非直線抵抗体 - Google Patents

電圧非直線抵抗体

Info

Publication number
JPS6113603A
JPS6113603A JP59132065A JP13206584A JPS6113603A JP S6113603 A JPS6113603 A JP S6113603A JP 59132065 A JP59132065 A JP 59132065A JP 13206584 A JP13206584 A JP 13206584A JP S6113603 A JPS6113603 A JP S6113603A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sintered body
phase
voltage
nonlinear resistor
life characteristics
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP59132065A
Other languages
English (en)
Inventor
修 古川
金井 秀之
今井 基真
光雄 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP59132065A priority Critical patent/JPS6113603A/ja
Publication of JPS6113603A publication Critical patent/JPS6113603A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Thermistors And Varistors (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は酸化亜鉛(ZnO)を主成分とする焼結体から
成る電圧非直線抵抗体に関し、特に直流課電時の寿命特
性に優れた電圧非直線抵抗体に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来から各種の電圧非直線抵抗体(バリスタ)が研究さ
れているが、その中の一つにZnOを主成分とした焼結
体を用いたものがある。このZnOを主成分とした焼結
体を用いたものにおいては各種副成分を添加したり、ま
た、様々な熱処理工程を通すことなどにより所望の特性
を得ることが試みられている。
最近、直流送電の研究開発が行なわれているが、交流送
電の場合と異なり、非直線抵抗体には常に一方向の電界
が加わるため、非常に過酷な条件となる。このような過
酷な条件に耐え得る直流寿命特性に優れた電圧非直線抵
抗体は得られていないのが現状である。例えば特開昭4
9−119188号に示されているZn01こB 1l
o1 、 Co O、S blog、NlO。
M n Oを添加したもの、特開昭46−19472号
に示されているZnOにB 、Biを添加したもの、特
公昭56−33842号に示されているZnOに酸化硼
素を含むガラスを添加したもの等が知られている。
マタ、特開昭56−142601に示されるように焼結
体ζこ熱処理を行ない、 Bi2O3相をγ比させるな
どの製造方法の改良による試みが行なわれているが、直
流寿命特性に対しては、いずれも十分な特性は得られて
いない。例えば直流課電時の漏れ電流が時間とともに増
加し、熱暴走を生じてしまい、直流寿命特性に劣るもの
であった。
また近年送電の高圧化(UHV)が進むにつれ、要求さ
れる特性、たとえば電圧電流非直線特性、寿命特性等は
過酷なものとなってきている。
このように寿命特性、非直線性等の緒特性向上の要求は
年々大きくなってきており、このような要求を満足する
ため各所で研究が行なわれている。
〔発明の目的〕
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、直流寿命
特性に優れた両正電流非直線抵抗体を提供することを目
的とする。さらに、電圧電流非直線特性に優れたポ圧電
流非厄線抵抗体を隅供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明者等の研究によれば、酸化ビスマス及び酸化硼素
を含有する酸化亜鉛焼結体中の酸化ビスマス相は、端面
とその中心部とでは各相の比率が異なることが見出され
た。
B1l0.相には、α相(斜方晶)、β相(正方晶)r
相(立方晶)等があるが、特にα相とβ相が重要な役割
を果たすことを見串した。
すなわち。
で表わし、ZnO焼結体の電極を装着する端面における
Rβ/aをRe、焼結体中心部に匍けるRβ/αをR・
Cとしたとき、 Be≦2.5 すなわち、一定割合以上のα−相を有し。
かつ、 0.8≦10/Re≦1.2 の範囲におさまる程度の一様なRβ/α が保たれてい
ることが好ましい。この範囲をはずれると直流寿命特性
が劣化してしまう。
なお、この場合の焼結体とは、焼成して得られた焼結体
を必要に応じて研磨または切断などの加工を施したもの
をも含む。
組成的には、酸化ビスマス、酸化硼素を含んでいるもの
を用いる。これは酸化硼素がα−Bi、O。
相の形成に寄与Tるためである。
各種特性は副成分の組成比により影響を受けるが、ビス
マス、コバルト、マンガン、アンチモン。
=ッケルがB110g 、Co!011 、MnO,S
b、01及びNiOに換算して、夫々0.1〜5moA
!%、さらにアルミニウム、インジウム及びガリウムの
少なくとも一種がAJl+、In″+、 Oa”+に換
算して0.0001〜0.05mo/含有した(残部Z
n0)基本成分に対し、硼素がB、0.に換算して0.
001〜1wt係合有したもの/+へその焼結体自体の
非直線性、寿命特性、特に直流寿命特性に優れている。
A1等は非直線を向上させるのに有効であるが多すぎる
とかえって非直線性を劣化させるだけでなく、寿命特性
も劣化する。硼素はα−Bi106相形成に寄与し、直
流寿命特性向上の効果を有するが、やはり多いとかえっ
て特性劣化の要因となる。
一般にRβ/aは中心部にいくに従い減少し、一定値に
おちつ(傾向がある。従ってこのような本発明に係る電
圧非直線抵抗体は、例えば、通常の方法により焼結体を
形成した後、Rβ/αの高い領域を切削、研磨等により
除去し、Re≦2.5でかつ0.8≦Re/Re≦1.
2のものを得ることができる。
BzOm itが多いほどRβ/aの大きい領域は狭く
なる傾向がある。
又、本発明では、α相、β相に着目したが、組成比、熱
処理等でr相が生じることがある。特にr相は現定しな
いがr相はない方が良く、実用上は焼結体表面で5チ以
下、の含有率に抑えることが望ましい。これをこえると
、非直線特性が劣化してしまう。焼結体の内部のBi、
O,相の状態を説明する。ZnOに副成分としてBi0
.o、sモル係。
S b、0.1.0 モル% 、 Co@0@ 1. 
