JPS6197905A - 電圧非直線抵抗体 - Google Patents
電圧非直線抵抗体Info
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- JPS6197905A JPS6197905A JP59219907A JP21990784A JPS6197905A JP S6197905 A JPS6197905 A JP S6197905A JP 59219907 A JP59219907 A JP 59219907A JP 21990784 A JP21990784 A JP 21990784A JP S6197905 A JPS6197905 A JP S6197905A
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- JP
- Japan
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- oxide
- mol
- voltage
- nonlinear resistor
- resistance
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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］
本発明は酸化亜鉛を主成分とし、焼結体自体が電圧非直
線抵抗特性をもつ焼結体の側面に高抵抗層を形成した電
圧非直線抵抗素子に関するものである。
線抵抗特性をもつ焼結体の側面に高抵抗層を形成した電
圧非直線抵抗素子に関するものである。
［発明の技術的背景とその問題点１
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ある
いはサージ吸収を目的とした避雷器やサージアブゾーバ
に広く利用されている。代表的なものとして酸化亜鉛バ
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。
れた非直線電圧−電流特性が利用されて電圧安定化ある
いはサージ吸収を目的とした避雷器やサージアブゾーバ
に広く利用されている。代表的なものとして酸化亜鉛バ
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取りまく添加物により形成される粒
界層からなり、漫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いる。そして電
圧−電流特性をある程度任意に調節しうるなと多くの特
長を備えている一方、これらＺｎＯ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。すな
わち、大電流パルスを印加したときの非直線抵抗体の抵
抗の変化率が大きく、従って、長期間にわたって言パル
スや開閉サージパルスを受ける過電圧保護装置用として
は不適当であり、長期間にわたって安定した電気特性を
もつ、金属酸化物を主成分とする電圧非直線抵抗体が要
望されていた。これら要求に対して、焼結体側面にエポ
キシ樹脂コートを施こす方法や、Ｚｎ７ Ｓｂ２０ｆ
２ 、Ｚｎ２ Ｓｉ ０４を中心とした高抵抗層を施こ
す方法等が実施され又は開発されている。しかしエポキ
シ樹脂コートは耐電圧特性が悪く又Ｚｎｙ Ｓｂ２０１
２ 、Ｚｎ２Ｓｉ ０４系の高抵抗層は耐湿特性などは
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。
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取りまく添加物により形成される粒
界層からなり、漫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いる。そして電
圧−電流特性をある程度任意に調節しうるなと多くの特
長を備えている一方、これらＺｎＯ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。すな
わち、大電流パルスを印加したときの非直線抵抗体の抵
抗の変化率が大きく、従って、長期間にわたって言パル
スや開閉サージパルスを受ける過電圧保護装置用として
は不適当であり、長期間にわたって安定した電気特性を
もつ、金属酸化物を主成分とする電圧非直線抵抗体が要
望されていた。これら要求に対して、焼結体側面にエポ
キシ樹脂コートを施こす方法や、Ｚｎ７ Ｓｂ２０ｆ
２ 、Ｚｎ２ Ｓｉ ０４を中心とした高抵抗層を施こ
す方法等が実施され又は開発されている。しかしエポキ
シ樹脂コートは耐電圧特性が悪く又Ｚｎｙ Ｓｂ２０１
２ 、Ｚｎ２Ｓｉ ０４系の高抵抗層は耐湿特性などは
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耐電圧特性が良
好でかつ長期間にわたり繰り返し過電圧パルスが印加さ
れても電気特性の劣化の少い金属酸化物を主成分とする
電圧非直線抵抗体素子を提供するものである。
好でかつ長期間にわたり繰り返し過電圧パルスが印加さ
れても電気特性の劣化の少い金属酸化物を主成分とする
電圧非直線抵抗体素子を提供するものである。
［発明の概要］
かかる目的を達成するための本発明によれば、酸化亜鉛
を主体とする焼結体の側面に、少くとも酸化珪素、酸化
チタン、酸化アンチモンを含む層によって形成された高
抵抗層を設けることによって耐高電圧特性が良好でかつ
大電流パルスによるバリスタ電圧の変化率の小さな電圧
非直線抵抗体素子を得る事が出来るものである。
を主体とする焼結体の側面に、少くとも酸化珪素、酸化
チタン、酸化アンチモンを含む層によって形成された高
抵抗層を設けることによって耐高電圧特性が良好でかつ
大電流パルスによるバリスタ電圧の変化率の小さな電圧
非直線抵抗体素子を得る事が出来るものである。
［発明の実施例］
以下本発明を実施例により詳細に説明する。
第１図は本発明による電圧非直線抵抗体の断面図で、１
は焼結素体、２はこの焼結素体１の側面に形成された高
抵抗層、３は上・下両面に設けた電極である。
は焼結素体、２はこの焼結素体１の側面に形成された高
抵抗層、３は上・下両面に設けた電極である。
そして上記構成の電圧非直線抵抗体は一例として次の様
に製造される。即ち、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の粉末に酸化
ビスマス（Ｂｉ２０ａ＞、酸化コバルト（ＣＯ２０り、
酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化アンチモン（Ｓｂ２０ｉ
）、酸化ニッケル（Ｎｉｐ）の粉末をそれぞれ０．１〜
５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、分散剤、バインダ°−１潤滑剤ととも
に混合８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１００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４０ｒｒａ
１厚さ４０ｇの円板に成形した。
に製造される。即ち、酸化亜鉛（ＺｎＯ）の粉末に酸化
ビスマス（Ｂｉ２０ａ＞、酸化コバルト（ＣＯ２０り、
酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化アンチモン（Ｓｂ２０ｉ
）、酸化ニッケル（Ｎｉｐ）の粉末をそれぞれ０．１〜
５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、分散剤、バインダ°−１潤滑剤ととも
に混合８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１００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４０ｒｒａ
１厚さ４０ｇの円板に成形した。
添加した分散剤、バインダー、潤滑剤を予じめ除くため
空気中で５００℃で焼成後１０２０℃で仮焼した素体に
、あらかじめ用意した組成比の異る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。高抵抗層形成用
スラリーは以下の様に調整した。即ち酸化ビスマス（Ｂ
ｉ２０３）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（Ｔ
ｉ０２）。
空気中で５００℃で焼成後１０２０℃で仮焼した素体に
、あらかじめ用意した組成比の異る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。高抵抗層形成用
スラリーは以下の様に調整した。即ち酸化ビスマス（Ｂ
ｉ２０３）、二酸化珪素（ＳｉＯ２）、酸化チタン（Ｔ
ｉ０２）。
酸化アンチモン（Ｓｂ ２０３ ）に純水を加え適当な
スラリーにした。この時ポリビニールアルコールの様な
結合剤を０．１ｗｔ％程添加する事により、塗膜の強度
が増大した。、仁のようなスラリーを前述した素体に塗
布しこの素体を１０５０〜１３００″Ｃの温度で焼成し
た。この様にして得た焼結素体の両面を研麿しアルミニ
ウムの客側により電極を形成して電圧非直線抵抗体を得
た。
スラリーにした。この時ポリビニールアルコールの様な
結合剤を０．１ｗｔ％程添加する事により、塗膜の強度
が増大した。、仁のようなスラリーを前述した素体に塗
布しこの素体を１０５０〜１３００″Ｃの温度で焼成し
た。この様にして得た焼結素体の両面を研麿しアルミニ
ウムの客側により電極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４Ｘ１０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）と塗布した高抵抗
層形成用スラリーの組成との関係、ざらに８×２０マイ
クロ秒の波形で１０ｋＡの電流を２０回印加後における
印加方向と逆方向のＶ １０゛μＡの変化率と高抵抗層
形成用スラリーの組成との関係の実施例、比較例を表（
Ｉ）に示した。これらに示した値は焼成温度が１１５０
℃のものである。
電圧特性（ここでは４Ｘ１０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）と塗布した高抵抗
層形成用スラリーの組成との関係、ざらに８×２０マイ
クロ秒の波形で１０ｋＡの電流を２０回印加後における
印加方向と逆方向のＶ １０゛μＡの変化率と高抵抗層
形成用スラリーの組成との関係の実施例、比較例を表（
Ｉ）に示した。これらに示した値は焼成温度が１１５０
℃のものである。
又第２図に、１．ｔＴｉ ０２ ／Ｂｉ ２０３ ＝
１．０、Ｂｉ２０ａ１０モル％に固定した時のＴｔ ０
２ ＋ＳｉＯ２とＳｂ ２０３と耐電圧特性との関係を
、そして第３図にはＢｉ２Ｏ：＋、５ｂ２０ｉを固定し
た時のＴｉＯ２とＳｉＯ２の耐電圧特性との関係を、更