Oモ/l/ % 、 Mn00.5モル係、Ni01.
0モルチ、 AJ、O,0,01モル係の基本成分に対
し% B101 lこ換算して0.01wt%のB、0
.を秤量混合した後バインダーとしてポリビニルアルコ
ールを加えて造粒し、円板状lこ形成した。これを乾燥
した後1300℃で2時間焼成して直径45mm厚み5
Qmmの焼結体を得た。この焼結体を円板面に平行に厚
み2mmとなるように順次端面より切断していき、計2
0枚の直径45mm厚み2mmの焼結体円板を得た。こ
の各々に対してX線回折測定を行ないB1,0.相、特
に、α−Bt*Oi相とβ−810,相の比Rβ/αを
求めた。
なお、この実施例ではγ−Bi、O,は検出されなかっ
た。これを第1図に試料端面からの切り出し位置ヲパラ
メータにして示した。
第1図中の曲線1は、α−BiIO,相の相対強度を、
また曲線2はβ−B輸O,相の相対強度を、さらに曲線
3は両者の比Rβ/αを示す。これから、本実施例の場
合にはRβ/αはもとの焼結体の端面から10mmをこ
えたところでほぼ一定値におちついていることがわかる
次にこれらの円板状試料に対し、両面にAJ溶射により
電極を装着し、非直線性、および課電寿命特性を調べた
結果を第1表に示した。
第1表において、電圧電流弁@線特性はV、 k AJ
V、mA、寿命特性はL4ooで示す。
I(400)は周囲温度90℃とし、D、C,の場合は
0.75XV、mAの電圧を400時間印加し続けた後
室温で測定したもれ電流であり、A、C,の場合は0.
85 xvlmAの電圧を400時間印加し続けた後、
室温で測定したもれ電流である。I (0)は初期値で
あり、L 400はI (400)とI (0)との比
で表わした。
なお、表中X印は400時間以内lこ熱暴走したことを
示す。
才た、パラメータXは直径45mm、厚み2 m mの
試料が、もとの焼結体から切り出された位置であり、試
料の中心部(すなわち厚み1mmのところ)ともとの焼
結体の端面との距離を表わしている。
例えばx−11とは、X線回折を行なった面は試料端面
からtomm の位置であり、電気特性測定を行なった
部分はX−10〜12の部分の焼結体であることを示す
。またRα/βは一様に変化しているため、内部ではそ
の大略中間値をとる。
↓又丁穿y臼 第   1   表 第1表から明らかなように、Reが試料NQ5〜16の
間でほぼ一定値におちつき、特性も優れていることがわ
かる。従って焼結体の両端面を削除することにより容易
に本発明の電圧非直線抵抗体を得ることができる。
なお一般に電極面は研磨することが行なわれているが0
.5〜1.5mm 程度であり、この程度の研磨では、
本発明θ)抵抗体で得ることはできない。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明によれば、非直線特性、寿命
特性(特に直流寿命)に優れた電圧非直線抵抗体を得る
ことができる。
従って直流高圧送電用のサージ吸収体としての避雷器に
有効である。また交流法官用としても有効である。特に
UHV用として好適である。又、直流用、交流用として
両者を同一ラインで製造で去るため、コスト低下等の製
造上のメリットも大なるものである。また各特性に優れ
ているため、民生用の素子としても有効である。
〔発明の実施例〕
以下に本発明の詳細な説明する。
前記概要の項で用いたものと同様の試料を3個作成し、
夫々焼結体端面から切出し位置を変えて45mmφ、2
0mmt  の実施例と比較例を作成した。
第  2  表 第2表から明らかなように本発明の実施例においてはり
、CI(400)/I(0)が小さく、直流寿命特性に
優れていることがわかる。また、他の特性、交αD 流寿命A、C,I(400)/I(0) 、非直線性V
、kA/V、mAもともに優れていることがわかる。比
較例からも明らかなように、焼結体の端面に近くで((
eの変化の大きいところで切り出した試料は、D、C,
寿命に劣る。また第1表中試料N[L5〜挽16までの
部分の中から任意の厚みの焼結体をきり出して得られる
電圧非直線抵抗体はRe/Reが0.8〜1.2の範囲
内の値になることはRβ/αの比をとってみれば明らか
である。また1本実施例では、厚みが20mmの例につ
いて述べたが、これに限らず任意の厚みの焼結体におい
ても1本発明の効果は損なわれない。
次に先の実施例と同じ組成を用い、同様に直径45mm
厚み59mmの焼結体を得、これを焼結体の端面からl
Qmmのところで切り出し、厚み2mmで直径45mm
の焼結体とした(第1表中試料隘5に相当)。これらの
焼結体を異なる温変で再加熱処理した。この各々に対し
てX線回折測定を行ない、表面での7−nt、o、相の
濃度を求めた。さらに先の実施例と同様な方法で、非直
線性、寿命時θつ 性を測定した。これを第3表に示す。
第  3  表 第3表から明らかなように550℃未満程度の熱処理で
は特性はさほど劣化しないが、これをこえると(試料C
〕これは熱処理によりγ−Bi、O,相の濃度が多くな
るためと考えられる。γ−Bl!O。
相の濃度は多くとも5チ以下であり、少ない方が好まし
い。また、本実施例では熱処理によりγ−Bi、0. 
 相の濃度を変化させて、特性の変化の傾向をみたが、
他の方法、たとえば、成分の微調整などによって得られ
た焼結体に対しても適用できる。
電圧非直線抵抗体の製造工程中で、焼結後、加熱される
ことがあるが、上記例より550℃未満、特に500℃
以下程度工程ることが特性面からみて好ましい。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)はX線回折によるピークの強度および強度
比をあられした曲線図、第1図(1))は焼結体の断面
図。 代理人弁理士  則 近 憲 佑(ほか1名)αつ 第1図 θ χ(77′L仇) (ム)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 酸化亜鉛を主成分とし、少なくとも酸化ビスマス及び酸
    化硼素を含む焼結体中のα−Bi_2O_3相とβ−B
    i_2O_2相との比が、 Re≦2.5 かつ 0.8≦RC/Re≦1.2 (ただし Re=(β−Bi_2O_3相量)/(α−Bi_2O
    _3相量)(焼結体の電極装着面)Rc=(β−Bi_
    2O_3相量)/(α−Bi_2O_3相量)(焼結体
    中心部))であることを特徴とする電圧非直線抵抗体。
JP59132065A 1984-06-28 1984-06-28 電圧非直線抵抗体 Pending JPS6113603A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59132065A JPS6113603A (ja) 1984-06-28 1984-06-28 電圧非直線抵抗体