に第４図に：ハＴｉ ０２ ／Ｓｉ ０２−１．０．５
ｂ２０３１５．０モル％に固定した時の３ｉ ２０３の
添加量と耐電圧特性との関係を夫々示した。
１．０、Ｂｉ２０ａ１０モル％に固定した時のＴｔ ０
２ ＋ＳｉＯ２とＳｂ ２０３と耐電圧特性との関係を
、そして第３図にはＢｉ２Ｏ：＋、５ｂ２０ｉを固定し
た時のＴｉＯ２とＳｉＯ２の耐電圧特性との関係を、更
に第４図に：ハＴｉ ０２ ／Ｓｉ ０２−１．０．５
ｂ２０３１５．０モル％に固定した時の３ｉ ２０３の
添加量と耐電圧特性との関係を夫々示した。
表（Ｉ）で明らかな様にエポキシ樹脂を塗布したものや
ペースト塗布なしのものは、１０ｋＡかそれ以下の電流
で沿面閃絡を生じているのに対し、本発明による素子は
はるかに優れた耐久電圧特性を有することがわかる。又
従来知られているＺｎ７Ｓｂ２０ｔ２／Ｚｎ２Ｓｉ ０
４−０．２５の組成物を塗布したものは耐電圧特性は十
分に実゛用に耐える特性を有するもののパルス印加によ
るバリスタ電圧の変化率が大きかった。又表（Ｉ）及び
第２図、第３図、第４図によればその総和が１００ モ
）Ｌｔ ％（１）組ａ’ｌＪＴ Ｂ ！ ２０３４０．
３〜２０モル％、３ｉ ０２ 、Ｔｉ ０２は２５〜５
０モル％、Ｓｂ ２０３は５〜５０モル％の範囲をはず
れると所望の特性を示さない事は明らかである。
ペースト塗布なしのものは、１０ｋＡかそれ以下の電流
で沿面閃絡を生じているのに対し、本発明による素子は
はるかに優れた耐久電圧特性を有することがわかる。又
従来知られているＺｎ７Ｓｂ２０ｔ２／Ｚｎ２Ｓｉ ０
４−０．２５の組成物を塗布したものは耐電圧特性は十
分に実゛用に耐える特性を有するもののパルス印加によ
るバリスタ電圧の変化率が大きかった。又表（Ｉ）及び
第２図、第３図、第４図によればその総和が１００ モ
）Ｌｔ ％（１）組ａ’ｌＪＴ Ｂ ！ ２０３４０．
３〜２０モル％、３ｉ ０２ 、Ｔｉ ０２は２５〜５
０モル％、Ｓｂ ２０３は５〜５０モル％の範囲をはず
れると所望の特性を示さない事は明らかである。
次にこれらの素子の側面における成分の濃度分布につい
てＸ線マイクロアナライザーを用いて測定したところ、
少くともＳｉ、７ｉ、Ｓｂの存在が確認された。その量
は深さ１０μｍの位置におイｒソｔＬツレｓｉ ０２
、 Ｔｉ ０２ 、 Ｓｂ ２０３ ニ換算して本発明
例のものでは２．５．２．５および１モル％以上含まれ
ている事がわかった。酸化ビスマスの役割は融剤として
働き、酸化珪素や酸化チタン、酸化アンチモンの拡散あ
るいは亜化亜鉛との反応を促進するものと考えられる。
てＸ線マイクロアナライザーを用いて測定したところ、
少くともＳｉ、７ｉ、Ｓｂの存在が確認された。その量
は深さ１０μｍの位置におイｒソｔＬツレｓｉ ０２
、 Ｔｉ ０２ 、 Ｓｂ ２０３ ニ換算して本発明
例のものでは２．５．２．５および１モル％以上含まれ
ている事がわかった。酸化ビスマスの役割は融剤として
働き、酸化珪素や酸化チタン、酸化アンチモンの拡散あ
るいは亜化亜鉛との反応を促進するものと考えられる。
そして酸化ビスマスにより素体に拡散されたＳｉ 、
Ｔｉ 。
Ｔｉ 。
およびｓｂが高抵抗層となり耐電圧特性並びに耐パルス
特性を向上させている。本発明により得られた電圧非直
線抵抗体は耐電圧特性に優れ、大電流パルスに対する変
化率も小ざく、優れた安定性を示す事がわかる。この事
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知からみて
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良く、例
えば水酸化物、炭酸化物、シュウ酸化物等であっても同
じ効果が得られることは言うまでもない。
特性を向上させている。本発明により得られた電圧非直
線抵抗体は耐電圧特性に優れ、大電流パルスに対する変
化率も小ざく、優れた安定性を示す事がわかる。この事
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知からみて
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良く、例
えば水酸化物、炭酸化物、シュウ酸化物等であっても同
じ効果が得られることは言うまでもない。
又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、Ｍ’Ｓ特性や
耐電圧特性を更に向上させる為に当該電圧非直線抵抗体
の外側にガラス成分などを焼付ける事は望ましい事であ
る。
上させる目的で他の成分を加えてもよく、Ｍ’Ｓ特性や
耐電圧特性を更に向上させる為に当該電圧非直線抵抗体
の外側にガラス成分などを焼付ける事は望ましい事であ
る。
［発明の効果］
以上述べ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体の側面に、酸化ビスマス、酸
化珪素、酸化チタン、酸化アンチモンを、Ｂ−ｉ２０ｉ
、５ｉｏ２．ＴｉＯ２゜Ｓｂ ２０３に換算してそれぞ
れ０．３〜２０モル％、２５〜５０モル％、２５〜５０
モル％、５〜５０モル％の範囲内で総和が１００モル％
となる組成比の物質を塗布したのち焼結し、非直線抵抗
体側面にＳｉ 、Ｔｉ 、Ｓｂを含む高抵抗層を形成し
た事によりｒｒ４電圧特性、大電力パルス特性に優れた
信頼性の高い特性を有する電圧非直線抵抗体を提供する
事が出来る。
圧非直線性を有する焼結体の側面に、酸化ビスマス、酸