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59132065A JPS6113603A (ja) 1984-06-28 1984-06-28 電圧非直線抵抗体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6113603A true JPS6113603A (ja) 1986-01-21

Family

ID=15072688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59132065A Pending JPS6113603A (ja) 1984-06-28 1984-06-28 電圧非直線抵抗体

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6113603A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6627100B2 (en) * 2000-04-25 2003-09-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Current/voltage non-linear resistor and sintered body therefor
JP2004176792A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Nippon Steel Corp 反力吸収用錘
CN104086170A (zh) * 2014-06-11 2014-10-08 广东风华高新科技股份有限公司 低压压敏电阻陶瓷片及其制备方法、低压压敏电阻器的制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6627100B2 (en) * 2000-04-25 2003-09-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Current/voltage non-linear resistor and sintered body therefor
JP2004176792A (ja) * 2002-11-26 2004-06-24 Nippon Steel Corp 反力吸収用錘
CN104086170A (zh) * 2014-06-11 2014-10-08 广东风华高新科技股份有限公司 低压压敏电阻陶瓷片及其制备方法、低压压敏电阻器的制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6113603A (ja) 電圧非直線抵抗体
US4535314A (en) Varistor includes oxides of bismuth, cobalt, manganese, antimony, nickel and trivalent aluminum
US5039971A (en) Voltage non-linear type resistors
JPH01149401A (ja) 電圧非直線抵抗体
JPS6221242B2 (ja)
JPH0142613B2 (ja)
JPH0354441B2 (ja)
JPS6114702A (ja) 電圧電流非直線抵抗体
JP2531586B2 (ja) 電圧非直線抵抗体
JPS643325B2 (ja)
JPS59117201A (ja) 電圧電流非直線抵抗体
JPS5932043B2 (ja) 電圧非直線抵抗素子の製造方法
JPS5823402A (ja) 非直線抵抗体の製造方法
JPH0223008B2 (ja)
JPS634681B2 (ja)
JPS6236615B2 (ja)
JPS643326B2 (ja)
JPS5932044B2 (ja) 電圧非直線抵抗素子の製造方法
JPS6159703A (ja) 非直線抵抗体の製造方法
JPS63122101A (ja) 電圧非直線抵抗体
JPH0580802B2 (ja)
JPS5821807B2 (ja) 電圧非直線抵抗素子の製造方法
JPS643324B2 (ja)
JPS586288B2 (ja) 電圧非直線抵抗素子の製造方法
JPH0125204B2 (ja)