化珪素、酸化チタン、酸化アンチモンを、Ｂ−ｉ２０ｉ
、５ｉｏ２．ＴｉＯ２゜Ｓｂ ２０３に換算してそれぞ
れ０．３〜２０モル％、２５〜５０モル％、２５〜５０
モル％、５〜５０モル％の範囲内で総和が１００モル％
となる組成比の物質を塗布したのち焼結し、非直線抵抗
体側面にＳｉ 、Ｔｉ 、Ｓｂを含む高抵抗層を形成し
た事によりｒｒ４電圧特性、大電力パルス特性に優れた
信頼性の高い特性を有する電圧非直線抵抗体を提供する
事が出来る。
第１図は本発明に係る電圧非直線抵抗体の構造を示す断
面図、第２図はＴｉ ０２ ／Ｂｉ ２０ヨ＝１、○、
Ｂｉ２０３１０モル％に固定した時のＴｉ ０２ ＋３
ｉ０２及びＳｂ ２０３と耐電圧特性との関係を示す図
、第３図はＢｉ２Ｏ３゜Ｓｂ ２０３を固定した時のＴ
ｉＯ２及び５ｉ０２と耐電圧特性との関係を示す図、第
４図はＴｉ ０２ ／Ｓｉ ０２ ＝ １．０．
Ｓｂ ２０３１５．０モル％に固定した時の３ｉ２
０３の添加量と耐電圧特性との関係を示す図である。 １・・・焼結素体、２・・・高抵抗層、３・・・電橿。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１０ 第２図 ５ｂ２０３０ ２０ ４０ ６０ ８０
＋ＯＯ第３図 ［３ｉｚ Ｏ３王−ル７゜
面図、第２図はＴｉ ０２ ／Ｂｉ ２０ヨ＝１、○、
Ｂｉ２０３１０モル％に固定した時のＴｉ ０２ ＋３
ｉ０２及びＳｂ ２０３と耐電圧特性との関係を示す図
、第３図はＢｉ２Ｏ３゜Ｓｂ ２０３を固定した時のＴ
ｉＯ２及び５ｉ０２と耐電圧特性との関係を示す図、第
４図はＴｉ ０２ ／Ｓｉ ０２ ＝ １．０．
Ｓｂ ２０３１５．０モル％に固定した時の３ｉ２
０３の添加量と耐電圧特性との関係を示す図である。 １・・・焼結素体、２・・・高抵抗層、３・・・電橿。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１０ 第２図 ５ｂ２０３０ ２０ ４０ ６０ ８０
＋ＯＯ第３図 ［３ｉｚ Ｏ３王−ル７゜
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 焼結体自身が電圧非直線特性を有する酸化亜鉛を主成分
とする焼結体の側面に酸化ビスマス、酸化珪素、酸化チ
タン、酸化アンチモンを、 Ｂｉ＿２Ｏ＿３、ＳｉＯ＿２、ＴｉＯ＿２、Ｓｂ＿２Ｏ
＿３に換算してそれぞれ０．３〜２０モル％、２５〜５
０モル％、２５〜５０モル％、５〜５０モル％の範囲内
で総和が１００モル％となる組成比の物質を塗布したの
ち焼結し、非直線抵抗体の側面に高抵抗層を形成したこ
とを特徴とする電圧非直線抵抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219907A JPS6197905A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 電圧非直線抵抗体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59219907A JPS6197905A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 電圧非直線抵抗体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197905A true JPS6197905A (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=16742894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59219907A Pending JPS6197905A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 電圧非直線抵抗体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197905A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4967452A (en) * | 1988-09-17 | 1990-11-06 | Yoshida Kogyo, K.K. | Attaching device for garment fastener element |
| JP2018010926A (ja) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | 日亜化学工業株式会社 | 光反射膜及び発光素子 |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP59219907A patent/JPS6197905A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4967452A (en) * | 1988-09-17 | 1990-11-06 | Yoshida Kogyo, K.K. | Attaching device for garment fastener element |
| JP2018010926A (ja) * | 2016-07-12 | 2018-01-18 | 日亜化学工業株式会社 | 光反射膜及び発光素子 |
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